全 文 ：书西北植物学报!
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&修改稿收到日期$!"#$("#(#!
基金项目$国家科技支撑计划" !"#)123##1") #&山东省自然科学基金项目" 45!"##67")! #&山东省自主创新成果转化重大专项 " !"#!4849:2")#0 #&山东省农业重大应用技术创新课题&现代农业产业技术体系建设专项资金" 625;(#) #&山东省农业科学 院青年基金" !"#$<7=#!
#
作者简介$张佳蕾" #>0) #!男!博士!主要从事花生品质生理研究 ?(@A-B$
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通信作者$李新国!研究员!主要从事花生生理生态研究 ?(@A-B$
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壳寡糖对旱薄地花生叶片衰老
及产量和品质的影响
张佳蕾!郭
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峰!万书波!孟静静!杨
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莎!黄
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超!耿
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耘!李新国"
"山东省农业科学院生物技术研究中心!山东省作物遗传改良与生态生理重点实验室!济南
!$"#"" # 摘 ! 要$在旱薄地条件下!以小花生品种(花育
!"
号)"
8#和大花生品种(花育
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号)"
8#为实验材料!研究
叶面喷施不同浓度壳寡糖*
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#
#壳寡糖处理均显著提高了旱薄地花生饱果期叶片叶绿素含量和保
护酶"
;M3
,
NM3
,
62L
#活性!降低了
O32
含量!并显著提高了
!
个品种的单株结果数,饱果率和荚果产量"
!
#壳
寡糖处理降低了
8的籽仁蛋白质含量却提高了其脂肪含量!但提高了
8的籽仁蛋白质和脂肪含量!且
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处理对
8的油酸%亚油酸"
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#比值提高幅度较大!而
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处理对
8的
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值提高幅度较大研究认为!
在生产实际中用
$"@ E + K E #壳寡糖叶面喷施品种(花育 !" 号)" 8"<br#,用 #""@ E + K E #壳寡糖叶面喷施品种 (花育 !! 号)" 8!<br#时! 个品种的籽仁产量,蛋白质和脂肪产量均最高!可达到花生生产的高产优质高效 关键词$花生&旱薄地&壳寡糖&产量&品质
中图分类号$7>)$+*>
文献标志码$2$%%&("%)
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#是中国重要的经济作
物之一!总产居油料作物之首!是重要的食用油源,
食品工业理想原料和出口创汇作物花生生产在提
高农民收入,加强国家油料安全和农村产业结构调
整中具有重要作用中国有很大一部分早薄地花生
产区!由于面积集中!不易换茬!连作病虫害严重而
造成花生产量低而不稳再加上土壤贫瘠和供肥保
水能力差而导致养分利用率低!造成生长后期脱肥
早衰而使产量和品质下降*#(%-目前生产上一般在
花生生长中后期喷施叶面肥或者植物生长调节剂来
延缓植株衰老和增加产量*)(&-
壳寡糖是经生物技术降解而成的低分子量碱性
寡聚糖与壳聚糖相比具有水溶性好,功能作用强,
生物活性高的特点前人研究表明!壳寡糖信号分
子被植物细胞识别后!可以诱导产生过敏反应和系
统获得性抗性等多种防御反应*(>-!诱导植物抗病性
相关基因表达*#"(#!-!参与诱导蚕豆气孔关闭的信号
转导*#%-!可以改善油菜抗旱相关的生理指标进而增
强其抗旱能力*#)(#$-有关壳聚糖对花生影响进行的 研究指出!适宜浓度壳聚糖能提高种子发芽率*#&-! 促进干旱胁迫下植株生长与抗旱能力*#*-!提高花生 植株保护酶活性*#0-而对壳寡糖在花生上的应用 报道较少!更没有针对旱薄地花生喷施壳寡糖的效 果进行研究因此!研究壳寡糖对旱薄地花生叶片 衰老和产量及品质的影响!对壳寡糖在花生应用的 研究具有重要理论意义!同时可为旱薄地花生高产, 优质生产提供技术指导 # ! 材料和方法 >+> ! 试验材料与设计 试验分别于 !"#% 和 !"#) 年在山东省泰安市宁 阳县葛石镇鹿崖村丘陵旱薄地进行土壤为贫瘠生 土! " " !"G@ 土层有机质含量为 *+)" E + K E # !碱 解氮为 )#+%@ E + K E # !速效磷为 !)+$@
E
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K
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速效钾为
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#$万穴播种前每小区 施复合肥" #$b=
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#!分别于花针期和结荚期进行均匀叶面喷施!
