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花生荚果籽仁干物质积累规律的研究

2019-01-14刘忠良

花生学报 2018年3期
关键词:仁率文登果壳

刘忠良

(威海市文登区农业局,山东 威海 264400)

花生是我国主要经济作物和油料作物,是花生主产区农民收入的主要来源。在作物干物质积累和产量形成过程中,环境因素起着举足轻重的作用,尤其是热量条件,不论是各发育阶段,还是全生育期,对发育进度的快慢均起决定性作用[1]。随温度降低,棉花纤维干物质积累减慢,单粒种子纤维干质量显著降低[2]。积温不足对玉米播期和收获期都有一定影响[3]。当有效积温低于450 ℃时,花生荚果发育主要受气温的影响[4],且随着有效积温的增加,花生荚果中子叶与胚的干物质量按同一比例增长[5],积温不足将影响光合产物在花生各器官中的分配比例及总干物质质量[6];花生出苗和幼苗生长对温度也有一定的要求,若播种过早将难以满足花生出苗对温度的要求,难以形成壮苗[7]。在生产上玉米[8]、小麦[9]、青储玉米[10]、红麻[11]和甘薯[12]等均有研究证实可通过适当延迟收获,延长生育期,进而提高产量。花生是威海文登区农民种植业收入的主要经济来源,年均种植面积20 khm2,年均单产4575 kg/hm2。文登区常年≥10 ℃积温平均为3685.2 ℃,持续期为189.8 d,始于四月中旬,止于十月底,文登区年平均气温11.1 ℃[13-14],花生生长期内需要积温3300~3500 ℃,文登区花生生长期内积温略显不足。花生因为地域不同,播种、收获时期均有差异,国内,近几年虽有对花生不同收获期籽仁脂肪含量及脂肪酸组分变化等内在品质的研究[15-17],但鲜有对产量影响的研究,仅万书波有适时晚收可增加花生产量,提高单株荚果数、百果质量的报道[18]。在胶东半岛东部出口花生主产区未进行过类似研究,本研究通过探明花生荚果和籽仁干物质积累规律,为明确当地出口大花生的适宜收获时期、充分利用自然资源和提质增效提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点和供试材料

试验于2015-2016年在威海市文登区侯家镇北廒村试验田进行,土壤为肥力较高的砂质壤土,含有机质14.32 g/kg、碱解氮86.42 mg/kg、速效磷28.36 mg/kg、速效钾136.35 mg/kg、pH 6.7。前茬作物玉米,供试花生品种为8130。

1.2 试验方法

玉米收获后,每667m2施商品有机肥400kg、风化生石灰75 kg,冬前翻耕。4月底,撒施花生专用配方控释肥(12-6-12) 30kg/667m2旋耕,播种时在播种行包施花生专用配方控释肥20kg/667m2。选择籽粒饱满、大小均匀的种子,统一包衣。5月上旬播种,行距45 cm、穴距17 cm,每667 m2播种8719穴,每穴2粒。试验田长20.0 m、宽13.5 m。田间管理按当地高产田进行,10月上旬收获。

1.3 取样与测定

从7月10日(结荚期)开始取样,每次取3个点,每点取长势一致的花生完整植株10株,每10 d取样一次。每次取样后取下荚果,用水冲洗干净,将果壳和籽仁分开,置于电热干燥箱内105 ℃杀青30 min、75 ℃烘至恒质量,分别称量果壳和籽仁干质量,计算荚果干质量和平均值。

1.4 数据处理

数据处理和绘图均在Excel 2010下进行。

2 结果与分析

2.1 花生荚果、籽仁干物质积累动态

花生进入结荚期时荚果干质量很少,此后随着荚果发育,籽仁干质量与荚果干质量的增加趋势基本相同,但籽仁干质量较荚果干质量的快速增加期较晚且积累量较少。花生从结荚期开始到饱果成熟期荚果干质量和籽仁干质量增加可用生长曲线logistic方程进行曲线模拟,对logistic回归方程进行X2检验:实际X2

由荚果干质量logistic回归方程及三个关键点可知:花生荚果干质量增加的始盛期为t1=41.07,即结荚后第42 d左右;高峰期为t2=55.17,即结荚后第56 d左右;盛末期为t3=69.26,即结荚后第70 d左右。花生籽仁干质量增加的始盛期为t1=44.38,即结荚后第45 d左右;高峰期为t2=56.57,即结荚后第57 d左右;盛末期为t3=68.75,即结荚后第69 d左右。

