不同耕種模式對(duì)紅壤旱坡地花生產(chǎn)量及降水利用的影響

邱才飛，彭春瑞?，錢銀飛，王少先，邵彩虹，周東英

(1.江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與資源環(huán)境研究所，330200，南昌;2.國家紅壤工程研究中心，330200，南昌;3.江西省進(jìn)賢縣農(nóng)業(yè)局，331700，江西進(jìn)賢)

隨著我國紅壤開發(fā)應(yīng)用的深入，傳統(tǒng)的紅壤溝谷農(nóng)業(yè)開始向緩坡旱地農(nóng)業(yè)發(fā)展。據(jù)王明珠等［1］的估計(jì)，南方紅壤區(qū)宜農(nóng)可墾緩坡地大約有3.64 萬hm2，生產(chǎn)潛力巨大。花生(Arachis hypogaea)為油食兼用的作物，生產(chǎn)效益較好，是南方重要的經(jīng)濟(jì)作物之一。以江西省為例，花生常年種植面積在15 萬hm2左右［2］，在不與糧爭(zhēng)地方針的指導(dǎo)下，花生多種植在旱坡地上。該區(qū)雖然在花生生長(zhǎng)季雨量充沛，但時(shí)空分布不均，前澇后旱現(xiàn)象比較突出［3-5］，特別是紅壤坡耕旱地，由于特殊的土壤特性、地形條件以及農(nóng)民傳統(tǒng)的順坡耕作種植習(xí)慣，形成了降水的截留效果差，不易保留水分的特點(diǎn)［6-8］，使花生的降水有效利用率較低，產(chǎn)量也一直在低位徘徊。在紅壤的土壤特性和坡耕地地形條件不易改變的情況下，筆者通過分析不同的耕種模式對(duì)花生產(chǎn)量和降水利用的影響，探尋一種能夠增加產(chǎn)量、提高水分利用率、指導(dǎo)紅壤坡耕旱地作物生產(chǎn)發(fā)展的耕種方式。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2010 年4—8 月在江西省進(jìn)賢縣羅溪鎮(zhèn)回豐村進(jìn)行，該試驗(yàn)田塊為2009 年開始的不同耕種模式的定點(diǎn)試驗(yàn)田，田塊坡度為10°左右的東西向斜坡紅壤旱坡地，前作為油菜(Brassica campestris L.)，供試土壤耕層有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)10.30 g/kg，全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.26 g/kg，全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.66 g/kg，全鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)10.20 g/kg，堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)78.50 mg/kg，速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)13.9 mg/kg，速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)170 mg/kg。

2 材料與方法

2.1 供試材料及試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)花生品種為粵油256(Arachis hypogaea)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)了3 個(gè)不同耕種模式。

模式1(ch1):橫溝+稻草覆蓋;模式2(ch2):橫溝+植物籬(香根草Vetiveria zizanioides(L.)Nash);模式3(ch3):順坡耕種(對(duì)照)。

各模式重復(fù)3 次，9 個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積30 m2，小區(qū)并排排列，從高到低種植，小區(qū)寬2 m，長(zhǎng)15 m。

2.2 田間管理

試驗(yàn)按花生高產(chǎn)栽培技術(shù)的要求進(jìn)行田間管理，2010-04-30油菜收獲后及時(shí)整地，播種前按每hm2鈣鎂磷肥375 kg、尿素225 kg、氯化鉀150 kg 充分混合拌勻后，采用溝施，并覆土2 ～3 cm?；ㄉ?jīng)過發(fā)芽試驗(yàn)，品種發(fā)芽率在85%以上，帶殼曬種2 d，播種當(dāng)天，每hm2用0.2%鉬酸銨20 kg 均勻噴灑于225 kg 的種仁，播種時(shí)行距40 cm，穴距16.7 cm，每穴2 粒，覆土3 ～4 cm。播種蓋籽后，每hm2用乙草胺0.9 ～1.5 L 兌水750 kg，均勻噴灑畦面。

