稻草覆蓋量對紅壤旱坡地花生生長環(huán)境及產(chǎn)量形成的影響

邱才飛，關(guān)賢交，錢銀飛

（國家紅壤改良工程技術(shù)研究中心／農(nóng)業(yè)部長江中下游作物生理生態(tài)與耕作重點實驗室／江西農(nóng)業(yè)科學院土壤肥料與資源環(huán)境研究所，江西南昌330200）

稻草覆蓋量對紅壤旱坡地花生生長環(huán)境及產(chǎn)量形成的影響

邱才飛，關(guān)賢交，錢銀飛

（國家紅壤改良工程技術(shù)研究中心／農(nóng)業(yè)部長江中下游作物生理生態(tài)與耕作重點實驗室／江西農(nóng)業(yè)科學院土壤肥料與資源環(huán)境研究所，江西南昌330200）

針對江西季節(jié)性干旱發(fā)生的特點對紅壤旱坡地花生生長的不利影響，研究不同的稻草覆蓋量（1 500、3 000、4 500、6 000 kg·hm－2和7 500 kg·hm－2）對紅壤旱地花生生長及產(chǎn)量形成的效果。結(jié)果顯示，隨著稻草覆蓋量的增加，花生田土壤濕度、溫度和電導率的日變幅均相應降低，雜草發(fā)生量也相應減少，但花生的干物質(zhì)生產(chǎn)量、根瘤量、成熟期綠葉殘留量及產(chǎn)量則隨著覆蓋量的增加表現(xiàn)為先增后減的拋物線形狀，并在稻草覆蓋量為4 500 kg·hm－2的條件下表現(xiàn)最好。綜合考慮稻草覆蓋的防草、抗旱、增產(chǎn)效果，研究認為紅壤旱坡地花生稻草覆蓋量以4 500 kg·hm－2左右為宜。

稻草覆蓋量；紅壤旱坡地；花生生長環(huán)境；產(chǎn)量

花生是江西紅壤旱地的主要作物之一，常年種植面積在15萬hm2以上，是江西的第三大作物，然而，花生單產(chǎn)只有全國平均水平的四分之三［1］。江西水熱資源豐富，但降水的季節(jié)分布不均，加之紅壤貧、板、酸、瘦及保水保土性差的特性，花生生長季常表現(xiàn)為前澇后旱，苗期和開花下針期降雨強度大、持續(xù)時間長，紅壤旱坡地易形成徑流，造成水、肥、土的大量流失，結(jié)莢期則降雨強度小、持續(xù)時間短、溫度高，又容易產(chǎn)生高溫干旱［2－4］，影響花生產(chǎn)量和品質(zhì)的形成，兩者均不利于紅壤旱坡地花生的高產(chǎn)，其中，季節(jié)性高溫干旱是影響江西花生高產(chǎn)的主要障礙因子［5］。

