水稻—花生輪作對不同花生品種生長發(fā)育、產(chǎn)量和病蟲草害的影響

卞能飛， 王曉軍， 孫東雷， 王 幸， 徐澤俊， 齊玉軍， 邢興華， 俞春濤

(1.江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學研究所，江蘇徐州 221131； 2.江蘇省農(nóng)業(yè)技術推廣總站，江蘇南京 210036)

花生(ArachishypogaeaL.)是我國重要的油料及經(jīng)濟作物。近年來，由于花生種植效益高，加上國家種植業(yè)結構調(diào)整，花生種植面積有增加趨勢。我國花生產(chǎn)區(qū)集中，連作現(xiàn)象普遍，長期連作導致花生病蟲害加重，產(chǎn)量降低，品質變差，效益減少[1-2]，已成為花生生產(chǎn)主要限制性因素之一。花生連作障礙的主要原因有土壤微生物種群失衡、土壤礦質元素失調(diào)、某些土壤酶活性降低以及化感自毒物質積累4個方面[3-7]。緩解花生連作障礙的措施主要有輪作換茬、翻轉深耕、地膜覆蓋、土壤消毒、合理施肥、防治病蟲和選用耐連作品種等，每種方法都有其局限性，而其中輪作換茬法是當前最經(jīng)濟有效、應用范圍最廣的方法[8]。

江蘇花生種植面積常年穩(wěn)定在10萬hm2左右，產(chǎn)地集中在蘇北地區(qū)，連作現(xiàn)象普遍，這既降低了花生種植效益，也不能充分發(fā)揮花生的固氮養(yǎng)地作用。建立花生與其他主要農(nóng)作物的合理輪作制度有利于耕地用養(yǎng)結合，減少肥料用量，提高土地種植效益，也有利于構建糧經(jīng)飼協(xié)調(diào)發(fā)展的作物結構，促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。本研究對不同花生品種在水稻—花生輪作模式和花生連作模式下的生長發(fā)育、產(chǎn)量相關性狀以及田間病蟲草害進行調(diào)查，為探索更合理的耕作制度提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選擇在蘇北地區(qū)種植面積較大的4個花生品種，分別為徐花13號、徐花14號、徐花17號和徐花19號，其中徐花13號和徐花19號為普通果型高產(chǎn)大花生，徐花14號為珍珠豆型早熟小花生、徐花17號為普通果型早熟小花生。輪作換茬的水稻品種為徐稻9號，種子由江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學研究所保存提供。

1.2 試驗方法

試驗于2015—2016年在江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學研究所試驗基地進行，2塊試驗地原均為連續(xù)多年種植花生的田塊。2015年在水稻—花生輪作田塊種植水稻，花生連作田塊種植花生，田間管理同當?shù)卮筇锷a(chǎn)，收獲后冬閑。2016年2個田塊分別種植4個品種花生，設置3個重復，隨機排列，每個小區(qū)13.33 m2，行距0.4 m，穴距0.16 m，密度15.6萬穴/hm2，每穴2粒，起壟栽培，起壟前施復合肥(N ∶P ∶K=15% ∶15% ∶15%)600 kg/hm2。各品種在2塊試驗田的田間管理方式一致。

1.3 調(diào)查統(tǒng)計

花生盛花期調(diào)查田間雜草數(shù)，每小區(qū)取樣3處，每處面積1 m2。收獲前調(diào)查花生葉斑病和銹病，每小區(qū)30株，病情級別確定依據(jù)國際半干旱所(ICRISAT)九級標準[9]。收獲時每小區(qū)取10株調(diào)查花生的生長發(fā)育指標、產(chǎn)量相關性狀，方法參照焦坤等介紹的方法[5]，每小區(qū)取3處面積1 m2挖土 30 cm 深調(diào)查主要地下害蟲數(shù)量。數(shù)據(jù)處理使用Microsoft Excel 2010軟件。