共喷施
!
次随机区组设计!每个处理
%
次重复
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!
测定项目与方法
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!
叶绿素含量
!
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%
叶!采用
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!
保护酶活性及丙二醛含量
!
于饱果期选取
各处理主茎倒
%
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"+$E 样 品!放入预冷研钵中!加入 ] 8*+0 磷酸缓冲液!冰 浴研磨!匀浆于 )"""Y % @-/)c 冷冻离心 !"@-/ ! 所得上清液即为酶液 保护酶超氧化物歧化酶" ;M3 #活性测定参照王 爱国法*!"-&过氧化物酶" NM3 #活性测定采用愈创木 酚法*!#-&过氧化氢酶" 62L #活性测定参照 6DA/GF 法*!!-&丙二醛" O32 #含量测定参照林植芳法*!%- >+?+@ ! 产量及产量构成因素 ! 收获前每个处理取 样 #" 棵!调查单株结果数,幼果数,秕果数,饱果数 和双仁果数各处理小区逐一实测!去掉小区的边 行和两头!测量实收面积!刨收,摘果,去杂!自然风 干!统计荚果产量室内考察各处理每千克果数和 出仁率 >+?+A ! 品质性状 ! 各处理在自然风干的荚果中选 取均匀一致的!去壳,烘干,磨粉后测定蛋白质,脂肪 和可溶性糖含量!以及氨基酸组分和脂肪酸组分等 凯氏定氮法*!)-测定蛋白质含量"换算系数为$+)&
#!氨基酸组分用氨基酸自动分析仪测定可溶
性糖含量测定采用蒽酮比色法*!$-用索氏提取 法*!)-测定粗脂肪含量气相色谱法测定脂肪酸组 分相对含量!使用岛津 Q6(!"#" 气相色谱仪!色谱 柱 31(TT2N !载气为 = ! !测定时氢气流量 )"@P + @-/ # !空气流量 )""@P + @-/ # !尾吹气为氮气% 空气!尾吹气流量 %"@P + @-/ # ! T:3 检测器!进样 量 # # P !采集 !"@-/ !面积归一法计算出脂肪酸组 *#$
%
期
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张佳蕾!等$壳寡糖对旱薄地花生叶片衰老及产量和品质的影响 分的相对含量 >+@ ! 数据处理 用 3N;*+"$
软件分析数据!用最小显著极差
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#进行平均数显著性检验&用
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软件作图数据均采用
!
年数据平均值
!
!
结果与分析
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!
壳寡糖对旱薄地花生叶片叶绿素含量的影响
花生饱果期叶绿素含量的高低影响光合产物的
积累及荚果充实度不同浓度壳寡糖处理均显著提
高了
!
个品种饱果期的叶片叶绿素含量"表
#
#
L
#
处理对
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A
,叶绿素
V
和总叶绿素含
量提高幅度最大!显著高于
L
!
和
L
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处理!而
L
!
与
L
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差异不显著
L
!
