不同施氮量下调亏灌溉对花生形态生理特征及氮磷积累的影响

来源 :沈阳农业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:jiaomoji
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辽宁作为我国花生生产相对集中的优势产区之一,在我国油料作物出口创汇中占有重要地位。花生是一种抗旱耐瘠的作物,但干旱和氮肥用量仍然是制约其产量和品质的主要因素。为缓解干旱对辽宁地区花生生产的限制,减少花生农田土壤氮肥流失,在该区域开展花生农田水氮资源高效利用技术研究显得尤为重要。近年来,调亏灌溉技术在当地花生生产中发挥出显著的节水增产潜力。然而,目前有关调亏灌溉的研究主要集中在花生生长特性及产量方面,而氮磷利用对调亏灌溉的响应及机制尚不明晰。因此,本研究采用裂区试验设计,研究不同灌溉处理(全生育期充分灌溉,IF;花针期和饱果期调亏灌溉,IRD)下施氮量(N0,0 kg/hm~2;N50,50 kg/hm~2;N100,100 kg/hm~2)对花生形态生理特征、干物质积累、氮磷积累、产量及品质的影响,以期为干旱地区花生农田水氮资源高效利用和农业绿色发展提供理论依据。主要试验结果如下:(1)不同灌溉处理和施氮量对花生株高、叶面积及干物质积累量均具有显著影响。充分灌溉(IF)条件下花生株高、叶面积和干物质积累均显著高于调亏灌溉(IRD)。调亏灌溉(IRD)有利于饱果期的干物质积累,其干物质积累量较充分灌溉(IRD)增加了7.50%(2020)和8.13%(2021)。调亏灌溉通过促进花生生育末期荚果的形成,进而实现花生增产。与N0处理相比,N50和N100处理均显著提高了花生株高、叶面积和干物质积累量,且N100处理显著高于N50处理,在生育末期,N50和N100处理较N0处理分别显著增加了9.70%和25.04%(2020);10.36%和17.75%(2021)。(2)调亏灌溉下日平均净光合速率(Pn)均低于充分灌溉,且Pn值随施氮量的增加而增加。充分灌溉下施氮100 kg/hm~2(IFN100)处理Pn值最大,为19.57μmol/(m~2·s)(2020)和22.25μmol/(m~2·s)(2021)。调亏灌溉条件下施氮肥显著提高花生光合速率,增施氮肥弥补了水分亏缺对花生光合作用的不利影响,且复水后出现补偿效应,使得光合速率在生育后期出现显著上升的趋势。与IF相比,IRD处理下日平均净蒸腾速率(Tr)增加了14.09%(2020)和6.24%(2021),复水后由于补偿效应,Tr呈上升趋势直至稳定。Tr随施氮量的增加而增加,与N0相比,N50和N100处理下Tr分别增加了2.60%和10.85%(2020)、7.73%和17.80%(2021)。(3)与充分灌溉相比,调亏灌溉抑制了土壤硝态氮向深层土壤运移,使硝态氮主要积累于0-40cm土层中。与IF相比,IRD处理0-20 cm土壤硝态氮含量显著增加了26.27%(2020)和25.82%(2021)(全生育期平均值,下同);20-40 cm土壤硝态氮增加了21.82%(2020)和16.30%(2021)。与IF相比,IRD处理根部、地上部和荚果氮积累量分别降低了6.18%、6.42%和3.86%(2020);10.27%、3.79%和2.83%(2021)。随着施氮量的增加,0-60cm土壤硝态氮积累量及植株地上部氮积累均显著增加,与N0相比,N50和N100处理0-20 cm、20-40 cm及40-60 cm深度土壤硝态氮含量分别显著增加了12.65%和35.89%、16.32%和41.10%及18.32%和46.21%(2020);25.14%和62.74%、16.86%和59.66%及15.83%和42.92%(2021)。N50和N100处理较N0处理地上部氮积累量分别显著增加了16.33%、37.04%(2020)和14.39%、37.40%(2021)。(4)调亏灌溉处理和增施氮肥均显著提高了0-60 cm土层土壤有效磷积累量。与IF相比,IRD处理下0-20 cm、20-40 cm和40-60 cm深度土壤有效磷积累量分别显著增加了8.96%、17.94%和17.16%(2020);14.10%、16.08%和24.88%(2021)。调亏灌溉提高了植株地上部磷素积累,全磷积累量在结荚期呈现最大值,为0.23-0.44 kg/hm~2(2020)和0.31-0.73 kg/hm~2(2021)。增加施氮量显著增加了花生植株叶片和茎部的磷素积累,在生育末期促进了磷素向荚果中转移。(5)IRDN100处理下花生产量最高,分别为5465.63 kg/hm~2(2020)和5695.92 kg/hm~2(2021)。IRDN100处理下花生百果重和百仁重最高,百果重分别为194.29 kg/hm~2(2020)和202.82 kg/hm~2(2021),百仁重分别为81.37 kg/hm~2(2020)和91.82 kg/hm~2(2021)。IRDN50处理对花生品质的影响最大,调亏灌溉有利于花生籽仁脂肪、蛋白质的形成,减少施氮有利于量提高籽仁品质。与传统水氮处理(IFN100)相比,IRDN100处理下蛋白质含量无显著变化且脂肪含量显著增加。故IRDN100处理不仅可以节水增产,还能改善花生品质。综上所述,调亏灌溉下施氮量100 kg/hm~2处理,不仅可以降低土壤硝态氮淋溶,提高土壤有效磷含量,进而促进植株氮磷积累,还可促进植株光合作用,增强干物质积累及其荚果形成,提高花生产量和品质,可为干旱和半干旱地区花生高产优质生产提供理论参考。
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