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花生根系形态、叶片生理及产量形成对叶面喷施磷肥的响应

路亚 李晓亮 于天一 周静 孙学武 郑永美 沈浦 吴正锋 李林 王才斌

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花生根系形态、叶片生理及产量形成对叶面喷施磷肥的响应

    作者简介: 路亚Tel:0532-87632130;E-mail:luya850801@163.com;
    通讯作者: 李林, E-mail:Lilindw@163.com ; 王才斌, E-mail:caibinw@126.com
  • 基金项目: 国家自然科学基金项目(31571617,31701376);山东省重大科技创新项目(2018YFJH0601-1);山东省农业科学院农业科技创新工程(CXGC2018E21)。

Response of root morphology, leaf antioxidase activity and yield formation of peanut to foliar P fertilization

    Corresponding author: LI Lin, E-mail:Lilindw@163.com ;WANG Cai-bin, E-mail:caibinw@126.com
  • 摘要: 【目的】叶面喷施磷肥是土壤施磷的重要补充,作物品种及喷施浓度等因素都会影响喷施的效果。比较不同花生品种喷施磷肥后根系形态、叶片酶活性、养分吸收特性及产量的差异,可加深品种特性与叶面喷磷效果的关系的理解。【方法】在温室大棚内进行沙培盆栽试验,采用两因素试验设计,以持绿型品种花育39和早衰型品种花育20为材料,设置P2O5 0 (对照)、0.1% (P0.1) 和0.2% (P0.2) 三个叶面喷磷水平,以磷酸二氢钾作为叶面磷源,于初花后第5和15天各喷施1次。结荚初期 (播种后70天) 和成熟期 (播种后110天) 分别取新鲜叶片 (主茎倒三叶) 测定丙二醛 (MDA) 含量及抗氧化酶活性,取根系鲜样测定根系形态指标,将整株花生分为营养体 (根、茎和叶)、果针和荚果三部分烘干后测定干物质重及氮、磷含量。【结果】结荚初期,与对照相比,P0.1显著提高了两品种根长、根体积、根表面积,叶片超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化物酶 (POD) 及过氧化氢酶 (CAT) 活性,降低了MDA含量;P0.2处理植株各指标增幅小于P0.1处理,多数与对照差异不显著。成熟期,持绿型品种两喷磷处理 (P0.1和P0.2) 各指标增幅较小,多数与对照差异不显著;叶面喷磷降低了早衰型品种根系长度、表面积和体积,增加了叶片膜脂过氧化程度,加速了植株衰老,其中P0.2对根系和叶片的负面影响大于P0.1。喷施叶面磷肥提高了两品种不同器官及整株的氮、磷积累量,持绿型品种P0.2处理荚果中元素积累量高于P0.1,而早衰型品种则表现出相反趋势。叶面喷磷提高了两品种各器官干重及荚果产量,其中持绿型品种P0.2处理营养体、果针干重和荚果产量均高于P0.1处理,虽然早衰型品种P0.2处理的营养体干重高于P0.1处理,但其果针干重和荚果产量均低于P0.1处理。【结论】叶面喷磷对两个品种结荚初期根系发育及叶片生理活性均有促进作用,0.1% P2O5的效果好于0.2% P2O5。成熟期,持绿型品种根系和叶片对叶面磷肥的反应不敏感,但与P0.1相比,P0.2处理荚果中氮、磷元素累积量及荚果产量增幅更大,因此,该品种适宜的叶面磷肥浓度为0.2%。喷施0.2%叶面磷肥显著降低了早衰型品种成熟期根系形态指标和叶片生理活性,一定程度上抵消了叶面磷肥对该品种结荚初期的积极作用,导致P0.2处理植株氮、磷积累量及产量的增幅小于P0.1处理。因此,早衰型品种更适合用0.1%叶面磷肥。
  • 图 1  不同叶面磷肥浓度处理下两个花生品种的根长、根表面积及根体积

    Figure 1.  Root length,surface area and volume of two peanut cultivars under different P spraying concentrations

    图 2  不同品种及叶面磷肥浓度花生叶片丙二醛含量及抗氧化酶活性

    Figure 2.  MDA content and antioxidant enzymes of leaves under different cultivars and foliage P fertilizer contents

    表 1  叶面喷施不同磷肥浓度处理下两个品种花生不同生育期植株磷积累量 (mg/plant)

    Table 1.  P accumulation of two peanut cultivars at different growth stages under the treatment of different foliage P fertilizer concentration