处理对
8的叶绿素
A
和总
叶绿素含量提高幅度最大!与
L
%
差异不显著!而显
著高于
L
#
处理说明壳寡糖浓度为
$"@ E + K E # " L # #对小花生品种 8"<br的饱果期叶绿素含量提 高幅度最大!而对大花生品种 8!<br提高幅度最大 的浓度是 #""@ E + K E # " L ! # ?+? ! 壳寡糖对旱薄地花生叶片保护酶活性的影响 旱薄地花生后期容易脱肥早衰!严重影响荚果 产量与籽仁品质不同浓度壳寡糖处理均显著提高 了旱薄地花生饱果期叶片的保护酶 ;M3 , NM3 和 62L 活性!显著降低了 O32 含量"表 ! #其中! L # 和 L ! 处理 8"<br的保护酶活性提高幅度较大! O32 含量降幅最明显 L ! 处理时 8!<br的 ;M3 活性提高幅度最大!达 !#+%0b &同时 O32 降幅最 大!达 )*+#*b 说明较低浓度壳寡糖处理" L # 和 L ! #对小花生品种 8"<br饱果期叶片保护酶活性提 高较显著!而 L ! 处理对大花生品种 8!<br的保护 酶活性提高较显著 ?+@ ! 壳寡糖对旱薄地花生产量及产量构成因素的 影响 收获测产结果表明!不同浓度壳寡糖处理均显 著提高了 8"<br和 8!<br的荚果产量其中! L # 处 理后 8"<br产量提高幅度最大!达 !)+>"b ! L ! 处 理 8!<br荚果产量增幅最大!为 !%+*!b "表 % #不 同浓度壳寡糖处理对小花生品种 8"<br荚果产量 的增加幅度随浓度的增加逐渐缩小!增产幅度表现 为 L # # L ! # L % &对大花生 8!<br增产幅度表现为 L ! # L % # L # 由表 % 可知!不同浓度处理中均以 L ! 对两品 种单株结果数增加最多!分别增加了 !+)$
和
#+0"
个
L
#
处理
8的饱果率提高幅度最大!提高了
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个百分点&
L
#
与
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处理分别使
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率提高了
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和
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个百分点
L
#
处理
8的千克果数降低最多!双仁果率和出仁率提高幅度
最大&
L
!
处理
8的双仁果率提高最大,千克果
数降低最多!
L
#
与
L
!
处理均显著提高了其出仁率
不同浓度壳寡糖处理后
!
个品种的单株结果数增
加!同时提高了饱果率和双仁果率!增大了单果重!
从而达到增产目的
?+A
!
壳寡糖对旱薄地花生籽仁品质的影响
?+A+>
!
蛋白质含量
!
由图
#
可以看出!不同浓度壳
寡糖处理均降低了小花生品种
8的蛋白质含
量!而提高了大花生品种
8的蛋白质含量
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表
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不同浓度壳寡糖处理后花生饱果期叶片叶绿素含量
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$b 显著水平&下同 =HWF$
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西
!
北
!
植
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物
!
学
!
报
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%$卷 表 @ ! 不同浓度壳寡糖处理后 ? 个花生品种荚果产量及产量构成因素 LAVBF% ! <-FBZA/Z-W.GH@ ] H/F/W.H[W_H A^Y-FW-F.A[WFY. ] YA X -/ E Z-[[FYF/WGH/GF/WYAW-H/.H[HB- E HGD-WH.A/ 品种 eAY-FW X 处理 LYFAW@F/W 单株结果数 NHZ./J@VFY ] FY ] BA/W 饱果率 TJB ] HZ YAWF % b 双仁果率 3HJVBFKFY/FB YAWF % b 公斤果数 NHZ./J@VFY ] FYK E 出仁率 \FY/FB YAWF % b 荚果产量 NHZ X -FBZ %" K E + D@ ! # 增产 :/GYFA.FZ WDA/L " % b 8"<brL " #%+&$G *0+%$G **+&&AV &$*+!$A &>+>&V %#!$+*"G
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图
#
!
不同浓度壳寡糖处理后花生籽仁蛋白质含量
同一品种不同字母表示处理间在
"+"$水平上存在显著性差异&下同 T- E +# ! NYHWF-/GH/WF/WH[!-% () * + #,#-/VAYYF/ZY X BA/Z A[WFY. ] YA X -/ E Z-[[FYF/WGH/GF/WYAW-H/.H[HB- E HGD-WH.A/ 3-[[FYF/WBFWWFY.-/Z-GAWFWDF.- E /-[-GA/WZ-[[FYF/GF A@H/ E WYFAW@F/W.ZJY-/ E WDF.A@FGJBW-^AY AW"+"$BF^FB
&
LDF.A@FA.VFBH_
处理
8籽仁蛋白质含量降幅最大!降低了
#+0*
个百分点!其次是
L
%
处理!降低了
"+>!
个百分点
L
!
处理
8蛋白质含量提高幅度最大!提高了
#+))
个百分点!其次是
L
#
!提高了
#+")
个百分点!