2 結果與分析

2.1 水稻—花生輪作對不同花生品種生長發(fā)育的影響

對水稻—花生輪作模式和花生連作模式下徐花13號、徐花14號、徐花17號和徐花19號4個花生品種的生長發(fā)育性狀進行調(diào)查，調(diào)查性狀有生育期、出苗率、主莖高、側枝長和總分枝數(shù)，結果見表1。輪作模式下，4個品種的生育期均比連作模式延長，延長時間分別為2、3、2、2 d。在不同的種植模式下，4個品種的出苗率均沒有顯著變化。輪作模式下，4個品種的主莖高分別比連作模式下增加5.7、5.0、4.6、6.3 cm，側枝長分別比連作模式增加6.4、5.7、5.0、7.0 cm，總分枝數(shù)分別比連作模式增加0.6、0.9、0.6、0.7個，不同種植模式下4個品種的主莖高、側枝長和總分枝數(shù)差異均達到顯著或極顯著水平。綜上，水稻—花生輪作模式與花生連作模式相比，可以顯著地改善花生地上部生長發(fā)育狀態(tài)，延長生育期，避免花生后期早衰。

表1 4個花生品種在不同種植模式下生長發(fā)育性狀統(tǒng)計

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母和大寫字母分別表示同一品種連作與輪作之間在0.05和0.01水平上差異顯著。下表同。

2.2 水稻—花生輪作對不同花生品種產(chǎn)量性狀的影響

對水稻—花生輪作模式和花生連作模式下徐花13號、徐花14號、徐花17號和徐花19號4個花生品種的產(chǎn)量相關性狀進行調(diào)查，調(diào)查性狀有單株果數(shù)、單株飽果數(shù)、單株秕果數(shù)、單株爛果數(shù)、百果質量、百仁質量和出仁率，結果見表2。輪作模式下，4個品種的單株果數(shù)分別比連作模式下增加0.8、1.3、1.2、0.6個，但差異不顯著；飽果數(shù)分別增加2.7、3.6、3.8、2.9個，差異均達到極顯著水平；秕果數(shù)分別減少1.1、1.2、1.2、1.0個；爛果數(shù)分別減少0.8、1.2、1.4、1.3個；百果質量分別增加44.0、29.0、26.7、38.0 g，差異均極顯著；百仁質量分別增加14.8、11.2、12.3、15.3 g，差異均極顯著；出仁率分別增加2.8%、3.6%、3.3%、2.6%，差異均極顯著。

對水稻—花生輪作模式和花生連作模式下4個花生品種的產(chǎn)量進行統(tǒng)計，徐花13號輪作模式比連作模式增產(chǎn) 1 025 kg/hm2，增產(chǎn)幅度20.7%；徐花14號增產(chǎn)950 kg/hm2，增產(chǎn)幅度23.6%；徐花17號增產(chǎn)900 kg/hm2，增產(chǎn)幅度 22.8%；徐花14號增產(chǎn)975 kg/hm2，增產(chǎn)幅度18.5%。從2種種植模式下產(chǎn)量構成因素看，輪作模式增產(chǎn)的原因主要在于花生飽果數(shù)更多，莢果更飽滿，百果質量大，產(chǎn)量更高。輪作模式下大果型的徐花13號和徐花19號產(chǎn)量更高，但小果型的徐花14號和徐花17號的增產(chǎn)幅度更大。

表2 4個花生品種在不同種植模式下產(chǎn)量相關性狀統(tǒng)計

2.3 水稻—花生輪作對田間主要病蟲草害的影響

對水稻—花生輪作模式和花生連作模式下徐花13號、徐花14號、徐花17號和徐花19號4個花生品種的葉部病害、主要地下害蟲和田間雜草數(shù)量進行統(tǒng)計，結果見表3。輪作模式下，4個品種的葉斑病病級分別降低2.5、1.8、1.9、1.5級，差異均達到極顯著水平；4個品種在2種種植模式下銹病發(fā)病均較輕，且無明顯差異。輪作模式下，4個品種的蠐螬分別減少1.1、2.0、2.1、1.9頭/m2，差異均達到極顯著水平；地老虎分別減少0.5、0.4、0.7、0.6頭/m2，差異達顯著或極顯著水平。輪作模式下，4個品種的田間雜草數(shù)量均有所減少，但差異不顯著。以上結果顯示水稻—花生輪作換茬可以顯著降低連作花生田葉斑病和地下害蟲的危害。

