起壟覆蓋秸稈對(duì)土壤理化性質(zhì)及花生產(chǎn)量和質(zhì)量的影響

司賢宗，張 翔*，毛家偉，李 亮，李國(guó)平，余 輝

(1. 河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物營(yíng)養(yǎng)與資源環(huán)境研究所，河南 鄭州 450002；2. 正陽(yáng)縣花生研究所，河南 正陽(yáng)，463600)

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起壟覆蓋秸稈對(duì)土壤理化性質(zhì)及花生產(chǎn)量和質(zhì)量的影響

司賢宗1，張 翔1*，毛家偉1，李 亮1，李國(guó)平1，余 輝2

(1. 河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物營(yíng)養(yǎng)與資源環(huán)境研究所，河南 鄭州 450002；2. 正陽(yáng)縣花生研究所，河南 正陽(yáng)，463600)

采用大田隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，在花生起壟種植方式下，研究了秸稈覆蓋方式對(duì)土壤理化性質(zhì)及花生產(chǎn)量和質(zhì)量的影響。結(jié)果表明，不覆蓋秸稈的壟面和壟溝土壤溫度均最高，壟溝秸稈覆蓋、全部秸稈覆蓋顯著增加了壟溝土壤水分含量；覆蓋秸稈能不同程度地降低土壤的堿解氮、有效磷和速效鉀的含量；壟溝覆蓋秸稈對(duì)花生生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量構(gòu)成影響較小，產(chǎn)量?jī)H降低3.9%；秸稈覆蓋能增加花生籽粒中蛋白質(zhì)含量，提高棕櫚酸、亞油酸、花生一烯酸、木焦油酸的含量，減少粗脂肪的含量，降低油酸、硬脂酸、花生酸的含量。本試驗(yàn)條件下，小麥秸稈覆蓋量為4500 kg/hm2，花生能獲得較高的莢果產(chǎn)量、蛋白質(zhì)和粗脂肪產(chǎn)量，分別為4480.95 kg/hm2、1169.5 kg/hm2和2029.9 kg/hm2。起壟種植+壟溝覆蓋秸稈方式是既能夠充分利用小麥秸稈資源，又保證花生豐產(chǎn)的合理栽培方式。

起壟耕作；秸稈覆蓋；土壤理化性狀；花生；產(chǎn)量和質(zhì)量

冬小麥—夏花生輪作是河南花生產(chǎn)區(qū)主要的種植制度，小麥?zhǔn)斋@后，秸稈處置方式分為作肥料、作飼料、作燃料、作原料、焚燒和棄置亂堆，以肥料用量最多，包括秸稈直接還田，占秸稈總量的36.6%[1]，秸稈直接還田包括秸稈翻壓還田和覆蓋還田，在小麥—玉米輪作體系，已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)玉米秸稈翻壓還田種植小麥和小麥秸稈覆蓋還田種植玉米，秸稈翻壓還田能增加土壤有機(jī)質(zhì)含量、培肥土壤，對(duì)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有重要意義[2-4]，但秸稈在土壤淺層不能很快腐爛，影響犁耕和旋耕作業(yè)，導(dǎo)致播種質(zhì)量差，不利于下茬作物培育壯苗，易造成“黃弱苗”，甚至減產(chǎn)[5]?；ㄉ敲苤?、耐旱、怕漬澇作物，夏直播花生生育后期降雨頻繁、降雨量大，易造成田間積水，形成漬害，花生產(chǎn)量、品質(zhì)明顯受到影響，嚴(yán)重時(shí)莢果在土壤中腐爛[6]；壟作有利于花生田排水防澇，改善花生的生長(zhǎng)環(huán)境，增加花生的產(chǎn)量[7-8]。秸稈覆蓋還田能降低耕層土壤水分的蒸發(fā)速度，從而增加耕層土壤含水量，降低土壤的溫度，增加土壤有機(jī)質(zhì)和速效氮、磷、鉀等養(yǎng)分含量[9]；增加土壤細(xì)菌、真菌、放線菌的數(shù)量[10]，提高土壤脲酶、蔗糖酶、過氧化氫酶的活性[11]。有關(guān)秸稈覆蓋對(duì)冬小麥[12-13]、夏玉米[14-15]、馬鈴薯[16]和油菜[17]產(chǎn)量影響的報(bào)道較多，關(guān)于秸稈覆蓋對(duì)煙草[18]產(chǎn)量與質(zhì)量提高和茶葉[19]中茶多酸含量增加也有報(bào)道，而花生的生長(zhǎng)發(fā)育過程明顯不同于一般的糧食、油料和經(jīng)濟(jì)作物。有關(guān)小麥秸稈覆蓋還田對(duì)花生的影響還鮮見報(bào)道。本文通過花生起壟種植模式，研究不覆蓋小麥秸稈、壟面覆蓋、壟溝覆蓋及壟面和壟溝全覆蓋小麥秸稈對(duì)土壤理化性狀及花生產(chǎn)量和質(zhì)量的影響，為小麥?zhǔn)斋@后秸稈合理處置提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2015年6-10月在河南省正陽(yáng)縣蘭青鄉(xiāng)大余莊進(jìn)行。試驗(yàn)田土壤為砂姜黑土，質(zhì)地為粘壤，地勢(shì)平坦，肥力均勻，排灌條件良好。耕層土壤基礎(chǔ)地力：有機(jī)質(zhì)15.50 g/kg，全氮1.16 g/kg，速效氮75.4 mg/kg，速效磷26.2 mg/kg，速效鉀105.5 mg/kg，pH值4.68。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理，分別是：T1 不覆蓋小麥秸稈；T2 壟面覆蓋小麥秸稈，覆蓋量為4500 kg/hm2；T3 壟溝覆蓋小麥秸稈，覆蓋量為4500 kg/hm2；T4 壟面和壟溝全覆蓋小麥秸稈，壟面和壟溝覆蓋量均為4500 kg/hm2，全覆蓋總量為9000 kg/hm2。

