秸稈覆蓋對花生生長及土壤性質的影響

寧東賢，趙玉坤，楊秀麗，楊麗萍，李 楠

（山西農業大學小麥研究所，山西臨汾041000）

秸稈覆蓋能有效改善作物生長中土壤-大氣界面微環境的水熱交換狀況[1-3]，增強土壤蓄水保水能力[4-5]，改良土壤結構，同時也可減少作物棵間的無效蒸發耗水，提高作物全生育期水分利用效率[6-8]，節水增產，是干旱半干旱農業區節水農業發展的一項重要栽培措施。長期秸稈覆蓋的農田耕層土壤有機質及氮磷鉀含量相比普通栽培模式均有明顯提高[9-10]，也可增加土壤微生物含量及相關酶活性[11-12]，能夠有效改良土壤理化性質[13-16]。山西地處黃土高原半干旱區，干旱是限制作物產量的主要因素。加快有機旱作農業發展可促進山西破解農業干旱難題[17-21]。秸稈覆蓋是旱作農業中的一項重要保護性耕作栽培措施。秸稈覆蓋可提高花生水分利用效率，改善果實品質，增加產量[22-24]，但對秸稈覆蓋后花生田土壤性質變化及花生相關性狀研究較少。

本試驗通過研究山西省南部麥茬秸稈覆蓋花生免耕播種后其生長發育及土壤性質變化規律，旨在為我省旱作農業發展提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗于2019年6—10月在山西省農業科學院小麥研究所韓村試驗基地進行。參試品種為臨花9號和冀花4號，由小麥所經雜室花生課題組提供。

1.2 試驗設計

試驗設2種栽培模式，即處理1.秸稈覆蓋模式（MS），麥收后取小麥秸稈機械粉碎，粉碎程度≤15 cm，覆蓋量為4 500 kg/hm2，花生免耕，人工點播；處理2.對照（CK），麥收后花生免耕播種，不覆蓋小麥秸稈。采用隨機區組設計，每小區行長10 m，寬2.4 m，種6行，播種密度18萬穴/hm2，每處理3次重復，其他田間管理參照當地中高產花生田管理措施進行。

1.3 測定項目及方法

于花生結莢前期，每小區選取長勢均勻、有代表性的10株花生，定株標記，田間測定主莖高、側枝長、分枝數。收獲后參照《花生區域試驗記載標準》調查標記樣株的結果分枝數、單株果數、飽果率、出仁率、單株生產力，最后按小區面積折合計產。

利用Takeme土壤溫度水分測定儀測定花生從苗期到收獲期耕層土壤的溫度和容積含水率，溫度日變化測定時間為8：00—20：00，上午間隔2 h、下午間隔3 h測定，溫度全生育期測定分別在每個生育期某天10：00左右進行，定時記錄。于花生收獲前期按照《土壤農業化學分析方法》[25]測定0～20 cm耕層土壤的容重、總孔隙度、有機質含量。

1.4 數據分析

采用Excel 2010和SPSS 18.0軟件對測定數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 秸稈覆蓋對花生田耕層土壤溫度的影響

秸稈覆蓋可在土壤表面增加一層物理緩沖區，影響土壤與空氣間的水熱交換狀況。2個花生品種在秸稈覆蓋下的收獲期某天土壤日溫度變化及全生育期土壤溫度變化如圖1所示，在耕層土壤溫度日變化過程中，秸稈覆蓋處理（MS）8：00—14：00時間段的土壤溫度要低于對照組，平均值要低0.11～1.94℃，而17：00之后的溫度要高于CK，在20：00耕層土壤的溫度較對照組平均增高2.15℃，這與秸稈覆蓋土層升溫緩慢而保溫效果較好有關。秸稈覆蓋對溫度作用效果在2個品種間差異較小。

在2個花生品種全生育期秸稈覆蓋土壤溫度變化規律中，因測定時間為每個時期的10：00，秸稈覆蓋下的土壤正處于緩慢升溫過程，秸稈覆蓋處理（MS）的土壤溫度要低于對照組，這種對土壤的保溫緩升效果在開花期和之前的生育期內變化明顯。而在花生下針期以后，隨著秸稈分解及花生長大葉面遮陰，秸稈覆蓋的土壤保溫效果減弱，與對照組差異較小。2個品種秸稈覆蓋的土壤溫度生育期內的變化趨勢相似。

