秸稈覆蓋對(duì)花生生長及土壤性質(zhì)的影響

寧東賢，趙玉坤，楊秀麗，楊麗萍，李 楠

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥研究所，山西臨汾041000）

秸稈覆蓋能有效改善作物生長中土壤-大氣界面微環(huán)境的水熱交換狀況[1-3]，增強(qiáng)土壤蓄水保水能力[4-5]，改良土壤結(jié)構(gòu)，同時(shí)也可減少作物棵間的無效蒸發(fā)耗水，提高作物全生育期水分利用效率[6-8]，節(jié)水增產(chǎn)，是干旱半干旱農(nóng)業(yè)區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展的一項(xiàng)重要栽培措施。長期秸稈覆蓋的農(nóng)田耕層土壤有機(jī)質(zhì)及氮磷鉀含量相比普通栽培模式均有明顯提高[9-10]，也可增加土壤微生物含量及相關(guān)酶活性[11-12]，能夠有效改良土壤理化性質(zhì)[13-16]。山西地處黃土高原半干旱區(qū)，干旱是限制作物產(chǎn)量的主要因素。加快有機(jī)旱作農(nóng)業(yè)發(fā)展可促進(jìn)山西破解農(nóng)業(yè)干旱難題[17-21]。秸稈覆蓋是旱作農(nóng)業(yè)中的一項(xiàng)重要保護(hù)性耕作栽培措施。秸稈覆蓋可提高花生水分利用效率，改善果實(shí)品質(zhì)，增加產(chǎn)量[22-24]，但對(duì)秸稈覆蓋后花生田土壤性質(zhì)變化及花生相關(guān)性狀研究較少。

本試驗(yàn)通過研究山西省南部麥茬秸稈覆蓋花生免耕播種后其生長發(fā)育及土壤性質(zhì)變化規(guī)律，旨在為我省旱作農(nóng)業(yè)發(fā)展提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2019年6—10月在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所韓村試驗(yàn)基地進(jìn)行。參試品種為臨花9號(hào)和冀花4號(hào)，由小麥所經(jīng)雜室花生課題組提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)2種栽培模式，即處理1.秸稈覆蓋模式（MS），麥?zhǔn)蘸笕⌒←溄斩挋C(jī)械粉碎，粉碎程度≤15 cm，覆蓋量為4 500 kg/hm2，花生免耕，人工點(diǎn)播；處理2.對(duì)照（CK），麥?zhǔn)蘸蠡ㄉ飧シN，不覆蓋小麥秸稈。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每小區(qū)行長10 m，寬2.4 m，種6行，播種密度18萬穴/hm2，每處理3次重復(fù)，其他田間管理參照當(dāng)?shù)刂懈弋a(chǎn)花生田管理措施進(jìn)行。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

于花生結(jié)莢前期，每小區(qū)選取長勢(shì)均勻、有代表性的10株花生，定株標(biāo)記，田間測(cè)定主莖高、側(cè)枝長、分枝數(shù)。收獲后參照《花生區(qū)域試驗(yàn)記載標(biāo)準(zhǔn)》調(diào)查標(biāo)記樣株的結(jié)果分枝數(shù)、單株果數(shù)、飽果率、出仁率、單株生產(chǎn)力，最后按小區(qū)面積折合計(jì)產(chǎn)。

利用Takeme土壤溫度水分測(cè)定儀測(cè)定花生從苗期到收獲期耕層土壤的溫度和容積含水率，溫度日變化測(cè)定時(shí)間為8：00—20：00，上午間隔2 h、下午間隔3 h測(cè)定，溫度全生育期測(cè)定分別在每個(gè)生育期某天10：00左右進(jìn)行，定時(shí)記錄。于花生收獲前期按照《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》[25]測(cè)定0～20 cm耕層土壤的容重、總孔隙度、有機(jī)質(zhì)含量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010和SPSS 18.0軟件對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 秸稈覆蓋對(duì)花生田耕層土壤溫度的影響

秸稈覆蓋可在土壤表面增加一層物理緩沖區(qū)，影響土壤與空氣間的水熱交換狀況。2個(gè)花生品種在秸稈覆蓋下的收獲期某天土壤日溫度變化及全生育期土壤溫度變化如圖1所示，在耕層土壤溫度日變化過程中，秸稈覆蓋處理（MS）8：00—14：00時(shí)間段的土壤溫度要低于對(duì)照組，平均值要低0.11～1.94℃，而17：00之后的溫度要高于CK，在20：00耕層土壤的溫度較對(duì)照組平均增高2.15℃，這與秸稈覆蓋土層升溫緩慢而保溫效果較好有關(guān)。秸稈覆蓋對(duì)溫度作用效果在2個(gè)品種間差異較小。

