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Effect of nitrogen levels on yield and sucrose synthesis of leaves in different types of peanut

施氮量对不同类型花生蔗糖合成及产量的影响


A field experiment was conducted under high-yielding conditions to evaluate the effect of nitrogen level on yield and sucrose synthesis of leaves in different types of peanut ( Baisha 1016 and Huayu 17). The result showed that the activity of sucrose synthesis and sucrose content of leaves increased with nitrogen within certain range. However, excessive nitrogen could decrease the activity of sucrose phosphate sythase and sucrose content of leaves. So applying proper nitrogen rate could be propitious to sucrose synthesis. Excessive nitrogen, however, could decrease economic coefficient, and thus decreasing pod yield. We could also increase pod yield by adding proper nitrogen to increase valid pods per plant and plumpness rate of pod. Different types of peanut had different responses to nitrogen, and the optimum nitrogen rate of var. vulgaris Harz in Arachis hypogaea was lower than common type peanut. The optimum nitrogen rate was about N 90kg/hm2 and N 135kg/hm2 for var. vulgaris Harz in Arachis hypogaea and common type peanut, respectively.


全 文 :收稿日期:!""#$%!$"& 接受日期:!""’$"($!%
作者简介:孙虎(%)’)—),男,山东济南人,硕士研究生,主要从事花生高产栽培生理研究。*+,-./:!""0123425%#67 89,
! 通讯作者 *+,-./::-3;<2=>2"%5%#67 89,
施氮量对不同类型花生蔗糖合成及产量的影响
孙 虎%,王月福%!,李尚霞!,王成霞%,王铭伦%
(%莱阳农学院植物科技学院,山东青岛 !##%");!山东省花生研究所,山东青岛 !##%"")
摘要:以白沙 %"%#和花育 %’为材料,在大田高产栽培条件下,研究了不同施氮量对不同类型花生叶片蔗糖合成及
产量的影响。结果表明,在一定施氮量范围内,增加施氮量花生叶片磷酸蔗糖合成酶活性提高,蔗糖含量增加,过
量施氮磷酸蔗糖合成酶活性下降,蔗糖含量降低,适量施氮有利于花生叶片蔗糖的合成。增施氮肥提高花生荚果
产量主要是通过提高花生的生物产量而获得的,过多施氮经济系数降低,而导致荚果产量下降。适当增施氮肥提
高花生产量,主要是通过提高单株有效结果数和荚果饱满程度而实现的。不同类型花生品种对氮肥的响应不同,
珍珠豆型花生品种的适宜施氮量较普通型花生品种的为低。本试验条件下,珍珠豆型花生品种的适宜施氮量为 ?
)" @; A 4,!左右;普通型花生品种的适宜施氮量为 ? %6( @; A 4,!左右。
关键词:花生;施氮量;蔗糖合成;产量
中图分类号:B(#(7!7"% 文献标识码:C 文章编号:%""&$("(D(!""&)"!$"6)&$"(
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花生是豆科作物,其氮素营养来源有根瘤固氮、
土壤和肥料三条途径[%]。传统观点认为,花生需氮
量的 ’"Z!&"Z由根瘤固氮提供。近几年生产实践
证明,花生根瘤固氮只能满足其需氮量的 0"Z!
("Z,一半以上的氮需从土壤和肥料中获得[!]。要
满足花生高产对氮素营养的需求,还必须施用氮肥。
蔗糖是作物体内碳水化合物运输的主要形式,
蔗糖的合成是在细胞质中进行的,它是叶片光合产
物的暂存形式。氮素是植物体内蛋白质、核酸、叶绿
素和一些激素的重要组成部分。关于施氮对作物叶
片蔗糖合成的影响,在小麦、玉米等作物已经做了一
些研究[6$0],但在花生上还未见有报道。为此,在前
人研究的基础上,用生产上最常用的尿素作为氮肥
来源,研究了施氮量对不同类型花生叶片蔗糖合成
植物营养与肥料学报 !""&,%0(!):6)& $ 0"!
""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
[/-3R ?2RQ.R.93 -3O \=QR./.Y=Q B8.=38=
和产量的影响,以期为花生生产中通过合理施用氮
肥来调控蔗糖合成,实现花生高产栽培提供理论依
据。
! 材料与方法
!"! 试验设计
试验于 !""#!!""$ 年在莱阳农学院农学系教
学试验站进行。供试土壤为肥力中等的沙壤土,其
有机质含量 %"&$" ’ ( )’、碱解氮 #*&#% +’ ( )’、速效
磷 *$&!# +’ ( )’、速效钾 $!&,, +’ ( )’、-. /&,。供试
品种为珍珠豆型花生品种白沙 %"%$ 和普通型花生
品种花育 %/号。
试验设置施 0 "、,#、1"、%*#、%2" )’ ( 3+! #个处
理,分别用 0"、0,#、01"、0%*#、0%2"表示,重复 *次,完
全随机排列。各处理均施 4!5# %"# )’ ( 3+!、6!5 %!"