2.2 秸稈覆蓋對花生田耕層土壤性質的影響

由表1可知，秸稈覆蓋可顯著提高耕層土壤的容積含水率（P＜0.05），兩品種間分別較對照提高17.32% 和23.98% ，秸稈覆蓋可減少地表徑流，容蓄更多水分，同時也可減少地表水分蒸發，為作物生長提供一個相對穩定的外界水分環境。土壤容重由土壤孔隙和土壤固體的數量來決定，可影響土壤水分、養分及熱量運移，一般容重越小，土壤越松。秸稈覆蓋處理（MS）下臨花9號和冀花4號的耕層土壤容重均較對照顯著降低（P＜0.05），且在2個品種間差異不顯著（P＞0.05）。

土壤總孔隙度值較高，通氣透水條件更好。2個品種MS處理分別與CK相比，總孔隙度提高7.45% 和5.78% ，表明秸稈覆蓋能夠疏松改良土壤，提高土壤總孔隙度。土壤有機質含量是土壤肥力的重要指標，秸稈覆蓋下2個品種的土壤有機質含量分別較對照提高3.58～4.66 g/kg，影響達顯著水平（P＜0.05），而在2個品種間土壤有機質含量差異不顯著（P＞0.05）。

表1秸稈覆蓋對不同品種收獲期土壤性質的影響

2.3 秸稈覆蓋對不同花生品種農藝及產量性狀的影響

從表2可以看出，與對照相比，秸稈覆蓋能增加花生品種側枝長、分枝數、結果分枝數、單株果數、飽果率和出仁率，但這種變化除花生飽果率外，在2個品種間差異不顯著（P＞0.05）。秸稈覆蓋可顯著影響花生主莖高、單株生產力、產量等性狀（P＜0.05），在2個品種間差異達顯著水平（P＜0.05）。2個品種秸稈覆蓋處理的主莖高、單株生產力、產量較對照分別增加5.24% ～15.18% 、9.28% ～14.03% 、8.18% ～14.93% 。其中，秸稈覆蓋對2個品種的增產效果不同。臨花9號秸稈覆蓋增產量要低于冀花4號，但其產量更高，說明冀花4號通過栽培措施增產潛力較大，而臨花9號豐產穩產性更好。

表2秸稈覆蓋對不同花生品種農藝及產量性狀的影響

3 結論與討論

秸稈覆蓋地表后，影響農田下墊面的土壤性質及水熱能量平衡，改善了土壤微環境，促進作物生長發育，提高水分利用效率，達到增產效果。陳素英等[26]研究表明，玉米秸稈覆蓋后小麥田日最高地溫比對照低，日最低地溫比對照高，溫度變化較對照平緩，冬季提溫、春季降溫，覆蓋可有效抑制土壤蒸發，秸稈覆蓋后冬小麥生育期內土壤蒸發量較對照減少21% ～40.4% ，而玉米秸稈覆蓋會造成小麥貪青晚熟及后期干熱風影響冬小麥田間產量，減產4.1% ～10.4% 。吳婕等[27]研究了秸稈覆蓋對川中丘陵區土壤的改良效果及對作物產量的影響，認為秸稈覆蓋能促進土壤團粒結構形成，改善土壤通透性和保水保肥性，增加土壤含水量，提高土壤有機質、全氮、速效氮、速效磷、速效鉀含量，且隨著秸稈覆蓋量的增加作物增產效果更明顯。武際等[28]研究了連續秸稈覆蓋對土壤理化性質和作物產量的影響，表明秸稈覆蓋能夠降低表層土壤容重，提高0～15 cm土層土壤含水量，改善土壤有機質含量等養分狀況，增加作物產量，旱季作物的增產效應要好于水季作物，且隨著秸稈覆蓋用量和年限增加，增產幅度也隨之提高。

本研究表明，不同花生品種秸稈覆蓋處理后土壤溫度日變化規律為：與對照相比，升降溫幅度緩慢，保溫效果更好，秸稈覆蓋對花生開花期之前耕層土壤的保溫蓄墑效果要好于生育后期；秸稈覆蓋可顯著提高耕層土壤容積含水率，降低土壤容重，增加土壤總孔隙度，提高土壤有機質含量，改善土壤肥力，且這種土壤改良效果在花生品種間差異不顯著（P＞0.05）；與對照相比，秸稈覆蓋可顯著增加花生主莖高、單株生產力和產量（P＜0.05），2個品種秸稈覆蓋后分別增產8.18% 和14.93% 。秸稈覆蓋對2個品種產量相關性狀的影響表明，冀花4號增產潛力大，而臨花9號穩產性更好。