施磷量对花生光合特性及干物质积累的影响

李 忠，江立庚，唐荣华，郭文峰，卢 江

（1.广西作物遗传改良生物技术重点开放实验室，广西 南宁 530004；2.广西大学农学院，广西 南宁 530007；3.广西农业科学院经济作物研究所，广西 南宁 530004）

施磷量对花生光合特性及干物质积累的影响

李 忠1，2，江立庚2，唐荣华1，3，郭文峰1，卢 江1

（1.广西作物遗传改良生物技术重点开放实验室，广西 南宁 530004；2.广西大学农学院，广西 南宁 530007；3.广西农业科学院经济作物研究所，广西 南宁 530004）

以花生野生种Arachis correntina与栽培种桂花22为试验材料，通过测定花生叶片的叶绿素含量、净光合速率、单株含磷量、磷素利用效率及干物质产量等相关指标，研究5个施磷量处理（0、75、150、225、300 kg/hm2）对其光合特性及干物质累积的影响。结果表明，施用磷肥可显著提高桂花22的光合速率、叶绿素含量和干物质产量，而对A. correntina的光合特性及干物质积累影响较小，5个施磷量处理间差异不显著；不同施磷量处理的A. correntina单株含磷量和磷素利用效率变化幅度比桂花22小，即受施磷量影响小。试验结果可为A. correntina应用于花生的磷高效遗传改良提供基础依据。

花生；磷；光合特性；干物重

磷是花生生长所需要的大量元素之一，目前施用磷肥对花生栽培种产量特性、体内代谢及肥效等方面的研究已有大量报道，缺磷严重影响花生植株物质合成代谢、光合特性、根瘤固氮能力和产量形成等［1-2］。生产上化学磷肥的施用，易出现肥料大量淋溶流失和水体富营养化等问题，因此筛选磷高效利用花生品种对于减少化肥施用和促进我国农业可持续发展具有重要意义。筛选鉴定磷高效利用花生种质是进行花生磷高效利用新品种选育的前提。花生属野生种在抗逆性方面具有花生栽培种所不具备的优良性状，研究表明花生野生种对花生虫害抗性显著高于栽培种，具有耐瘠、抗病性好、耐连作等优良特性［3-5］，其在花生遗传改良上具有良好的应用前景。Arachis correntina是与花生栽培种杂交亲和的少数野生花生种之一，参照Krapovickas的分类，A. correntina属于花生区组多年生区系。目前花生野生种的抗病性、与栽培种的遗传差异和杂交利用研究已有大量研究报道［5-8］，但花生野生种与栽培种在磷素利用差异的研究还鲜见报道。因此本试验研究花生野生种A. correntina与花生栽培种桂花22功能叶片在不同施磷量下的光合特性及干物质产量差异，以期从中探讨不同花生品种磷营养吸收的差异机理机制，为鉴定A. correntina的耐低磷能力提供依据，为A. correntina应用于花生的磷高效遗传改良提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试花生品种一个是花生属花生区组野生种A. correntina，来自国家种质野生花生南宁分圃；另一个为桂花22，由广西农科院经济作物研究所育成和提供。

1.2 试验方法

试验在广西农科院试验地进行，土壤为沙壤土，含速效氮50.5 mg/kg、速效磷10.2 mg/kg、速效钾82.0 mg/kg、有机质21 mg/kg。试验设5个施磷量处理，P2O5施用量分别为0、75、150、225、300 kg/hm2，桂花22的5个处理按顺序分别记为 A1、A2、A3、A4、A5，野生种A.correntina的5个处理按顺序分别记为B1、B2、B3、B4、B5，2014年6月14日播种，播种密度为30万株/hm2，小区长 8.3 m、宽1.2 m，随机区组设计，3次重复。氮、钾肥施用量分别为N 90 kg/hm2、KO290 kg/hm2，与各施磷处理采用一次基施。10月20日收获。

1.3 测定项目及方法

叶绿素含量的测定：采用丙酮—乙醇混合浸提法［9］测定花生叶片的叶绿素a+b含量，在暗处用丙酮∶无水乙醇（1∶1）混合液浸提叶片14 h，日本岛津分光光度计UV1700比色测定。在花生播种后24 d进行第1次测定，之后每隔24 d测定1次，共测定5次。

净光合速率测定：用LI-6400型便携式光合测定仪测定净光合速率，光强设定为1 000 μmol/m2·s，于上午 8：00～ 9：30测定主茎倒三叶光合特性，在花生播种后24 d进行第1次测定，以后每隔24 d测定1次，共测定5次。

