姜 涛，倪皖莉，王 嵩，汪 清，赵西拥，朱晓峰

(安徽省农业科学院作物研究所/安徽省农作物品质改良重点实验室，安徽 合肥 230031)

生物质炭是由作物秸秆、玉米芯、花生壳及农林生产废弃物等通过嫌氧不完全燃烧制取的生物质炭[1-2]。生物质炭具有提高土壤有机碳含量、改善土壤结构、调节土壤 pH 等特性[3-5]。生产上将生物炭和化学肥料混合制成生物炭基肥，能延缓养分在土壤中的释放与淋失[6]，提高肥料的利用率[7-8]，改良土壤[9]，促进干物质积累，稳定增产[10-12]，且炭基肥料能起到一定的增温作用，利于出苗，提高出苗率，增加花生单株结果数、出仁率和果质量，从而增加产量[13]。

花生是我国重要的食用油料作物之一，安徽省花生常年种植面积约200 khm2，是全国重要的花生生产基地[14]，其中70%以上的花生种植在淮北平原砂姜黑土中低产田地区[15]。本研究利用炭基缓释专用肥，以夏花生为研究对象，通过田间试验，研究炭基缓释花生专用肥对砂姜黑土地区夏花生干物质累积特性、农艺性状及产量构成的影响，以期为炭基缓释花生专用肥在该地区花生生产上的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2016年在安徽省固镇县良种繁殖场进行。项目区位于淮北平原，地处亚热带和暖温带的过渡地带，暖温带半湿润气候，兼有南北方过渡类型的气候特点。年平均气温14.9 ℃，多年平均降水量871.7mm，雨量年际变化大，降水年内分配不均。年平均无霜期为215d，日照2170h。

供试土壤为黄土性古河流沉积物发育的砂姜黑土，耕层0～20 cm土壤基础养分含量：有机质16.14g·kg-1，pH值6. 24，全氮1.02g·kg-1，碱解氮51.8mg·kg-1，速效钾(K)169.5 mg·kg-1，速效磷(P)18.7 mg·kg-1。前茬为小麦。

1.2 试验设计

采用大田试验，选用中粒型花生品种“皖花4号”为材料，3个处理：①不施肥对照(CK)、②常规施肥(施用复合肥CF，氮磷钾含量15-15-15)、③炭基缓释花生专用肥(下称炭基肥PSF，氮磷钾含量为10-13-13)。小区面积12m×12m=144m2，3次重复，共6个小区，随机排列。处理②、③的氮、磷、钾施用量分别为纯N：120 kg·hm-2、P2O5：105 kg·hm-2、K2O：150 kg·hm-2，施用复合肥和碳基肥为主，不足养分用尿素(46%)、过磷酸钙(12%)、氯化钾(60%)补充，确保氮、磷、钾施用量相同，所有肥料结合整地时作为基肥施入。机械起垄，人工播种，垄距85cm，垄上播2行，行距25 cm，播种密度15万穴·hm-2，每穴播2粒。播种前1 d用30%辛硫磷微囊悬浮剂及多菌灵拌种，播种后即打封闭(乙草胺)。2016年6月11日播种，10月5日收获。生育期按常规大田管理。

1.3 取样与测定方法

分别在播种后26 d(苗期)、61 d(花针末期)、76 d(结荚期)、96 d(饱果期)和114 d(成熟期)采集植物样品，每个小区取有代表性的 5穴植株样品，用清水洗净，按根(包括下胚轴)、茎(包括果针)、叶(包括叶柄)、荚果分开，烘干法测定干物质重量。在播种后61 d(花针末期)、76 d(结荚期)、96 d(饱果期)和114 d(成熟期)，晴天上午9:00-11:00，在自然光照强度下，用SPAD-502叶绿素仪测定花生主茎倒3叶叶片SPAD值。

收获时每小区选取5个典型穴，每穴2株，进行室内考种，计算单株生产力。各小区选5个有代表性的点，每点选2垄，每垄选择2 m长，每点测产面积为3.4 m2(2m垄长×0.85m垄宽×2)进行测产。

1.4 数据分析

运用Microsoft Excel 2010进行数据计算及作图；SPSS 16.0数据处理系统进行方差分析和显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对砂姜黑土夏花生干物质累积特征的影响

