李 強，顧元國，王 娟，賈東海，張 樂，陳躍華

(1.新疆農業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所,烏魯木齊 830091；2.吉林省吉林市農業(yè)科學院,吉林 132101)

新疆旱區(qū)不同種植密度對花生光合生理及產(chǎn)量的影響

李 強1，顧元國1，王 娟1，賈東海1，張 樂2，陳躍華1

(1.新疆農業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所,烏魯木齊 830091；2.吉林省吉林市農業(yè)科學院,吉林 132101)

【目的】探尋在新疆旱區(qū)不同密度處理花生的光合生理及產(chǎn)量變化，找出在新疆特殊生態(tài)條件下密度與產(chǎn)量的最佳配置,以指導生產(chǎn)實踐?！痉椒ā吭O置5種(A～E)不同密度，采用隨機區(qū)組設計，研究花生光合生理變化及產(chǎn)量性狀變化規(guī)律?！窘Y果】種植密度對花生干物質積累、葉面積指數(shù)、葉綠素含量及光合勢影響較大，在出苗后44 d，在低密度范圍內(1.35×105～1. 5×105穴/hm2)，單位面積干物質積累量隨密度的增加呈增加趨勢；在高密度范圍內(1.65×105～1.95×105穴/hm2)，單位面積干物質積累量隨密度的增加呈減少趨勢。不同群體密度下的葉面積系數(shù)隨著生育期的增長不斷增加，出苗后98 d達到最大值，出苗后107 d，密度進一步增加，葉面積系數(shù)反而下降。葉綠素含量整體趨勢高密度處理(1.65×105～1.95×105穴/hm2)葉綠素含量高于低密度處理(1.35×105～1.5×105穴/hm2)。光合勢在出苗后64～77 d的群體光合勢最大，約占整個生育階段的18%～20%。群體光合勢隨著密度的增加先升高后下降趨勢?！窘Y論】高密度處理(1.65×105～1.95×105穴/hm2)在干物質積累、葉面積指數(shù)及葉綠素含量變化相對均衡，而在經(jīng)濟性狀及產(chǎn)量性狀均優(yōu)于低密度處理，相應的高密度配置在生產(chǎn)上更有利于產(chǎn)量形成。

新疆旱區(qū)；花生；密度；光合生理；產(chǎn)量性狀

0 引 言

【研究意義】花生是中國重要的經(jīng)濟作物和油料作物，在國民經(jīng)濟中占有重要地位?；ㄉ鳛槲覈嗣竦闹饕秤糜驮?，花生籽仁含油率達50%以上，在西北區(qū)處于蓬勃發(fā)展態(tài)勢，這對于解決我國食用油供應緊張有著積極意義，因而發(fā)展花生生產(chǎn)對緩解食用油脂供應不足具有重要作用[1]。新疆作為我國花生新產(chǎn)區(qū)，具有其獨特的地理優(yōu)勢。新疆屬于西北內陸花生產(chǎn)區(qū)，屬典型的溫帶大陸性干旱氣候，光照充足，晝夜溫差大，全年太陽總輻射量達550～570 kJ/cm2。新疆花生研究尚處于初級階段，除做了簡單引種試驗，尚未在深層技術研究中探索出適宜新疆花生種植的栽培技術。因此，如何發(fā)展新疆高效種植模式研究已經(jīng)成為亟待解決的問題[2-4]?！厩叭搜芯窟M展】有關研究的文獻較集中在國內花生主產(chǎn)區(qū)，其地理生態(tài)環(huán)境和新疆有著較大區(qū)別。史普想等[5]認為縮小行距，擴大株距，增加種植密度，有利于葉綠素含量維持較長時間，增大葉面積指數(shù)和干物質積累。楊勝和等[6]認為密度過大影響花生從營養(yǎng)生長轉入生殖生長，從而造成花生生育期推遲，同時，密度過大，通風透光較差，受光不均勻，植株纖細，造成農藝性狀降低。【本研究切入點】目前在花生密度研究方面主要集中于光照資源不太充分及低密度配置花生產(chǎn)區(qū)，而在新疆特殊地理氣候條件下不同種植密度下花生光合生理及對產(chǎn)量相關性狀的研究較少。對新疆地區(qū)花生最佳密度配置的研究將有助于在該地區(qū)超高產(chǎn)創(chuàng)建及花生產(chǎn)業(yè)發(fā)展。【擬解決的關鍵問題】研究新疆地區(qū)不同種植密度對花生產(chǎn)量影響，分析花生地上部光合生理及產(chǎn)量構成相關性狀，為進一步探討花生高產(chǎn)創(chuàng)建提供理論依據(jù)，探尋花生超高產(chǎn)的原因。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試花生品種為遠雜9102，由河南省農科院經(jīng)濟作物研究所提供。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