秸稈覆蓋是旱地保水的有效措施之一，國內(nèi)外研究結(jié)果顯示，秸稈覆蓋不僅可以改善土壤水分條件，而且具有減少土壤流失、調(diào)節(jié)土壤溫度和培肥地力等作用［6－10］。江西作為我國水稻的主產(chǎn)區(qū)，稻草產(chǎn)量每年達2 000萬 t，資源極為豐富［11］，將稻草作為旱地作物的覆蓋物，是稻草資源合理利用的重要途徑。稻草相較于大豆稈、玉米稈、油菜稈、芝麻稈和煙稈具有纖細柔軟、吸水保水力強及易腐解的特點。已有的研究結(jié)果顯示，利用稻草進行覆蓋不僅可以增加紅壤旱地保水力，而且對減少水土流失、提高土壤肥力和增加作物產(chǎn)量均具有重要的作用［12－14］。然而，稻草覆蓋同其它作物的秸稈覆蓋一樣，不同的作物對覆蓋時間和覆蓋量的要求不同，不合理的覆蓋不僅無利，且會惡化土壤水熱狀況，降低土壤通氣性，從而導致作物生長不良，甚至出現(xiàn)減產(chǎn)的現(xiàn)象［15－18］。本文針對紅壤旱坡地花生的生長和干旱發(fā)生特點，將稻草異地覆蓋還田，研究不同的稻草覆蓋量對紅壤旱地花生生長環(huán)境及產(chǎn)量形成的影響，探討適宜花生生長的稻草用量，為花生高產(chǎn)栽培及稻草資源合理利用提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗區(qū)位于江西省南昌縣省良種場敷林村（28°50′N，115°97′E，海拔 40 m），屬亞熱帶濕潤氣候地帶，年平均溫度為17.8℃，極端最高氣溫 40.7℃，無霜期251～272 d，多年平均降水量為1 624.4 mm，年平均雨日147.3 d，其中一半的雨量集中在4—6月份。供試田塊在一丘崗地中部的緩坡上，土壤類型為江西旱地最具代表性的第四紀紅色粘土發(fā)育的土壤，種植方式為花生連作，基礎(chǔ)土壤養(yǎng)分為土壤有機質(zhì)含量 10.3 g·kg－1，pH值 5.3，堿解氮 75.8 mg·kg－1，速效磷 27.4mg·kg－1，速效鉀 72.2mg·kg－1。

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用完全隨機區(qū)組設(shè)計，供試品種為贛花1號，稻草為2012年晚稻收獲后保存的干莖葉。試驗依據(jù)稻草覆蓋量的不同設(shè)6個處理，分別為①1 500 kg·hm－2（B1）；② 3 000 kg·hm－2（B2）；③ 4 500 kg·hm－2（B3）；④ 6 000 kg·hm－2（B4）；⑤ 7 500 kg·hm－2（B5）；⑥ 無覆蓋（CK）。試驗各處理花生于2014年4月2日播種，播種行株距為33.3×20 cm，每穴2?；ㄉ?，播前結(jié)合土壤翻耕將各處理的肥料一次性基施，施肥量為尿素 375 kg·hm－2（含 N 46%），鈣鎂磷肥 750 kg·hm－2（含 P2O512%），氯化鉀300 kg·hm－2（含 K2O 60%），4月 3日各處理表土噴灑90%乙草胺乳油600 ml·hm－2控草，5月15日進行花生行間稻草覆蓋，8月20日收獲。其它管理措施同花生的常規(guī)栽培。各處理分別重復3次，隨機排列，共18個小區(qū)，小區(qū)面積4 m×5 m＝20 m2。

1.3 測定項目與方法

花生青枯病發(fā)生率測定：于花生苗期、盛花期和結(jié)莢期分別調(diào)查各小區(qū)花生青枯病發(fā)生的株數(shù)，計算青枯病病株率，其中，病株率＝小區(qū)病株數(shù)／總株數(shù)。

花生田雜草調(diào)查：花生的盛花期、結(jié)莢期和成熟期在各小區(qū)內(nèi)按五點法，每點調(diào)查1 m2不同處理單子葉雜草和雙子葉雜草發(fā)生的數(shù)量。

田間土壤溫濕度及電導率變化測定：7月5日連續(xù)5 d干旱，用WEB－2型土壤三參數(shù)儀（英國）測定花生結(jié)莢期各小區(qū) 7∶00—7∶30和 15∶00—15∶30時段的土壤含水量、土壤溫度和電導率。

產(chǎn)量及經(jīng)濟性狀：花生成熟期各小區(qū)單收單曬，測定花生果的產(chǎn)量，同時，每小區(qū)取代表性植株10株，考察株高、分枝數(shù)、綠葉數(shù)、根瘤數(shù)、根瘤重，測定百果重、百仁重和出仁率，并分根、莖、葉、果部位測定干物質(zhì)量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用EXCEL 2003和DPS 7.0軟件進行數(shù)據(jù)處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 稻草覆蓋量對花生病害和田間雜草的影響

