不同腐殖酸肥用量對花生生長發育和產量的影響

梁 滿張 昆沈 一劉永惠沈 悅張旭堯陳志德*

(1.江蘇省農業科學院經濟作物研究所,江蘇 南京 210014;2.山東農業大學農學院/作物生物學國家重點實驗室,山東 泰安 271018)

花生(ArachishypogaeaL.)是我國重要的經濟作物和油料作物,在國民生產中占有重要地位[1]?；ㄉ鳛橐环N高產作物,用途廣泛,市場需求量大?；实耐度胧翘岣咦魑锂a量的重要手段之一[2],但不合理的化肥施用不僅會抑制作物的生長發育[3],同時隨施用年限的增加,還會造成土壤板結、鹽漬化、土壤酸化、肥料利用率下降等一系列負面效應[4-5],直接導致農產品品質下降[6]。當下為了追求產量,花生化肥施用量一直很高[7],因此研究專用肥對花生生長發育和產量的影響及降低花生種植過程中過量化肥對農業存在的污染風險等具有重要意義。

腐殖酸是動植物遺骸經過微生物的分解和轉化以及一系列的化學過程積累起來的一種有機物,能改善土壤品質,提高肥料利用率和作物產量[8-9]。研究表明,腐殖酸復混肥能促進番茄幼苗生長及對N、P、K的吸收,增加番茄產量和品質[10]。杜會英等[11]認為在投入養分量相等條件下,腐殖酸能促進葡萄葉片中葉綠素的合成代謝和果實對養分的吸收,增加葡萄產量。張利民等[12]研究發現施用活性腐殖酸緩釋肥比施用普通復合肥的花生生長更穩健,增產效果更顯著。但是,已有研究多集中于腐殖酸肥與普通復合肥或不施肥對于作物生長發育、產量形成和肥料利用效率的比較研究,而有關腐殖酸肥不同用量之間的研究鮮見報導。

因此,本研究通過設置不同梯度的活性腐殖酸復合肥用量,研究其對花生生長發育和產量的影響,為探明專用肥對花生的施用效果提供理論依據和技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2021年5-9月在江蘇省農科院六合試驗基地進行,土壤類型為馬肝土,冬閑田,耕層(0～20 cm),土層有機質含量為10.60 g/kg,全氮0.71 g/kg,硝態氮6.49 mg/kg,銨態氮9.12 mg/kg,全磷0.42 g/kg,全鉀15.68 g/kg,速效磷26.09 mg/kg,速效鉀249.11 mg/kg。

1.2 試驗設計

供試花生品種為寧泰9922,設5個處理:普通三元復合肥750 kg/hm2(CK1),不施肥(CK2),腐殖酸復合肥750 kg/hm2(T1),腐殖酸復合肥609 kg/hm2(T2),腐殖酸復合肥525 kg/hm2(T3)。壟作種植,壟底寬80 cm,壟面寬40 cm,壟上分別播2行花生,行距35 cm,穴距18 cm,每穴2株,裂區設計,3次重復。試驗地選擇通風透光、無遮蔭、地勢平坦、排灌方便、前茬一致的地塊。

1.3 田間管理

試驗田旋耕2次,機械起壟,起壟前拌土撒施3%辛硫磷顆粒劑15.0 kg/hm2防治地下害蟲;5月9日人工播種,每穴播3粒,留2苗;5月13日噴撒除草劑(異丙甲草胺);5月25日人工除草1次,以后不定期人工除草;5月29日撒施10%啶蟲脒乳油20 mL 和25%吡唑醚菌酯懸浮劑450 g/hm2防治薊馬和根腐病;7月13日施用花生超生寶375 g/hm2和阿維菌素300 mL/hm2進行化控和食葉性害蟲防控;9月7日開始收獲。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 農藝性狀

收獲期進行植株取樣調查,每小區選取生長一致的樣點,連續10株,按單株考察記載主莖高、側枝長、總分枝數、主莖綠葉數、單株飽果數、單株秕果數、單株爛果數、單株幼果數。