)’ ( 3+!。氮肥为尿素,磷肥为普通过磷酸钙,钾肥为
硫酸钾。肥料混匀后于播种时开沟一次性施入土
壤。小区宽 !&/ +,长 # +,起垄覆膜种植,垄宽 "&1
+,垄内种植 ! 行花生,每小区共种植 $ 行,每穴 !
粒,穴距 %$&# 7+,每公顷 %*&#万穴。#月 $日播种,
1月 #日收获。
!"# 测定项目和方法
土壤有机质含量用重铬酸钾容量法测定[#];土
壤碱解氮含量用碱解扩散法测定[#];土壤速效磷含
量用碳酸氢钠浸提—钼锑抗比色法测定[$];土壤速
效钾含量用 % +89 ( :中性醋酸铵浸提,火焰分光光
度计测定[#];花生叶片蔗糖含量用蒽酮比色法测
定[#];叶片 ;4;活性的测定,酶液提取参考 <8=’9>?
和 @?>ABCDA的方法,活性测定参考於新建和 E>FG9>H
的方法[/]。收获时各处理调查有效果数、千克果数、
百仁重和出仁率,并计产。
# 结果与分析
#"! 施氮量对花生产量的影响
由表 %可知,增施氮肥均能够显著提高两种类
型花生品种的荚果产量(经济产量),但两种类型花
生品种获得最高荚果产量所需施氮量不同。珍珠豆
型花生品种白沙 %"%$的最高荚果产量出现在 01"处
理,以后随着施氮量的增加而下降;普通型花生品
种花育 %/的最高荚果产量出现在 0%*#处理,0%2"处
理又降低。施氮量对生物产量的影响表现为白沙
%"%$的最高生物产量出现在 0%*#处理,而花育 %/的
最高生物产量出现在 0%2"处理。施氮量对经济系数
的影响则表现为两品种均随施氮量的增加呈降低趋
势;但白沙 %"%$在施 0 1" )’ ( 3+!、花育 %/ 在施 0
%*# )’ ( 3+!范围内,经济系数降低的幅度较小。上
述结果表明,增施氮肥提高花生荚果产量主要是通
过提高花生的生物产量而获得的,过多施氮经济系
数降低,不利于光合产物向荚果中的运转分配,导致
荚果产量下降。另外,两种类型花生品种的产量对
氮肥的响应不同,珍珠豆型花生品种的适宜施氮量
较普通型花生品种的低。
表 ! 施氮量对花生荚果产量、生物产量和经济系数的影响
$%&’( ! )**(+, -* ./**(0(1, 2 ’(3(’4 -1 5-. 6/(’.,&/-’-7/+%’
6/(’. %1. (+-1-8/+ +-(**/+/(1, -* 5(%19,
品种
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处理
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经济产量
M78N8+A7
OAD9G
()’ ( 3+!)
生物产量
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()’ ( 3+!)
经济系数
M78N8+A7
78DQQA7ADNJ
白沙 %"%$
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#"# 施氮量对花生产量构成因素的影响
增施氮肥可以增加花生的有效果数、百仁重和
出仁率,降低千克果数,但施氮量过高,有效荚果数、
百仁重和出仁率反而降低(表 !)。珍珠豆型花生品
种白沙 %"%$的有效荚果数、百仁重和出仁率的最高
值均出现在 01"处理,以后随着施氮量的增加而下
降;普通型花生品种花育 %/的有效荚果数、百仁重
和出仁率的最高值均出现在 0%*#处理,0%2"处理又降
低。表明适当增施氮肥提高花生产量,主要是通过
提高单株有效结果数和荚果饱满程度而实现的。
#": 施氮量对花生叶片蔗糖含量变化的影响
蔗糖是光合作用的主要产物之一,是可溶性糖
的重要组成成分,也是光合产物运出细胞的运输形
式;在作物源端制造光合产物的多少即叶肉细胞蔗
糖的浓度,是影响光合产物运输的一个重要因素。叶
11*!期 孙虎,等:施氮量对不同类型花生蔗糖合成及产量的影响
表 ! 施氮量对花生产量构成因素的影响
"#$%& ! ’((&)* +( , %&-&%. +/ 0&#/1* 23&%4 )+50+/&/*.
品种
!"#$%&’(
处理
)(*’$ +
有效果数
,’#%- ./-0
(1/+ 2 ./-)
千克果数
3/-0 1/+
(1/+ 2 45)
百仁重
67780**- 9$+
(5)
出仁率
:;*## (’$*
(<)
白沙
676=
>’%0;’
676=
17
1?@
1A7
16B@
16C7
D6E?
D@E=
D@EC
D?E=
DDEC
FC?
FC7
FDD
FB7
FB7
FFEC
FFEC
CDE?