L
%
提高了
"+>>
个百分点
?+A+?
!
脂肪含量
!
与对
!
个品种籽仁蛋白质的影
响不同!喷施壳寡糖均提高了
!
个品种籽仁脂肪含
量"图
!
#不同浓度壳寡糖处理下!
8脂肪含
量大小表现为
L
#
#
L
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#
L
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#
L
"
!其中
L
#
处理比
L
"
增加了
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个百分点!
L
%
处理比对照增加了
"+>*
个百分点不同浓度壳寡糖处理下!
8脂
肪含量大小表现为
L
#
#
L
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#
L
%
#
L
"
!其中!
L
#
,
L
!
,
L
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分别比对照增加了
"+>*
,
"+>#
和
"+*!
个百分
点!但三者差异不显著
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!
0
!
4
值
!
图
%
表明!不同浓度壳寡糖处理
对小花生品种
8的
M
%
P
值影响不同!
L
#
处理
提高了
M
%
P
值
$+00b !而 L % 处理略有降低不同 图 ! ! 不同浓度壳寡糖处理后花生籽仁脂肪含量 T- E +! ! TAWGH/WF/WH[!-% () * + #,#-/VAYYF/ZY X BA/Z A[WFY. ] YA X -/ E Z-[[FYF/WGH/GF/WYAW-H/.H[HB- E HGD-WH.A/ 图 % ! 不同浓度壳寡糖处理后花生籽仁 M % P 值 T- E +% ! M % PYAW-HH[!-% () * + #,#-/VAYYF/ZY X BA/ZA[WFY . ] YA X -/ E Z-[[FYF/WGH/GF/WYAW-H/.H[HB- E HGD-WH.A/ 浓度壳寡糖处理均显著提高了大花生品种 8!<br的 M % P 值!并以 L ! 处理提高幅度最大!其次是 L % 处理!两者提高幅度分别为 ##+0#b 和 *+0*b ?+A+A ! 氨基酸组分 ! 由表 ) 可知!相同浓度壳寡糖 处理下小花生品种 8"<br籽仁氨基酸组分均高于 大花生品种 8!<br不同浓度壳寡糖处理均提高了 8!<br的各氨基酸含量!显著提高了 8"<br的赖氨 酸含量而降低了蛋氨酸,苏氨酸和亮氨酸含量其 >#$
%
期
!!!!!!!!!!!
张佳蕾!等$壳寡糖对旱薄地花生叶片衰老及产量和品质的影响 中!不同浓度壳寡糖处理显著提高了 8!<br籽仁中 赖氨酸和苏氨酸含量!而对蛋氨酸,缬氨酸,亮氨酸, 苯丙氨酸和异亮氨酸含量影响不显著&不同浓度的 壳寡糖对 8!<br的赖氨酸含量提高表现为 L % # L # # L ! !而对 8"<br赖氨酸的提高 % 个浓度差异不 显著 ?+A+D ! 脂肪酸组分 ! 表$
说明!不同浓度壳寡糖处
理均降低了
8籽仁中棕榈酸,硬脂酸和山嵛酸
的相对含量!提高了油酸和廿四烷酸的含量
L
#
处
理显著降低了
8亚油酸含量而提高了花生酸
含量!
L
!
和
L
%
处理均提高了其亚油酸含量不同
浓度壳寡糖处理均显著降低了
8籽仁中硬脂
酸,亚油酸,花生酸和山嵛酸的相对含量!均提高了
油酸和廿四烷酸的相对含量其中
L
!
