花生荚果发育和成熟阶段的秸秆品质变化分析 (1).pdf

花生学报2 0 2 3,52（2）：9 1-9 5Journal of Peanut Science,Vol.52,No.2,2023DOI:10.14001/j.issn.1002-4093.2023.02.011花生荚果发育和成熟阶段的秸秆品质变化分析田永国1，胡廷会，丁广刚1，成良强，饶庆琳，姜敏”，王金花，吕建伟2*，王军2*（1.沿河土家族自治县农业技术推广中心，贵州沿河56 53 0 0；2.贵州省农业科学院油料研究所，贵州贵阳550 0 0 6)摘要：为了解终花期至果发育阶段和荚果成熟至收获阶段花生秸秆的饲用品质变化特点，提升花生秸秆的饲用价值，本研究以1 3 份花生品种（系）为材料，分别对各发育阶段的花生植株进行分期取样，调查干物质积累量，利用NIRS方法检测茎秆、叶片、根、荚果、秸秆等的蛋白质和钙含量。结果表明，在终花期至荚果发育阶段，随着荚果的膨大充实和品质提升，茎秆和叶片的干物质量变化幅度较小，蛋白质与钙的含量均呈前期降低、后期趋于稳定,具有一定相关性。在此阶段，茎秆和叶片的蛋白质含量变化范围分别为6.6 4%8.8 7%和1 2.6 3%1 3.6 1%，钙含量变化范围分别为0.92%1.01%和0.9 5%1.1 0%，秸秆品质下降。对于饲用花生品种而言，花生初花期或盛花期的秸秆量最大，品质最优，综合饲用价值最高。在果成熟至收获阶段，花生植株各部位的蛋白质和钙含量持续下降，二者变化趋势基本一致，具有一定相关性。此阶段茎秆和叶片的蛋白质含量变化范围分别为6.2 3%7.2 8%和1 0.8 6%1 3.57%，钙含量的变化范围分别为1.0 0%1.0 4%和1.1 6%1.19%。在保证花生产量的基础上，适宜的收获期能够兼顾花生荚果和秸秆的品质。关键词：花生；秸秆；蛋白质；钙；饲料中图分类号：S565.209.9；S8 1 6.1 1Analysis on Dynamics of Peanut Straw Quality atPod Developmental and Harvesting StagesTIAN Yong-guo,HU Ting-hui?,DING Guang-gang,CHENG Liang-qiang,RAO Qing-lin”,JIANG Min,WANG Jin-hua”,LU Jian-wei2*,WANG Jun?*(1.Agricultural Technology Ertension Centre of Yanhe,Yanhe 565300,China;2.Guizhou Oil Research Institute,Guizhou Academy of Agricultural Sciences,Guiyang 550006,China)Abstract:In order to understand dynamic characteristics of peanut straw quality at pod develop-mental and harvesting stages so as to achieve better feeding value,plants of thirteen peanut varieties(or lines)growing at both stages were sampled at intervals,and their dry material accumulation massof stems,leaves,roots and pods were weighed,protein and calcium content of stalks,leaves,roots,pods and straw were detected by near infrared reflectance spectroscopy(NIRS)technology.The re-sults manifested that:From the final flowering stage to pod developmental stage,dry matter massof stalks and leaves both changed little with the expansion and quality enhancement of pods,whileprotein and calcium content of