不同品質(zhì)類型花生品質(zhì)形成差異的機理與調(diào)控.pdf

1、花生是我國重要的經(jīng)濟作物和油料作物，總產(chǎn)居油料作物之首?；ㄉ讶试趪窠?jīng)濟中的主要用途，一是用于榨油，二是作為食品工業(yè)的原料，三是出口創(chuàng)匯。以油用為主的品種要求籽仁含油量盡量高，以食用為主的品種要求籽仁高蛋白、低脂肪，以出口為主的品種要求較高的O/L值。不同品質(zhì)類型花生產(chǎn)量和品質(zhì)差異較大，產(chǎn)量與品質(zhì)之間及不同品質(zhì)之間存在明顯負相關(guān)。不同種植方式對不同品質(zhì)類型花生的產(chǎn)量和品質(zhì)影響也較大。
　　 本研究針對目前花生生產(chǎn)上采用的春播露

2、地栽培和春播覆膜栽培兩種種植方式，選用高蛋白品系KB008、高脂肪品種花17和高O/L值品種農(nóng)大818為試驗材料，研究不同品質(zhì)類型花生生理特性、相關(guān)碳氮代謝酶活性、產(chǎn)量和品質(zhì)的差異，以及不同品質(zhì)類型花生子葉細胞中蛋白體和脂體的積累差異，明確不同品質(zhì)類型花生產(chǎn)量和品質(zhì)形成差異的生理基礎(chǔ)、酶學基礎(chǔ)和細胞學基礎(chǔ)，以及覆膜栽培對不同品質(zhì)類型花生產(chǎn)量、品質(zhì)影響的生理基礎(chǔ)和酶學基礎(chǔ)，不但對彌補花生品質(zhì)生理研究不足具有重要理論意義，而且對優(yōu)質(zhì)專用花生

3、生產(chǎn)具有切實指導意義。針對生產(chǎn)上花生倒伏和早衰的現(xiàn)象，通過研究噴施多效唑和海藻肥對不同品質(zhì)類型花生產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，明確其調(diào)控機理，提出適當?shù)脑霎a(chǎn)和品質(zhì)改善的調(diào)控策略，以期為花生生產(chǎn)提供技術(shù)指導。試驗于2009-2012年在山東農(nóng)業(yè)大學實驗站進行，主要研究結(jié)果如下:
　　 1不同品質(zhì)類型花生葉片生理特性差異
　　 1.1不同品質(zhì)類型花生葉片光合特性差異
　　 3種品質(zhì)類型花生的光合速率(Pn)、實際光化學效率(Φ

4、PSⅡ)、最大光化學效率(Fv/Fm)均呈單峰曲線。3品種在整個生育期的Pn大小表現(xiàn)為H17＞818＞KB008，H17和818在花后30d之前的Pn顯著高于KB008，而KB008的Pn在花后45d之后高于其它兩品種;3品種在花后45d時葉片的ΦPSⅡ大小表現(xiàn)為H17＞818＞KB008;3品種在花后整個生育期的葉綠素含量以H17最高，818次之，KB008的葉綠素含量最低，但KB008在成熟期葉片的葉綠素含量明顯高于其它兩品種，說明

5、高脂肪品種的光合能力最強，其次是高O/L值品種，高蛋白品種最低。高脂肪品種和高O/L值品種前期較高的光合能力有利于脂肪的快速積累，而高蛋白品種生育后期光合能力較高，這有利于其籽仁蛋白質(zhì)的形成。
　　 1.2不同品質(zhì)類型花生葉片可溶性糖及氮素含量的差異
　　 3種品質(zhì)類型花生葉片可溶性糖含量和氮素含量均呈下降趨勢。各時期葉片可溶性糖含量大小以KB008最大，其次為H17，818的葉片可溶性糖含量最低。KB008在整個生育期

6、葉片的氮素含量顯著高于H17和818。
　　 1.3不同品質(zhì)類型花生葉片衰老的差異
　　 3種品質(zhì)類型花生葉片的SOD、POD和CAT活性以及可溶性蛋白含量均呈先增大后降低趨勢，MDA含量呈逐漸增加的趨勢。3品種葉片衰老差異表現(xiàn)在:H17和818葉片POD、CAT活性略高于KB008，而KB008葉片MDA含量顯著低于另兩者，其葉片SOD活性和可溶性蛋白含量也明顯高于另兩者，表明高蛋白品種葉片衰老比高脂肪和高O/L值品種

7、緩慢。
　　 2不同品質(zhì)類型花生葉片氮、碳代謝酶活性的差異
　　 2.1不同品質(zhì)類型花生葉片氮代謝酶活性的差異
　　 3品種葉片中NR、GPT和GOT活性變化均呈降低的趨勢，而GS、GDH和GOGAT活性呈先增加后降低的趨勢。KB008在整個生育期的葉片NR、GS、GOGAT、GPT和GOT活性均明顯高于H17和818，H17與818的氮代謝酶活性大小差異不大。較高的葉片NR、GS和GOGAT等酶的活性是高蛋白品

