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两段式收获对花生产量和成熟饱满度的影响

2019-12-09厉广辉赵传志李长生夏晗赵术珍侯蕾李膨呈李爱芹王兴军

山东农业科学 2019年9期
关键词:花生产量

厉广辉 赵传志 李长生 夏晗 赵术珍 侯蕾 李膨呈 李爱芹 王兴军

摘要:为探明两段式收获模式下花生产量变化,以不同粒型花生品种为对象,研究田间晾晒不同天数条件下荚果产量和成熟饱满度的变化动态。结果表明:田间晾晒期间,单株产量变化分为两个阶段,大粒型花生品种鲁花14和丰花1号在晾晒1~4 d快速增加;小粒型花生品种济花3号和闽花8号在晾晒1~3 d快速增加,此后,单株产量基本稳定。百果重和百仁重在田间晾晒过程中略有增加,但差异不显著。田间晾晒过程中,花生成熟饱满度显著增加,大粒型品种田间晾晒1~4 d和小粒型品种晾晒1~3 d成熟饱满度快速增加,此后,随晾晒天数增加各品种的饱果率和饱仁率变化较小。大粒型品种田间晾晒4 d左右摘果,小粒型品种田间晾晒3 d左右摘果,增产效果显著,前者增幅大于后者,增产的原因主要是增加了荚果和籽仁成熟饱满度。研究结果为花生两段式收获模式最佳摘果期提供了依据。

关键词:花生;两段式收获;晾晒时间;产量;成熟饱满度

中图分类号:S565.209.1文献标识号:A文章编号:1001-4942(2019)09-0139-05

Effects of Two-Step Harvest Type on Yield and Pod Plumpness of Peanut (Arachis hypogaea L.)

Li Guanghui, Zhao Chuanzhi, Li Changsheng, Xia Han, Zhao Shuzhen, Hou Lei, Li Pengcheng, Li Aiqin, Wang Xingjun

(Biotechnology Research Center, Shandong Academy of Agricultural Sciences/Shandong

Provincial Key Laboratory of Crop Genetic Improvement,Ecology and Physiology,Jinan 250100,China)

Abstract In this study, two large-seed peanut cultivars Luhua 14 and Fenghua 1 and two small-seed peanut cultivars Jihua 3 and Minhua 8 were used as test materials. A field study was conducted to investigate yield changes under two-step harvest type and the effects of picking date on yield and pod plumpness of peanut. The results showed that the change of yield per plant could be divided into two stages during airing. The large-seed peanut varieties Luhua 14 and Fenghua 1 increased rapidly in 1~4 days,While the small-seed peanut cultivars Jihua 3 and Minhua 8 increased rapidly during 1 ~ 3 days of drying, and then the yield per plant was basically stable. The hundred-pod weight and hundred-kernel weight increased slightly during the airing process, but the differences were not significant. The pod and kernel plumpness increased significantly during airing, and the plumpness of large-seed varieties increased rapidly after 1 ~ 4 days of drying and small-seed varieties after 1~3 days of drying. After that, the plumpness of peanuts varied slightly with the increase of drying days. In conclusion, When the large-seed cultivars were harvested after airing for about 4 days, and the small-seed cultivars were harvested after airing for about 3 days, the increasing effect of yield was significant,especially the former. It could be mainly contribute to the increase of pod and kernel plumpness. All these results provided evidences for the best picking time of two-stage harvest type in peanut.

Keywords Peanut; Two-step harvest type; Yield; Plumpness

花生是我國重要的油料作物,常年种植面积500×104 hm2 左右,总产约1 500×104 t,居油料作物首位[ 2]。发展花生产业对于农业产业结构调整、增加农民收入、增强农业领域的国际竞争力具有重要作用。我国花生收获以人工为主,收获用工量占整个种植季节用工量的1/3 以上[3]。花生收获时荚果含水量在50%以上,传统干燥方式是人工翻晒,干燥周期长,晒场需求量大,受天气变化影响易受黄曲霉毒素污染。黄曲霉毒素是目前已知化学物质中致癌性最强的一种次生代谢物质[4]。花生是最易受黄曲霉毒素污染的农产品之一,主要发生在收获后的晾晒期间[5,6]。因此,收获后快速脱水是防止花生霉变的关键环节。