模式1:在花生行間覆蓋干稻草，稻草覆蓋量為2 250 kg/hm2;模式2:在花生播種后，每個(gè)重復(fù)隔7.5 m 種植一行香根草作植物籬。同時(shí)，在各模式相鄰的重復(fù)小區(qū)用塑料板隔開防滲。2010-05-20花生出苗后5 葉時(shí)，每hm2追施75 kg 尿素，花生下針期(2010-06-20)每hm2施用尿素和氯化鉀各75 kg拌勻，2010-06-22、2010-07-09 和2010-07-26 用1 000倍多菌靈和1 000 倍高效氯氰菊酯防治花生病蟲害3 次，2010-08-25收獲。

2.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1)徑流量及泥沙量的測(cè)定。3 個(gè)徑流小區(qū)設(shè)置在同一坡面上，坡向東西向，小區(qū)間用塑板深埋40 cm 隔開，3 小區(qū)坡下端設(shè)蓄水沉沙池，長(zhǎng)、寬、高均為100 cm，用于收集地表徑流和泥沙，并測(cè)量每次降雨后蓄水沉沙池內(nèi)水位高度，計(jì)算降雨產(chǎn)生的地表徑流量。同時(shí)，取各小區(qū)徑流水樣，過濾后烘干稱土質(zhì)量，測(cè)徑流的泥沙含量。

2)產(chǎn)量及考種?；ㄉ墒炱诿啃^(qū)取樣5 株，進(jìn)行考種，并對(duì)各小區(qū)單獨(dú)測(cè)定花生產(chǎn)量和生物量。

3)降水量及水分有效利用率。實(shí)際降水量為進(jìn)賢縣氣象局測(cè)定資料，有效降水量為實(shí)際降水量減去徑流量的差值，降水有效率為有效降水量與實(shí)際降水量的比值，水分表觀生物利用率和表觀經(jīng)濟(jì)利用率分別為hm2生物量(kg)和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量(kg)與花生生育期降水量(m3)的比值，水分實(shí)際生物利用率和實(shí)際經(jīng)濟(jì)利用率分別為hm2生物量(kg)和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量(kg)與花生生育期有效降水量(m3)的比值。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同耕種模式對(duì)花生的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

從表1 可以看出，ch1 和ch2 的株高、分枝數(shù)、單株果數(shù)及飽果率較ch3(對(duì)照)均有不同程度的增加，且以ch1 的效果較好。其中:ch1 較ch3 的分枝數(shù)、單株果數(shù)及飽果數(shù)分別增加了1.90%、4.20%和2.79%，且均達(dá)到顯著水平;ch2 較ch3 也有一定程度的增加，3 項(xiàng)指標(biāo)分別增加1.70%、4.00%和2.25%。產(chǎn)量作為衡量栽培效果最重要的指標(biāo)，ch1和ch2 分別較ch3 增加31.78%和18.18%，均達(dá)到顯著水平，且ch1 達(dá)到了極顯著水平。

表1 不同耕種模式花生產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成Tab.1 Arachis hypogaea yield and yield components on different cultivation modes