    生育时期
    Growth stage
    花生品种
    Cultivar
    处理
    Treatment
    营养体
    Nutritive organ
    果针
    Peg
    荚果
    Pod
    整株
    Whole plant
    结荚初期
    Early podding stage
    SGTCK12.34 d0.48 c1.32 d14.14 b
    P0.115.26 d0.67 c2.43 bc18.37 b
    P0.227.19 b1.24 b3.04 a31.47 a
    PSTCK20.63 c1.29 b2.09 c24.00 b
    P0.128.78 b1.88 a3.00 ab33.68 a
    P0.233.37 a1.91 a2.59 abc37.88 a
    成熟期
    Mature stage
    14.42 d1.18 c44.81 b60.40 c
    SGTCK21.15 b1.50 c64.93 a87.57 a
    P0.120.55 b1.43 c65.92 a87.90 a
    P0.216.96 c2.39 b50.61 b69.96 b
    PSTCK20.55 b2.89 a62.47 a85.91 a
    P0.124.19 a3.27 a61.91 a89.37 a
    注(Note):SGT—持绿型品种 Stay-green cultivar; PST—早衰型品种 Presenility cultivar; CK—不施磷对照 No P control; P0.1—喷磷浓度 0.1% P spraying concentration of 0.1%; P0.2—喷磷浓度 0.2% P spraying concentration of 0.2%. 同列数据后不同字母表示同一喷施时期各处理间差异达 5% 显著水平 Values followed by different small letters indicate significant differences among treatments under the same growth stage at the 5% level.
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    表 2  叶面喷施不同磷肥浓度处理下两个品种花生不同生育期植株氮积累量 (mg/plant)

    Table 2.  N accumulation of two peanut cultivars at different growth stages under the treatment of different foliage P fertilizer concentration

    生育时期
    Growth stage
    花生品种
    Cultivar
    处理
    Treatment
    营养体
    Nutritive organ
    果针
    Peg
    荚果
    Pod
    整株
    Whole plant
    结荚初期
    Early podding stage
    SGTCK100.28 d4.22 d9.37 c114.03 d
    P0.1126.98 c5.31 d14.83 ab147.38 c
    P0.2198.92 a7.10 c16.12 a222.15 ab
    PSTCK176.43 b9.96 b13.45 b199.84 b
    P0.1212.33 a11.86 a16.48 a240.67 a
    P0.2205.95 a10.83 ab15.43 ab232.20 a
    成熟期
    Mature stage
    SGTCK130.90 d7.44 d304.10 e442.52 b
    P0.1161.51 b10.43 c351.87 bc524.07 a
    P0.2140.26 cd7.87 cd385.89 a534.02 a
    PSTCK144.36 c16.87 b309.24 de470.81 b
    P0.1164.80 b20.23 a374.37 ab559.40 a
    P0.2178.04 a19.49 b339.67 cd537.20 a
    注(Note):SGT—持绿型品种 Stay-green cultivar; PST—早衰型品种 Presenility cultivar; CK—不施磷对照 No P control; P0.1—喷磷浓度 0.1% P spraying concentration of 0.1%; P0.2—喷磷浓度 0.2% P spraying concentration of 0.2%. 同列数据后不同字母表示同一喷施时期各处理间差异达 5% 显著水平 Values followed by different small letters indicate significant differences among treatments under the same growth stage at the 5% level.
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    表 3  不同品种及叶面磷肥浓度花生植株干物质重、产量及产量构成因素

    Table 3.  Dry matter weight,yield and yield components of two peanut cultivars under the treatment of different foliage P fertilizer concentration in 2016 and 2017

    年份
    Year
    品种
    Cultivar
    处理
    Treatment
    单株果数
    Pods per plant
    (No./plant)
    百果重
    100-pod weight
    (g)
    出米率
    Seed to pod ratio
    (%)
    荚果产量
    Pod yield
    (g/plant)
    营养体干重
    Dry weight of nutritive organ
    (g/plant)
    果针干重
    Peg dry weight
    (g/plant)
    整株干重
    Dry weight of whole plant
    (g/plant)
    2016SGTCK7.32 c132.35 b68.32 a8.91 c7.38 c0.45 c16.73 c
    P0.17.89 bc136.52 ab67.54 a10.44 ab8.02 bc0.67 b19.12 b
    P0.28.01 b134.21 ab69.15 a11.07 a7.74 c0.64 b19.45 b
    PSTCK8.03 b139.65 ab69.31 a9.56 bc9.15 b0.70 b19.41 b
    P0.18.36 a143.25 a70.32 a11.24 a11.02 a0.90 a23.71 a
    P0.28.39 a146.29 a68.24 a10.21 abc11.58 a0.76 b21.99 a
    2017SGTCK7.41 c129.63 b70.39 a8.83 c6.85 c0.52 c16.19 c
    P0.18.11 ab128.53 b69.12 ab10.07 ab7.70 c0.64 bc18.44 b
    P0.28.03 ab128.65 b68.17 ab10.97 a7.67 c0.55 c19.20 b
    PSTCK7.89 bc135.69 ab70.12 ab8.89 c9.27 b0.98 ab19.13 b
    P0.18.32 a139.54 a70.18 ab10.31 ab10.75 a1.11 a22.16 a
    P0.28.41 a134.68 ab68.16 b9.34 bc11.13 a1.02 a21.49 a
    注(Note):SGT—持绿型品种 Stay-green cultivar; PST—早衰型品种 Presenility cultivar; CK—不施磷对照 No P control; P0.1—喷磷浓度 0.1% P spraying concentration of 0.1%; P0.2—喷磷浓度 0.2% P spraying concentration of 0.2%. 同列数据后不同字母表示相同年份处理间差异达 5% 显著水平 Values followed by different small letters indicate significant differences among treatments in same year at the 5% level.
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    [20] 崔水利张炎王讲利姚家鹏 . 施磷对棉花根系形态及其对磷吸收的影响. 植物营养与肥料学报, doi: 10.11674/zwyf.1997.0309
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  • 收稿日期:  2019-05-10
  • 网络出版日期:  2020-03-19

