單粒精播對花生產(chǎn)量、光合特性及干物質(zhì)積累的影響

楊吉順 齊林 李尚霞

摘要：以高產(chǎn)大花生品種花育25號為試驗材料，研究不同密度下單粒精播對花生產(chǎn)量、光合特性及干物質(zhì)積累的影響。結(jié)果表明，單粒精播處理產(chǎn)量顯著增加，與雙粒播種相比，單粒播種處理分別增產(chǎn)12.6%、19.8%、13.0%、11.4%、9.9%和10.0%。百果質(zhì)量、單株果數(shù)和飽果數(shù)表現(xiàn)出和產(chǎn)量基本相同的趨勢。單粒精播花生單葉光合速率，群體光合速率（CAP），莖、葉和莢果干物質(zhì)積累量均高于雙粒播種，而群體呼吸速率（CR）表現(xiàn)為隨著密度的增加而增加的趨勢，但群體呼吸速率占群體光合速率的比例（CR/TCAP）表現(xiàn)為D1、D2和D3處理顯著低于雙粒播種，單粒精播處理間呈現(xiàn)出先減小后增大的趨勢，D2處理最低?？梢姡珼2處理有利于減少花生植株呼吸消耗，更有利于花生干物質(zhì)的積累。

關(guān)鍵詞：花生;單粒精播;產(chǎn)量;光合特性;群體光合速率;群體呼吸速率;干物質(zhì)積累

中圖分類號： S565.204? 文獻標志碼： A? 文章編號：1002-1302（2020）06-0064-04

花生（Arachis hypogaea L.）是我國重要的油料作物和經(jīng)濟作物，花生的持續(xù)增產(chǎn)對保障我國食用油脂安全具有重要意義[1]。目前，花生生產(chǎn)上仍然采用傳統(tǒng)雙粒播種為主的栽培模式，較單粒精播可有效減少缺苗斷壟的發(fā)生，而同穴雙株之間過窄的株距及較大的種植密度容易造成植株間競爭加劇，個體發(fā)育受到限制，生育中期、后期群體環(huán)境惡化，導(dǎo)致葉片過早衰老，影響花生產(chǎn)量的進一步提高[2-3]。另外，傳統(tǒng)雙粒播種用種量大，提高了花生的生產(chǎn)成本，大?；ㄉ贩N一般需要種子300～375 kg/hm2，中小粒型品種一般需要220～270 kg/hm2，全國用于做種的花生約為150萬t/年，相當于全國花生總產(chǎn)量的10%左右，種子投入量占農(nóng)資投入量的40%～50%[4]，因此，在保持花生產(chǎn)量穩(wěn)定的條件下，減少用種量，可以實現(xiàn)降低成本、提高經(jīng)濟效益的目的?；ㄉ鷨瘟＞ナ且豁椥兄行У墓?jié)種、高產(chǎn)和高效的栽培技術(shù)。該技術(shù)改傳統(tǒng)的雙粒播種為單粒精播，減少穴播粒數(shù)地增加穴數(shù)，不僅節(jié)約了用種量，而且有利于實現(xiàn)花生的機械化操作，王才斌等研究認為，高產(chǎn)條件下，改雙粒播種種植為單粒精播種植，可以充分發(fā)揮單株生產(chǎn)力，更有利于群體高產(chǎn)[5]。通過大田試驗和生產(chǎn)示范證明，與傳統(tǒng)雙粒播種相比，單粒精播技術(shù)在節(jié)種20%的前提下，仍可增產(chǎn)10%左右，生產(chǎn)成本卻大幅度下降[6]。馮燁等研究表明，單粒精播能夠有效協(xié)調(diào)根冠比，壯個體，強群體，充分發(fā)揮花生單株生產(chǎn)潛力，提高花生花后活性氧代謝水平，延緩花生后期的衰老進程，增加莢果的干物質(zhì)積累[7-8]。本試驗在前人的基礎(chǔ)上，采用高產(chǎn)大花生品種花育25號，研究了不同密度單粒精播對花生產(chǎn)量、光合特性及干物質(zhì)積累特性的影響，并進一步探明了單粒精播種植模式的最佳種植密度，以期為更好地推廣單粒精播種植模式提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

試驗于2017年在山東省花生研究所萊西試驗站大田內(nèi)進行，供試花生品種為花育25號，土壤為沙壤土，耕層（0～20 cm）土壤養(yǎng)分含量見表1。

試驗采用大田種植方式，以雙粒播種（CK）為對照，單粒精播設(shè)置180 000（D1）、195 000（D2）、210 000（D3）、225 000（D4）、240 000（D5）、255 000株/hm2 （D6）6個密度處理，3次重復(fù)，隨機區(qū)組排列。田間管理同一般大田。