1.4.2 植株干物質

分別于花生幼苗期、開花下針期、結莢期、飽果成熟期、收獲期,每個處理選取代表性樣株花生10株(3次重復,下同),105℃殺青30 min,80℃烘至恒質量,計算干物質[13]。

1.4.3 產量

每個處理分別進行測產:莢果充分曬干后,去除雜質、幼果、爛果等,按小區稱質量計產。

1.4.4 產量性狀

從曬干的莢果中隨機取樣500 g考種,考種項目包括:千克果數、飽果數、秕果數、千克仁數、飽仁數、秕仁數、百果質量、百仁質量。

1.4.5 收獲指數

收獲指數=經濟產量/生物學產量[14]。

1.4.6 肥料貢獻率和農學利用率

肥料貢獻率/%=(施肥處理產量-不施肥處理產量)/施肥處理產量×100;

農學利用率/(kg·kg-1)=(施肥處理產量-不施肥處理產量)/施肥量[15-17]。

1.5 數據處理與分析

所有數據采用Excel 2016進行整理,并采用SPSS 22.0軟件進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同腐殖酸肥用量對花生農藝性狀的影響

表1可知,不同施肥量對花生植株性狀有一定影響,主莖高和側枝長表現為CK1＞CK2＞T1＞T3＞T2,說明腐殖酸肥可有效降低株高,防止花生徒長。而從分枝數和主莖綠葉數來看,3種腐殖酸肥用量處理均高于CK1 和CK2,但T1、T2和T3之間的差異并不顯著。

表1 不同施肥量對花生農藝性狀的影響Table 1 Effects of different application rates of fertilization on agronomic characteristics of peanut

不同施肥量對花生莢果性狀也存在影響。與CK1和CK2相比,T1、T2和T3處理下單株飽果數具有顯著優勢,其中T1的單株飽果數較T2、T3分別增加4.9%和4.4%。T1、T2和T3處理下單株秕果數、單株爛果數和單株芽果數差異不顯著,但均低于CK1。

2.2 不同腐殖酸肥用量對花生干物質積累的影響

不同施肥量下,花生的單株干物質積累隨著生育時期的推移變化趨勢基本一致,但各生育時期內存在一定差異(圖1)。與CK1和CK2相比,施加腐殖酸肥均顯著增加了花生生育后期的單株干物質積累量,其中在播種后第108 d時,T1、T2和T3處理單株干物質積累量較CK1分別增加15.7%、14.0%和4.9%,較CK2分別增加26.5%、24.5%和14.6%。3種腐殖酸處理相比,在播種后第36、54 d時,T2高于T1和T3;在播種后第72、90、108 d時,單株干物質積累表現為T1＞T2＞T3,其中T1和T2單株干物質量在播種第54 d和72 d期間產生交叉;在播種后第108 d時,T1的單株干物質量較T2、T3分別增加1.6%和10.3%。

圖1 不同施肥量對花生單株干物質積累的影響Fig.1 Effect of different application rates of fertilization on dry matter accumulation per peanut plant

2.3 不同腐殖酸肥用量對花生產量構成因素的影響

由表2可知,不同施肥量對花生產量構成因素的影響存在差異。與CK1 和CK2相比,腐殖酸肥處理對飽果數、飽仁數、百果質量和百仁質量具有顯著優勢,其中T1、T2 和T3 之間的飽果數、飽仁數差異不顯著,T1的百果質量、百仁質量較T2和T3分別增加2.4%、1.9%和4.5%、5.7%。CK1 和CK2 處理下千克果數、千克仁數、秕果數和秕仁數顯著高于T1、T2和T3,秕果數和秕仁數表現為T3＞T2＞T1。說明隨著腐殖酸肥的用量增加,可以有效提高花生的產量性狀。

表2 不同施肥量對花生產量構成的影響Table 2 Effect of different application rates of fertilization on yield components of peanut