C6ED
FCE=
FBEDC
F?EA@
F=E?D
F=E6A
F@E@C
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G"’H" 1?@ D7E= @?7 67@ED FDECC
6F 1A7 D6EA @DC 67FED FDECC
16B@ DDE6 @7? 666EC FBEB@
16C7 D6EB @7? 67?E= FDE@7
片的净同化率、叶片中的蔗糖浓度高,则运输速度
快。花生叶片合成的蔗糖,通过韧皮部运输到地下,
蔗糖及其产物在脂肪等物质的合成中被消耗,因而
地上部蔗糖含量的高低影响花生的荚果产量。图 6
看出,花生叶片蔗糖在整个生育期出现一个单峰,从
出苗 6@ - 以后各处理的蔗糖含量逐渐升高,大约在
结荚后期(出苗后 =@ -左右)蔗糖含量最高。花生
生长进入花针期后,随施氮量的增加,叶片中蔗糖含
量逐渐升高,但施氮量增加到一定程度以后,蔗糖含
量反而下降。白沙 676=一直是 1A7最高,花育 6F 则
在 16B@时蔗糖含量达到最高值。说明适量施氮提高
了花生叶片蔗糖含量是其获得高产的基础。
图 6 施氮量对不同类型花生叶片蔗糖含量的影响
73896 ’((&)* +( /3*:+8&/ %&-&%. +/ .1):+.& )+/*&/* +( %&#-&. 3/ 43((&:&/* *20& 0&#/1*.
!;< 施氮量对花生叶片磷酸蔗糖合成酶(=>=)活性
变化的影响
:3:是以 IJ3K 为供体的糖转移酶。通常认
为,:3: 2 :"L8=8.’0*系统催化的蔗糖合成途径是叶片
蔗糖合成的主要途径,在碳代谢方向的调节中,通过
调节蔗糖合成而起关键性作用。图 D表明,花生叶
片磷酸蔗糖合成酶活性在苗期缓慢上升,在整个结
荚期酶活性保持较高水平,饱果期开始缓慢下降。
施氮量对白沙 676= :3: 活性的影响表现为 1A7!
16B@!16C7!1?@!17;对花育 6F :3:活性的影响,各
图 ! 施氮量对不同类型花生叶片 =>=活性的影响
7389! ’((&)*. +( /3*:+8&/ %&-&%. +/ =>= #)*3-3*2 +( %&#-&. 3/ 43((&:&/* *20& 0&#/1*.
77? 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 6?卷
期测定结果均表现为 !"#$!!"%&!!’&!!($!!&。施
氮量对蔗糖磷酸合成酶活性的影响与对蔗糖含量的
影响相一致。
! 讨论
作物源端制造光合产物的多少,即叶肉细胞蔗
糖的浓度,是影响光合产物运输的一个重要因素[%]。
)*+,-+./和 012+.[’]对大豆研究表明,蔗糖磷酸合成
酶是影响大豆叶片中蔗糖合成的关键酶;李永庚
等["&]也发现,磷酸蔗糖合成酶在小麦旗叶光合产物
向蔗糖的转化过程中也起关键性的调节作用。姜东
等[(]的试验结果表明,在一定范围内增加施氮量可
提高小麦旗叶中 343的活性,促进光合产物向蔗糖
的转化,促进蔗糖的合成。赵宏伟等[#]研究了氮肥
施用量对春玉米穗位叶蔗糖合成的影响表明,春玉
米穗位叶的蔗糖含量随灌浆进程的推进呈逐渐降低
的趋势,氮肥处理之间差异明显,不同品种对氮素反
应不同。关于施氮对花生叶片蔗糖代谢方面的调控
作用目前还未见报道。本试验结果表明,花生叶片
中蔗糖含量自出苗后逐渐升高,约在结荚后期蔗糖
含量达到最高值,此后开始逐渐下降。在一定的施
氮量范围内,随施氮量的增加,花生叶片中 343活性
提高,蔗糖含量增加,但过量施氮后 343活性下降,
蔗糖含量降低。表明适量施氮有利于花生叶片蔗糖
的合成。米国华[""]认为,对作物而言,氮效率是以
产量为终极目标的;而产量形成是全生育期碳氮互
作与源库互作的动态过程。本试验也看出,施氮提
高了蔗糖磷酸合成酶的活性,促进了蔗糖的合成,改
善了碳代谢。关于氮素对蔗糖合成及蔗糖磷酸合成
酶调控的具体机理有待于进一步的研究。
花生的荚果产量是以生物产量为基础的。一般
来说,生物产量越高经济产量也越高。孙彦浩等["5]
认为,花生总生物产量的累积,是经济产量转换的基
础,其两者是正相关的。6789["#]则认为,产量的进
一步提高取决于生物产量和经济系数的协调发展。
本试验结果表明,增施氮肥提高花生荚果产量主要
是通过提高花生的生物产量而获得的,而过多施氮
经济系数降低,不利于光合产物向荚果中的运转分
配,导致荚果产量下降。适当增施氮肥提高花生产
量,主要是通过提高单株有效结果数和荚果饱满程
度而实现的。另外,两种类型花生品种对氮肥的响
应不同,珍珠豆型花生品种的适宜施氮量较普通型
花生品种的低。在本试验条件下,珍珠豆型花生品
种的适宜施氮量为 ! ’& :; < ,=5 左右,普通型花生
品种的适宜施氮量为 ! "#$ :; < ,=5左右。
参 考 文 献:
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