試驗于2014年在新疆農業(yè)科學院安寧渠試驗場進行，設A:1.35×105穴/hm2(CK)、B: 1. 5×105穴/hm2、C: 1.65×105穴/hm2、D: 1.8×105穴/hm2、E: 1.95×105穴/hm25個密度處理。小區(qū)長6 m，寬4 m,行距40 cm，穴距根據(jù)密度確定，每穴2粒。隨機排列，重復3次，

于2014年5月5日播種，全生育期澆水5次，鋤草3次。施底肥(磷酸二銨150 kg/hm2，尿素75 kg/hm2)，開花下針期追施尿素和磷酸二銨混合肥150 kg/hm2。從出苗到成熟每隔5～7 d測定一次莖、葉、莢果干物質、光合勢(LAD)、葉綠素含量(SPAD)、葉面積指數(shù)(LAI)等。

1.2.2 測定項目

干物質重：在各取樣期各處理分別選取長勢均勻植株5株，用自來水沖洗干凈，蘸干后從子葉節(jié)部將地上部與地下部分別剪開，在105℃條件下殺青30 min后，置于80℃下烘干至恒重，稱取其干重[7]。

葉面積、葉面積指數(shù)(LAI)：通過YWOS-YMJ2葉面積測定儀測定各時期葉面積，并通過單株葉面積計算葉面積指數(shù)(LAI)。

光合勢(LAD)：通過各時期測定的各處理間單株葉面積與不同處理間基本苗數(shù)及相隔測定時期得出。

LAD=各生育時期平均667 m2(畝)葉面積×生育時期。

葉綠素含量(SPAD)：用葉綠素測定儀SPAD502 ChlorophyⅡ Meter,結果用SPAD值表示。

產(chǎn)量：收獲時每小區(qū)去除邊行，每行取5 m長，測產(chǎn)面積為13 m2，折算成公頃產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

數(shù)據(jù)統(tǒng)計采用唐啟義的DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。采用Duncan法進行均值的多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同處理間物候期變化

不同處理間物候期變化無明顯差異，高密度處理自開花下針期比低密度處理都推遲1～2 d，成熟期相對退后2 d。低密度處理物候期之間保持一致，整個生育期為136 d。表1

表1 不同密度生育期

Table 1 Phenological phase change at different growth stages

處理Treatment播種期Sowing出苗期Emergence開花下針期Floweringneedleunderperiod結莢期Fruitingperiod成熟期Maturity生育天數(shù)(d)GrowthperiodA5月5日5月12日6月20日7月7日9月19日136B5月5日5月12日6月20日7月7日9月19日136C5月5日5月12日6月21日7月9日9月19日136D5月5日5月12日6月21日7月10日9月21日138E5月5日5月12日6月22日7月10日9月21日138

2.2 種植密度對花生干物質積累動態(tài)的影響

不同處理間花生干物質動態(tài)存在著一定差異。不同栽培密度條件下花生干物質積累動態(tài)表明，不同處理間干物質生長動態(tài)呈現(xiàn)拋物線形式。單位面積干物質積累量最高點出現(xiàn)在出苗后98 d，不同處理間單位面積干物質積累量1.80×105穴/hm2整個生育期表現(xiàn)出較高生長量，1.35×105穴/hm2在各處理間整個均表現(xiàn)出較低生長量。整個生育期1.80×105穴/hm2處理增加量與CK相比達到22.85%～107.14%。表明在一定高密度范圍內在新疆生態(tài)區(qū)花生具有一定自我調節(jié)能力，能夠具有較大的干物質增長量，而較低密度處理(CK)無法形成較高干物質增長量，從而無法形成較高生產(chǎn)力。圖1