2.1.1 稻草覆蓋量對花生青枯病病株率的影響花生青枯病是江西省重要的土傳病害，稻草覆蓋能改變土壤的生態(tài)環(huán)境，對青枯病的發(fā)病率會產(chǎn)生影響，從圖1的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，稻草覆蓋處理在花生的三個時期的青枯病病株率均較對照（CK）高，且隨著稻草覆蓋量的增加，病株率增大，發(fā)病趨向嚴重。從花生的生育期看，各處理發(fā)病率最高的時間均發(fā)生在盛花期，其發(fā)病株數(shù)占全生育期各處理總發(fā)病株數(shù)的80%左右。從整個生育期的花生青枯病病株率來看，病株率從高到低依次為B5＞B4＞B3＞B2＞B1＞CK，其中，B5的發(fā)病率達12.78%，較 CK提高了3.89個百分點。

2.1.2 稻草覆蓋量對雜草發(fā)生的影響 稻草覆蓋可以抑制雜草的發(fā)生，但不同覆蓋量抑制雜草的效果不同，從表1的結(jié)果可知，各稻草覆蓋量處理均不同程度地減少了花生地的雜草發(fā)生，從單位面積雜草發(fā)生量來看，各稻草覆蓋處理的雜草總量均較對照小，且隨著稻草覆蓋量的增加，雜草量減少，其中，除B1的減少量未達顯著水平外，其它處理均達到顯著水平，B3、B4和B5達極顯著，以雜草發(fā)生量最小的B5與對照比較，其對單子葉雜草和雙子葉雜草防除效果分別為71.25%和78.43%，總防效達到74.05%。

2.2 稻草覆蓋量對土壤環(huán)境的影響

2.2.1 土壤溫度日變化 從圖2土壤溫度的變化可以看出，在花生的結(jié)莢期，隨著稻草覆蓋量的增加，土壤溫度在兩個時段均表現(xiàn)為降低，且早晨（7∶00—8∶00）時段的各處理間的溫度差異較小，下午（15∶00—15∶30）時段的各處理間溫度差異較大，從各處理兩個時段的溫差可以發(fā)現(xiàn)，隨稻草覆蓋量的增加，溫差有減少的趨勢，其中，溫差最小的為B5，只有2.12℃，較溫差最大的 CK，減少1.56℃。

圖1 各處理不同生育期青枯病病株率Fig.1 The bacterialwilt disease rate at different growth stages of the treatments

表1 稻草覆蓋量對防治雜草發(fā)生的效果Table 1 The effects of strawmulching amountonweeds control

圖2 不同處理不同時段土壤溫度Fig.2 Soil temperature at differentgrowth stages of the treatments

2.2.2 土壤含水量日變化 由于不同稻草覆蓋量會影響稻草在行間覆蓋的厚度和緊實度，會對土壤中的水分交流的速率產(chǎn)生影響，從圖3的結(jié)果可以看出，在花生的結(jié)莢期土壤含水量（均為容積百分比，下同）隨稻草覆蓋量的增加在兩個時段均表現(xiàn)為逐漸增加，且各稻草覆蓋處理在早晨到下午的8小時內(nèi)，土壤含水量降低也較CK小，其中，B5的土壤含水量降低了0.2個百分點，較 CK減少下降了0.78個百分點，降低率為 79.59%，B1、B2、B3、B4較對照的含水量降低率也分別達到44.90%、53.06%、61.22%和 73.47%。

圖3 不同時段各處理土壤含水量（容積百分比）Fig.3 Soilmoisture content at different growth stages of the treatments（volume percent）