表3 4個花生品種在不同種植模式下田間病蟲草害統(tǒng)計

3 討論與結論

花生是連作障礙最為嚴重的作物之一。李艷紅研究表明，多年連作抑制了花生營養(yǎng)生長，降低了出苗率、主莖高、側枝長和主莖綠葉數(shù)，降低了莢果的出仁率、單株結果數(shù)和產(chǎn)量[10]；崔瑞等研究表明，花生重茬連作1年減產(chǎn)18.5%，重茬連作2年減產(chǎn)23.61%，重茬連作3年減產(chǎn)32.95%[11]。本研究結果顯示，與輪作田塊相比，花生連作種植使4個花生品種的單株飽果數(shù)減少，秕果數(shù)和爛果數(shù)增加，百果質量、百仁質量和出仁率下降，產(chǎn)量降低。實行2年以上的輪作是解除花生連作障礙的最好對策，崔瑞等試驗結果顯示，與連作重茬相比，玉米茬種植花生增產(chǎn)23.74%，谷茬增產(chǎn)22.30%，高粱茬增產(chǎn)16.91%，與小雜糧作物輪作換茬也有較好的增產(chǎn)效果，增產(chǎn)幅度達到15%～25%[11]；封海勝等用不同作物與花生模擬輪作，前茬作物為小麥、菠菜、油菜、水蘿卜時莢果產(chǎn)量分別比連作增加25.10%、14.20%、17.00%、21.20%[12]。本研究采用水稻—花生輪作模式，可以顯著地促進4個花生品種的營養(yǎng)生長，收獲期植株落葉少，不早衰，延長生育期，莢果飽滿，比連作增產(chǎn)18.5%～23.6%，表明水稻也是花生理想的前茬作物。

萬書波等對不同品種花生的連作生育特性進行研究，發(fā)現(xiàn)品種間總的趨勢是珍珠豆型小花生魯花12號對連作的反應最為敏感，普通型大花生8130最小，中間型高產(chǎn)大花生魯花14號居中[13]；劉美昌等研究表明，根系發(fā)達、生育期相對較長的普通型大花生適應性較好，而生育期較短的珍珠豆型小花生適應性較差[14]。在本研究中，與連作模式相比，生育期較長的普通果型大花生品種徐花13號和徐花19號輪作種植分別增產(chǎn)20.7%、18.5%，生育期較短的珍珠豆型小花生徐花14號和普通果型小花生徐花17號分別增產(chǎn)23.6%、22.8%，增產(chǎn)幅度更大，這從側面反映生育期短的小花生對連作更敏感，和前人研究結果一致。本試驗中，連作敏感的花生品種雖然增產(chǎn)幅度更大，但最終產(chǎn)量依然小于大果型花生品種，所以在水稻—花生輪作模式實踐應用中要綜合產(chǎn)量和市場需求來確定種植品種。

連作能明顯加重花生葉部病害的發(fā)生率，劉美昌等研究表明，連作1年病葉率和病情指數(shù)分別增加5.1%和43.2%，連作2年分別增加12.2%和130%[14]。本研究中，經(jīng)過水稻—花生輪作倒茬，4個花生品種葉斑病病級由連作的4.4～5.1 級減輕到2.3～3.3級，效果顯著。水旱輪作種植水稻，給土壤創(chuàng)造長期的缺氧環(huán)境，可以物理方式殺死地下害蟲，與花生連作或旱旱輪作相比控制地下害蟲危害有更加顯著的效果，水稻—花生輪作使蠐螬數(shù)量從連作田塊的2.4～3.0頭/m2降低到0.7～1.3頭/m2，地老虎數(shù)量從連作田塊的 0.8～1.0頭/m2降低到0.2～0.3頭/m2，效果明顯。

水稻—花生輪作模式可以打破花生的連作障礙，提高花生產(chǎn)量和品質。水稻種植常常施重肥，水稻茬花生可以充分利用土壤殘留的肥力，花生固氮能力強，固定的氮肥部分自己利用，部分留在土壤中供下茬作物吸收，水稻—花生輪作模式可以減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)肥料總用量。水稻—花生輪作可以周期性改變土壤環(huán)境，物理方法殺滅土傳病害和地下害蟲，減少殺菌劑和殺蟲劑用量。在實際應用中，可以聯(lián)系當?shù)厍闆r，建立水稻—花生—小麥、水稻—花生—大蒜或水稻—花生—油菜等兩年三熟的耕作制度，這樣既可以減少肥料農(nóng)藥用量，降低成本，提高經(jīng)濟和生態(tài)效益，又可以構建糧油經(jīng)協(xié)調(diào)發(fā)展的作物結構，促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。