花生荚果干质量增长的渐增期为结荚后第10~42d,快速增加期为结荚后第42~70d,缓增期为花生结荚后第70~90d;由籽仁干质量logistic回归方程及三个关键点可知:花生籽仁干质量增长的渐增期为结荚后第20~45d,快增期为结荚后第45~69d,缓增期为结荚后第69~90d (表1)。

表1 花生荚果与籽仁干物质积累logistic方程及数据

2.2 花生荚果、籽仁、果壳干物质积累的关系

花生进入结荚期,荚果和籽仁干物质日积累量逐渐增加,结荚后70 d达到最大值,以后快速降低至收获;果壳干物质日积累量的变化动态与荚果和籽仁的不同,荚果形成后表现为小幅增加,结荚后60 d达到最大值,但峰值较低,以后缓慢降低至收获。荚果形成20 d后,籽仁干物质日积累量增加较快,60~70 d的积累量达到4.99 g/株,以后迅速降低至收获期的0.37 g/株;荚果形成后果壳干物质积累较快,10~20 d的积累量为0.36 g/株,较同期籽仁的0.29 g/株增加24.14%。籽仁干物质日积累量在结荚后30 d开始明显大于果壳的积累量,籽仁干物质日积累量峰值为4.99 g/株,为果壳1.77 g/株的2.82倍。荚果形成后30~80 d是荚果和籽仁干物质日积累量较高的时期,是花生荚果产量形成的主要时期 (图1)。

图1 花生荚果、籽仁、果壳干物质日积累量 Fig. 1 Daily accumulation of dry matter in peanut pod, kernel and nut shell

对花生籽仁干质量增长与荚果干质量增长进行线性模拟,得到回归方程Y=0.7368X-0.5053,相关系数R2=0.9968,证明花生籽仁质量与荚果质量的增加呈极显著的正相关关系;对花生果壳质量增长与荚果质量增长进行线性模拟,得到回归方程Y=0.2632X+0.5053,相关系数R2=0.9757,证明花生果壳质量与荚果质量的增长同样呈极显著的正相关关系。从以上方程可知,花生籽仁质量模拟方程的斜率大于果壳质量模拟方程的斜率,说明随着花生荚果质量的增加,籽仁质量的增长趋势大于果壳质量的增长趋势。

2.3 花生荚果出仁率变化动态

自花生结荚后,随荚果和籽仁的充实饱满,出仁率呈逐渐增加的变化动态,至结荚后80d达最大值,以后基本保持平稳。对花生结荚后20d到收获期的出仁率可用多项式进行曲线模拟。对回归多项式方程求一阶导数并令Y=0得X=79.6577,即当花生结荚后80d左右时,出仁率达最大值。由试验数据及回归方程可知,从结荚后20~80d,出仁率呈提高趋势,结荚后80~90d,出仁率稍有降低。收获期(结荚后90d)调查发现,由于出现少量烂果(腐烂前基本为饱果),导致出仁率降低 (图2)。

图2 花生出米率增长趋势 Fig. 2 The growth trend of kernel rate

3 讨论与结论

花生荚果干物质积累速率体现在荚果和籽仁干质量的增加和出米率的增加,这是提高产量的主要因素。从研究结果和数学模型分析,花生荚果干质量与籽仁干质量增长的渐增期、快增期、缓增期基本一致,荚果干质量、籽仁干质量增长量的最大值均出现在结荚后70 d,结荚后70~80 d荚果质量和籽仁质量刚进入缓增期。荚果质量和籽仁质量在结荚后80 d较结荚后70 d增加15.88%和17.71%、在结荚后90 d较80 d只增加3.32%和2.21%,花生生育后期如土壤湿度较大则会出现烂果;就出仁率而言,从结荚后20 d到80 d,出米率呈提高趋势,结荚后80 d到90 d,出米率呈下降趋势,在花生结荚后80 d左右时,出米率为最大值。过晚收获对荚果和籽仁干物质积累及出仁率提高均不利。

威海市文登区是山东花生主产区,常年种植面积2万余公顷,且多为生育期较长、适合出口的大果型品种。由于施肥和病害防治技术欠当,造成生育后期脱肥和叶部病害发生,导致叶片早衰,因此生产上多在9月中旬或更早收获花生,致使荚果不饱满、出仁率低,经济产量低。本研究结果表明,虽然结荚后90 d收获产量最高,但结荚后80~90 d荚果干物质积累很少,而且会有烂果发生,故花生荚果干物质积累最大量宜确定为结荚后80 d左右,因此威海地区9月底为出口大花生的适宜收获时间。在生产上应注重合理施肥和病害防治,确保花生生育后期不脱肥和叶片不早衰。

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