3.2 不同耕種模式對(duì)降水利用的影響

3.2.1 對(duì)降水產(chǎn)生地表徑流的影響 從圖1 和圖2 的測(cè)定結(jié)果可以看出，不同耕種模式花生田產(chǎn)生的徑流量和徑流泥沙含量不同，3 種耕種模式中以橫溝+稻草覆蓋(ch1)的徑流量產(chǎn)生的最少，表現(xiàn)出較好的截流效果，且徑流中泥沙的含量也最低，其次為橫溝+植物籬(ch2)，順溝栽培(ch3)產(chǎn)生的徑流量最多，截流效果最差，且徑流中泥沙的含量也最大。說明徑流泥沙含量的大小與徑流量的大小成正比，徑流量越大，徑流對(duì)地表土壤的侵蝕越強(qiáng)，隨徑流流失的土壤也越多。3 種模式截流保土效果差異明顯，其原因?yàn)轫槣显耘?ch3)由于是順勢(shì)而下，有利于徑流的形成，徑流沖刷力較大，在土壤表面停留時(shí)間較短，土壤吸水及下滲不充分，造成徑流形成時(shí)間快，強(qiáng)度大，而橫溝+稻草覆蓋(ch1)則由于覆蓋的稻草對(duì)降水產(chǎn)生了阻截作用，使雨水不能直接作用在土壤上，降低了雨水對(duì)土壤表層的沖擊強(qiáng)度，有利于延長(zhǎng)雨水的下滲時(shí)間，提高了雨水的下滲量，同時(shí)，橫溝種植使雨水集中在同一水平面，消減了徑流形成的勢(shì)能條件，減緩了徑流的形成并降低了徑流形成強(qiáng)度。橫溝+植物籬(ch2)模式則以香根草作為植物籬，阻斷了已成徑流的路徑，降低了徑流強(qiáng)度，該模式既具有ch1 的部分優(yōu)勢(shì)，同時(shí)又有ch3 的地表裸露不足的特點(diǎn)，其水土保持效果較ch1 稍遜，但較ch3 則有較為明顯的優(yōu)勢(shì)。

圖1 不同耕種模式徑流量Fig.1 Runfall of different cultivation modes

圖2 不同耕種模式徑流泥沙含量Fig.2 Sediment of different cultivation modes

3.2.2 對(duì)降水利用率的影響 不同耕種模式的降水利用率見表2?？梢钥闯觯琧h1 和ch2 的有效降水量分別較ch3 增加1 343 和563 m3/hm2，有效降水率分別提高11.21%和4.70%，降水的表觀利用率分別提高24.20%和13.99%，經(jīng)濟(jì)利用率分別提高16.99%和10.00%，降水實(shí)際生物利用率則以ch2最高，其次為ch1，二者較對(duì)照分別增加6.17%和5.63%，而降水的實(shí)際經(jīng)濟(jì)利用率則以ch2 最高，較ch3 增加2.43%，ch1 最低，較ch3 還減少0.5%。形成這種降水實(shí)際利用率和表觀利用率不一致的現(xiàn)象，可能是在土壤水分蓄存期內(nèi)，含水量較多的土壤其地表蒸發(fā)和作物蒸騰消耗的水量也相對(duì)較多的緣故。

4 結(jié)論與討論

橫坡+稻草覆蓋和橫坡+植物籬模式均可以減少旱地花生的水土流失量，且以前者的效果更好，不僅可以減少徑流的發(fā)生，而且可以較大幅度的增加花生產(chǎn)量。

在季節(jié)性干旱比較嚴(yán)重的年份，花生增產(chǎn)幅度一般都在30%左右［9］，而覆蓋稻草不僅可以解決稻草廢棄的問題［10］，且覆蓋的稻草腐爛后還可以增加土壤有機(jī)質(zhì)和有效養(yǎng)分［11］，可作為旱地截流減污的首推技術(shù)。而橫坡種植+香根草植物籬模式也具有較好的減少徑流和攔截泥沙的作用，對(duì)產(chǎn)量也有一定的增加作用，也是一個(gè)較好的截流減污模式;但2種耕種模式均有其限制性，其中稻草覆蓋需要耗費(fèi)較多的勞力，在農(nóng)村勞力轉(zhuǎn)移的情況下，實(shí)施難度較大，種植香根草植物籬則需草種購買費(fèi)，且種植香根草要占用一定的用地，農(nóng)民也有一定的抵觸，給2 種耕種模式的進(jìn)一步推廣帶來了困難。

表2 不同耕種模式的降水利用率Tab.2 Precipitation utilization of different cultivation patterns