覆膜栽培對土壤含水量及花生生長特性和產量的影響※

●張連喜 張志民 黃 威 陳小姝※※ 呂永超 趙 躍李美君 張 英 周文雨 蔣春姬

（1.吉林省農業科學院花生研究所/吉林省花生工程研究中心 吉林 長春 136100；2.雙遼市雙英種業有限公司 吉林 四平 136400；3.阜新市產業技術創新推廣中心 遼寧 阜新 123000；4.沈陽農業大學農學院 遼寧 沈陽 110161）

花生是吉林省重要的油料作物和經濟作物，其種植面積和總產均居全省油料作物前列。“十三五”期間年均種植面積25.17萬公頃，年均總產83.18萬噸，分別比“十二五”期間增長71.9%和67.0%[1]。吉林省花生主產區主要集中在吉林中西部[2]，種植花生的區域多為丘陵砂地和風沙地[3]。然而春季干旱和低溫冷害是東北花生產區的主要非生物逆境，嚴重影響花生的出苗、成苗及花生產量。

有研究發現地膜覆蓋具有極顯著的增溫效果，在4～5月可提高5～10 cm土層地溫5℃以上，因而春花生可較正常播期提早10 d[4]，花生覆膜種植比露地栽培花生增產效果明顯，經濟效益顯著[2]。吳金桐等[5]在遼寧省阜蒙縣地區研究了3種覆膜方式對花生生長及產量的影響，結果發現白膜、黑膜和液態地膜均比裸地種植增產增收。楊富軍等[6]研究表明，與傳統露地栽培方式相比，采用地膜覆蓋栽培技術可提前7 d播種，并顯著提高出苗率，增加有效開花數、有效果針數，促進莢果發育，顯著增加單株結果數和莢果產量。雖然近年來在吉林省花生生產中應用了地膜覆蓋栽培，但較黃、淮海等花生種植區地膜覆蓋率低。楊富軍等[6]報道了吉林花生產區地膜覆蓋栽培技術對花生出苗、開花動態、成針動態和莢果發育動態影響，但不同厚度地膜覆蓋對花生不同生育時期的土壤物理特性、根系含水量、植株干物質積累動態等方面的影響鮮有報道。基于此，本研究針對不同厚度覆膜栽培方式對花生生長特性及產量的影響進行了研究，以期為吉林省及東北早熟花生區花生覆膜高產優質栽培提供理論依據，促進東北早熟花生區花生種植產業發展。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及試驗材料

試驗于2019年5～9月，在吉林省四平市雙遼市紅旗街試驗示范田（43°58'N，123°62'E）進行，土壤為砂壤土。選擇“吉花20”為試驗品種。地膜為聚氯乙烯黑膜（生產廠家：山東潤豐塑業有限公司，寬度150 cm）。

1.2 試驗方法

本試驗以不覆蓋方式為對照（CK），另外設置地膜覆蓋厚度0.008 mm（M1）、地膜覆蓋厚度0.010 mm（M2）2種處理方式，每個處理3個重復。春播時采用機器進行地膜覆蓋，行距60 cm，株距14 cm，密度120 000穴/hm2，每穴2粒。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 土壤物理特性分別在花生4個生育時期（苗期、開花下針期、結莢期、成熟期）采集不同深度的土壤，即0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm土層土壤。用稱重法測定土壤含水量。

1.3.2 根系含水量分析將根系置于105℃條件下殺青30 min，80℃烘干至恒重，稱量根系干物質積累量，計算根系含水量。公式：

根系含水量＝（根系鮮重-根系干重）/根系鮮重×100%

1.3.3 植株干物質積累在花生4個生育時期分別采集植株樣本。每個生育時期、每小區選取有代表性的3穴花生，拔出，將根部土洗凈，分別測定地上（莖葉）和地下（根或根及莢果）干重，同時記錄株數。

1.3.4 產量及相關性狀的測定收獲時每個處理中各選取10株長勢一致的花生進行考種，調查單株莢數、單株粒數、單株粒重、百粒重，并常規測產。

1.4 數據處理及分析

采用Microsoft Excel 2007進行數據分析與作圖，采用DPS 軟件對數據進行統計，利用Turkey法進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同覆膜厚度對土壤含水量的影響

不同處理土壤含水量，見表1。

表1 不同處理土壤含水量

由表1可知，在花生各個生長期，不同厚度地膜覆蓋條件下各土層土壤含水量差異不顯著（P＞0.05），但均高于不覆膜處理（CK），且以10～20 cm開花下針期和結莢期差異更為顯著（P＜0.05），同時M2處理的保墑能力高于M1處理。花生開花下針期，植株吸收營養和生殖、生長旺盛，而該時段對應的季節干旱少雨，因此良好的土壤水分條件對花生的正常生長和后期的高產起重要作用。在該階段M1和M2處理，0～30 cm土壤含水量平均相差0.05%～0.63%，差異不顯著（P＞0.05），但均高于不覆蓋處理（CK），且10～20 cm差異顯著，說明此階段不同厚度覆膜條件的土壤保墑效果相當，且顯著優于不覆膜處理（CK） （P＜0.05）。在花生結莢期，覆膜條件下（M1和M2處理），0～30 cm土壤含水量顯著高于不覆膜處理（CK） （P＜0.05）。因試驗地土壤為砂壤土，由于此階段溫度高，且膜的不連續性導致土壤表層水分易蒸發，0～10 cm土壤含水量差異較小，而深層土壤蒸發能力比表層低，20～30 cm土壤含水量高于0～10 cm。