花生根系形态、叶片生理及产量形成对叶面喷施磷肥的响应

    作者简介:路亚Tel:0532-87632130;E-mail:luya850801@163.com
    通讯作者: 李林, Lilindw@163.com
    通讯作者: 王才斌, caibinw@126.com
  • 1. 湖南农业大学,长沙 410128
  • 2. 山东省花生研究所,青岛 266100
  • 3. 山东省烟台市农业科学院,烟台 265500
  • 4. 中国科学院南京土壤研究所,南京 210008
  • 5. 国家花生工程技术研究中心长沙分中心/湖南省花生工程技术研究中心,长沙 410128
  • 基金项目: 国家自然科学基金项目(31571617,31701376);山东省重大科技创新项目(2018YFJH0601-1);山东省农业科学院农业科技创新工程(CXGC2018E21)。
  • 摘要: 【目的】叶面喷施磷肥是土壤施磷的重要补充,作物品种及喷施浓度等因素都会影响喷施的效果。比较不同花生品种喷施磷肥后根系形态、叶片酶活性、养分吸收特性及产量的差异,可加深品种特性与叶面喷磷效果的关系的理解。【方法】在温室大棚内进行沙培盆栽试验,采用两因素试验设计,以持绿型品种花育39和早衰型品种花育20为材料,设置P2O5 0 (对照)、0.1% (P0.1) 和0.2% (P0.2) 三个叶面喷磷水平,以磷酸二氢钾作为叶面磷源,于初花后第5和15天各喷施1次。结荚初期 (播种后70天) 和成熟期 (播种后110天) 分别取新鲜叶片 (主茎倒三叶) 测定丙二醛 (MDA) 含量及抗氧化酶活性,取根系鲜样测定根系形态指标,将整株花生分为营养体 (根、茎和叶)、果针和荚果三部分烘干后测定干物质重及氮、磷含量。【结果】结荚初期,与对照相比,P0.1显著提高了两品种根长、根体积、根表面积,叶片超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化物酶 (POD) 及过氧化氢酶 (CAT) 活性,降低了MDA含量;P0.2处理植株各指标增幅小于P0.1处理,多数与对照差异不显著。成熟期,持绿型品种两喷磷处理 (P0.1和P0.2) 各指标增幅较小,多数与对照差异不显著;叶面喷磷降低了早衰型品种根系长度、表面积和体积,增加了叶片膜脂过氧化程度,加速了植株衰老,其中P0.2对根系和叶片的负面影响大于P0.1。喷施叶面磷肥提高了两品种不同器官及整株的氮、磷积累量,持绿型品种P0.2处理荚果中元素积累量高于P0.1,而早衰型品种则表现出相反趋势。叶面喷磷提高了两品种各器官干重及荚果产量,其中持绿型品种P0.2处理营养体、果针干重和荚果产量均高于P0.1处理,虽然早衰型品种P0.2处理的营养体干重高于P0.1处理,但其果针干重和荚果产量均低于P0.1处理。【结论】叶面喷磷对两个品种结荚初期根系发育及叶片生理活性均有促进作用,0.1% P2O5的效果好于0.2% P2O5。成熟期,持绿型品种根系和叶片对叶面磷肥的反应不敏感,但与P0.1相比,P0.2处理荚果中氮、磷元素累积量及荚果产量增幅更大,因此,该品种适宜的叶面磷肥浓度为0.2%。喷施0.2%叶面磷肥显著降低了早衰型品种成熟期根系形态指标和叶片生理活性,一定程度上抵消了叶面磷肥对该品种结荚初期的积极作用,导致P0.2处理植株氮、磷积累量及产量的增幅小于P0.1处理。因此,早衰型品种更适合用0.1%叶面磷肥。