2.1.1 对不同生育时期花生各器官干物质累积量的影响

花生干物质的形成与积累主要来自绿色叶片的光合产物。在花生各生育时期，优势器官作为生长中心优先分配到更多的光合产物，并且干物质累积对花生产量品质形成有直接影响[16]。

由图1可知，不同处理各器官干物质质量在不同生育时期的变化趋势基本相同。就不同器官而言，随生育期推进根、茎的干物质质量呈“S”型变化趋势，叶干物质质量呈先增后降的变化趋势，荚果干物质质量不断增加，并在成熟期达到峰值。

在同一生育时期中不同处理的根干物质质量不同，苗期根干物质质量复合肥>炭基肥>对照；苗期以后，炭基肥处理的根干物质质量增长迅速，并高于随生育期的推进复合肥和对照处理，根干物质质量的峰值复合肥和对照处理出现在结荚期，而炭基肥处理则出现在饱果期，这说明施用炭基肥能促进花生根系持续保持较高的活力，延缓根系衰老的时间。各处理茎干物质质量峰值都出现在饱果期，苗期至花针期各处理差异不显著，从花针期以后炭基肥处理茎的干物质质量开始快速增加，并超过复合肥和对照处理。各处理叶的干物质质量在花针期以前基本相同，并且都在结荚期达到峰值，从苗期至花针期，复合肥处理的叶片干物质质量>炭基肥处理>对照；而花针期以后炭基肥处理的叶片干物质质量快速增加，并超过复合肥和对照处理，成熟期炭基肥处理的叶干质量比复合肥处理增加52.73%，比对照增加140.00%。花针期各处理荚果干物质质量以复合肥处理为最多，炭基肥次之，对照最低；而从结荚期开始至成熟期，炭基肥处理的单株荚果干物质质量始终为最多，成熟期时炭基肥处理的荚果干质量约是复合肥处理的1.13倍，是对照的1.30倍。

可见，炭基肥能满足花生生长后期的养分需求，较好地促进后期生长发育，并能延缓后期衰老进程，有利于增加光合产物，并促进光合物质向荚果的转移，从而增加花生植株尤其是荚果发育后期的干物质累积量。

图1 不同生育时期花生各器官干物质累积量(g/株) Fig.1 Dry matter accumulation in organs of peanut at different growth stages (g/plant) 注：图中不同字母表示不同处理间差异达 5%显著水平。下同。Note: Different letters above the bars mean significance among different treatments at the 5% level. The same as below.

2.1.2 对花生各生育时期植株干物质累积特性的影响

如表1所示，不同施肥处理条件下，从苗期到成熟期，花生植株干物质累积总量为逐渐增加的趋势，而干物质累积速率呈现“慢—快—慢”的“S”型动态变化趋势。不同处理的干物质累积速率峰值均出现在结荚期，且两施肥和对照处理干物质累积速率峰值间差异显著。

花针期是营养生长向生殖生长的过渡期，此时，花生生长旺盛，是植株干物质迅速增长的时期，各处理的干物质均快速增长。产量形成期 (结荚期、饱果期、成熟期)各处理植株干物质累积总量迅速增长，干物质累积量和累积速率均以炭基肥处理最大，复合肥处理次之，对照最低，各处理差异显著；该时期对照、复合肥和炭基肥处理的干物质累积量分别占全生育期干物质总量的59.24%、57.87%和65.88%。这说明炭基缓释花生专用肥的养分缓释效果能为花生生长后期提供充足的养分，满足花生后期生长的需要，从而增加干物质累积量，为增加产量打下基础。

表1 不同施肥处理对花生各生育时期植株干物质累积特性的影响

注：数值后不同字母表示不同处理差异达5%显著水平。下同。

Note: Different letters followed by values mean significance among different treatments at the 5% level. The same as below.

2.2 对花后功能叶片SPAD值的影响

SPAD值能较好地反映叶绿素含量的变化趋势[17]。花后功能叶叶绿素含量的高低直接反映了花后功能叶功能活性的强弱和光合作用强度的高低[18]。图2可看出，各处理从花针期到成熟期叶片SPAD值变化趋势基本相同，从花针期至饱果期均缓慢降低，随后都快速降低的变化过程。炭基肥处理花生功能叶SPAD值在不同生育期均高于复合肥和对照处理，这说明炭基肥的缓释功能能够为花生后期生长持续提供养分，促进花生后期的生长，同时保持较高的叶绿素含量，延长叶片功能期，防止早衰。