8、種較高蛋白質(zhì)合成和積累的生理基礎(chǔ)。
　　 2.2不同品質(zhì)類型花生葉片碳代謝酶活性的差異
　　 3種品質(zhì)類型花生葉片的SS和SPS活性大小均表現(xiàn)為H17＞818＞KB008，特別是SPS活性差異較大，H17各時期的活性顯著高于KB008，較高的葉片SS、SPS活性有利于花生籽仁脂肪的形成。3品種葉片PEPCase活性大小表現(xiàn)為KB008＞H17＞818，H17和818的整個生育期的RuBPCase活性均顯著高于KB008，

9、這是高脂肪品種和高O/L值品種較大物質(zhì)生產(chǎn)能力和較高產(chǎn)量的生理基礎(chǔ)。
　　 3不同品質(zhì)類型花生產(chǎn)量、品質(zhì)的差異
　　 3.1不同品質(zhì)類型花生產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的差異
　　 3品種以H17的莢果產(chǎn)量最高，KB008的莢果產(chǎn)量顯著低于H17和818，這主要是由其單株結(jié)果數(shù)較少，莢果較小導致的。KB008的莢果出仁率也顯著低于其它兩個品種，但其雙仁果率卻顯著高于后兩者。
　　 3.2不同品質(zhì)類型花生籽仁品質(zhì)的差

10、異
　　 在花生籽仁發(fā)育過程中，高蛋白品種籽仁蛋白質(zhì)的積累速率一直高于高脂肪和高O/L值品種，且直到果針入土60d蛋白質(zhì)仍在積累，而高脂肪品種和高O/L值品種的蛋白質(zhì)含量后期略微降低，這是高蛋白品種蛋白質(zhì)含量高的生物學原因;高脂肪品種和高O/L值品種的脂肪積累一直高于高蛋白品種，且直到果針入土60天脂肪仍在積累，而高蛋白品種果針入土后50天脂肪含量達到最大，之后略有降低。3品種籽仁可溶性糖含量大小表現(xiàn)為818＞ H17＞ KB0

11、08，O/L值大小表現(xiàn)為818＞ H17＞ KB008。
　　 3品種籽仁中的8種氨基酸組分都以KB008的含量最高，其中谷氨酸、賴氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸含量差異較大，說明高蛋白品種所含的人體必需氨基酸含量明顯高于高脂肪品種和高O/L值品種。KB008成熟期的棕櫚酸、硬脂酸、亞油酸、花生酸和山崳酸相對含量顯著高于H17和818，而其油酸和二十四烷酸相對含量明顯低于后兩者。
　　 4不同品質(zhì)類型花生子葉細胞超微結(jié)構(gòu)差異

12、r>　　 3種品質(zhì)類型花生子葉細胞中蛋白體在果針入土20d到40d時進入快速積累階段，3品種的蛋白體大小和數(shù)量在果針入土30d前差異較小,30d之后差異變大。KB008在后期的蛋白體比H17和818的排列致密，數(shù)量增長較快，到60d時數(shù)量和大小明顯多于和大于后兩者，表明高蛋白品種較多的蛋白體的數(shù)量和較大的體積是較高蛋白質(zhì)含量的細胞學基礎(chǔ)。KB008脂體大小在果針入土30d時即達到最大值，此前脂體數(shù)量增加較快，之后增加緩慢，而H17和8

13、18在50d時脂體大小才達到最大，兩者的脂體數(shù)量在果針入土50d時仍較快增加，表明高脂肪品種和高O/L值品種快速積累脂體的持續(xù)時間較高蛋白品種長，其脂體數(shù)量遠大于高蛋白品種，這是其較高脂肪含量的細胞學依據(jù)。
　　 5覆膜栽培對不同品質(zhì)類型花生生理特性和產(chǎn)量品質(zhì)的影響
　　 5.1覆膜對不同品質(zhì)類型花生葉片光合特性的影響
　　 覆膜栽培顯著提高了3種品質(zhì)類型花生在生育前期的葉片葉綠素含量，而降低了生育后期的葉綠素含

14、量;覆膜栽培均提高了3種品質(zhì)類型花生葉片凈光合速率，特別是在花后30d之前提高幅度較大，生育后期略有降低，說明覆膜栽培對花生光合作用的改善主要在結(jié)莢期以前。覆膜對高蛋白品種在整個生育期的光合性能提高幅度較大，而對高脂肪和高O/L值品種只在飽果期之前提高幅度較大。
　　 5.2覆膜對不同品質(zhì)類型花生葉片衰老的影響
　　 覆膜栽培顯著提高了KB008在飽果期時的葉片SOD、POD和CAT的活性，降低了其MDA的含量;覆膜栽培