2.3 種植密度對花生葉面積系數(shù)的影響

不同群體密度下的葉面積系數(shù)隨著生育期的增長不斷增加，出苗后98 d達到最大值，然后開始下降。不同密度群體間比較，隨著密度的增加，群體葉面積系數(shù)增加。至出苗后107 d，密度進一步增加，葉面積系數(shù)反而下降?？梢姡芏仍酱?，葉面積系數(shù)越大，生育后期葉面積系數(shù)下降越快，特別是在出苗后107 d密度超過適宜范圍后下降幅度越大。因此，只有在合理密度下，才能保證整個生育期的群體葉面積系數(shù)變化較為平穩(wěn)，且在成熟期有較高的葉面積系數(shù)。表2

圖1 不同密度下干物質生長動態(tài)

Fig.1 The influence of density on dry matter dynamic growth

表2 不同密度時期的葉面積系數(shù)

2.4 種植密度對花生葉綠素含量的影響

葉綠素與作物光合作用存在著密切關系，而且在作物產(chǎn)量形成方面也起到重要作用。不同密度配置葉綠素在不同生育時期呈現(xiàn)顯著或極顯著差異性。各處理葉綠素含量隨著生育期推進均呈現(xiàn)逐漸降低趨勢。D處理在出苗后44 d后，葉綠素含量明顯高于其它處理。整體趨勢高密度處理(1.8×105～1.95×105穴/hm2)葉綠素含量高于低密度處理(1.35×105～1.65×105穴/hm2)。由此可見，不同密度配置對葉綠素含量有著一定影響。表3

表3 不同種植密度冬油菜葉綠素含量變化

Table 3 Chlorophyll content of peanut at different stages under different densities (spad)

處理Treatment出苗后天數(shù)Daysafteremergence(d)31445264778898107A47 53aA46 67aA43 83aA39 83cB41 83bB36 83cB34 23bA33 20cBB46 17aA42 13bA44 83aA42 90bcAB41 47bB39 03bcAB35 10bA33 97bcABC46 00aA41 23bB44 87aA45 43abAB45 97aAB41 37abcAB35 67bA35 17bcABD45 87aA40 27bA45 13aA48 46aA47 70aA44 40aA42 73aA39 50aAE45 13aA40 07bB45 00aA46 17abAB46 50aAB42 37abAB39 30abA37 60abAB

注： a, b, c表示在0.05水平上顯著；A, B, C表示在0.01水平上顯著，下同

Note： a, b, c Significant at 0.05 level; A, B, C Significant at 0.01 level，the same as below

2.5 種植密度對花生光合勢的影響

光合勢是反映花生群體葉片光合能力的主要因素。隨著密度增加，不同處理的總光合勢呈現(xiàn)先增加后降低趨勢。就光合勢的不同生育階段來看，大部分光合勢主要集中在出苗后52 d至成熟期，而出苗后64～77 d的群體光合勢最大，約占整個生育階段的18%～20%。群體光合勢隨著密度的增加先升高后下降。群體密度的增加是群體葉面積增大，光合面積提高，群體光合勢增強，但當群體密度過大時，密度的進一步增加導致個體早衰，葉面積減少，光合勢下降。表4

表4 不同階段群體光合勢

Table 4 The photosynthetic potential at different group stages (104.m2.d)/hm2

處理Treatment出苗后天數(shù)Daysafteremergence(d)31～4444～5252～6464～7777～8888～9898～107總光合勢TotalphotosyntheticpotentialA5 817 0216 4722 6820 6620 1315 77108 56B11 2914 5627 9033 0729 8829 4525 32171 50C13 2617 2633 7739 4838 0841 9333 20216 98D17 1726 4859 8772 7164 3768 7248 89358 24E17 0823 9447 4859 3258 8365 6048 32320 59

2.6 種植密度對花生農藝性狀的影響

研究表明，花生產(chǎn)量與花生主要經(jīng)濟性狀存在密切相關。各處理單株果數(shù)差異；各處理間單株生產(chǎn)力處理D與其它處理間均達到顯著差異性。總體表現(xiàn)為處理D>處理C>處理E>處理B>處理A。處理A、處理B飽果率顯著低于處理C、處理D和處理E，說明適量增加密度能夠增加飽果率，從而增加單株生產(chǎn)力[9]。處理D百果重最大且極顯著高于其它處理，處理D百仁重也最大且顯著高于處理C，極顯著高于其它處理。表5

