曲杰,程亮,高建強(qiáng),吳麗青,王源溪
(1.菏澤市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,山東 菏澤 274047;2.巨野縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,山東 巨野 274900)
花生是我國重要的油料作物,總產(chǎn)和單產(chǎn)一直位居我國油料作物之首[1],為優(yōu)質(zhì)食用油[2]、高蛋白食品原料。合理施用化肥是提高花生產(chǎn)量和品質(zhì)的重要措施[3,4]。有機(jī)肥對于改良土壤結(jié)構(gòu)[5]、改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)[6]及保持花生營養(yǎng)風(fēng)味都具有特殊作用[7]。土壤某些養(yǎng)分供應(yīng)能力低、養(yǎng)分供應(yīng)不平衡是限制花生再增產(chǎn)的主要原因之一[8]。施氮量過剩,磷、鉀肥供應(yīng)不平衡是我國花生產(chǎn)量提升緩慢、肥料資源浪費(fèi)的主要原因[9,10]。
眾所周知,過量施氮會引起營養(yǎng)生長過剩,引起N2O等溫室氣體排放增加、水體污染等環(huán)境問題;過量施磷則增強(qiáng)呼吸作用、消耗能量、引起早衰,導(dǎo)致花生產(chǎn)量和品質(zhì)下降;鉀能提高花生葉片葉綠素含量、延長光合功能,活化植物體內(nèi)的酶系統(tǒng),消除氮、磷過多造成的不良影響。因此氮磷鉀合理配施是肥料高效、花生高產(chǎn)、收益最大化的前提條件。本研究以施用干雞糞15 000 kg/hm2所含營養(yǎng)元素為基準(zhǔn),開展相同氮磷鉀含量、不同有機(jī)質(zhì)梯度隨機(jī)對比試驗(yàn),研究不同施肥方式對土壤酶活性和花生植株形態(tài)發(fā)育、養(yǎng)分吸收、產(chǎn)量的影響,探索合理高效的花生施肥方式,為花生高產(chǎn)高效生產(chǎn)提供技術(shù)依據(jù)。
供試菏花11號為大果型高油酸花生品種,菏澤市農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育。
試驗(yàn)于2019年在菏澤市農(nóng)業(yè)科學(xué)院花生試驗(yàn)基地進(jìn)行。土壤質(zhì)地為壤土,前茬作物為玉米。耕層土壤基本狀理化性質(zhì)見表1。
表1 耕層土壤基本理化性質(zhì)
試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)組設(shè)計,重復(fù)3次。設(shè)置6個處理,具體見表2。小區(qū)面積13.37 m2。壟長5.5 m,壟寬2.43 m,壟高0.15 m。三壟區(qū),起壟覆膜種植。每公頃16.5萬穴,行距89 cm,穴距18.5 cm,雙粒點(diǎn)播。
本試驗(yàn)施肥處理以干雞糞15 000 kg/hm2所含營養(yǎng)元素為基準(zhǔn),即施N 244.5 kg/hm2、P2O5231.0 kg/hm2、K2O 127.5 kg/hm2,減施干雞糞所缺營養(yǎng)元素由化肥補(bǔ)足。干雞糞有機(jī)質(zhì)「11」含量25.5%,氮素1.63%,磷素1.54%,鉀素0.85%。每增施干雞糞7 500 kg/hm2,則相當(dāng)于10 cm表層土壤增加有機(jī)質(zhì)0.14%。其計算公式為:有機(jī)質(zhì)增加比例(%)=(干雞糞重量×有機(jī)質(zhì)含量)/(土壤體積×容重+干雞糞重量)×100。據(jù)此T3、T4、T5、T6依次增加有機(jī)質(zhì)0.07%、0.14%、0.21%和0.28%。