15、顯著降低了高脂肪品種H17和高O/L值品種818在飽果期時的POD活性，其MDA含量也高于露地栽培。說明覆膜栽培加快了高脂肪品種和高O/L值品種在生育后期葉片早衰，而延緩了高蛋白品種的葉片衰老。
　　 5.3覆膜對不同品質(zhì)類型花生葉片氮代謝酶活性的影響
　　 覆膜栽培均顯著提高了3品種結(jié)莢期葉片GS、GDH、GOGAT、GOT和GPT活性，這是覆膜栽培提高不同品質(zhì)類型花生籽仁蛋白質(zhì)含量的酶學機理。覆膜栽培略微降低了KB0

16、08在飽果期時的GS和GOGAT活性，卻顯著降低了H17和818在飽果期時葉片GS的活性。覆膜栽培顯著提高了KB008在飽果期時的GOT和GPT活性，而略微降低了H17和818在飽果期時GOT活性。這說明覆膜栽培對不同品質(zhì)類型花生葉片氮代謝酶活性影響差異的主要時期是飽果期，覆膜提高高蛋白品種飽果期的氮代謝酶活性有利于其籽仁發(fā)育后期蛋白質(zhì)的繼續(xù)積累。
　　 5.4覆膜對不同品質(zhì)類型花生葉片碳代謝酶活性的影響
　　 覆膜栽培

17、降低了3種品質(zhì)類型花生葉片SS和SPS活性，這是覆膜栽培降低不同品質(zhì)類型花生籽仁脂肪含量的主要原因。覆膜栽培分別降低了3品種在結(jié)莢期SS活性的3.78％、2.72％和5.78％，降低SPS活性的8.27％、7.42％和5.01％，分別降低了3品種在飽果期SS活性的0.67％、6.54％和12.68％，降低SPS活性的5.03％、5.14％和12.38％，說明覆膜栽培對818在飽果期的葉片SS、SPS活性降低幅度最大。對高O/L值品種飽果

18、期SS和SPS活性降低幅度較大是覆膜栽培對其籽仁脂肪含量降低幅度較大的原因。
　　 5.5覆膜對不同品質(zhì)類型花生產(chǎn)量和品質(zhì)的影響
　　 覆膜栽培顯著提高了3種品質(zhì)類型花生的莢果產(chǎn)量，提高幅度以高脂肪品種最大(12.26％)，其次是高O/L值品種(9.75％)和高蛋白品種（6.94％）。覆膜栽培均顯著提高了3品種的單株果數(shù)，對三者的千克果數(shù)的影響不顯著，略微提高了KB008的雙仁果率，而顯著提高了H17和818的雙仁果率。

19、覆膜栽培提高了H17和818的出仁率。
　　 覆膜栽培均提高了3種品質(zhì)類型花生籽仁的蛋白質(zhì)含量而降低了脂肪含量，對高蛋白品種籽仁蛋白質(zhì)含量的增加作用最大(0.39％)，其次是高O/L值品種(0.23％)和高脂肪品種(0.15％)，而對籽仁脂肪含量降低最明顯的是高O/L值品種(1.04％)，其次是高脂肪品種(0.57％)和高蛋白品種(0.42％)。覆膜栽培均降低了3種品質(zhì)類型花生籽仁可溶性糖的含量，提高了H17和818的O/L值而

20、降低了KB008的O/L值(H17提高了0.10，818提高了0.04，KB008降低了0.03)。覆膜栽培均提高了KB008和H17的8種氨基酸組分含量，提高了818的蛋氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸和谷氨酸的含量。覆膜栽培提高了KB008亞油酸的含量而降低了其油酸的含量，提高了H17和818的油酸含量而降低了兩者的亞油酸含量。
　　 6多效唑?qū)Σ煌焚|(zhì)類型花生生理特性的影響
　　 6.1多效唑?qū)Σ煌焚|(zhì)類型花生葉片光

21、合特性的影響
　　 PBZ處理對3種品質(zhì)類型花生在處理后40d（8月20日）之前的凈光合速率提高效果顯著，而對處理后55d（成熟期）的效果不大甚至有所降低。噴施PBZ均顯著提高了3種品質(zhì)類型花生葉片實際光化學效率。噴施PBZ對高脂肪品種的葉片凈光合速率和實際光化學效率提高幅度最大，其次是高O/L值品種，對高蛋白品種提高幅度最小。PBZ處理均提高了3種品質(zhì)類型花生在飽果期時（8月20日）的葉綠素a和葉綠素的含量，但對不同品種提高幅