表5 不同密度配置下花生經(jīng)濟性狀

Table 5 Effect of density on economic characters of peanut

處理TreatmentABCDE主莖高(cm)Mainstemheight22 2±1 06bA22 4±0 51bA22 0±1 61bA24 6±0 74abA26 8±1 88aA側枝長(cm)Lateralbrancheslength21 4±0 51bB23 4±0 81bAB23 8±1 62bAB29 4±2 94aA24 2±1 46bAB總分枝數(shù)(條)No ofbranches5 4±0 40aA5 6±0 40aA6 0±1 26aA7 8±1 15aA7 8±1 07aA結果枝數(shù)(條)No ofeffectivebranches3 6±0 40bB4 6±0 74bB5 0±0 32bAB8 0±1 26aA5 8±0 48bAB單株果數(shù)(個)No ofpodsperplant9 0±1 30bB10 6±1 53bAB18 6±2 46aA19 4±2 29aA15 2±2 88abAB飽果率(%)Full-podrate68 7±0 061bB70 3±0 022bB79 7±0 025abAB87 93±0 053aA71 7±0 020bAB百果重(g)100-podweight158 1±0 58dD182 1±0 58cC197 4±0 63bB209 2±0 58aA198 5±0 58bB百仁重(g)100-seedweight98 3±0 58eD119 8±0 58dC131 2±0 58bA135 3±0 58aA128 5±0 58cB單株生產(chǎn)力(g)Podweightperplant14 7±2 45bA21 1±3 52abA29 2±4 27abA35 9±10 52aA26 8±2 62abA

2.7 種植密度對花生產(chǎn)量的影響

不同處理間產(chǎn)量水平存在顯著差異性，花生產(chǎn)量隨密度的增加而增加。處理D(1.8×105穴/hm2)產(chǎn)量最高，且顯著高于其它處理。其次是處理C(1.65×105穴/hm2)和處理E(1.95×105穴/hm2)產(chǎn)量在573～596 kg/667 m2。處理A(1.35×105穴/hm2)產(chǎn)量最低，與處理D相比產(chǎn)量下降37.48%。由此可以看出，新疆地區(qū)適宜增加密度有利于花生產(chǎn)量增加。表6

表6 不同密度配置下花生產(chǎn)量變化

Table 6 Effect of density on yield of peanut

處理Treatment重復ReplicationⅠⅡⅢ合計Total平均Average折合單產(chǎn)(kg/667m2)Yieldperha差異顯著性Significanceofdifferent0 050 01A8 647 568 8825 088 36428 74cBB10 2010 109 4229 729 91508 06bcABC11 4411 8411 6234 9011 63596 61abABD15 8613 8010 4640 1213 37685 85aAE10 2611 6011 6833 5411 18573 36abAB

3 討 論

種植密度向來都是各作物討論的熱點，隨著近些年各種種植模式的不斷更新，不同作物間密度也在發(fā)生著變化，密度不僅對產(chǎn)量形成影響還對植株的生理形態(tài)產(chǎn)生影響。關于密度對花生光合生理及產(chǎn)量的影響前人做了較多的研究。高飛等[9]研究認為低密度花生單株長勢良好，葉綠素含量相對較高，高密度種植單株長勢較差，葉片整體光合性能有所下降。另一些研究表明，高密度種植，相應提高生育前期光能利用率，隨著密度加大也造成植株間相互遮光，過早的形成上部郁蔽，植株下部葉片處于光補償點之下[10-11]。種植密度較小，單株受光面積大，利于光合，但群體較小，漏光較多，不利于群體的光能利用。研究表明，種植密度對花生干物質積累產(chǎn)生一定影響，在低密度范圍內(1.35×105～1.65×105穴/hm2)，單位面積干物質積累量隨密度的增加呈增加趨勢；在高密度范圍內(1.8×105～1.95×105穴/hm2)，單位面積干物質積累量隨密度的增加呈減少趨勢。葉綠素含量整體趨勢高密度處理葉綠素含量高于低密度處理，葉面積系數(shù)和光合勢均隨著密度的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢。