2.4 不同腐殖酸肥用量對花生產量和收獲指數的影響

不同腐殖酸肥用量顯著影響花生的產量和收獲指數(圖2)。腐殖酸處理下的產量顯著高于CK1和CK2,腐殖酸處理之間的產量表現為T1＞T2＞T3,可見隨著腐殖酸肥的用量增加,花生產量有明顯的上升趨勢,T1的產量達到5194.8 kg/hm2,較T2和T3分別增加7.46%、22.73%。說明T1處理可以獲得較高的花生產量。與CK1和CK2相比,腐殖酸肥在顯著增加了花生生育后期的單株干物質積累量的同時,也顯著增加了花生的收獲指數,其中T1的收獲指數較T2和T3分別增加1.6%、10.3%。

圖2 不同施肥量對花生產量和收獲指數的影響Fig.2 Effect of different application rates of fertilization on peanut yield and harvest index

2.5 不同腐殖酸肥用量對肥料貢獻率和農學利用率的影響

表3可看出,不同用量的腐殖酸肥處理下的肥料貢獻率和農學利用率顯著高于CK1,3種腐殖酸處理之間的肥料貢獻率表現為T1＞T2＞T3,T1的肥料貢獻率和農學利用率分別達到26.85%和1.86,遠高于CK1?？梢?施用腐殖酸肥能改良培肥土壤,更能有效提高肥料利用率。

表3 不同施肥量對肥料貢獻率和農學利用率的影響Table 3 Effect of different application rates of fertilization on fertilizer contribution rate and agronomic utilization rate

3 討論與結論

3.1 不同腐殖酸肥用量與花生生長發育的關系

我國是化肥施用大國,但是化肥綜合利用效率低[15,18]。為了提高肥料利用率,降低化肥用量,開展作物專用肥的研究具有重要意義。近年來,腐殖酸肥的應用已經成為保護和治理生態環境的重要措施之一[19]。前人研究發現,適宜濃度條件下,腐殖酸能夠促進植物生長[20];Adain等[21]報道腐殖酸能夠使番茄根部的干質量增加18%,同時又能增強植物的生理活性;Fagbenro等[22]研究表明腐殖酸對柚木幼苗的月生長率、高度、總干物質都有顯著的促進作用。本研究發現,腐殖酸肥處理下的花生植株側枝長和主莖綠葉數均高于普通三元復合肥和不施肥處理,且單株飽果數具有優勢,說明腐殖酸肥有利于花生的生長發育和綠色覆蓋度,同時這可能也是導致腐殖酸肥處理下的花生在生育后期干物質積累高于另外兩個對照處理的原因;在顯著增加了花生生育后期單株干物質量的同時,腐殖酸肥也增加了花生的收獲指數。由此可見,本試驗條件下,腐殖酸肥能夠促進花生的生長發育,這與前人的研究結果一致。

3.2 不同腐殖酸肥用量與花生產量的關系

許多研究表明,在土壤中施用腐殖酸肥不僅可以改善作物的生長環境,提高肥料的利用率,還可以促進作物的生長,從而達到增產增收的效果[23-25]。本試驗中,腐殖酸肥處理下的飽果數、飽仁數、百果質量和百仁質量具有顯著優勢,表明腐殖酸對花生的生長具有促進作用,增加了飽果期的單果質量;而這些產量構成因素的增加,也使得不同腐殖酸肥用量下的花生產量顯著高于普通三元復合肥和不施肥,這與張利民等[12]的研究結果基本一致;隨著腐殖酸肥用量的增加,花生產量有明顯的上升趨勢,以750 kg/hm2的用量效果最好,產量達到5 194.8 kg/hm2,但是產量漲幅趨于平穩的具體“拐點”還有待進一步研究。崔文娟等[26]研究認為土壤中施用的腐殖酸肥料能夠與土壤中的養分離子發生反應,從而減少養分的損失,提高肥料的利用率。本試驗中,腐殖酸肥處理下的肥料貢獻率和農學利用率顯著高于普通三元復合肥,其中肥料貢獻率隨腐殖酸肥用量的增加而顯著提高,這說明腐殖酸肥更能優化土壤特性,且隨著施入量的增加達到增強土壤肥力,提高施肥肥效的目的。但本試驗品種單一、生育期數據樣本量較少,有關腐殖酸肥對花生生長發育和產量的影響還需要進一步深入研究和驗證。