2.2.3 對土壤電導率的影響 土壤溫濕度會影響土壤鹽離子的平衡狀態(tài)，從而改變土壤電導率。從圖4的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，各覆蓋處理的電導率在兩個時段均高于CK，且兩個時段的電導率均隨著稻草覆蓋量增加而增加，其中，B1、B2較CK電導率差異不顯著，B3、B4和B5則顯著高于CK。對電導率與土壤含水量及土壤溫度的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，電導率與土壤含水量之間存在著極顯著的正相關(guān)性（r＝0.93**），而與土壤溫度之間存在極顯著的負相關(guān)（r＝－0.74**），可能是較高的土壤濕度有利于鹽離子的交換，而較高的土壤溫度會加速土壤水分擴散，降低土壤鹽離子的溶解所致。對兩個時段電導率的差值與土壤含水量及土壤溫度差值之間的相關(guān)性分析則可以發(fā)現(xiàn)，電導率的變化差值與含水量的變化差值呈正相關(guān)（r＝0.55），與土壤溫度的變化差值也呈正相關(guān)（r＝0.34），但相關(guān)性均不顯著，說明電導率變化不完全受水分含量變化和溫度變化決定，可能還受土壤其它因素的影響。

2.3 稻草不同覆蓋時間對花生干物質(zhì)分配的影響

表2的結(jié)果可以看出，各稻草覆蓋處理的花生單株總干物質(zhì)量要顯著地高于對照，其中B2和B3的花生總干物質(zhì)量較對照增加達顯著水平，增加幅度分別為19.45%和17.77%，B1、B4和 B5較對照也有小幅增加。在各部位干物質(zhì)量上，除B5外，其它稻草覆蓋量處理的根系、莖桿、葉片和果實均較CK的量大，且以B2最大，其中，B2、B3的莖干重和果干重較CK的差異達顯著水平，B1、B4和B5較CK間的各部分器官干物質(zhì)重均無顯著差異。

圖4 不同時段各處理土壤電導率Fig.4 Soil conductivity at different growth stages of the treatments

表2 稻草不同覆蓋量的花生干物質(zhì)生產(chǎn)及分配情況／（g·株－1）Table 2 The drymatter quantity and distribution of peanut under different rice strawmulching amount／（g·plant－1）

2.4 不同覆蓋量對成熟期花生植株形態(tài)的影響

2.4.1 覆蓋量對花生地上部的影響 稻草不同覆蓋時間對成熟期花生地上部的影響較大，從表3的結(jié)果可以看出，各稻草覆蓋量的分枝數(shù)、主莖高、主莖綠葉數(shù)和分枝綠葉數(shù)均較CK有不同程度的增加，且增加顯著的為主莖綠葉數(shù)和分枝綠葉數(shù)。各稻草覆蓋處理中，B3處理增加最明顯，其主莖高、每株分枝數(shù)、主莖綠葉數(shù)和分枝綠葉數(shù)較CK分別增加 4.26%、10.00%、79.86%和 67.21%。

2.4.2 覆蓋量對花生根瘤的影響 從表4可以看出，各稻草覆蓋處理與CK比較，花生的主根根瘤數(shù)、側(cè)根根瘤數(shù)、單株根瘤鮮重均表現(xiàn)為隨稻草覆蓋量的增加先增后減，且以B3處理最大，分別較CK增加29.37%、21.47%和21.33%，均達顯著水平，其它則依次表現(xiàn)為B2＞B4＞B1＞CK＞B5。從根瘤的生長部位來看，側(cè)根根瘤較主根根瘤生長量大。根瘤的大小體現(xiàn)在單個根瘤的鮮重上，單個根瘤最大為B5，較CK增加4.90%，但增加不顯著，其它處理較CK差異較小，且均無顯著差異。

2.5 稻草不同覆蓋量對花生經(jīng)濟性狀和產(chǎn)量的影響

產(chǎn)量是衡量栽培措施有效性的重要指標，從表5的結(jié)果可以看出，除B5外，各稻草覆蓋處理的產(chǎn)量較CK均有不同程度的顯著增加，其中，增產(chǎn)最多的為 B3，較 CK增加 807.34 kg·hm－2，增加幅度為18.21%，其次為 B2，產(chǎn)量較對照增加 765.34 kg·hm－2，增產(chǎn)幅度為 17.26%，B4和 B1增加量稍低，但也較對照分別增加 420.00 kg·hm－2和 154.00 kg·hm－2，增產(chǎn)幅度分別達9.47%和3.47%。從花生的飽果率、百果重、百仁重和出仁率等經(jīng)濟性狀來看，與產(chǎn)量性狀的表現(xiàn)基本一致。

表3 稻草不同覆蓋量對成熟期花生地上部的影響Table 3 Effect of different rice strawmulching amount on the above ground parts of peanuts atmaturity stage.