2.3 对花生农艺性状的影响

表2所示，炭基肥处理主茎高度及侧枝长度高于CK，分别增加了6.94%和5.68%；比复合肥处理的主茎高度和侧枝长度低了3.00%和2.04%。各处理中的单株分枝数以CK为最多，复合肥及炭基肥处理均低于CK，分别比对照降低了3.60%和14.57%。炭基肥处理中的单株饱果数、单株总果数比CK分别增加12.09%和10.59%；比复合肥分别增加5.66%和8.31%，差异达显著水平。这说明施用炭基肥能够减少花生的无效分枝，增加荚果数量和饱果数，有利于增加产量。

图2 不同生育时期花生叶片SPAD值 Fig.2 SPAD value of peanut leaves at different growth stages

表2 不同处理花生农艺性状

表3 不同处理花生产量构成

2.4 对花生产量性状的影响

表3可知，从产量构成因子来看，炭基肥处理的单株生产力比对照(CK)增加27.89%，比复合肥增加10.58%，差异达显著水平；而百果质量、百仁质量分别比对照(CK)增加了3.86%、6.11%；比复合肥分别增加了0.25%、1.86%。炭基肥处理的花生荚果产量为4366.01kg·hm-2，比对照增产29.58%；比复合肥增产11.78%。可见，花生生产上施用炭基缓释花生专用肥的增产效果显著。

3 讨 论

研究表明，炭基肥能缓慢释放养分，有利于生育后期干物质的积累[19]，到了花生生长中后期控释肥养分逐渐释放，能提供较充足的养分供花生吸收利用，花生干物质积累则比普通肥料处理有不同程度的增加[20]。与普通复合肥相比，炭基肥能提高青椒根长和地上部生物量[21]，而施用生物质炭基肥料对黑麦草的株高、根系长度、根表面积、生物量等均有提高[22]，对小麦植株地上部干质量、地下部干质量、总干质量起到了明显促进作用[10]，能显著增加马铃薯的茎叶干物质积累量，干物质积累量和积累速率均高于普通化肥[23]。本试验也得出类似结论，产量形成期 (结荚期、饱果期、成熟期)各处理植株干物质累积总量迅速增长，炭基肥处理的干物质累积量和累积速率均最大。原因可能是生物质炭较大的比表面积可以吸附养分，减少养分的淋失，同时能促进微生物活性，增加土壤孔隙度，改善土壤性状，提高了土壤有机质含量，从而促进作物生长。而炭基肥的养分缓释效果能为花生生长后期提供充足的养分，满足花生后期生长的需要，从而增加干物质累积量，为增加产量打下基础。

杨劲峰等[1]认为施用炭基肥可以提高花生叶片光合性能，能有效改善花生的农艺性状， 在生育后期仍能提供充足的营养，保持较高的叶绿素含量[24]。本试验中，炭基肥处理花生功能叶SPAD值在不同生育期均高于复合肥和对照处理，这说明炭基肥能够促进花生生育后期保持较高的叶绿素含量，延长叶片功能期，防止早衰。究其原因，可能是因为炭基肥的基质颗粒炭具有良好的吸附作用，从而延长了肥效期，避免了普通化肥的前期养分过剩、后期养分供应不足的供肥状况，满足作物整个生育期所需的养分。

有试验表明，施用炭基肥可以改良土壤[13,25]，改善土壤理化性状，提高土壤有效养分[26-28]，炭基肥处理植株干物质增长速率大于其他处理，对产量的增加均起到了促进作用[18]，增产效果显著[29-30]。施炭基缓释花生专用肥增产的原因主要是增加单株结果数、出仁率和果质量[13]。本试验中，与不施肥及复合肥相比，炭基缓释花生专用肥能增加花生饱果数、百果质量及百仁质量，提高花生出米率，提高花生单株生产力，从而显著增加花生荚果产量，与其他处理相比差异达显著水平。

4 结 论

花生植株干物质累积总量为逐渐增加的趋势，而干物质累积速率呈现“慢—快—慢”的“S”型动态变化趋势。炭基缓释花生专用肥能保持叶片较高的叶绿素含量，延长叶片功能期，防止早衰，显著促进花生干物质积累。炭基肥处理的花生荚果产量为4366.01 kg·hm-2，比对照(CK)增产29.58%；比复合肥处理增11.78%。花生生产上施用炭基缓释花生专用肥的增产效果显著。