1.2 測定項目及方法

1.2.1 干物質(zhì)積累的測定 從出苗后15 d開始，每10 d取樣1次，每個小區(qū)取樣10株（5穴），將整株分為莖、葉和莢果3個部分，于烘箱內(nèi)105 ℃殺青0.5 h，然后將溫度調(diào)至80 ℃烘干并稱質(zhì)量。

1.2.2 單株葉片凈光合速率 用英國產(chǎn)的CIRAS-Ⅱ光合測定系統(tǒng)進行測定。在花生花針期、結(jié)莢期與飽果期選取受光方向和生長一致的葉片于典型晴天09：00—14：00測定主莖倒3葉的凈光合速率。

1.2.3 群體光合速率（CAP）和群體呼吸速率（CR） 群體光合速率的測定采用董樹亭等的方法[9]并略有改進。于花針期、結(jié)莢期和飽果期選擇晴天無云天氣，光照度穩(wěn)定在1 400～1 600 μmol/（m2·s），用GXH-305型紅外線CO2分析儀在田間直接測定。同化箱長1.0 m，寬0.9 m，高1.0 m，箱內(nèi)用風扇攪拌氣體，框架外罩透明聚酯薄膜。采用閉路系統(tǒng)，重復(fù)3次，每次測定60 s。用遮光布罩遮光后測定群體呼吸速率。在群體結(jié)構(gòu)相近的田地上，剪去與同化箱底大小相同面積地表上的植株后，測定土壤呼吸釋放的CO2，測定方法同群體光合速率（CAR），以修正群體光合速率和群體呼吸速率（CR）的測定值。計算群體呼吸速率占群體總光合速率（TCAR）的比例：CR/TCAP=CR/（CR+CAP）。

1.2.4 測產(chǎn) 成熟期每個處理取中間2行，每行連續(xù)取長勢良好的10穴，自然風干，用于室內(nèi)考種及收獲期農(nóng)藝性狀（單株果數(shù)、主莖高、側(cè)枝長和分枝數(shù)）的考察，收獲長勢均勻具有代表性的2 m2自然晾干用于折算產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 單粒精播對花生光合特性的影響

2.1.1 單粒精播對花生單株葉片凈光合速率的影響 如表2所示，隨著生育進程的推進，各處理單株葉片凈光合速率均在飽果成熟期達到最高值。不同處理間相比，除飽果成熟期D6略低于CK外，其余各單粒播種處理均高于雙粒播種，而單粒播種處理凈光合速率隨著種植密度的增大呈下降趨勢。開花下針期時，D1～D4處理之間無顯著差異，但均顯著高于D5、D6與CK;結(jié)莢期與飽果成熟期則表現(xiàn)為D1、D2顯著高于D3、D4，又顯著高于D5、D6與CK，且不同處理間的差異有增大的趨勢。由此可見，單粒精播對花生單株葉片凈光合速率的影響在生育前期較小，生育后期單粒精播更有利于花生凈光合速率維持在較高水平，從而為花生籽仁的充實提供物質(zhì)基礎(chǔ)。

2.1.2 單粒精播對花生群體光合速率與呼吸速率的影響 如表3所示，群體光合速率（CAP）表現(xiàn)為單粒精播處理均高于雙粒播種，除D6處理以外均達到顯著水平，而單粒精播處理之間相比較，CAP隨著密度的增加而呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，D2處理為最高。群體呼吸速率（CR）僅D1與D2處理低于雙粒播種，其余處理均高于雙粒播種，單粒精播處理的CR隨著密度的增加呈逐漸增大的趨勢。而CR/TCAP則表現(xiàn)為單粒精播D1、D2和D3處理顯著低于雙粒播種，單粒精播處理間呈現(xiàn)出先減小后增大的趨勢，D2處理為最低。

2.2 單粒精播對花生干物質(zhì)積累量的影響

2.2.1 單粒精播對花生葉片干物質(zhì)積累量的影響 由圖1可知，葉片干物質(zhì)積累量隨著生育進程的推進呈先增加后減小的趨勢，在播種后75 d達到最高值，之后呈降低趨勢，單粒精播葉片干物質(zhì)積累量隨著密度的增加而呈降低趨勢，除生育后期D6處理略低于雙粒播種以外，其余均高于雙粒播種。

2.2.2 單粒精播對花生莖稈干物質(zhì)積累量的影響 如圖2所示，莖稈干物質(zhì)積累量表現(xiàn)出與葉片干物質(zhì)積累量相似的趨勢，除D6處理在生育后期略低于CK之外，單粒精播處理莖稈干物質(zhì)積累量均顯著高于雙粒播種，而單粒精播不同密度之間比較，隨著密度的增加，莖稈干物質(zhì)積累量呈降低的趨勢。

