于立宏，易 祎，王一博，王雅維，高 楊，張 宇

（1.遼寧省土壤肥料總站，遼寧沈陽 110034； 2.沈陽農業(yè)大學，遼寧沈陽 110866）

生物炭基肥料對花生生長及產量的影響研究

于立宏1，易 祎1，王一博2，王雅維2，高 楊2，張 宇2

（1.遼寧省土壤肥料總站，遼寧沈陽 110034； 2.沈陽農業(yè)大學，遼寧沈陽 110866）

采用在沙性土壤上進行了肥料田間效應試驗，研究了生物炭基肥料對花生生長的農藝性狀及其產量的影響研究。結果表明：在等養(yǎng)分等施用量的試驗處理情況下，生物炭基肥處理的花生葉片功能期最長，結莢灌漿期仍具有較高的葉面積指數(shù)，生長后期葉片中葉綠素含量仍然較高，葉片持綠性好，凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導度均最大，胞間CO2濃度最低，葉片具有較高的光合效率；施用生物炭基肥的花生根系著生根瘤數(shù)量最多，花生產量增產效果顯著。

生物炭基肥料；肥料處理；花生；生長及產量狀況

據(jù)粗略統(tǒng)計，我國化肥的使用量接近世界的1／3，而利用率卻處于較低水平［1］。如何減少化肥不合理投入，提高作物對肥料養(yǎng)分的利用效率，優(yōu)化肥料養(yǎng)分配比，選擇適合作物生長的優(yōu)質專用配方肥料，促進農業(yè)生產的可持續(xù)發(fā)展，成為迫切需要解決的課題［2］。

近年來，生物炭在農業(yè)領域的研究得到了廣泛的關注和認可。生物炭施入土壤后會對土壤理化性狀、土壤微生物及作物根系特性產生一定影響，從而直接或間接地影響土壤微生態(tài)環(huán)境。關于生物炭施入土壤后對作物生長發(fā)育和產量的影響，由于生態(tài)條件、氣候條件以及土壤類型等區(qū)域差別，國內外有不同報道，但總體上以正向效應居多［3］。生物炭基肥料是以生物炭為載體，采用復混方法制備成的肥料，因生物炭材料的加入使其具有較高的養(yǎng)分持留能力和土壤改良作用，生物炭能降低養(yǎng)分損失，提高肥料養(yǎng)分的利用率。遼寧省已開展了生物炭基緩釋肥對花生生長發(fā)育影響及增產作用的探討研究，炭基緩釋肥能有效改善花生的農藝性狀，在生育后期仍能提供充足的營養(yǎng)，使葉綠素含量顯著增加，并能顯著提高花生產量［4］。炭基緩釋肥在大田試驗中表現(xiàn)出明顯的增產和提高品質的效果，顯著地促進了花生的早發(fā)快長，同時減少了養(yǎng)分的淋溶損失和化學肥料的面源污染，維持了土壤的可持續(xù)生產能力［5］。

遼寧省花生面積逐年擴大，為了持續(xù)提高花生單產和綜合效益，需要甄選出優(yōu)質的花生專用肥料。本研究針對花生生長及產量狀況，對比生物炭基花生肥、花生專用肥、傳統(tǒng)肥3種不同肥料處理，探討生物炭基肥對花生生長及產量的獨特影響，以期為生物炭基肥料的研制及在農業(yè)生產中的應用提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗地點設在昌圖縣古榆樹鎮(zhèn)、七家子鎮(zhèn)，為花生盛產區(qū)，試驗區(qū)與內蒙古自治區(qū)和吉林省為鄰，屬于農牧交錯帶。試驗區(qū)屬于北溫帶大陸性氣候，全年四季分明，雨熱同期，雨量充沛，晝夜溫差大，有利于農作物生長，年日照總數(shù)為2 934 h，4～9月日照總數(shù)為1 607 h，年平均太陽輻射總量5 856 MJ／m2，年平均氣溫6.7℃，≥10℃積溫3 000℃，無霜期145 d，，年平均降水量600 mm左右。試驗地點為沙性土壤，有機質含量為0.78%，堿解氮含量為68.7 mg／kg，速效磷含量為 16.4 mg／kg，速效鉀含量為 68.6 mg／kg。試驗地前茬為花生（連續(xù)3年重茬）。