stalks and leaves both decreased in the early stage and stabilized in thelate stage,which exhibited a positive correlation.In this period,protein content of stalks and leaves文献标志码：A收稿日期：2 0 2 3-0 3-2 9基金项目：国家重点研发计划（2 0 2 2 YFD1601711，2 0 2 2 Y FD 1 1 0 0 3 0 3）；贵州省农科院青年基金（黔农科青年基金202312号和2 0 2 2 2 2 号）；财政部和农业农村部国家现代农业产业技术体系（CARS-13）；黔农科种质资源2 0 2 3 1 6号；贵州省基础研究计划（黔科合基础-ZK2021一般1 3 4、ZK2022一般2 9 0 和ZK2023一般1 8 7)作者简介：田永国（1 9 7 6 一），男，沿河土家族自治县农业技术推广中心高级农艺师，本科，主要从事花生高产栽培技术示范推广工作。*通信作者：吕建伟，副研究员，博士，主要从事花生遗传育种研究。E-mail：j i a n w e i l v 1 6 3.c o m王军，研究员，博士，主要从事花生遗传育种研究。E-mail：9 6 2 1 6 2 3 9 8 q q.c o m92ranged from 6.64%to 8.87%and 12.63%to 13.61%,and calcium content of stalks and leaves rangedfrom 0.92%to 1.01%and 0.95%to 1.10%,respectively,indicating that peanut straw quality de-clined.In terms of forage peanut varieties,peanut straw mass and comprehensive feeding value couldreach the highest value at either initial flowering stage or full-bloom stage.Fr o m p o d m a t u r i t y t oharvest stage,protein and calcium content of stalks and leaves both continued to decrease,and the trend ofthe two changes was basically similar,which exhibiteda positive correlation.In this period,protein content ofstalks and leaves ranged from 6.23%to 7.28%and 10.86%to 13.57%,and calcium content of stalks andleaves ranged from 1.00%to 1.04%and 1.16%to 1.19%,respectively.On the basis of ensuring the yield ofpeanut,the suitable harvest time can give consideration to both of the quality of peanut pod and straw.Key words:peanut;straw;protein;calcium;forage我国花生年种植面积46 2 万hm，年产量和产油率居油料作物之首。花生秸秆的产量较荚果的产量相当或略高，秸秆中含有丰富的粗蛋白质、粗脂肪、中性和酸性洗涤纤维等营养物质，粗蛋白质含量略低于豆科饲料作物紫花首的含量1 ，适合作山羊、牛等草食动物的饲料来源2-3 。在我国当前稳定粮油面积及产量的背景下，将花生秸秆副产物作为紫花首的替代性饲料加以利用，有助于填补我国豆科牧草的生产缺口，缓解畜牧业与人争粮、与粮油争地的不利局面。在确保花生经济产量的前提下，提高秸秆饲料化利用率的有效途径在于生物量和秸秆品质的优化，以充分发掘花生秸秆的饲用价值。以往研究表明,采取单粒精播4、覆膜5-6 、基施钙肥7 、黄腐酸8 等栽培技术措施能促进花生植株生长和干物质积累量的增加。