試驗(yàn)各處理氮磷鉀施肥量均相同，氮磷鉀肥用量分別為N 150 kg/hm2、P5O290 kg/hm2、K2O 120 kg/hm2，肥料全部作基肥施用，肥料撒施起壟后種植花生。試驗(yàn)小區(qū)面積為15m2(3m×5m)，隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)。供試花生品種為豫花23，每穴種植2粒種子，播種密度為16.5萬(wàn)穴/hm2。試驗(yàn)于2015年6月9日整地，6月10日播種，9月25日收獲。其他田間管理按照一般豐產(chǎn)大田進(jìn)行管理。

1.3 樣品采集與分析

花生籽粒品質(zhì)分析：選取有代表性的大小一致的飽滿籽粒樣品，分別按照GB/5009.5-2010 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定含氮量，并折算成蛋白質(zhì)含量，按照GB/T14772-2008 測(cè)定粗脂肪含量；按照GB/T 17377-2008測(cè)定脂肪酸組分相對(duì)百分含量。

1.4 收獲與計(jì)產(chǎn)

花生收獲時(shí)，每處理分別取4m2的花生進(jìn)行收獲、晾曬、稱重計(jì)產(chǎn)；同時(shí)每個(gè)處理采集有代表性的10株花生進(jìn)行考種，測(cè)定其株高、側(cè)枝長(zhǎng)、總分枝數(shù)、結(jié)果枝數(shù)、單株結(jié)果數(shù)、飽果數(shù)、單株果重、飽果重和百果重等。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)初步整理；用DPS軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析；用Duncan′s新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)花生不同生育期土壤理化性狀影響

在花生生長(zhǎng)的關(guān)鍵時(shí)期對(duì)覆蓋方式的壟面和壟溝0～20cm的土壤溫度和水分進(jìn)行了測(cè)定。表1可見，花生花針期、結(jié)莢期，壟面土壤溫度均高于壟溝，不覆蓋秸稈(T1)的土壤溫度最高，其次是壟溝覆蓋秸稈(T3)處理，壟面覆蓋秸稈(T2)的較低，全部覆蓋秸稈(T4)的最低?；ㄉㄡ樒?、結(jié)莢期壟面土壤水分低于壟溝，全部覆蓋秸稈(T4)的土壤水分最大，不覆蓋秸稈(T1)的最小。