处理显著降
低了
8的棕榈酸含量!对油酸含量提高幅度最
大而对亚油酸含量降幅也最大!从而使
M
%
P
值显著
增大
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经济效益分析
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对旱薄地花生喷施不同浓
度壳寡糖的经济效益分析表明"表
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#!小花生品种
8的最适壳寡糖处理浓度为
$"@ E + K E # " L # #!籽仁产量与蛋白质和脂肪产量最高!显著高 于其他浓度处理&大花生品种 8!<br的最适壳寡糖 浓度为 #""@ E + K E # " L ! #!籽仁产量与蛋白质和脂 肪产量均显著高于其他浓度处理 L # 处理的 8"<br表 A ! 不同浓度壳寡糖处理后花生籽仁氨基酸组分含量 LAVBF) ! 2@-/HAG-ZGH@ ] H.-W-H/H[KFY/FBA[WFY. ] YA X -/ E Z-[[FYF/WGH/GF/WYAW-H/.H[HB- E HGD-WH.A/ %" E + K E # # 品种 eAY-FW X 处理 LYFAW@F/W 赖氨酸 P X . 蛋氨酸 OFW 苏氨酸 LDY 缬氨酸 eAB 亮氨酸 PFJ 苯丙氨酸 NDF 异亮氨酸 :BF 8"<brL " 0+!$V #+&0A >+%!A >+0%A #$+$0A #!+##A *+%)A
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度,重度
%
个水平干旱胁迫下!喷施低浓度壳寡糖处
理能够抑制
O32
的产生!提高
62L
,
NM3
,
;M3
活
性!增加可溶性糖,脯氨酸的含量以及缓解可溶性蛋
白质的水解过程*!*-说明壳寡糖对延缓干旱胁迫
下植物衰老作用显著本研究结果表明!喷施不同
浓度壳寡糖处理均能显著提高旱薄地花生饱果期的
叶片叶绿素含量!提高
;M3
,
NM3
和
62L
活性!显
著降低
O32
含量说明喷施壳寡糖能有效延缓旱
薄地花生生育后期植株早衰其中小花生品种
8喷施浓度为
$"@ E + K E #效果最好!而大花 生品种 8!<br以喷施 #""@ E + K E #处理效果最佳 有研究表明!壳聚糖能显著提高花生的生物产 量和经济产量!增加单株结果数,饱果率和总果 重*!0-本研究结果表明不同浓度壳寡糖处理均能 显著增加旱薄地花生荚果产量!但不同类型花生最 适浓度不同!$"@
E
+
K
E
#浓度处理对小花生品种
8增产幅度最大!
#""@
E
+
K
E
#浓度处理对大
花生品种
8增产幅度最大孙彦浩指出!当前
条件下要进一步获取花生高产!应在增加群体果数
的同时!提高双仁果率和饱果率*!>-壳寡糖处理增
加了旱薄地花生的单株结果数!提高了饱果率!增大
了单果重!而降低了千克果数喷施壳寡糖增加了
叶片叶绿素含量和保护酶活性!防止叶片早衰!增加
了生育后期光合产物的积累!这是本研究中壳寡糖
增加旱薄地花生荚果产量的主要原因而壳寡糖对
旱薄地花生光合速率的影响以及影响机理有待于进
一步研究
在
"
"
#""@
E
+
P
#壳寡糖范围内!菜心的单株
产量,干物质,叶绿素,可溶性糖,可溶性蛋白,维生
素
6
,游离氨基酸等含量随壳寡糖浓度的增加呈先
增后降的趋势*!*-本研究结果表明!壳寡糖对不同
品种花生品质影响效果不同$壳寡糖处理增加了小 花生品种 8"<br籽仁脂肪含量而降低了其蛋白质 含量!同时增加了大花生品种 8!<br籽仁蛋白质和 脂肪含量结合壳寡糖对两品种饱果率的影响"壳 寡糖对 8"<br饱果率提高幅度较小而对 8!<br饱 果率提高幅度较大#可知!壳寡糖处理对 8!<br籽 仁饱满度的提高是其籽仁蛋白质和脂肪含量提高的 原因之一另外!不同浓度壳寡糖处理均显著提高 了 ! 个品种籽仁的赖氨酸含量&壳寡糖处理显著提 高了 8!<br的油酸含量而降低了亚油酸含量!提高 了 M % P 值!其中以 L ! 处理提高幅度最大!而 L # 处 理对小花生品种 8"<br的 M % P 值提高幅度较大 综上所述!不同浓度壳寡糖处理均能显著提高 旱薄地花生叶片叶绿素含量!增强保护酶活性防止 植株早衰小花生品种 8"<br最适壳寡糖浓度为$"@
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!均显著增加籽仁产量,蛋白质产量和脂肪产
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薄地花生产量的同时改善其籽仁品质
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