2.2.3 單粒精播對花生莢果干物質(zhì)積累量的影響 如圖3所示，花育25號莢果干物質(zhì)積累量隨著生育進程的推進而增加，而除D6處理干物質(zhì)積累量在花后55 d低于雙粒播種以外，單粒精播處理的莢果干物質(zhì)積累量均顯著高于雙粒播種。單粒精播處理的莢果干物質(zhì)積累量隨著密度的增加而降低。

2.3 單粒精播對花生產(chǎn)量及植株農(nóng)藝性狀的影響

如表4所示，各處理產(chǎn)量以雙粒播種最低，以D2產(chǎn)量最高，而密度超過195 000株/hm2的單粒精播處理的產(chǎn)量隨著密度的增大而呈減小的趨勢。與雙粒播種相比，單粒精播分別增產(chǎn)12.6%、197%、13.0%、11.3%、9.8%和10.1%。百果質(zhì)量、單株果數(shù)和百仁質(zhì)量表現(xiàn)出和產(chǎn)量基本相同的趨勢。主莖高表現(xiàn)為D4、D5與D6顯著高于其他處理，三者之間無顯著差異;側(cè)枝長表現(xiàn)為D1、D2顯著高于其他處理，單粒精播處理之間的側(cè)枝長隨著密度的增加而減短;分枝數(shù)與側(cè)枝長表現(xiàn)出相似的趨勢，單粒精播處理均多于雙粒播種。

3 討論

光合作用是產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)，作物干物質(zhì)90%以上來源于光合作用。許多研究認為，作物生長發(fā)育過程中光合生理特性與其籽粒產(chǎn)量關(guān)系密切[10]。本研究表明，單粒精播可有效提高花生倒3葉凈光合速率，尤其有利于花生生育后期的凈光合速率維持在較高的水平，從而有利于花生光合產(chǎn)物的形成，為花生產(chǎn)量的提高提供物質(zhì)基礎(chǔ)。作物的生產(chǎn)是一個種群的過程，而非個體表現(xiàn)[11]，群體光合速率能準確地描述單位土地面積上的光合能力，而且綜合了基因型效應(yīng)、葉片形態(tài)、冠層結(jié)構(gòu)等[12];作物產(chǎn)量與群體光合速率的關(guān)系較單葉光合速率更為緊密[13]。本研究表明，花生單粒精播處理群體光合速率（CAP）均高于雙粒播種，單粒精播不同密度之間表現(xiàn)為先增大后減小的趨勢，D2處理最高，可見單粒精播有利于花生群體光合速率的提高，而密度過大會造成群體內(nèi)通風透光性較差，不利于花生群體發(fā)育。而群體呼吸速率（CR）僅D1與D2處理低于雙粒播種，其余處理均高于雙粒播種，單粒精播處理CR隨著密度的增加呈逐漸增大的趨勢;而群體呼吸速率占群體總光合速率的比例（CR/TCAP）則表現(xiàn)為單粒精播D1、D2和D3處理顯著低于雙粒播種，單粒精播處理間呈現(xiàn)出先減小后增大的趨勢，D2處理最低，由此可見，單粒精播有利于降低花生群體呼吸消耗，從而促使更多的光合產(chǎn)物用于莢果的干物質(zhì)積累，為花生高產(chǎn)提供前提。

干物質(zhì)是莢果形成的基礎(chǔ)，同一品種在同一生態(tài)條件下的生育時間往往相對穩(wěn)定，產(chǎn)量主要取決于干物質(zhì)的積累速率[14-15]。本研究表明，單粒精播有利于花生植株莖稈、葉片和莢果的干物質(zhì)積累，為花生產(chǎn)量的提高提供物質(zhì)基礎(chǔ)。

單位面積作物高產(chǎn)主要靠增加群體密度，而高密度條件下群體與個體矛盾更加突出。密植群體形成高產(chǎn)的關(guān)鍵在于構(gòu)建合理的群體結(jié)構(gòu)[16]。雖然單粒精播花生單位面積植株數(shù)量有所降低，但個體發(fā)育較好，充分發(fā)揮了單株增產(chǎn)潛力[17]，單位面積果數(shù)顯著高于雙粒穴播。孫彥浩等認為，花生要進一步獲得高產(chǎn)，應(yīng)在增加群體果數(shù)的同時，提高雙仁果率和飽果率[18]。本研究表明，單粒精播能顯著增加莢果產(chǎn)量，其中D2處理增產(chǎn)效果最佳，與對照相比增產(chǎn)達19.7%，增產(chǎn)的原因主要是增加了單株結(jié)果數(shù)從而增加了群體果數(shù)。

4 結(jié)論

作物的生產(chǎn)是一個種群的過程，而非個體表現(xiàn)，要獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，就必須使個體、群體和環(huán)境相協(xié)調(diào)達到最優(yōu)化[19]。趙雙進等認為，作物群體產(chǎn)量最高時，其單株在田間的分布應(yīng)該處于最佳狀態(tài)[20]。以上結(jié)果表明，單粒精播技術(shù)可促進花生植株個體發(fā)育，充分發(fā)揮花生個體潛力，使花生群體與個體得到協(xié)調(diào)發(fā)展，促進花生產(chǎn)量的提高。在本試驗條件下，花育25號以單粒精播 195 000株/hm2 密度為最佳種植方式。

參考文獻：

[1]萬書波. 山東花生六十年[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)科學技術(shù)出版社，2009.