    English Abstract

    • 磷是花生生长发育不可缺少的主要营养元素,是器官中核酸、核苷酸、蛋白及磷脂等物质的重要组成部分,对花生根瘤固氮、光合作用、产量及品质形成具有重要作用[1-3]。花生对磷的需求量较高,但磷在土壤中移动性弱、易被固定,造成土壤中难溶性磷含量多,有效磷含量少,磷肥利用率低,不利于花生对磷素的吸收、利用。许多研究证实叶面磷肥在改善作物形态、生理特性及增产增效等方面作用显著[4-6]。叶面喷施0.0017%~0.0023% (以P2O5计,下同) 的磷酸二氢钙能够促进甜柿子营养生长,增加有效花量,降低病虫害和落果,进而提高产量和品质[7]。叶面喷施0.21%和0.36%磷酸二氢钾可显著提高小麦旗叶三种抗氧化酶活性,降低丙二醛含量,延缓叶片早衰[8]。玉米孕穗期喷施磷酸二氢钾的增产效果好于4叶及8叶期喷施,叶面肥用量8 kg/hm2效果好于4 kg/hm2[9]。喷施0.07%磷酸二氢钾可以缓解菠菜盐胁迫,提高叶片含水量和叶绿素含量,降低细胞质膜透性及电解质渗出率,进而提高干物质重[10-11]。也有盆栽结果显示,苗期喷施0.35%磷酸二氢钾可显著提高花生茎、叶中氮和磷的积累量,但根系生长受阻,尤其是细根根长及根表面积降低明显[12]。生育时期、品种类型及叶面肥浓度等诸多因素是叶面肥增产效果不稳定的主要原因,限制了叶面肥的推广、应用[13]。持绿性是指在籽粒生理成熟期叶片随衰老进程保持绿色的特性[14]。本文选用持绿型品种花育39及早衰型品种花育20作为供试品种,二者皆为小花生品种,抗逆性强,适合在山东、河南、河北、安徽、辽宁及江苏等花生产区种植。不同的是,花育39植株生长势强,绿叶保持时间长,收获时落叶率一般低于15%,特别适合在高肥水条件下种植;花育20植株生长势一般,生育前中期干物质累积快,生育后期因营养体 (根、茎、叶) 中干物质大量向荚果中转移,而出现早衰现象,叶片脱落早、落叶速度快,收获时落叶率一般在80%以上,尤其适合中低产田种植。本文研究了叶面喷施磷肥对不同花生品种结荚初期和成熟期根系形态、叶片抗氧化酶活性、养分吸收和产量的影响,以期为花生磷肥高效施用提供依据。

      • 沙培试验在山东省花生研究所莱西试验站防雨棚内进行。试验用直径37 cm、高40 cm的塑料盆进行,盆底打一直径2 cm的孔,防积水涝害。每盆装20 kg细沙,播3粒种子,在花生主茎长出3片复叶时间苗1株,保留2株生长一致的花生幼苗。试验期间采用低磷霍格兰营养液浇灌,营养液配方如下:硫酸钾 (K2SO4) 13.2 × 10−4 mol/L、硫酸镁 (MgSO4) 6.5 × 10−4 mol/L、氯化钾 (KCl) 2.1 × 10−4 mol/L、磷酸二氢钾 (KH2PO4) 0.25 × 10−4 mol/L、硝酸钙 (Ca(NO3)2) 2.0 × 10−3 mol/L、乙二胺四乙酸铁纳 (FeEDTA) 1.0 × 10−4 mol/L、硫酸锰 (MnSO4) 1.0 × 10-6 mol/L、硫酸锌 (ZnSO4) 1.0 × 10-6 mol/L、硫酸铜 (CuSO4) 5.0 × 10−7 mol/L、钼酸铵[(NH4)6MoO24]5.0 × 10−8 mol/L和1.0 × 10−5 mol/L硼酸 (H3BO4)。每4天浇一次营养液,灌溉量为1.2 L/盆。整个试验过程适时除草及防治病虫害。

        采用两因素试验设计,因素一为2个不同类型品种,持绿型品种花育39和早衰型品种花育20,二者均由山东省花生研究所选育。因素二为3个叶面磷肥浓度,分别为P2O5 0 (CK)、0.1% (P0.1) 和0.2% (P0.2),共6个处理,每处理重复15次。以磷酸二氢钾作为叶面肥的磷源,以硫酸钾调节三个P处理中钾含量相同。磷酸二氢钾和硫酸钾均为分析纯试剂。花生生育期间共喷施两次,分别为初花后5天 (播种后45天) 及15天 (播种后55天)。喷施标准为叶片正反面均匀喷湿至饱和不滴落,每盆喷施量为20 ± 1 mL。为保证喷施效果,喷施时间选择在16:00以后。

      • 在花生结荚初期 (播种后70天) 和成熟期 (播种后110天) 分别选取有代表性的3盆植株,将盆中根系全部取出,然后用流水缓缓冲洗干净,其下方放置一个100 目的筛子以防止脱落的根系被水冲走。用吸水纸吸干根系表面水分,用Epson7500双面光源扫描仪[爱普生 (中国) 有限公司]扫描根系,扫描后保存图像;再用WinRHIZO 根系分析系统 (Regent 公司,加拿大) 分析图像,并计算单株花生根长、根体积及根表面积。