表2 施肥處理設(shè)置 (kg/hm2)
4月20日施肥整地,5月1日播種花生,9月5日收獲。病蟲防治:用10%吡蟲啉1 500倍液防治蚜蟲,用20%氯蟲苯甲酰胺3 000倍液防治青蟲、斜紋夜蛾幼蟲等害蟲。生育期間滴灌3次,分別在播種0、20、40天,每次滴灌水量為225 m3/hm2。
1.4.1 氮磷鉀含量測定 花生收獲前,各處理選取代表性10株,取樣洗凈后,按根、莖、葉、果分開,105℃殺青0.5 h,80℃烘干至恒重。樣品粉碎后,用凱氏定氮法測全氮含量、釩鉬黃比色法測全磷含量、火焰光度法測全鉀含量[12]。
肥料利用率(%)=(處理單株莢果養(yǎng)分含量+處理單株植株養(yǎng)分含量-對照單株養(yǎng)分吸收量)×單位面積株數(shù)/單養(yǎng)分施肥量×100 。
1.4.2 植株及莢果性狀調(diào)查 成熟期各處理選取代表性植株10株,調(diào)查主莖高、單株分枝數(shù)、第一對側(cè)枝長、單株飽果數(shù)等。全小區(qū)收獲后風(fēng)干測產(chǎn),取樣調(diào)查百果重、百仁重,計算出仁率和單株生產(chǎn)力。
1.4.3 土壤酶活性測定 施肥后30 d,采集土樣測定土壤酶活性。脲酶用苯酚-次氯酸鈉比色法;堿性磷酸酶用磷酸苯二鈉比色法;過氧化氫酶用高錳酸鉀容量法;轉(zhuǎn)化酶用3,5-二硝基水楊酸比色法[13]。
采用Microsoft Excel處理數(shù)據(jù)、DPS軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析和顯著性檢驗(yàn)。
由表3可以看出,各施肥處理的堿性磷酸酶活性,除T2(純化肥處理)外,均顯著高于對照。有機(jī)肥處理堿性磷酸酶活性較對照最少增9.56%,T5增加30.88%,T6最多增32.35%,T5、T6之間差異不顯著,即施干雞糞11 250 kg/hm2與15 000 kg/hm2間差異不顯著。
T2、T3處理的脲酶活性與T1差異不顯著,T4、T5、T6顯著高于對照,但三者之間差異不顯著??芍└呻u糞低于3 750 kg/hm2對脲酶活性影響不大,施干雞糞7 500~15 000 kg/hm2對脲酶活性影響在同一個水平上,增幅6.25% ~9.37%。
各施肥處理較對照均降低過氧化氫酶活性,且差異達(dá)到顯著水平。4個施干雞糞處理較對照降低過氧化氫酶活性9.30% ~10.56%,但四者之間無顯著差異。
除T2外各施肥處理均不同程度提高土壤轉(zhuǎn)化酶活性,其中T4、T5、T6顯著高于對照,且T5、T6顯著高于T4??芍?,施干雞糞7 500 kg/hm2以上對轉(zhuǎn)化酶活性影響較大,T5、T6增幅處在同一水平。
表3 不同施肥方式的土壤酶活性
由表4可知,各施肥處理均能不同程度提高單株莢果與植株的養(yǎng)分吸收累積量,與T1相比差異均達(dá)顯著水平,與T2相比也均差異顯著。表明,施肥均能促進(jìn)花生植株和莢果的旺盛生長,其中干雞糞與化肥混施較純施化肥對花生生長的影響同樣達(dá)到顯著水平。T2處理的氮、磷、鉀利用率分別為26.3%、11.3%、31.7%,與其它研究結(jié)果相似[15-17],表明土壤有機(jī)質(zhì)含量低是肥料利用率低的根源。隨有機(jī)質(zhì)增加,土壤氮、磷、鉀利用率逐漸上升,T5處理即有機(jī)質(zhì)增加0.21%時達(dá)到上升拐點(diǎn),分別為73.8%、20.0%和64.1%,T6的肥料利用率與T5無顯著差異。