經(jīng)過改革開放四十年的發(fā)展，我國(guó)基本解決了溫飽問題，人民的生活水平日益提高，人民的美好生活需要也日益廣泛，人們不僅僅滿足于物質(zhì)生活水平的提高，而且在政治、文化、社會(huì)、生態(tài)等方面有了更高的要求。新時(shí)代，滿足人民美好生活需要成為共產(chǎn)黨人的奮斗目標(biāo)。弘揚(yáng)立黨為公、忠誠(chéng)為民的奉獻(xiàn)精神，要堅(jiān)持以人民為中心，把人民對(duì)美好生活的向往作為奮斗目標(biāo)，始終堅(jiān)持全心全意為人民服務(wù)的宗旨，把實(shí)現(xiàn)和維護(hù)最廣大人民的根本利益作為全黨一切工作的出發(fā)點(diǎn)和立腳點(diǎn)，為人民提供一個(gè)物質(zhì)富足、文化繁榮、政治民主、社會(huì)公平正義、環(huán)境優(yōu)美的生活空間，更好地滿足人民日益增長(zhǎng)的美好生活需要。

2.2 不同處理對(duì)不同生育期土壤堿解氮、有效磷、速效鉀含量的影響

從表2可知，隨著生育期的推移，不同處理土壤堿解氮含量均呈“高—低—高—低”的變化趨勢(shì)。與不覆蓋相比，覆蓋降低了土壤氮含量，相同生育期以全部覆蓋處理(T4)土壤堿解氮含量最低。這可能與覆蓋秸稈使土壤水分增加有關(guān)。

隨著生育期的推移，土壤中有效磷含量呈降低趨勢(shì)，但苗期與花生收獲結(jié)束后土壤有效磷差異不大。同一生育期不同處理相比，不覆蓋處理土壤有效磷含量最高，全部覆蓋處理(T4)土壤有效磷含量最低?？梢?，在花生整個(gè)生育期，覆蓋秸稈能不同程度地影響耕層土壤有效磷含量。

表 1 起壟覆蓋秸稈對(duì)花生不同生育期土壤理化性狀的影響

注：各列后不同小寫字母表示在0.05水平上差異顯著，下同。

Note: Datas followed by different small letters in the same column are significantly difference at 0.05 probability level. The same as in the following tables.

表 2 起壟覆蓋秸稈對(duì)不同花生生育期壟體土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量的影響 (mg/kg)

隨著生育期的推移，土壤速效鉀含量呈降低趨勢(shì)，同一生育期不同處理相比，苗期時(shí)不覆蓋處理土壤速效鉀含量最高，全部覆蓋處理(T4)土壤有效磷含量最低，壟面覆蓋、壟溝覆蓋處理差異不大；花針期和結(jié)莢期不覆蓋處理的土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量均高于覆蓋處理的，但三種覆蓋處理土壤速效鉀含量相差較小；飽果期不覆蓋處理與壟溝覆蓋處理土壤速效鉀含量相當(dāng)，顯著高于其他兩個(gè)處理。

2.3 不同處理對(duì)花生產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量的影響

從表3可知，不同秸稈覆蓋方式對(duì)花生產(chǎn)量有顯著的影響(P=0.0178)。與不覆蓋(T1)處理相比，壟面覆蓋(T2)和全部覆蓋(T4)處理的花生產(chǎn)量有所降低，比不覆蓋處理減產(chǎn)分別為10.0%和11.2%；而壟溝覆蓋處理與不覆蓋產(chǎn)量的花生產(chǎn)量差異不顯著，說(shuō)明采用壟溝覆蓋對(duì)花生豐產(chǎn)較好。

與不覆蓋(對(duì)照)相比，壟面覆蓋、壟溝覆蓋處理的總果數(shù)、飽果數(shù)和出仁率差異不顯著，但百果重以不覆蓋處理最高，壟溝覆蓋處理與不覆蓋處理差異不顯著，壟面覆蓋、全部覆蓋處理比不覆蓋處理百果重顯著降低?？梢?，覆蓋方式對(duì)花生產(chǎn)量構(gòu)成因素也具有較大的影響。

2.4 不同處理對(duì)花生蛋白質(zhì)和粗脂肪的影響

從表3可知，不覆蓋秸稈(T1)的蛋白質(zhì)含量顯著低于全部覆蓋秸稈(T4)，而不覆蓋秸稈處理(T1)的粗脂肪含量顯著高于全部覆蓋秸稈(T4)；表明秸稈覆蓋能不同程度降低花生籽粒中蛋白質(zhì)的含量，增加花生籽粒中粗脂肪的含量，提高花生的出油率。不覆蓋秸稈(T1)的蛋白質(zhì)產(chǎn)量高于全部覆蓋秸稈(T4)，但差異不顯著，而不覆蓋秸稈(T1)的粗脂肪產(chǎn)量顯著高于全部覆蓋秸稈(T4)。