      • 在结荚初期和成熟期分别选取有代表性的3盆植株,取主茎倒3叶,用液氮封存后带回试验室,放在超低温冰箱 (–80℃) 里保存,用于测定叶片生理指标。采用酶联免疫法 (ELISA) 测定丙二醛含量、超氧化物歧化酶、过氧化物酶及过氧化氢酶活性。

      • 同时期另取有代表性的3盆花生植株,将其分为营养体 (根、茎、叶)、果针及荚果3部分,105℃杀青后,80℃烘干至恒重后称重,然后研磨、过筛。粉末经硫酸 - 双氧水消煮后定容、过滤,用凯式定氮法测定全氮含量;用钼锑抗吸光光度法测定全磷含量;某器官氮 (磷) 积累量=某器官全氮 (磷) 含量 × 该器官干物质重。

      • 用Microsoft Office 2007软件整理数据及作图,用SPSS 13.0统计软件进行方差分析 (LSD法)。

      • 两品种根系形态对叶面磷肥的响应有所差异。结荚初期,持绿型品种P0.1处理的根长、根体积及根表面积显著高于对照,但P0.2处理的根系三指标与对照均无显著差异。早衰型品种不仅P0.1处理的根系三指标显著高于对照,而且P0.2处理的根长和根表面积也显著增加。

        成熟期,叶面磷肥对持绿型品种根系的作用效果降低,两喷磷处理根系指标与对照均无显著差异。但叶面喷磷降低了早衰型品种的三个根系指标,其中P0.2处理各指标的降低幅度大于P0.1处理,与对照的差异也达到显著水平。综上,根系对叶面磷肥的响应与喷施浓度和品种类型密切相关,喷施叶面磷肥能促进两品种结荚初期根系生长和发育。成熟期,持绿型品种根系对叶面磷肥的反应不敏感。而喷施叶面磷肥降低了成熟期早衰型品种根系形态指标,其中P0.2处理对根系的负面影响大于P0.1处理 (图1)。

        图  1  不同叶面磷肥浓度处理下两个花生品种的根长、根表面积及根体积

        Figure 1.  Root length,surface area and volume of two peanut cultivars under different P spraying concentrations

      • 结荚初期,叶面喷磷降低了两品种叶片MDA含量,其中P0.1处理与对照差异显著。叶面喷磷提高了两品种SOD、POD及CAT活性,持绿型品种P0.1处理的SOD和POD活性与对照差异显著,P0.2处理仅SOD活性显著高于对照;早衰型品种P0.1处理的三大抗氧化酶活性均显著高于对照,P0.2处理的SOD活性与对照差异显著 (图2)。

        图  2  不同品种及叶面磷肥浓度花生叶片丙二醛含量及抗氧化酶活性

        Figure 2.  MDA content and antioxidant enzymes of leaves under different cultivars and foliage P fertilizer contents

        成熟期,P0.1显著降低了持绿型品种叶片MDA含量,显著增加了SOD活性;但P0.1不仅对早衰型品种MDA含量的影响不显著,还显著降低了SOD活性。P0.2对持绿型品种MDA含量及抗氧化酶活性的影响不显著,但显著增加了早衰型品种MDA含量,并显著降低了三大抗氧化酶活性。上述结果表明,结荚初期,两种浓度叶面磷肥均能降低叶面膜脂过氧化程度,提高叶片抗氧化能力,P0.1的效果好于P0.2;随生育时期推进,叶面磷肥对持绿型品种作用效果降低,而对早衰型品种产生负面影响,加速了叶片衰老,降低了生理活性,P0.2的影响更大 (图2)。

      • 结荚初期,随叶面磷肥浓度增加,两品种整株磷积累量呈增加趋势,其中持绿型品种P0.2处理显著高于对照,P0.1处理与对照差异不显著;早衰型品种P0.1和P0.2处理均显著高于对照。叶面喷磷提高了两品种不同器官磷积累量,其中P0.2处理显著提高了持绿型品种营养体、果针及荚果磷积累量,P0.1处理仅显著提高了荚果磷积累量;早衰型品种P0.1处理的营养体、果针及荚果磷积累量均显著高于对照,而P0.2处理营养体和果针磷积累量与对照差异显著 (表1)。

        表 1  叶面喷施不同磷肥浓度处理下两个品种花生不同生育期植株磷积累量 (mg/plant)

        Table 1.  P accumulation of two peanut cultivars at different growth stages under the treatment of different foliage P fertilizer concentration