[2]李安東，任衛(wèi)國，王才斌，等. 花生單粒精播高產(chǎn)栽培生育特點及配套技術(shù)研究[J]. 花生學報，2004，33（2）：17-22.

[3]梁曉艷，郭 峰，張佳蕾，等. 單粒精播對花生冠層微環(huán)境、光合特性及產(chǎn)量的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學報，2015，26（12）：3700-3706.

[4]吳繼華，王 偉，張秀云. 河南麥套花生可持續(xù)發(fā)展思路與技術(shù)對策[J]. 農(nóng)業(yè)科技通訊，2008（1）：22-25.

[5]王才斌，成 波，遲玉成，等. 高產(chǎn)花生單粒植群體密度研究[J]. 花生科技，1996（3）：17-19.

[6]邵長亮. 花生單粒精播節(jié)種高產(chǎn)理論與技術(shù)研究[D]. 青島：青島農(nóng)業(yè)大學，2005.

[7]馮 燁，郭 峰，李寶龍，等. 單粒精播對花生根系生長、根冠比和產(chǎn)量的影響[J]. 作物學報，2013，39（12）：2228-2237.

[8]馮 燁，李寶龍，郭 峰，等. 單粒精播對花生活性氧代謝、干物質(zhì)積累和產(chǎn)量的影響[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學，2013，45（8）：42-46.

[9]董樹亭，高榮岐，胡昌浩，等. 玉米花粒期群體光合性能與高產(chǎn)潛力研究[J]. 作物學報，1997，23（3）：318-325.

[10]Jiang G M，Hao N B，Bai K Z，et al. Chain correlation between variables of gas exchange and yield potential in different winter wheat cultivars[J]. Photosynthetica，2000，38（2）：227-232.

[11]趙松嶺，李鳳民，張大勇. 作物生產(chǎn)是一個種群過程[J]. 生態(tài)學報，1997，17（1）：100-104.

[12]Wall G W，Kanemasu E T. Carbon dioxide exchange rate in wheat canopies. Part Ⅰ. Influence of canopy geometry on trends in leaf area index，light interception and instantaneous exchange rates[J]. Agricultural and Forest Meteorology，1990，49：81-102.

[13]Lin Z F，Ehleringer J. Photosynthetic characteristics of Amaranthus tricolor，a C4 tropical leafy vegetable[J]. Photosynthesis Research，1983，4：171-178.

[14]杜 紅，閆凌云，路紅衛(wèi)，等. 高產(chǎn)花生品種干物質(zhì)生產(chǎn)對產(chǎn)量的影響[J]. 中國農(nóng)學通報，2005，21（8）：104-106.

[15]楊偉強，宋文武，鞠 倩，等. 不同類型花生品種（系）干物質(zhì)積累特性研究[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學，2009（1）：47-49.

[16]Maddonni G，Chelle M，Drouet J L，et al. Light interception of contrasting azimuth canopies under square and rectangular plant spatial distributions：simulations and crop measurements[J]. Field Crops Research，2001，70（1）：1-13.

[17]趙長星，邵長亮，王月福，等. 單粒精播模式下種植密度對花生群體生態(tài)特征及產(chǎn)量的影響[J]. 農(nóng)學學報，2013，3（2）：1-5.

[18]孫彥浩，劉恩鴻，隋清衛(wèi)，等. 花生畝產(chǎn)千斤高產(chǎn)因素結(jié)構(gòu)與群體動態(tài)的研究[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學，1982（1）：71-75.

[19]金 劍，劉曉冰，王光華，等. 大豆高產(chǎn)群體的生態(tài)生理特征[J]. 中國油料作物學報，2003，25（3）：111-116.

[20]趙雙進，張孟臣，楊春燕，等. 栽培因子對大豆生長發(fā)育及群體產(chǎn)量的影響——Ⅰ.播期、密度、行株距（配置方式）對產(chǎn)量的影響[J]. 中國油料作物學報，2002，24（4）：31-34.萬淑紅，田應(yīng)兵，許昌雨，等. 氮素調(diào)控對水稻黃華占生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學，2020，48（6）：68-72.