1.2 供試花生品種

綠研花3號，2014年通過遼寧省品種備案。

1.3 供試肥料

處理1：市場銷售的普通花生專用肥，NP2O5-K2O配比為16-10-10；處理2：當?shù)剞r民傳統(tǒng)施用的肥料，N-P2O5-K2O配比為22-10-10；處理3：沈陽農業(yè)大學生物炭研究中心提供的生物炭基花生肥料，N-P2O5-K2O配比為10-13-13。

1.4 施肥技術模式

供試肥料做作基肥，處理1用量為50 kg／667m2、處理2用量為43 kg／667m2、處理3用量為50 kg／667m2。播種時機械施于種下10～15 cm，免追肥，同時配施磷酸二銨（18-46-0）做種肥，5～8 kg／667m2。在風沙干旱連作花生產區(qū)，炭基花生專用肥可以配合以生物炭為核心的土壤改良劑，50 kg／667m2。

1.5 試驗設計

采用小區(qū)隨機區(qū)組設計，小區(qū)長12 m，寬6 m（12行）小區(qū)面積為72 m2，3次重復，周邊設保護行。

2016年5月 6日播種，行距 50 cm，株距15 cm，每667m2播種888穴，每穴兩粒。播種和施肥均采用人工方式進行，播種和施肥分別開溝，肥料施于種子側下方，間隔10 cm左右。播種后噴灑除草劑，其它管理方法與大田相同，9月30日收獲。

1.6 測定項目

從出苗后15 d開始，每隔15 d左右，測定葉面積指數(shù)和葉綠素含量（丙酮乙醇浸提法），共測定6次。葉面積指數(shù)每小區(qū)測定3株。葉綠素含量每小區(qū)取樣3株，取植株部位盡量一致的上部和中部各3片小葉進行測定，將中部和上部葉片測定數(shù)值平均計算。

結莢鼓粒期（出苗后90 d），用LI-6400光合儀測定光合指標。上午11：00開始，每小區(qū)測定3株，取植株部位盡量一致的中部和上部葉片各3片，將中部和上部葉片測定數(shù)值平均計算。

出苗后50 d、65 d、82 d，3次測定，每次每小區(qū)挖出6株（三穴），分別測定單株根瘤數(shù)。

收獲期，每小區(qū)取中間4行，測定產量（含水量10%）、單株飽果數(shù)、經濟系數(shù)、百果重、百仁重、出仁率。

2 結果與分析

2.1 不同肥料處理對花生葉面積指數(shù)的影響

3種肥料處理，葉面積指數(shù)變化曲線如圖1所示。傳統(tǒng)施肥處理，前期花生植株生長旺盛，葉面積指數(shù)高，但后期下降速度快；而生物炭基肥處理，前期葉面積指數(shù)相對較小，一直到78 d（盛花期），葉面積指數(shù)仍然較小，但第93天后葉面積指數(shù)高于其它兩個處理。此期至成熟期，是花生結莢灌漿、產量形成的關鍵時期，較高的葉面積指數(shù)，是形成更多光合產物的基礎，葉片功能期長，有利于莢果的形成和產量的提高。

2.2 不同肥料處理對花生葉片葉綠素含量的影響

如圖2所示，葉綠素含量呈雙峰曲線變化。傳統(tǒng)施肥處理，前期葉片顏色濃綠，葉綠素含量高，但78 d后，葉色變淡，葉綠素含量快速下降，而生物炭基肥料處理，前期葉片中葉綠素含量低于其它兩種肥料，而后期（出苗后93 d）葉綠素含量高于其它兩種肥料處理。說明傳統(tǒng)施肥處理，雖然前期葉色濃，葉綠素含量高，但后期出現(xiàn)脫肥現(xiàn)象，葉色變淡，而生物炭基肥處理，因肥效較長，后期葉片仍保持濃綠，葉片持綠性好。

2.3 不同肥料處理對花生根瘤數(shù)量的影響

不同肥料處理的根瘤數(shù)如圖3所示。生物炭基肥、花生專用肥、傳統(tǒng)施肥3種施肥處理的單株平均根瘤數(shù)，出苗50 d，分別為48個、38個和38個；出苗95 d，單株平均根瘤數(shù)，分別為97個、85個和87個；出苗95 d，單株平均根瘤數(shù)，分別為102個、77個和73個。3個時期的單株平均根瘤數(shù)，生物炭基肥處理均高于其它兩個處理。