        生育时期
        Growth stage
        花生品种
        Cultivar
        处理
        Treatment
        营养体
        Nutritive organ
        果针
        Peg
        荚果
        Pod
        整株
        Whole plant
        结荚初期
        Early podding stage
        SGTCK12.34 d0.48 c1.32 d14.14 b
        P0.115.26 d0.67 c2.43 bc18.37 b
        P0.227.19 b1.24 b3.04 a31.47 a
        PSTCK20.63 c1.29 b2.09 c24.00 b
        P0.128.78 b1.88 a3.00 ab33.68 a
        P0.233.37 a1.91 a2.59 abc37.88 a
        成熟期
        Mature stage
        14.42 d1.18 c44.81 b60.40 c
        SGTCK21.15 b1.50 c64.93 a87.57 a
        P0.120.55 b1.43 c65.92 a87.90 a
        P0.216.96 c2.39 b50.61 b69.96 b
        PSTCK20.55 b2.89 a62.47 a85.91 a
        P0.124.19 a3.27 a61.91 a89.37 a
        注(Note):SGT—持绿型品种 Stay-green cultivar; PST—早衰型品种 Presenility cultivar; CK—不施磷对照 No P control; P0.1—喷磷浓度 0.1% P spraying concentration of 0.1%; P0.2—喷磷浓度 0.2% P spraying concentration of 0.2%. 同列数据后不同字母表示同一喷施时期各处理间差异达 5% 显著水平 Values followed by different small letters indicate significant differences among treatments under the same growth stage at the 5% level.

        表 2  叶面喷施不同磷肥浓度处理下两个品种花生不同生育期植株氮积累量 (mg/plant)

        Table 2.  N accumulation of two peanut cultivars at different growth stages under the treatment of different foliage P fertilizer concentration

        生育时期
        Growth stage
        花生品种
        Cultivar
        处理
        Treatment
        营养体
        Nutritive organ
        果针
        Peg
        荚果
        Pod
        整株
        Whole plant
        结荚初期
        Early podding stage
        SGTCK100.28 d4.22 d9.37 c114.03 d
        P0.1126.98 c5.31 d14.83 ab147.38 c
        P0.2198.92 a7.10 c16.12 a222.15 ab
        PSTCK176.43 b9.96 b13.45 b199.84 b
        P0.1212.33 a11.86 a16.48 a240.67 a
        P0.2205.95 a10.83 ab15.43 ab232.20 a
        成熟期
        Mature stage
        SGTCK130.90 d7.44 d304.10 e442.52 b
        P0.1161.51 b10.43 c351.87 bc524.07 a
        P0.2140.26 cd7.87 cd385.89 a534.02 a
        PSTCK144.36 c16.87 b309.24 de470.81 b
        P0.1164.80 b20.23 a374.37 ab559.40 a
        P0.2178.04 a19.49 b339.67 cd537.20 a
        注(Note):SGT—持绿型品种 Stay-green cultivar; PST—早衰型品种 Presenility cultivar; CK—不施磷对照 No P control; P0.1—喷磷浓度 0.1% P spraying concentration of 0.1%; P0.2—喷磷浓度 0.2% P spraying concentration of 0.2%. 同列数据后不同字母表示同一喷施时期各处理间差异达 5% 显著水平 Values followed by different small letters indicate significant differences among treatments under the same growth stage at the 5% level.

        成熟期,两品种整株磷积累量随叶面磷肥浓度增加而增加,其中持绿型品种P0.1和P0.2处理荚果磷积累量较对照分别显著高出44.9%和47.1%,早衰型品种较对照分别显著高出23.4%和22.3%。持绿型品种两喷磷处理营养体磷积累量显著高于对照,果针磷积累量与对照差异不显著;早衰型品种两喷磷处理营养体及果针磷积累量均显著高于对照。综上,喷施叶面磷肥能够提高两品种各器官磷积累量,持绿型品种P0.2处理荚果磷累积量增加幅度大于P0.1处理,早衰型品种则表现出相反趋势 (表1)。

      • 结荚初期,与对照相比,喷施叶面磷肥提高了两品种各器官氮积累量。持绿型品种各器官及整株氮积累量随叶面磷肥浓度增加而增加,其中P0.2处理的营养体、果针及整株氮积累量均显著高于P0.1处理。而早衰型品种P0.2处理各器官氮积累量与P0.1处理相当或略低于P0.1处理 (表2)。

        成熟期,叶面喷磷显著提高了两品种整株氮积累量。持绿型品种P0.1和P0.2处理荚果氮积累量较对照分别显著增加15.7%和26.9%;早衰型品种两喷磷处理较对照分别提高21.1%和9.84%,其中P0.1处理与对照差异显著。两品种P0.1处理果针氮积累量均显著高于对照,而P0.2处理与对照差异不显著。持绿型品种P0.1处理营养体氮积累量显著高于对照,P0.2处理与对照差异不显著;早衰型品种两喷磷处理均显著高于对照。表明,叶面喷磷提高了两品种各器官及整株氮累积量,持绿型品种P0.2处理荚果氮累积量增加幅度大于P0.1处理,早衰型品种表现出相反的趋势 (表2)。