密度對花生群體的影響前人做了很多研究。密度過稀或過密都會對產(chǎn)量、群體干物質積累與分配、農藝性狀等造成顯著影響，從而影響個體與群體協(xié)調發(fā)展[12]。此試驗研究表明，隨密度增加，花生單株結果數(shù)、百果重、百仁重均呈現(xiàn)先增加后減少，百果重的提高是因飽果率和雙仁果率提高所致，進而導致花生單株生產(chǎn)力提高。在一定密度范圍內，隨密度的增加，花生單位面積產(chǎn)量呈逐漸增加的趨勢，這與其他作物上的研究結果一致[13,14]。

4 結 論

在新疆地區(qū)花生種植密度在1.35×105穴/hm2至1.95×105穴/hm2范圍內，隨著密度增加，主莖高、總分枝數(shù)增加，結果枝數(shù)先增高后降低，單株果數(shù)和單株生產(chǎn)力也呈現(xiàn)先增高后降低趨勢。適宜的密度(1.8×105穴/hm2)可較好地協(xié)調群體和個體的關系，使單株的光合性能較高，有利于增加光合產(chǎn)物的積累和改善光合產(chǎn)物的分配，促進莢果發(fā)育，使果重顯著提高，從而獲得較高的生物產(chǎn)量和經(jīng)濟產(chǎn)量。在此試驗條件和密度范圍內，1.8×105穴/hm2能較好地協(xié)調花生各產(chǎn)量構成因素的關系，是取得高產(chǎn)的適宜密度。

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Effects of Different Density on Photosynthetic Physiology and Yield of Peanut in Arid Regions of Xinjiang

LI Qiang1, GU Yuan-guo1, WANG Juan1,JIA Dong-hai1, ZHANG Le2, CHEN Yue-hua1

(1.InstituteofEconomicCrops,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences,Urumqi830091,China; 2.JilinCityAcademyofAgriculturalSciencesinJilinProvince,JilinCity,132101,China)

【Objective】 To research photosynthetic physiology and yield change trend of peanut in different planting densities in Xinjiang arid regions and find out the best configuration of density and output to guide the practical production.【Method】 Five different planting densities (A-E) were designed in the experiment, and single-factor randomized block design was used to study the photosynthetic physiology and yield change trend of peanut.【Result】 The results showed the planting densities greatly influenced the dry matter accumulation, leaf area index, chlorophyll content and photosynthetic potential of peanut. The dry matter accumulation amount per unit increased with the increase of the density in low density range (1.35×105-1. 5×105hole/ha), The dry matter accumulation amount per unit decreased with the increase of the density in high density range (1.65×105-1.95×105hole/ha) in forty-four days after emergence. The leaf area index increased along with the growth period in different planting densities. The peak maximum was ninety-eight days after emergence. The leaf area index decreased along with the increase of the density in one hundred and seven days after emergence. The leaf chlorophyll contents was the high density range(1.65×105-1.95×105hole/ha)was higher than low density range (1.35×105-1.5×105hole/ha). The photosynthetic potential reached peak in sixty-four to seventy-seven days after emergence and accounted for about 18%-20% of the reproductive stage. The population LAD showed a downward trend after the first rise with the increase of the density.【Conclusion】 The high density treatment (1.65×105-1.95×105hole/ha) on dry matter accumulation, leaf area index and chlorophyll content change relatively balanced, the economic characters and yield components were better than that of low density treatment. The high density configuration was more advantageous to yield in the production.

arid regions of Xinjiang; peanut; density; photosynthetic physiology; yield components

10.6048/j.issn.1001-4330.2016.01.011

2015-06-20

自治區(qū)公益性科研院所基本科研業(yè)務費項目“新疆高產(chǎn)優(yōu)質花生新品種篩選及高效種植模式研究”(ky2014030)

李強(1980-)，男，新疆人，副研究員，研究方向為油料作物育種與栽培，(E-mail)lq19820302@126.com

陳躍華(1957-)，男，新疆人，研究員，研究方向為油料作物育種與栽培，(E-mail)chenyuehua@xaas.ac.cn

S565.2

A

1001-4330(2016)01-0084-07