2.4 不同肥料處理對花生光合特性的影響

凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）是反映花生光合性狀的重要指標，尤其是生長后期，葉片的光合產物幾乎全部流向莢果。測定結果（表1）表明，凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導度，均是生物炭基肥處理＞花生專用肥處理＞傳統(tǒng)施肥處理；胞間CO2濃度，生物炭基肥處理＜花生專用肥處理＜傳統(tǒng)施肥處理。從測定結果可以看出，施用生物炭基肥，葉片具有較高的光合效率。

2.5 不同肥料處理對花生產量構成要素及產量的影響

花生產量和產量構成要素如表2。生物炭基肥、花生專用肥、傳統(tǒng)施肥3種肥料處理，單株飽果數(shù)分別為19.8個、17.9個和17.5個，生物炭基肥處理比其它兩個處理分別增加12.8%和13.0%；3種肥料處理，百果重分別為167.2 g、156.3 g和144.7 g，生物炭基肥處理比其它兩個處理，分別增加6.9%和15.5%；3種肥料處理，百仁重分別為77.8 g、75.7 g和72.4 g，生物炭基肥處理比其它兩個處理，分別增加2.7%和7.5%；3種肥料處理，出仁率分別為75.7%、73.9%和72.1%，生物炭基肥處理比其它兩個處理，分別增加2.5%和5.0%；3種肥料處理，經濟系數(shù)分別為0.61、0.49和0.47，生物炭基肥處理比其它兩個處理，分別增加23.8%和29.1%；3種肥料處理，每667m2產量分別為258.4 kg、245.7 kg和237.4 kg，生物炭基肥處理比其它兩個處理分別增產5.2%和9.0%；產量構成要素和產量各項指標均表現(xiàn)為生物炭基肥處理＞花生專用肥處理＞傳統(tǒng)施肥處理。對3種肥料施用后花生產量構成要素及產量進行方差分析，得出：施用生物炭基肥處理與施用花生炭基肥和傳統(tǒng)施肥相比，百仁重、產量呈顯著差異，單株飽果數(shù)、經濟系數(shù)、百果重、出仁率呈極顯著差異。

圖1 施用不同肥料的葉面積指數(shù)（LAI）變化

圖2 施用不同肥料對葉片葉綠素含量的影響

圖3 施用不同肥料對花生根瘤數(shù)的影響

表1 施用不同肥料對花生結莢期上部葉片光合特性的影響

表2 施用不同肥料對花生產量構成要素及產量的影響

3 結論

通過對生物炭基肥、花生專用肥、傳統(tǒng)施肥三種肥料等養(yǎng)分施用進行對比試驗，結果表明：生物炭基肥處理下花生葉片功能期最長，結莢灌漿期仍具有較高的葉面積指數(shù)，生長后期葉片中葉綠素含量仍然較高，葉片持綠性好，凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導度均最大，胞間CO2濃度最低，葉片具有較高的光合效率；單株飽果數(shù)、百果重、百仁重、出仁率、經濟系數(shù)均有明顯的提高；根系著生根瘤數(shù)量最多；增產顯著，生物炭基肥處理比花生專用肥處理、傳統(tǒng)施肥處理分別增產5.2%和9.0%。由此可知，在花生上應用生物炭基肥可以使花生植株長勢旺盛、根系發(fā)達、葉片深綠光合效率高、抗病性強、對其莢果的形成和產量的提高具有顯著作用。

［1］ 閆湘，金繼運，何萍，等.提高肥料利用率技術研究進展［J］.中國農業(yè)科學，2008（41）：450～459.

［2］ 張偉明，管學超，玉威，等.生物炭與化學肥料互作的大豆生物學效應［J］.作物學報，2015，41（1）：109～122.

［3］ 陳溫福，張偉明，孟軍.農用生物炭研究進展與前景［J］.中國農業(yè)科學，2013，46（16）：3324～3333.

［4］ 崔月峰，陳溫福.環(huán)保型炭基緩釋肥應用于大豆、花生應效果初報［J］.遼寧農業(yè)科學，2008（4）：41～43.

［5］ 陳溫福，張偉明，孟軍，等.生物炭應用技術研究［J］.中國工程科學，2011（2）：83～89.

S565.206

B

1002-1728（2017）06-0031-04

10.3969／j.issn.1002-1728.2017.06.006

2017-11-17

于立宏（1972-），女，推廣碩士，遼寧北鎮(zhèn)人，教授研究員級高級農藝師，主要從事新型肥料技術研究與推廣，及生物炭相關肥料標準的制定工作。E-mail：ylhlntf＠sohu.com