刘割时间对玉米秸秆铵态氮、粗蛋白质和中性洗涤纤维（NDF)含量产生明Table 1 Information of the peanut varieties(lines)used inthe trail品种（系）名称Variety（l i n e）来源Source黔花9 号Qianhua9贵州省油料研究所育成品种GIOC黔花1 0 号Qianhua10贵州省油料研究所育成品种GIOC花育9 1 7 Huayu917山东省花生研究所育成品种SPRI黔花3 1 9 Qianhua319贵州省油料研究所育成品系GIOC黔花生7 号Qianhuasheng7贵州省油料研究所育成品种GIOC黔花生5号Qianhuasheng5贵州省油料研究所育成品种GIOC黔花生1 号Qianhuashengl贵州省油料研究所育成品种GIOC紫花Zihua云南省地方品种Local variety fromYunnan花育9 1 8 Huayu918山东省花生研究所育成品种SPRIJ002贵州省油料研究所育成品系GIOC黔2 1 J39Qian21J39贵州省油料研究所育成品系GIOC黔花0 0 1 Qianhua贵州省油料研究所育成品系GIOC铜仁珍珠花生 Tongren Zhenzhu贵州省地方品种LocalvarietyfromGuizhouNote:GIOC,Guizhou Institute of Oil Crops;SPRI,Shandong Peanut Research Institute.花生学报显影响9-1 0 。在收获玉米穗后，随着秸秆刘割时间推迟，秸秆粗蛋白质含量显著下降，而中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维（ADF)含量逐渐上升1 可见，刘割时间对作物秸秆的品质存在一定影响，而当前对有关花生秸秆营养品质的动态变化特点尚不了解。本研究通过检测荚果发育期和收获期花生秸秆、荚果中粗蛋白质和钙的含量，分析花生植株茎秆、叶片、根和果的品质变化特征，旨在为花生生产和秸秆饲用提供指导依据。1材料与方法以1 3 个花生品种（系)作为试验材料（表1)，于2022-04-28种植于贵州省沿河土家族自治县甘溪镇毛田村。试验地块地势平坦，排灌方便，土壤类型为黄壤，肥力中等，前茬为玉米。随机区组设计，3次重复，小区面积1 0 m。对小区内长势正常且花期一致的1 0 0 株植株进行标记，供两个阶段取样。表1 参试花生品种（系）信息52卷2期在终花期至荚果发育阶段，第1 次取样在终花期时，此后每间隔1 5d取样1 次，共取样4次，取样时间点依次记为T1、T 2 、T 3 和T4,每小区每次取样1 0 株，择取茎秆、叶片、根和荚果，分别装袋。在荚果成熟至收获阶段，第1 次取样自成熟期起，每间隔5d取样1 次，共取样4次，取样时间点依次记为T1、T 2、T 3 和T4,每次取1 0 株，择取茎秆、叶片或全株保存。取样完毕立即进行1 0 5杀青3 0min,70烘干48 h至恒质量，粉碎过0.45mm筛。用NIRS定标模型（NIRSTMDS2500傅里叶变换近红外光谱仪，美国FOSS公司)1 检测粗蛋白质和钙含量。利用Excel和SPSS20.0软件进行数据处理和统计分析。2丝结果与分析2.1英果发育阶段干物质积累变化特征在花生终花期至荚果发育阶段，茎秆、叶片和70茎Stems60.根Roots-.-.-果 Pods%/重士5040-3020100田永国，等：花生荚果发育和成熟阶段的秸秆品质变化分析-.叶Leaves茎Stems-.-.叶 Leaves1614121086420T1T2英果发育期Pod developmental periodFig.1 Dynamics of dry matter accumulation of peanut at pod developmental period93根的干物质比重在2 0%3 0%之间，呈先下降再升高的趋势，而干物质量则相反，先升高再下降。花生植株茎秆和叶片的干物质量接近，在7 9 g之间,二者的干物质量变化幅度较小。而荚果的干物质比重和干物质量呈现快速持续升高的趋势，干物质比重由1 0%上升至50%，单株荚果的干物质量由2 g上升至1 4g，表明在此阶段花生荚果快速膨大充实（图1）。在花生荚果发育至第60d左右时，花生单株秸秆（茎秆和叶片）的干质量为1 3.42 g，根的干质量为0.8 8 g，荚果的干质量为1 3.50 g，经济系数约为48.56%。