2.2 不同覆膜厚度對根系含水量的影響

不同處理根系含水量，見表2。

表2 不同處理根系含水量

由表2可知，花生4個生長時期不同處理根系含水量存在顯著性差異（P＜0.05）。在花生苗期，M1處理的根系含水量最高，在花生結莢期，覆膜條件下根系含水量較高，此階段花生根系可達20 cm以上，而深層土壤含水量高于表層土壤，不同的土壤含水量會影響花生根系含水量。隨著花生的成熟，M1、M2處理和CK的根系含水量趨近。

2.3 不同覆膜厚度對花生植株干物質積累的影響

不同處理花生植株干物質積累，見表3。

表3 不同處理花生植株干物質積累 單位：kg/hm2

由表3可知，隨著花生的生長，植株干物質的積累逐漸增多。地上干物質量，M1處理和CK在結莢期達到最高，M2處理在成熟期達到最高；在花生成熟期，M1處理的地上干物質量顯著高于CK（P＜0.05），M2處理極顯著高于CK（P＜0.01）。在花生各個生長時期M2處理的地下干物質量和莢果重均大于CK，隨著花生的生長，地下干物質量和莢果重逐漸增加，在成熟期達到最大，其中M2處理最大，整本表現為M2＞M1＞CK。

2.4 不同覆膜厚度對花生產量的影響

不同處理花生產量性狀，見表4。

表4 不同處理花生產量性狀

從表4可知，不同覆膜厚度處理對產量相關指標影響較大，相較CK，各處理組均不同程度地提高了單株莢果數、百粒重、百果重、單株生產力及花生產量，其中M2處理的百果重、百粒重、單株生產力極顯著高于M1處理（P＜0.01），且百果重、百粒重、單株生產力及產量與CK存在極顯著差異（P＜0.01），M2處理優勢明顯。

2.5 相關性分析

由表5可知，地下干物質量、莢果重、百粒重與成熟期0～10 cm土層土壤含水量，單株莢果數、百粒重、百果重與成熟期10～20 cm土壤含水量，單株莢果數、百粒重與成熟期20～30 cm土壤含水量相關性均達到極顯著水平（P＜0.01）。結果表明，成熟期土壤含水量對莢果成熟起重要作用，花生覆膜可以提高成熟期土壤水分含量，保證莢果成熟。花生產量與成熟期0～10 cm、20～30 cm土層土壤含水量、百果重呈顯著正相關，相關系數分別為0.99、0.96和0.95；與成熟期根系含水量呈顯著負相關，相關系數為0.96；與地下干物質量和莢果重呈顯著正相關，相關系數分別為1.00和0.99。因此，成熟期土壤水分含量會影響成熟期地下干物重和莢果重，從而影響花生籽粒的飽滿度，成熟期根系含水量可以作為花生成熟度的判斷標準。

表5 不同處理花生主要參數相關性分析

3 討論與結論

因花生是地下結果的作物，對土壤水分要求相對較高，水分也是保證高產的主要因素之一[7]。地膜覆蓋可提高水肥利用效率，起到保墑的作用，是確保農作物增產、增收的重要措施[8-9]。地膜厚度低是目前造成殘膜污染的重要因素之一，為實現從源頭控制地膜污染，新疆、甘肅等省份已將地方標準中地膜的最低厚度提高至0.010 mm[10-11]。本試驗表明兩種厚度的地膜覆膜處理與露地栽培相比較，均提高了花生生長前期土壤含水量，且0.010 mm厚度地膜的保墑能力要高于0.008 mm厚度，與吳金桐等[5]覆膜可增加花生苗期根際土壤含水量的研究結果一致，但與張丹等[12]0.008 mm厚度的覆膜處理土壤含水量和產量最高的結論不一致，這可能是與不同地區土壤肥力及氣候條件不同有關。在花生生長后期M2處理的地上干物質積累要顯著高于CK，與劉曉光等[7]覆膜處理的干物質積累要顯著大于不覆膜處理的研究結果一致。兩種厚度的地膜均可以不同程度地提高產量及產量相關指標，M2處理優勢明顯，與羅劍洪等[13]0.010 mm地膜較0.008 mm地膜可顯著提高棉花產量及產量相關農藝性狀的結論相似，張俊等[14]認為0.010 mm地膜可顯著提高花生產量及單株生產力，與本研究結果一致。

本研究在吉林雙遼市進行，該地區為砂壤土，土壤持水性較差，覆膜栽培方式可以保持土壤的持水性，增加土壤的含水量，有利于花生種子在播后吸脹出苗，但出苗后，隨著花生的生長，由于膜的不連續性，土壤表層水分易蒸發，0～10 cm土層土壤含水量差異較小，而深層土壤蒸發能力比表層小，20～30 cm土壤含水量大于0～10 cm。覆膜后，在花生生長前期，根系含水量較未覆膜更大，直至成熟期，未覆膜栽培與覆膜栽培的根系含水量趨近，不同覆膜厚度之間無顯著差別。當覆膜厚度為0.010 mm時，花生不同生長時期的干物質積累最大，產量及產量相關指標最高，可以在土壤持水性差的地塊選用0.010 mm厚度的地膜進行覆膜栽培。