含磷量测定：植株含磷量 （P2O5） 采用钼锑抗比色法测定［10］。

干物重测定：在花生播种后40、80、120 d分别在每小区取8株样本，105℃杀青30 min，然后75℃烘干至恒重，分别测定其干物重。

试验数据采用SPSS17.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 施磷量对花生功能叶片叶绿素含量的影响

由表1可知，两个花生品种叶片叶绿素 a+b含量的变化规律相同，均呈先降低后升高再降低的趋势，叶片叶绿素含量最高值出现在播种后72 d，其次为播种后48 d和96 d。施用磷肥均可提高两个花生品种的叶片叶绿素含量，桂花22的叶片叶绿素含量提高幅度明显大于野生种A. correntina。桂花22各花生生长期均以A1处理叶绿素含量最低，其次为A2处理，A3、A4、A5处理较A1、A2处理叶绿素含量显著增加，说明施磷可显著增加桂花22叶片叶绿素含量。相比桂花22，A. correntina各时期各施磷处理叶片叶绿素含量无显著差异，各施磷处理除了B1处理叶绿素含量小于其他4个处理，其他4个处理间的叶片叶绿素含量在各时期均相差不大，受施磷量影响小。播种后96、120 dA.correntina各施磷处理叶绿素含量均保持较高含量。

2.2 施磷量对花生功能叶净光合速率的影响

从表2可以看出，2个花生品种功能叶片净光合速率出苗后均逐渐提高，在播种后72 d达到最大值，之后逐渐下降。其中，低磷水平对A. correntina叶片净光合速率的影响较小，各施磷处理间的叶片净光合速率在各时期无显著差异，且在播种后72 d光合速率下降幅度小，表现出较好的耐磷能力；而桂花22各施磷处理的光合速率在播种后72 d均大幅度下降；施磷显著提高桂花22的叶片光合速率，以A4、A5处理光合速率在各时期均最高，其次为A3、A2处理，A1处理最低，其变化趋势与叶绿素含量的变化趋势一致。

表1 不同施磷量对花生不同时期叶片叶绿素 a+ b含量的影响（mg/g）

表2 不同施磷量花生不同时期光合速率的影响（μmol/m2·s）

2.3 施磷量对花生单株含磷量和磷利用效率的影响

2个花生品种的单株含磷量，不施磷处理均显著低于其他施磷处理。A. correntina各施磷处理与不施磷处理处理相比，增加最高为13.78%（B3），最低为3.11%（B2），处理间变幅小；而桂花22最高为58.07%（A4），最低为18.81%（A2），处理间变幅大（表3）。桂花22的磷素 利用效率有随着施磷增加而降低的趋势，除了A1、A2处理，其他3个处理的磷素利用效率均低于A. correntina各施磷处理。A. correntina各施磷处理间的磷素利用效率差异不显著。

表3 A. correntina和桂花22单株含磷量和磷利用效率比较

2.4 施磷量对花生干物质产量的影响

在低磷条件下，生物量能反映缺磷对植株生长和产量的影响，获得较高生物量及产量是磷高效利用的重要特征之一［11］。本研究以花生植株总干物重作为产量考察指标，鉴定这2个品种的耐磷能力。结果（表4）表明，花生的总干物质量均随着生育进程而增加，至播种后120 d达到最大值，各施磷处理桂花22生长速度均比A. correntina快，单位面积生长量大；磷肥能显著提高桂花22的干物质产量，随着磷肥用量增加，干物质产量显著提高，以施磷量225 kg/hm2（A4） 增产效果最明显；继续增施磷肥至300 kg/hm2（A5）时，花生产量变化不明显，A1处理在各个时期的干物质积累量与A4、A5处理差异均达显著水平。A. correntinaB1处理的干物质积累量在各时期均小于其他处理，但5个施磷量处理间各时期差异不显著，受施磷量影响小。