2.2英果发育阶段蛋白质和钙含量的变化特征在终花期至荚果发育阶段，花生植株各部位蛋白质和钙含量及变化趋势表现出一定差异（图2）。随着荚果的膨大充实，茎秆和叶片蛋白质含量变化较为一致，前期（T1至T2）降低，后期（T 2 至T4）则趋于稳定，但二者蛋白质含量存在181根 Roots-.-.-果 PodsT3T4图1 花生英果发育期的干物质积累动态T1英果发育期Poddevelopmental periodT2T3T4茎Stems1.5根Roots1.41.31.21.11.00.90.8.叶Leaves.-果Pods丁T1T2英果发育期Poddevelopmental periodFig.2 Dynamics of calcium and protein content of peanut at pod developmental period茎Stems30根Roots2520151050T3T4图2 花生英果发育期的钙和蛋白质含量动态-叶Leaves.-果Pods工工T1T2英果发育期Poddevelopmental periodT3T494较大差异，茎秆和叶片蛋白质含量变化范围分别为6.64%8.87%和1 2.6 3%1 3.6 1%,荚果发育末期(T4)茎秆和叶片蛋白质含量分别下降2 5.1 4%和7.1 3%。根的蛋白质含量变化范围为9.2 7%12.16%,前期（T1至T3)连续升高而后期（T3至T4)略下降。荚果的蛋白质含量同干物质积累的趋势相似，由1 5.2 2%持续升高至2 5.0 5%。花生植株各部位的钙含量与蛋白质含量在同期的变化趋势基本一致，具有一定相关性（图2 和图4A),茎秆和叶片的钙含量变化范围分别为0.9 2%1.0 1%和0.9 5%1.1 0%。在1 3 个参试花生品种(系)中，黔花生7 号和花育9 1 7 秸秆的蛋白质含量较高，叶片的蛋白质含量在1 4.42%1 6.9 6%之间，茎秆的全株1.35Stems1.301.251.201.151.101.051.000.950.90花生学报蛋白质含量在7.48%1 1.6 5%之间。2.3收获期钙和蛋白质含量的变化特征在荚果成熟至收获阶段，随收获期的推迟，花生植株各部位的蛋白质和钙含量持续下降，二者变化趋势基本一致,具有一定相关性(图3 和图4B)。茎秆中的蛋白质含量由7.2 8%（T1)降至6.2 3%（T 4)，钙含量由1.0 4%降至1.0 0%。叶片中蛋白质含量由1 3.57%降至1 0.8 6%，钙含量由1.1 9%降至1.16%。全株蛋白质含量由1 0.6 9%降至8.47%，钙含量由1.1 2%降至1.0 7%。每推迟收获5d、1 0 d和1 5d,叶片蛋白质含量较T1期分别下降1 0.4%、15.40%和1 9.9 7%，钙含量分别下降0.8 4%、0.8 4%和2.52%；茎秆中的蛋白质含量较T1期分别下降叶全株18LeavesTotalplant丁T1T2收获期Harvesting timeFig.3 Dynamics of calcium and protein content of peanut at different harvesting times52卷叶StemsLeaves1614121086420T3T4图3 花生收获期钙和蛋白质含量动态Totalplant工工TT1丁T2T3收获期HarvestingtimeT4茎秆Stems叶片Leaves根Roots英果Pods秆(A)Stems1.000.800.600.400.200.00-0.20T1T2图4花生英果发育期(A)和收获期(B)钙与蛋白质含量相关性系数热图Fig.4The heatmap of relativity between calcium and protein content of correspondingpeanut organs at pod developmental period(A)and harvesting time(B)(B)1.000.900.80叶片0.70Leaves0.600.500.400.30全株TotalplantT3T4T1T2T3T42期7.55%、1 1.2 6%和1 4.42%，钙含量分别下降1.9 2%、1.92%和4.0 0%；全株蛋白质含量较T1期分别下降7.67%、1 7.6 8%和2 0.7 7%，钙含量分别下降0.8 9%、1.79%和4.46%。可见，随着收获期的推迟，花生植株各部位蛋白质含量的降幅高于钙含量的降幅，叶片与全株的蛋白质含量下降幅度较大，表明二者之间联系紧密，叶片的蛋白质含量对全株的蛋白质品质影响较大。