22、度不同，對高蛋白品種提高幅度最大，對高O/L值品種提高幅度最小。
　　 6.2多效唑?qū)Σ煌焚|(zhì)類型花生根系活力的影響
　　 噴施PBZ均顯著提高了3種品質(zhì)類型花生在飽果期時的根系活力。PBZ處理對H17飽果期根系活力提高幅度最大，818次之，對KB008的根系活力提高幅度最小。噴施PBZ對3品種根系活力的顯著提高促進了根系對礦質(zhì)元素和水分的吸收，是其顯著提高花生莢果產(chǎn)量的主要原因之一。
　　 6.3多效唑?qū)Σ煌?/p>

23、質(zhì)類型花生葉片衰老的影響
　　 噴施PBZ對不同品質(zhì)類型花生葉片衰老的影響不同，提高了H17和818在成熟期時（9月5日）的SOD、POD和CAT活性，降低了其MDA含量，降低了KB008的3種保護酶活性，提高了其MDA含量。說明PBZ處理有利于延緩高脂肪和高O/L值品種生育后期葉片的衰老，而促進了高蛋白品種生育后期葉片的衰老。
　　 6.4多效唑?qū)Σ煌焚|(zhì)類型花生氮代謝酶活性的影響
　　 噴施PBZ均降低了3種

24、品質(zhì)類型花生結(jié)莢期GS和GDH活性，降低了飽果期的GS、GDH和GOGAT活性，均降低了3品種在結(jié)莢期和飽果期葉片的GOT和GPT活性。說明PBZ降低了不同品質(zhì)類型花生結(jié)莢期和飽果期葉片GS、GDH、GOGAT、GPT和GOT活性是PBZ降低花生籽仁蛋白質(zhì)含量的生理原因。PBZ處理對KB008在結(jié)莢期和818在飽果期的GS活性降低幅度最大，對818結(jié)莢期GDH活性降低最大，而對H17和KB008降低幅度次之，對KB008的GPT和GOT

25、活性降低幅度最大。說明PBZ處理顯著降低高O/L值品種在結(jié)莢期的GDH活性和飽果期的GS活性是PBZ顯著降低高O/L值品種籽仁中蛋白質(zhì)含量的主要原因。
　　 6.5多效唑?qū)Σ煌焚|(zhì)類型花生碳代謝酶活性的影響
　　 PBZ處理均顯著提高了3種品質(zhì)類型花生在結(jié)莢期和飽果期葉片SS和SPS活性。噴施PBZ對818葉片SS和SPS活性提高幅度最大，對H17提高幅度次之，而對KB008提高較小。說明噴施PBZ對不同品質(zhì)類型花生的葉

26、片SS和SPS活性提高幅度不同是PBZ處理對其籽仁脂肪含量提高幅度差異（對818和H17脂肪含量提高較大）的原因。PBZ處理均提高了KB008葉片的PEPCase和RuBPCase活性，而對H17和818兩種酶活性的提高主要在結(jié)莢期，說明噴施PBZ提高3種品質(zhì)類型花生葉片的PEPCase和RuBPCase活性是增加物質(zhì)生產(chǎn)能力的生理基礎(chǔ)。
　　 7多效唑、海藻肥對不同品質(zhì)類型花生產(chǎn)量、品質(zhì)的影響
　　 7.1多效唑、海藻

27、肥對不同品質(zhì)類型花生產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響
　　 噴施PBZ、SM6以及PBZ+SM6處理均提高了3種品質(zhì)類型花生的莢果產(chǎn)量。對3種品質(zhì)類型花生莢果產(chǎn)量調(diào)控措施最好的是噴施PBZ+SM6處理，增產(chǎn)效果最好，其次是噴施PBZ增產(chǎn)效果也很明顯。PBZ和PBZ+SM6兩種處理對H17和818單株結(jié)果數(shù)增加最多，單獨噴施SM6對這兩品種的單株結(jié)果數(shù)影響不大，SM6處理對KB008的結(jié)果數(shù)增加最多。PBZ處理降低了KB008和H17的出

28、仁率，而略微提高了818的出仁率，噴施SM6均明顯提高了3種品質(zhì)類型花生的出仁率。
　　 7.2多效唑、海藻肥對不同品質(zhì)類型花生籽仁品質(zhì)的影響
　　 噴施PBZ、SM6及PBZ+SM6均降低了3種品質(zhì)類型花生的籽仁蛋白質(zhì)含量，提高了脂肪含量。PBZ對818籽仁蛋白質(zhì)含量降低幅度較大，而SM6對H17降低幅度較大。噴施SM6對3種品質(zhì)類型花生籽仁脂肪含量提高幅度最大，單獨噴施PBZ對脂肪含量提高幅度最小。噴施PBZ均顯著提