      • 随叶面磷肥浓度增加,持绿型品种整株干重及荚果产量均呈增加趋势,而早衰型品种P0.2处理两指标低于P0.1处理,两年结果基本一致。持绿型品种P0.1和P0.2处理的荚果产量2016年较对照分别显著增加17.2%和24.2%,2017年分别显著增加14.0%和24.2%;早衰型品种两喷磷处理2016年较对照分别增加17.6%和6.80%,2017年分别增加16.0%和5.05%,其中P0.1显著高于对照,P0.2与对照差异不显著。叶面喷磷提高了两品种营养体和果针干重,其中持绿型品种P0.1处理的营养体干重大于P0.2处理,早衰型品种表现出相反趋势;两品种果针干重均表现为P0.1处理大于P0.2处理。表明,持绿型品种喷施0.2%叶面磷肥的增产效果高于0.1%叶面磷肥。P0.1能够提高早衰型花生荚果产量,但随喷施浓度增加,叶面磷肥增产效果降低,而营养体干重却持续增加,因此早衰型品种适宜的叶面磷肥浓度为0.1% (表3)。

        表 3  不同品种及叶面磷肥浓度花生植株干物质重、产量及产量构成因素

        Table 3.  Dry matter weight,yield and yield components of two peanut cultivars under the treatment of different foliage P fertilizer concentration in 2016 and 2017

        年份
        Year
        品种
        Cultivar
        处理
        Treatment
        单株果数
        Pods per plant
        (No./plant)
        百果重
        100-pod weight
        (g)
        出米率
        Seed to pod ratio
        (%)
        荚果产量
        Pod yield
        (g/plant)
        营养体干重
        Dry weight of nutritive organ
        (g/plant)
        果针干重
        Peg dry weight
        (g/plant)
        整株干重
        Dry weight of whole plant
        (g/plant)
        2016SGTCK7.32 c132.35 b68.32 a8.91 c7.38 c0.45 c16.73 c
        P0.17.89 bc136.52 ab67.54 a10.44 ab8.02 bc0.67 b19.12 b
        P0.28.01 b134.21 ab69.15 a11.07 a7.74 c0.64 b19.45 b
        PSTCK8.03 b139.65 ab69.31 a9.56 bc9.15 b0.70 b19.41 b
        P0.18.36 a143.25 a70.32 a11.24 a11.02 a0.90 a23.71 a
        P0.28.39 a146.29 a68.24 a10.21 abc11.58 a0.76 b21.99 a
        2017SGTCK7.41 c129.63 b70.39 a8.83 c6.85 c0.52 c16.19 c
        P0.18.11 ab128.53 b69.12 ab10.07 ab7.70 c0.64 bc18.44 b
        P0.28.03 ab128.65 b68.17 ab10.97 a7.67 c0.55 c19.20 b
        PSTCK7.89 bc135.69 ab70.12 ab8.89 c9.27 b0.98 ab19.13 b
        P0.18.32 a139.54 a70.18 ab10.31 ab10.75 a1.11 a22.16 a
        P0.28.41 a134.68 ab68.16 b9.34 bc11.13 a1.02 a21.49 a
        注(Note):SGT—持绿型品种 Stay-green cultivar; PST—早衰型品种 Presenility cultivar; CK—不施磷对照 No P control; P0.1—喷磷浓度 0.1% P spraying concentration of 0.1%; P0.2—喷磷浓度 0.2% P spraying concentration of 0.2%. 同列数据后不同字母表示相同年份处理间差异达 5% 显著水平 Values followed by different small letters indicate significant differences among treatments in same year at the 5% level.

        从产量构成因素来看,喷施叶面磷肥增产的原因是增加了单株果数。2016年,持绿型品种P0.2处理及早衰型品种两喷磷处理的单株果数均显著高于对照;2017年两品种各喷磷处理的单株果数均显著高于对照。同年份及同品种条件下,两喷磷处理的百果重和出米率与对照的差异均未达显著水平 (表3)。

      • 土壤施肥和叶面喷肥均为花生获得养分的重要方式,两者相互统一,又相互竞争抑制[12, 15]。叶面喷磷不能像土壤施磷那样直接作用于根系,而是通过对地上部的影响间接作用于根系。盆栽试验表明[12],与喷施清水对照相比,花生苗期喷施磷酸二氢钾抑制了根系生长,显著降低了根长、根体积及根表面积。本研究表明,花生对叶面磷肥的响应与品种、取样时期及喷施浓度有关,结荚初期,与对照相比,叶面喷磷可显著促进根系生长。其原因是磷肥能够改善作物叶片光合磷酸化过程,增加叶面积,提高光合能力[16],增加地上部干物质及养分积累[17-18],进而间接促进花生根系生长。