3讨论与结论蛋白质、中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）、钙、磷等是饲草品质的评价指标。前期研究表明，花生茎秆和叶片的蛋白质、钙、NDF等指标决定了花生秸秆的饲用品质1 ，因此，本研究将蛋白质和钙作为检测指标，分析了1 3 个花生品种（系）在荚果发育和成熟时期的干物质积累和养分含量的动态变化情况。研究结果表明，在贵州的自然气候环境和种植条件下，在花生荚果发育至第6 0 d左右时，花生单株秸秆（茎秆和叶片）的干质量为1 3.42 g，根的干质量为0.8 8 g，荚果干质量为1 3.50 g，花生的经济系数约为48.56%。无论在荚果发育或成熟收获阶段，花生植株的叶片始终较同期茎秆的蛋白质含量高5%左右。在荚果发育初期，秸秆的干物质、蛋白质含量和钙含量均为最高，而随着荚果的充实，秸秆的干物质和品质均有所下降并在荚果发育后期趋于稳定。可见，在花生荚果发育阶段，生长重心向生殖发育转移或许是导致秸秆干物质量和品质下降的主要原因。有研究表明，豆科饲料紫花首的NDF和ADF含量随着生育期推进而升高，在现蕾期刘割获得的奶吨指数和奶亩指数最高1 2-1 3 对于饲用花生品种而言，最佳刘割时间应在荚果发育阶段之前的初花期或盛花期，此时花生秸秆的干物质量最大，品质最优，综合饲用价值最高。在荚果成熟收获阶段，随着收获期的推迟，花生的秸秆品质，尤其是蛋白质含量下降非常明显。自成熟期开始，每推迟收获5d、1 0 d 和1 5d,叶片的蛋白质含量分别较成熟期下降1 0.4%、1 5.40%和1 9.9 7%，茎秆的蛋白质含量分别下降7.55%、11.26%和1 4.42%，全株的蛋白质含量分别下降7.67%、1 7.6 8%和2 0.7 7%。推迟收获同样会使花生荚果过度成熟，种皮颜色变浅，发芽粒数增田永国，等：花生荚果发育和成熟阶段的秸秆品质变化分析报,2 0 2 3,45(2)：3 59-3 6 7.8谷明轩，刘风珍，孙伟，等.黄腐酸通过调控花生根系形态及活力促进幼苗生长J.花生学报，2 0 2 3，52(1):63-71.9余汝华，莫放，赵丽华，等.刘割时间对青贮玉米秸秆饲料营养成分的影响J.中国农学通报，2 0 0 6，2 2(6):10-13.10郭智慧.刘割对不同类型玉米产量和饲用品质的影响D.泰安：山东农业大学，2 0 0 8.11李龙兴,龚正发,朱欣，等.不同收获时间对去穗玉米秸秆营养价值和青贮发酵品质的影响J.中国饲料,2 0 2 1(1 5)：8 5-8 9.12郝悦，梁琪，许庆方，等。不同生育时期紫花首和燕麦营养价值评价J.草学，2 0 2 2（2）：40-48.1 3 高燕丽，孙彦.利用近红外光谱分析预测紫花首干草品质J.草地学报，2 0 1 5，2 3（5）：1 0 8 0-1 0 8 5.14胡廷会，吕建伟，成良强，等.不同收获期对花生种子产质量的影响J.种子，2 0 1 8,3 7（7）：1 2 0-1 2 3.95加，从而导致种子产量、品质和外观均受到严重影响1 4。在保证花生经济产量的基础上，适宜的收获期能够兼顾花生荚果和秸秆的品质，使得花生英果食用价值和秸秆饲用价值达到最佳。参考文献：1吕建伟，姜敏，田永国，等.花生植株养分分析及饲用性评价J.中国油料作物学报，2 0 2 1，43（6：1 0 3 1-1041.2刘华，牛岩，肖俊楠，等.不同粗饲料与全株玉米青贮组合对肉牛生长性能、血清生化指标、血清和组织抗氧化指标及肉品质的影响J.动物营养学报，2 0 2 0，32(5):2417-2426.3陈鑫珠，林雅婷，黄秀声，等。花生秸秆在福清山羊中的瘤胃降解特性J.福建农业学报，2 0 1 9,3 4（1 1)：1270-1275.4刘俊华，杨吉顺，吴正锋，等.单粒精播对花生干物质累积及根冠结构的影响J/OL.中国油料作物学报：1-92023-03-29.https:/doi.org/10.19802/j.issn.1007-9084.2022203.5杨富军，赵长星，闫萌萌，等.栽培方式对夏直播花生植株生长及产量的影响J.中国农学通报，2 0 1 3，2 9(3):141-146.【6 樊宏，杨慧，江辉，等.地膜类型对甜花生农艺性状和产量的影响J.安徽农业科学，2 0 2 3,51（4）：3 2-3 4.7尤召阳，杨莎，张佳蕾，等.钙肥类型及施用时期对花生干物质积累量和产量的影响J.中国油料作物学