随着农村劳动力减少和人工成本增加,花生机械化收获势在必行。我国21世纪初开始研究花生联合收获机,相继生产出全喂入与半喂入式多种类型的机械。由于花生地下结果的特性,加之收获时秸秆含水量达70%、果柄含水量达50%以上,秧蔓缠绕严重,较难摘果清选,收获质量与作业效率较低,没有得到大面积推广应用[7,8]。美国从20世纪60年代开始实现了花生机械化收获,主要采用两段式机械收获方式,即先用起收机将花生挖起在田间铺放晾晒,再用捡拾收获机摘果[9]。近年来,我国花生主产区开始推广两段式收获方法,破解了联合收获机作业难度大的问题,减輕了机械摘果与捡拾的作业负荷,提高了收获效率[10,11]。两段式收获不仅适宜机械化操作,还能根据天气情况确定摘果时间,避免因收获期降雨等不利气象条件造成的晾晒困难,减轻黄曲霉毒素的侵染,提高花生品质[12]。实践表明北方花生产区更适宜采用两段式收获模式[3,7]。关于两段式收获模式下,根据植株含水量、果柄力学强度确定田间晾晒时间的研究已有相关报道[13-16]。两段式收获,花生需在植株上晾晒一段时间,此时植株含水量较高,还可能完成部分生理生化进程。但是,两段式收获对花生产量和成熟饱满度的影响还不清楚,田间晾晒期间不同粒型花生产量变化鲜有报道。本研究选用不同粒型花生品种,分析田间不同晾晒天数对花生产量和成熟饱满度的影响,以期为花生两段式收获提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

选用两个中间型大粒花生品种鲁花14(LH14)和丰花1号(FH1),两个珍珠豆型小粒花生品种济花3号(JH3)和闽花8号(MH8)作为试验材料。

1.2 试验设计与田间管理

试验于2018年在山东省农业科学院济阳试验基地花生试验田进行。0~20 cm耕作层基础地力为有机质14.08 g·kg-1、全氮1.02 g·kg-1、碱解氮75.36 mg·kg-1、速效磷67.53 mg·kg-1、速效钾90.76 mg·kg-1。播前深耕耙平,氮磷钾三元复合肥(N∶P2O5∶K2O = 15∶15∶15)用量为750 kg·hm-2,全部基施。起垄覆膜栽培,垄距90 cm,垄面宽55 cm,垄高12 cm。垄上播种2行,垄上小行距35 cm,穴距15 cm。每穴播2 粒,播深3~5 cm,密度约为每公顷14.8万穴。每小区3垄,长度为10 m,面积为27 m2。每品种3次重复,随机区组设计,小区四周设有保护行。田间管理同一般高产田。5月2日播种,小粒型花生9月3日收获,大粒型花生9月8日收获。采用两段式机械收获,先用起收机将花生犁出均匀铺在垄面晾晒,每天取连续排列的30株花生测产考种,取样至收获后第6天。田间晾晒期间,试验田气象条件如表1所示。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 单株产量 田间晾晒期间,每天下午5时在各小区连续取30株花生,摘果、去杂,自然风干,称量荚果产量,计算单株产量。

1.3.2 成熟饱满度 挑选100个饱满一致的双仁果和100个饱满籽仁,称量百果重和百仁重;随机取500 g荚果或籽仁,挑选饱满一致的双仁果或籽仁称重,计算饱果率和饱仁率;称取500 g荚果,脱壳,籽仁称重,计算出米率。

1.4 数据统计分析

采用Microsoft Excel 2007 计算试验数据平均值,SPSS 17.0 软件进行显著性分析,SigmaPlot 10.0软件作图。

2 结果与分析

2.1 不同摘果期花生荚果产量

由图1可知,两段式收获模式田间晾晒期间,花生单株产量呈增加趋势,不同粒型花生变化动态不同。与起收当天摘果相比,大粒型花生品种鲁花14和丰花1号在田间晾晒1~4 d,单株产量快速增加,增幅分别达7.66%和7.00%,差异显著;随晾晒时间延长,产量基本稳定。与起收当天摘果相比,小粒型花生品种济花3号和闽花8号在田间晾晒期间,单株产量增幅也明显分为两个阶段,晾晒前三天,单株产量快速增加,分别增加了5.63%和6.31%,差异显著;此后,产量变化幅度较小。[LL]

2.2 不同摘果期花生荚果经济性状

与起收当天摘果相比,在田间晾晒期间,花生百果重和百仁重有小幅增加,但均未达显著水平(表2)。田间晾晒期间,花生出米率呈增加趋势,不同品种间存在差异,大粒型花生的出米率增幅大于小粒型花生品种。与起收当天摘果相比,鲁花14和丰花1号在晾晒第三天的出米率显著增加,增幅分别为3.15%和2.66%;此后,出米率基本稳定。济花3号的出米率在田间晾晒期间也有所增加,但不同摘果期之间差异不显著。闽花8号的出米率在田间晾晒第四天显著高于起收当天摘果水平,增幅为2.50%;此后,虽有小幅增加,但4~6天摘果的出米率差异不显著。