表4 施磷量对A. correntina和桂花22干物质积累的影响（kg/hm2）

3 结论与讨论

不同作物品种对磷素利用存在较大的差异，磷高效利用品种能以较低的磷浓度进行正常的代谢，前人报道了玉米、水稻、小麦、棉花、大麦、剑麻等作物［12-17］不同品种对磷素利用的差异，并筛选出一批耐低磷品种。国内目前关于花生磷高效基因型筛选鉴定的研究报道还较少，多集中于施磷量对花生栽培种生理特性、形态和产量特性影响的研究。郑亚萍等［18］研究表明，施磷可显著增加花生栽培种叶面积系数、叶绿素含量和净光合速率；徐亮等［19］研究表明增施磷肥有利于荚果产量、生物产量和经济系数；赵长星等［20］研究发现增施磷肥增加了花生主茎和侧枝的节数，促进了花生分枝的发生，提高了花生叶面积系数，茎叶干物质积累量，增加荚果产量。以上研究与本试验中施磷对桂花22叶绿素含量、净光合速率和生物产量影响的结果一致。相比桂花22，施磷量对A. correntina的光合特性影响小，叶片叶绿素含量在各时期差异小，表现出耐磷的特性，这可能是低磷处理条件对A. correntina干物质产量影响较小的重要生理原因之一。

在缺磷条件下，植物相对生长量差异可反映磷营养效率的差异。研究表明，作物磷营养效率越高，相对产量也越高［14，21］。张政勤等［22］对4种基因型花生磷利用效率的研究表明，磷高效基因型花生94-9、A1346植株生长受缺磷抑制的程度小，磷利用效率高；张惠鹏等［23］筛选鉴定出耐低磷能力强的黑叶基因型花生，磷胁迫条件下其光合速率、籽粒蛋白含量、脂肪含量以及产量下降幅度小于其他供试基因型花生。本试验结果表明，在不同施磷处理下，桂花22植株干物质产量差异较大，达显著水平；而A. correntina5个施磷处理间各时期差异无规律性或差异小，受施磷量影响小。说明A. correntina对缺磷的忍耐程度较高，在同等磷逆境条件下花生植株生长受抑制程度较小，受不同施磷量的影响要小于桂花22，这可能与A. correntina在低磷水平下具较高的光合速率有关。A. correntina的植株含磷量在不同施磷处理间变化幅度比桂花22小，磷素利用效率施磷处理相差不大，适应力较强，而桂花22相反，受施磷量影响大。桂花22在高施磷处理下单株含磷量要显著高于A. correntina，磷利用效率却低于A. correntina，这可能与其生产量显著高于A.correntina有关。

本试验结果表明，施磷对桂花22的光合特性与干物质累积的影响大于野生种A. correntina，A. correntina有较好的耐磷特性，A. correntina在改良栽培种营养利用效率方面有良好前景。本试验仅着重研究了A. correntina与栽培种桂花22在不同施磷量的光合特性与干物质产量的差异，下一步工作应通过考察更多相关的其他形态生理指标，继续筛选鉴定更多的磷及其他营养元素利用效率高的花生品种，尤其是野生品种，研究野生花生品种耐低磷的形态生理机制及分子机理，为进一步的有效利用提供基础。

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Effects of different phosphorus application rate on photosynthetic characteristics and dry matter accumulation of peanut

LI Zhong1，2，JIANG Li-geng2，TANG Rong-hua1，3，GUO Wen-feng1，LU Jiang1
（1. Guangxi Crop Genetic Improvement and Biotechnology Lab.，Nanning 530004，China；2. Agricultural College，Guangxi University，Nanning 530007，China；3. Economic Crops Research Institute，Guangxi Academy of Agricultural Sciences，Nanning 530004，China）

The paper studied the effects of different phosphorus application rate on photosynthetic characteristics and dry matter production of peanut wild speciesArachis correntinaand cultivated variety Guihua22. The chlorophyll content，net photosynthetic rate and dry matter production of peanut function leaf were detected. The results showed that the phosphorus treatments could significantly improve chlorophyll content，dry matter weight and photosynthetic rate of Guihua22. Compared with Guihua22，there's no significant effect of different phosphorus application on photosynthetic characteristics and dry matter accumulation inA. correntina. There's small response to the change of plant phosphorus content and phosphorus use efficiency under different phosphorus treatments inA. correntina.A. correntinahad a good photosynthetic physiological basis. The test results provided a theoretical basis for forther development and utilization ofA. correntina.

peanut；phosphorus；photosynthetic characteristics；dry matter weight

S565.2

A

1004-874X（2017）07-0048-05

李忠，江立庚，唐荣华. 施磷量对花生光合特性及干物质积累的影响［J］.广东农业科学，2017，44（7）：48-52.

2017-04-26

国家现代农业产业技术体系建设专项资金（CARS-14）；广西重点实验室建设项目（12-071-09）；广西科学研究与技术开发计划项目（20140430）

李忠（1979-），男，博士，副研究员，E-mail：gxlizhong@126.com

（责任编辑 邹移光）