2.5 不同處理對(duì)花生脂肪酸組分含量的影響

表4可見，不覆蓋秸稈(T1)籽粒中的油酸、硬脂酸、花生酸等脂肪酸組分含量顯著高于全部覆蓋秸稈(T4)，棕櫚酸、亞油酸、花生一烯酸、木焦油酸等脂肪酸組分含量顯著低于全部覆蓋秸稈(T4)，山崳酸含量低于全部覆蓋秸稈(T4)但差異不顯著。表明秸稈覆蓋能提高棕櫚酸、亞油酸、花生一烯酸、木焦油酸的含量，降低油酸、硬脂酸、花生酸的含量。

表 3 起壟覆蓋秸稈對(duì)花生產(chǎn)量性狀及品質(zhì)的影響

表 4 起壟覆蓋秸稈對(duì)花生脂肪酸組分含量的影響

注：花生脂肪酸組分含量為相對(duì)百分含量。

Note: Content of peanut fatty acid composition is relative percentage.

3 討 論

秸稈覆蓋能降低耕層土壤水分的蒸發(fā)速度，增加耕層土壤含水量，降低土壤的溫度[9,21]。本研究表明，與不覆蓋小麥秸稈相比，花生起壟種植覆蓋小麥秸稈能降低壟面和壟溝的土壤溫度，整個(gè)花生生育期，壟面的土壤溫度高于壟溝的溫度；覆蓋小麥秸稈均能增加壟面和壟溝的土壤水分，且壟面的土壤水分低于壟溝的。因此，小麥秸稈覆蓋能降低土壤的溫度，這不利于花生的生長(zhǎng)，而小麥秸稈覆蓋提高土壤水分含量，在花生前期土壤干旱時(shí)有利于花生生長(zhǎng)。曹繼華[22]等、卜玉山[10]等研究表明，免耕秸稈覆蓋能明顯提升土壤全量養(yǎng)分、速效養(yǎng)分以及有機(jī)質(zhì)含量。本研究認(rèn)為起壟覆蓋小麥秸稈降低了花生不同生育期耕層土壤堿解氮、有效磷速效鉀和有效鋅的含量，這與曹繼華等[22]、卜玉山[10]等的研究結(jié)果恰恰相反，這可能是耕作方式不同引起的，還有待于進(jìn)一步研究。

祝新建等[14]研究認(rèn)為，秸稈覆蓋增加冬小麥、夏玉米的產(chǎn)量，增幅分別為8.7%、8.9%。馬鈴薯產(chǎn)量增幅為33%～77%[16]。而李月興等[23]在寒帶風(fēng)沙土上的研究表明，秸稈覆蓋耕層土壤白天降溫，晚上增溫；玉米拔節(jié)前降溫, 拔節(jié)后增溫，前期降溫影響大于后期增溫影響，秸稈覆蓋處理對(duì)玉米生長(zhǎng)有不利影響。鄭憲濱等[18]研究認(rèn)為，秸稈覆蓋的烤煙煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性最好。本研究表明，與不覆蓋小麥秸稈相比，壟溝覆蓋小麥秸稈的花生產(chǎn)量降低的最小，其次是壟面覆蓋小麥秸稈的，壟面和壟溝覆蓋小麥秸稈的花生產(chǎn)量降低幅度最大，降低幅度為3.89%、10.02%、11.19%。秸稈覆蓋能提高花生籽粒中棕櫚酸、亞油酸、花生一烯酸、木焦油酸的含量。

4 結(jié) 論

同一秸稈覆蓋方式下，壟面的土壤溫度高于壟溝的，而壟面的水分含量則低于壟溝的，但壟溝與壟面差異不顯著。不同秸稈覆蓋方式下，均以不覆蓋秸稈的壟面和壟溝土壤溫度最高，與三種秸稈覆蓋方式相比，壟面溫度差異不顯著，但壟溝溫度差異顯著；秸稈覆蓋對(duì)壟面土壤水分影響差異不顯著，但秸稈覆蓋使壟溝土壤水分增加，尤其是壟溝秸稈覆蓋、全部秸稈覆蓋比不覆蓋秸稈顯著提高了壟溝土壤水分含量。不覆蓋秸稈的土壤中的堿解氮含量、有效磷含量和速效鉀含量均最高，全部覆蓋秸稈的土壤中堿解氮含量、有效磷含量和速效鉀含量均最低；覆蓋秸稈能不同程度降低土壤的堿解氮含量、有效磷含量和速效鉀含量。