表4 不同覆蓋量對花生根瘤形成的影響Table 4 Effectof different rice strawmulchin g amounton peanutnodule formation.

表5 稻草覆蓋量對花生產(chǎn)量和經(jīng)濟性狀的影響Table 5 Effect of straw mulching amount on peanut yield and economic characters of peanut

3 討 論

秸稈覆蓋對田間雜草發(fā)生的影響報道較多［19－22］，而對病害發(fā)生的影響則鮮見報道［23－24］，已有的研究顯示，秸稈覆蓋可以顯著減少田間雜草的發(fā)生，且覆蓋量越大控草效果越明顯，但不同的覆蓋材料應用在不同的作物上控草效果各異；秸稈覆蓋對病害發(fā)生的影響則分為兩種，一種是認為可以顯著減少病害的發(fā)生，一種認為對病害的發(fā)生沒有顯著影響。本試驗研究發(fā)現(xiàn)，花生田雜草防除效果和花生青枯病的發(fā)病率隨覆蓋量的增加而增加，其中，稻草覆蓋量從 1 500 kg·hm－2到 7 500 kg·hm－2，雜草防效從25.96%顯著提高到74.05%，同時，青枯病發(fā)病率較對照也從9.44%上升到12.78%，但處理間差異并不顯著。

秸稈覆蓋對土壤的影響研究主要集中在水分和溫度方面，并認為秸稈覆蓋主要對10 cm以內(nèi)土層溫濕度產(chǎn)生影響［6，25］，但對反映土壤鹽分、水分、溫度耦合關(guān)系的電導率研究未見報道，孫宇瑞［26］發(fā)現(xiàn)，當土壤含水率在15%～30%之間變化時，土壤電導率隨含水率的增加而提高，且近似呈線性關(guān)系。本研究也發(fā)現(xiàn)，在早晨（7∶30—8∶00）最低溫和下午（15∶00—15∶30）最高溫時段之間的 0～5 cm土層的土壤溫度變化，稻草覆蓋均低于無覆蓋，且稻草覆蓋量越大，溫差越小，土壤含水量的變化趨勢與溫度變化一致；而土壤電導率的變化則稍有不同，在稻草覆蓋量為1 500～6 000 kg·hm－2范圍內(nèi)，兩個時段的電導率差值表現(xiàn)為隨覆蓋量的增加呈增大的趨勢，但稻草覆蓋量為7 500 kg·hm－2時，電導率變化值顯著降低?？赡苁堑静莞采w量不超過6 000 kg·hm－2時，電導率的變化受土壤含水量變化和溫度變化的影響較大，而稻草覆蓋量達到7 500 kg·hm－2時，電導率變化受水分含量變化和溫度變化的影響降低，可能是受土壤鹽含量［26］或其它理化因素的影響增加所致。

秸稈覆蓋對作物產(chǎn)量影響的研究很多，大多數(shù)研究發(fā)現(xiàn)秸稈覆蓋有利于作物產(chǎn)量的提高［3，8，17］，但也有研究顯示不合理的覆蓋時間和覆蓋量可能使作物產(chǎn)量降低［16－17］。本研究結(jié)果表明，稻草覆蓋量在1 500～7 500 kg·hm－2范圍內(nèi)均可以提高花生的產(chǎn)量，但產(chǎn)量的提高呈拋物線形狀，以4 500 kg·hm－2的稻草覆蓋量最有利于花生產(chǎn)量的提高。從成熟期花生植株殘留綠葉數(shù)、根系和根瘤生長情況看，此覆蓋量后期受干旱的影響要小于其它處理，較多的綠葉數(shù)和根量有利于延緩植株衰老、保持花生后期的物質(zhì)合成，提高干物質(zhì)積累量。原因可能是稻草覆蓋量低的處理對土壤水分的保持能力弱，抗旱增產(chǎn)效果相對較差；而覆蓋量較高的處理，則由于在花生結(jié)莢飽果期，出現(xiàn)了季節(jié)性的高溫干旱天氣，期間降雨時間短、降雨強度小，少量的雨水被較厚的稻草層截留，降低了雨水下滲到土壤的量，造成土壤持續(xù)缺水而使干旱程度加劇，影響花生高產(chǎn)，這與劉戰(zhàn)東等［27］的研究結(jié)果一致。