2.3 不同摘果期花生成熟饱满度

田间晾晒期间,花生饱果率(图2A)和饱仁率(图2B)均呈增加趋势。相比起收当天摘果,大粒型品种鲁花14和丰花1号在田间晾晒第三天饱果率显著增加,分别增加6.06%和2.67%;晾晒第四天增幅仍较大,分别增加7.92%和3.99%;此后,饱果率变化较小。小粒型品种济花3号和闽花8号在田间晾晒第二天饱果率显著增加,分别增加2.51%和2.44%;此后,饱果率呈缓慢增加趋势,但是晾晒2~6天之间摘果差异不显著。

与起收当天摘果相比,鲁花14和丰花1号在田间晾晒1~4 d的饱仁率快速增加,晾晒第四天增幅最大,分别为9.51%和6.14%,晾晒3~6天之间摘果差异不显著;济花3号和闽花8号田间晾晒第二天饱仁率显著增加,晾晒1~3 d呈快速增加趋势,第三天分别增加5.40%和7.13%,此后,随田间晾晒天数增加,饱仁率变化较小,差异不显著。

3 讨论与结论

花生过熟收获或收获后不及时晒干极易感染黄曲霉毒素,适时早收能够显著降低黄曲霉毒素侵染的风险[12]。花生起收后尚未完全成熟,花生荚果和植株生理代谢过程仍在进行,这一阶段的生理生化进程是成熟过程的延续[17,18]。花生收获时植株和荚果含水量高,一次性联合收获机作业机械阻力大,摘果效率低。两段式收获不仅解决了花生机械化收获的问题,还可以解决黄曲霉毒素污染的问题。本研究采用两段式收获模式,在田间晾晒不同天数后摘果,大粒型花生品种在田间晾晒4 d,小花生品种在田间晾晒3 d,单株产量快速增加,显著高于收获当天摘果处理,大粒型品种增幅大于小粒型品种,此后随晾晒天数增加,所有品种产量基本稳定。这可能是由于田间晾晒初期花生植株仍保持鲜活状态,可维持一定程度的光合作用;果柄含水量较高,可保持植株和荚果之间的生命通道仍呈开启状态,具备水分、养分的输送功能,为荚果的干物质积累提供必要条件[19],随植株和果柄继续失水,果柄所起的生命通道作用中断,产量不再增加。

百果重、百仁重、出米率是花生重要的经济性状,主要受基因型和环境因子控制,珍珠豆型小果花生品种的出米率高于普通型大果花生品种[20]。本研究中,大粒型和小粒型花生品种的百果重和百仁重在田间晾晒期间变化较小,差异不显著。说明饱满的花生荚果在收获时已经基本完成了充实过程[21]。田间晾晒期间4个花生品种的出米率显著增加,大粒花生品种的出米率增幅高于小粒花生品种,说明小粒型花生的荚果一致性优于大粒型品种。花生具有无限生长习性,开花期长,结荚不集中,果多不饱的矛盾突出[22]。因此,饱果率和饱仁率是决定花生单株生产力的主要性状[23],提高成熟饱满度是花生增产的基础。本研究中,大粒型花生品种田间晾晒1~4 d ,小粒型花生品种田间晾晒1~3 d,饱果率和饱仁率快速增加,显著大于起收当天摘果水平,此后,随晾晒天数增加,差异不显著。这可能是由于晾晒初期(1~3 d)果柄含水率下降较快,营养物质转运量大;随着晾晒时间延长,果柄含水率呈渐进式缓慢下降,直至营养物质运输线中断[15,19]。前人研究表明[13,14],田间晾晒3~5 d,花生植株各部位水分含量、果柄和秧柄节点抗拉强度适中,处于韧性下降和脆性增强的过渡期,为摘果最佳期,这与本研究中产量和成熟饱满度的快速增加期基本一致。大粒型花生品种的产量、出米率和成熟饱满度增幅均大于小粒型花生品种,这说明小粒型花生收获期籽仁充实度较好且植株衰老严重,晾晒失水快于大粒型品种,两段式收获对大粒型花生品种的增产作用更突出。

本试验条件下,两段式收获田间晾晒期间,花生单株产量显著增加,基本分为两个阶段,大粒型花生品种在晾晒1~4 d,小粒型花生品种晾晒1~3 d, 产量快速增加,前者增幅大于后者,此后产量基本稳定,增产的原因主要是增加了出米率、荚果和籽仁成熟饱满度。田间晾晒增产效果与收获期和田间晾晒期间的天气情况,还需进一步深入研究。

参 考 文 献:

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收稿日期:2019-08-01

基金项目:国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目(31861143009);国家自然科学基金青年基金项目(31801301);山东省重点研发计划项目(2018GSF121032);山东省自然科学基金面上项目(ZR2017MC005);山東省农业科学院农业科技创新工程项目(CXGC2018E13)

作者简介:厉广辉(1983—),男,山东枣庄人,博士,助理研究员,研究方向为作物高产生理生态。E-mail: ghli66@126.com

通讯作者:王兴军(1966—),男,博士,研究员,研究方向为植物发育生物学。E-mail:xingjunw@hotmail.com

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