與不覆蓋秸稈相比，采用小麥秸稈覆蓋對(duì)花生生長(zhǎng)發(fā)育影響較大，壟面秸稈覆蓋和壟溝、壟面全部秸稈覆蓋使花生生長(zhǎng)差于不覆蓋秸稈的，而壟溝秸稈覆蓋對(duì)花生生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量構(gòu)成影響不大，基本與不覆蓋秸稈的相當(dāng)；秸稈覆蓋能增加花生籽粒中蛋白質(zhì)的含量，降低粗脂肪的含量；秸稈覆蓋能提高花生籽粒中棕櫚酸、亞油酸、花生一烯酸、木焦油酸的含量，同時(shí)減少油酸、硬脂酸、花生酸的含量。

本試驗(yàn)條件下，在小麥—花生種植體系下，采用花生起壟種植模式，壟溝覆蓋秸稈，小麥秸稈覆蓋量為4500 kg/hm2，花生能獲得較高的莢果產(chǎn)量、蛋白質(zhì)和粗脂肪產(chǎn)量，分別為4480.95 kg/hm2、1169.5 kg/hm2和2029.9 kg/hm2。因此，起壟種植+壟溝覆蓋秸稈方式是既能夠充分利用小麥秸稈資源，又保證花生豐產(chǎn)的合理栽培方式。

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Effects of Ridge Tillage and Straw Mulching on Soil Physicochemical Properties and Peanut Yield-Quality

SI Xian-zong1, ZHANG Xiang1*, MAO Jia-wei1, LI Liang1, LI Guo-ping1, YU Hui2

(1.InstituteofPlantNutrition,ResourceandEnvironment,HenanAcademyofAgri.Sci.,Zhengzhou450002,China; 2.ZhengyangInstituteofPeanut,Zhengyang463600,China)

Effects of straw mulching on soil physicochemical properties and peanut yield-quality were studied through field experiment with randomized block design and in ridge tillage planted peanut. The results indicated: 1) The soil temperature of ridge and furrow were both the highest with no straw mulching; 2) Straw mulching in furrow, as well as straw mulching both in ridge and furrow could significantly increased soil water content in furrow; 3) Mulching straw reduced content of alkali-hydrolyzale nitrogen, available phosphorus and available potassium in ridge soil in different levels; 4) Straw mulching in furrow had little effect on growth and yield component of peanut, as the yield only reduced by 3.9%; 5) Straw mulching could increase protein content in peanut kernels, raise palmitic acid content, linoleic acid content, arachidonic acid content, tetracosanoic acid content, decrease crude fat content, reduce oleic acid content , stearic acid content, arachidic acid content. Under this experimental condition, wheat straw mulching rate was 4500 kg/hm2, peanuts could obtain comparatively higher yield of pod as 4480.95 kg/hm2, yield of protein as 1169.5 kg/hm2and yield of crude fat as 2029.9 kg/hm2, respectively. Method of ridge planting mixing with furrow straw mulching is a reasonable way to make full use of wheat straw resource and to ensure the high yield of peanut.

ridge tillage; straw mulching; soil physicochemical properties; peanut; yield-quality

10.14001/j.issn.1002-4093.2016.02.007

2016-04-21

河南省花生產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系耕作栽培崗位(S2012-05-G02)；河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院自主創(chuàng)新專項(xiàng)基金；河南省重大科技攻關(guān)項(xiàng)目(122101110600)

司賢宗(1975-)，男，河南夏邑人，河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物營(yíng)養(yǎng)與資源環(huán)境研究所助理研究員，博士，主要從事經(jīng)濟(jì)作物施肥研究。E-mail: sixianzong@163.com

*通訊作者：張翔(1967-)，男，研究員，主要從事植物營(yíng)養(yǎng)與施肥技術(shù)研究。E-mail: zxtf203@163.com

S565.2048

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