4 結(jié) 論

不同稻草覆蓋量對土壤環(huán)境和花生生長產(chǎn)生的影響不同，且隨著稻草覆蓋量的增加，花生田土壤含水量、土壤溫差和電導率的日變幅均相應降低，雜草發(fā)生量也相應減少；但從花生的產(chǎn)量、根瘤及干物質(zhì)生產(chǎn)來看，在 1 500～4 500 kg·hm－2的稻草覆蓋量下，花生的產(chǎn)量、根瘤數(shù)及干物質(zhì)生產(chǎn)量、成熟期保留的綠葉數(shù)均隨稻草覆蓋量的增加而提高，但若覆蓋量超過4 500 kg·hm－2，則各項指標的表現(xiàn)相反。研究認為，稻草覆蓋量越多對減緩土壤溫濕度的變化、提高保水和保溫性、抑制雜草發(fā)生量的效果越好，然而，稻草覆蓋量對花生抗旱性和產(chǎn)量的提高則應適度，因此，考慮到稻草覆蓋的防草抗旱增產(chǎn)效果及人力成本，紅壤旱坡地花生稻草覆蓋量宜在4 500 kg·hm－2左右。

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Effects of rice straw mulching amount on the grow th environment and yield formation of peanut in dry sloping land of red soil

QIU Cai-fei，GUAN Xian-jiao，QIAN Yin-fei
（Nɑtion Engineeringɑnd Technology Reseɑrch Center for Red Soil Improvement／Key Lɑborɑtory of Crop Ecophysiologyɑnd Fɑrming System for TheMiddleɑnd Lower Reɑchesof the Yɑngtze River Ministry of Agriculture P.R.Chinɑ／Soilɑnd Fertilizer＆Resourceɑnd Environment Reseɑrch Institute，
Jiɑngxi Acɑdemy of Agriculturɑl Sciences，Nɑnchɑng，Jiɑngxi 330200，Chinɑ）

According to the adverse effects of the characteristics of seasonal drought in Jiangxi Province on red soil sloping land，a study on the effects of different straw mulching amount（1 500，3 000，4 500，6000 kg·hm－2and 7 500 kg·hm－2）on the growth and yield of peanut in red soil was carried out.The results showed that the daily variation of soilmoisture，temperature and electrical conductivity of peanut field decreased with the increase of rice straw mulching amount，and the occurrence of weeds decreased correspondingly.But dry matter production，nodule weight，mature leaves residues and yield of peanut in a parabolic shape that first increased and then decreased with strawmulching quantity increased，and the straw coverage of 4 500 kg·hm－2was the best performance.Considering the effect of straw mulching on controllingweeds，reducing droughtand increasing crop yield，itwas concluded that the amountof rice straw in red soil sloping field was about4 500 kg·hm－2.

rice straw mulching；red soil sloping land；peanut growth environment；yield

S565.2

A

1000-7601（2017）05-0089-06

10.7606／j.issn.1000-7601.2017.05.13

2016-06-28

2016-09-21

國家科技支撐計劃（2011BAD41B01）；江西省科技支撐計劃（20122BBF60104）；農(nóng)科院創(chuàng)新基金（2012C13S012）

邱才飛（1976—），男，江西上饒人，碩士，研究員，研究方向為作物栽培、紅壤利用和生態(tài)農(nóng)業(yè)。E-mail：qcftfs＠sina.com。