        叶面喷磷到生育后期 (播种后110天) 对根系的影响出现了负效应,尤其是早衰型品种喷磷处理根系相关指标低于或显著低于对照,出现这种现象的原因可能与施磷后花生荚果库容增大,对光合产物需求量增加,导致生育后期营养体 (包括根茎叶) 加速衰老有关[19]。本试验生育后期叶片抗氧化酶活性降低 (图2) 也证实了这一推论。至于两品种在衰老速率上的差异,可能与不同品种对叶面喷磷反应及浓度的耐受力存在差异,而这种差异的原因有待于进一步研究。

      • MDA是膜脂过氧化的产物,过量的MDA会使植物代谢失调,细胞失去正常的调节功能,甚至对植物细胞产生毒害作用,导致植株衰老、死亡。抗氧化酶SOD、POD和CAT能够清除细胞内活性氧,抑制MDA的生成及缓解植物早衰[20]。叶面肥是调控叶片抗氧化酶系统的重要手段。曹娜等[21]研究表明,喷施磷酸二氢钾能显著降低水稻叶片MDA含量,提高SOD和POD活性,其中浓度0.16% (P2O5) 处理的效果好于0.05%和0.26%处理。本研究结果表明,结荚初期,叶面喷磷处理显著降低了两品种叶片丙二醛含量,提高了抗氧化酶活性,减轻了膜脂过氧化作用,P0.1的效果好于P0.2。而P0.2导致早衰型品种生育后期叶片膜脂过氧化程度增加,活性氧清除能力减弱,加速了叶片衰老,主要因为高浓度叶面肥造成花生植株磷素奢侈吸收,增强植株的呼吸强度,导致叶片膜脂过氧化作用增加,活性氧清除能力减弱。另一方面,叶片正面未吸收的磷酸二氢钾溶液易蒸发干燥,形成白色斑点,减弱了对光的吸收利用,降低了叶片生理活性,导致植株早衰,这种现象在早衰型品种上更为明显,可能是因为早衰型品种对高磷耐受能力较差。

      • Singh等[17]研究表明,叶面喷施过磷酸钙和磷酸能够显著提高石榴叶片磷和钾含量,但对氮含量影响较小。Sherchand和Paulsen[22]研究认为,与清水对照相比,喷低浓度磷酸二氢钾显著提高了小麦植株氮积累量,但磷酸二氢钾浓度过高,氮积累量无显著变化,喷施不同浓度磷酸二氢钾均能显著增加植株磷积累量。而本研究结果认为喷施两种浓度叶面磷肥均能显著提高植株氮、磷积累量。主要因为花生是豆科作物,不仅可以将叶面磷肥直接分配到作物各个器官[6, 23-24],而且多吸收的磷素可以促进豆科作物根系及根瘤生长,提高根系吸氮及根瘤固氮能力,进而间接提高植株氮积累量[25-27],因此花生上喷施叶面磷肥的效果好于禾本科作物。本研究还表明,随喷磷浓度增加,持绿型品种荚果及整株氮积累量呈增加趋势,而早衰型品种呈先增后减趋势。可能是因为早衰型品种对高磷的耐受程度较低,较高的磷素导致植株体内游离氨基酸和酰胺含量增加,蛋白质合成受阻,进而影响氮素积累[28-29]

        Lv等[8]研究表明,喷施磷酸二氢钾能够显著提高小麦产量,其中浓度0.21%和0.36%的增产效果好于0.07%。曹娜等[21]研究表明,水稻上喷施0.16%磷酸二氢钾的增产效果好于0.05%和0.26%处理。而本研究表明,喷施0.1%和0.2%磷酸二氢钾均能提高两花生品种荚果产量,其中持绿型品种P0.2处理的增产效果好于P0.1处理,早衰型品种表现出相反的趋势,这与供试作物植株磷素需求量、叶面及土壤供磷水平有关。虽然成熟期早衰型品种叶面喷磷处理表现出植株早衰的迹象,但叶面磷肥能够促进该品种结荚初期根系生长,提高叶片生理活性,进而增加植株和养分吸收及干物质累积 (表1表3),因此喷施叶面磷肥对于该品种增产增效仍然利大于弊,其中浓度0.1%叶面磷肥效果更好,建议在生产上推广应用。

      • 不同叶面喷磷浓度促进了两品种结荚初期根系发育,提高了叶片生理活性,且P0.1处理的效果好于P0.2处理。成熟期,持绿型品种根系形态和叶片生理活性对叶面喷磷反应不敏感,喷磷处理的多数指标与对照无显著差异,而早衰型品种喷磷后会加快其生育后期营养体衰老,表现在根系形态指标的减少和叶片生理活性的降低,且高浓度 (P0.2) 的效应大于低浓度 (P0.1)。叶面喷磷可显著提高两品种荚果中氮、磷元素及荚果产量,持绿型品种P0.2处理的增幅高于P0.1处理,而早衰型品种则相反,因此,持绿型品种和早衰型品种叶面喷磷的适宜浓度分别为0.2%和0.1%。生产上应根据花生品种类型选择不同的叶面磷肥浓度。

    参考文献 (29)
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