表4 不同施肥方式的花生養(yǎng)分吸收和利用率
由表5看出,主莖高、側(cè)枝長T2最大,且隨著干雞糞施用量增加有逐漸變小趨勢,相鄰兩施肥處理間差異未達(dá)顯著水平,T5為各施肥處理的最低點(diǎn),其主莖高為42.8 cm,側(cè)枝長為45.6 cm,T6較T5均有增加,且側(cè)枝長差異達(dá)到顯著水平。單株分枝數(shù)以T2處理最多,T5最少,T6顯著增多。單株果數(shù)、飽果率隨施肥及干雞糞增加呈逐漸增多趨勢,T5、T6無顯著差異,即T5、T6>T4>T3>T2>T1。
表5 不同施肥方式的花生植株性狀
由表6可知,T5處理的百果重、百仁重均最高,分別為248.1、92.3 g,其次是T6處理;T3與T4相比,百果重差異不顯著,百仁重差異顯著。千克果數(shù)、千克仁數(shù)各處理間差異均達(dá)顯著水平。出仁率表現(xiàn)為T5、T6>T4>T3>T2>T1,且差異達(dá)到顯著水平?;ㄉv果產(chǎn)量表現(xiàn)為T5、T6>T4>T3>T2>T1,T5產(chǎn)量最高,為7 338.0 kg/hm2,較施T2(純化肥處理)增產(chǎn)27.60%,T3、T4、T6較T2分別增產(chǎn)9.89%、16.80%、27.18%,三處理間差異均達(dá)顯著水平。
表6 不同施肥方式的花生莢果性狀及產(chǎn)量
從試驗(yàn)結(jié)果看出,各施肥處理均不同程度提高莢果與植株的養(yǎng)分累積吸收量,與T1(對照)相比差異均達(dá)顯著水平,與T2(純化肥處理)相比各施有機(jī)肥處理顯著提高。T2處理氮、磷、鉀肥利用率分別為26.3%、11.3%和31.7%,T5處理(有機(jī)質(zhì)增加0.21%)迅速上升至拐點(diǎn),分別為73.8%、20.0%、64.1%,T6與T5無顯著差異。
施肥后30 d,各施肥處理的堿性磷酸酶活性,除T2(純化肥處理)外,均顯著高于對照;有機(jī)肥處理T5增加30.88%,T6增加32.35%,T5、T6之間差異不顯著,即施干雞糞11 250 kg/hm2與15 000 kg/hm2間差異不顯著。T4、T5、T6處理的脲酶活性顯著高于對照,但三者之間差異不顯著,可知施干雞糞低于3 750 kg/hm2對脲酶活性影響不大,施干雞糞7 500~15 000 kg/hm2對脲酶活性影響在同一個水平上,增幅6.25% ~9.37%。各施肥處理較對照均降低過氧化氫酶活性,且差異達(dá)到顯著水平;4個施干雞糞處理較對照降低過氧化氫酶活性9.30%~10.56%,但四者之間無顯著差異。除T2外各施肥處理均不同程度提高土壤轉(zhuǎn)化酶活性,其中T4、T5、T6顯著高于對照,且T5、T6顯著高于T4,可知施干雞糞7 500 kg/hm2以上對轉(zhuǎn)化酶活性影響較大,T5、T6增幅處在同一水平。
本試驗(yàn)中,出仁率表現(xiàn)為T5、T6>T4>T3>T2>T1?;ㄉv果產(chǎn)量為T5、T6>T4>T3>T2>T1,T5花生莢果產(chǎn)量最高為7 338.0 kg/hm2,較T2(純化肥處理)增產(chǎn)27.60%,為本研究最佳施肥方式,即在施干雞糞11 250 kg/hm2基礎(chǔ)上施尿素84 kg/hm2、磷酸二銨124.5 kg/hm2和硫酸鉀64.5 kg/hm2。