在2個(gè)花生品種全生育期秸稈覆蓋土壤溫度變化規(guī)律中，因測(cè)定時(shí)間為每個(gè)時(shí)期的10：00，秸稈覆蓋下的土壤正處于緩慢升溫過程，秸稈覆蓋處理（MS）的土壤溫度要低于對(duì)照組，這種對(duì)土壤的保溫緩升效果在開花期和之前的生育期內(nèi)變化明顯。而在花生下針期以后，隨著秸稈分解及花生長大葉面遮陰，秸稈覆蓋的土壤保溫效果減弱，與對(duì)照組差異較小。2個(gè)品種秸稈覆蓋的土壤溫度生育期內(nèi)的變化趨勢(shì)相似。

2.2 秸稈覆蓋對(duì)花生田耕層土壤性質(zhì)的影響

由表1可知，秸稈覆蓋可顯著提高耕層土壤的容積含水率（P＜0.05），兩品種間分別較對(duì)照提高17.32% 和23.98% ，秸稈覆蓋可減少地表徑流，容蓄更多水分，同時(shí)也可減少地表水分蒸發(fā)，為作物生長提供一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的外界水分環(huán)境。土壤容重由土壤孔隙和土壤固體的數(shù)量來決定，可影響土壤水分、養(yǎng)分及熱量運(yùn)移，一般容重越小，土壤越松。秸稈覆蓋處理（MS）下臨花9號(hào)和冀花4號(hào)的耕層土壤容重均較對(duì)照顯著降低（P＜0.05），且在2個(gè)品種間差異不顯著（P＞0.05）。

土壤總孔隙度值較高，通氣透水條件更好。2個(gè)品種MS處理分別與CK相比，總孔隙度提高7.45% 和5.78% ，表明秸稈覆蓋能夠疏松改良土壤，提高土壤總孔隙度。土壤有機(jī)質(zhì)含量是土壤肥力的重要指標(biāo)，秸稈覆蓋下2個(gè)品種的土壤有機(jī)質(zhì)含量分別較對(duì)照提高3.58～4.66 g/kg，影響達(dá)顯著水平（P＜0.05），而在2個(gè)品種間土壤有機(jī)質(zhì)含量差異不顯著（P＞0.05）。

表1秸稈覆蓋對(duì)不同品種收獲期土壤性質(zhì)的影響

2.3 秸稈覆蓋對(duì)不同花生品種農(nóng)藝及產(chǎn)量性狀的影響

從表2可以看出，與對(duì)照相比，秸稈覆蓋能增加花生品種側(cè)枝長、分枝數(shù)、結(jié)果分枝數(shù)、單株果數(shù)、飽果率和出仁率，但這種變化除花生飽果率外，在2個(gè)品種間差異不顯著（P＞0.05）。秸稈覆蓋可顯著影響花生主莖高、單株生產(chǎn)力、產(chǎn)量等性狀（P＜0.05），在2個(gè)品種間差異達(dá)顯著水平（P＜0.05）。2個(gè)品種秸稈覆蓋處理的主莖高、單株生產(chǎn)力、產(chǎn)量較對(duì)照分別增加5.24% ～15.18% 、9.28% ～14.03% 、8.18% ～14.93% 。其中，秸稈覆蓋對(duì)2個(gè)品種的增產(chǎn)效果不同。臨花9號(hào)秸稈覆蓋增產(chǎn)量要低于冀花4號(hào)，但其產(chǎn)量更高，說明冀花4號(hào)通過栽培措施增產(chǎn)潛力較大，而臨花9號(hào)豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性更好。

表2秸稈覆蓋對(duì)不同花生品種農(nóng)藝及產(chǎn)量性狀的影響

3 結(jié)論與討論

秸稈覆蓋地表后，影響農(nóng)田下墊面的土壤性質(zhì)及水熱能量平衡，改善了土壤微環(huán)境，促進(jìn)作物生長發(fā)育，提高水分利用效率，達(dá)到增產(chǎn)效果。陳素英等[26]研究表明，玉米秸稈覆蓋后小麥田日最高地溫比對(duì)照低，日最低地溫比對(duì)照高，溫度變化較對(duì)照平緩，冬季提溫、春季降溫，覆蓋可有效抑制土壤蒸發(fā)，秸稈覆蓋后冬小麥生育期內(nèi)土壤蒸發(fā)量較對(duì)照減少21% ～40.4% ，而玉米秸稈覆蓋會(huì)造成小麥貪青晚熟及后期干熱風(fēng)影響冬小麥田間產(chǎn)量，減產(chǎn)4.1% ～10.4% 。吳婕等[27]研究了秸稈覆蓋對(duì)川中丘陵區(qū)土壤的改良效果及對(duì)作物產(chǎn)量的影響，認(rèn)為秸稈覆蓋能促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成，改善土壤通透性和保水保肥性，增加土壤含水量，提高土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮、速效磷、速效鉀含量，且隨著秸稈覆蓋量的增加作物增產(chǎn)效果更明顯。武際等[28]研究了連續(xù)秸稈覆蓋對(duì)土壤理化性質(zhì)和作物產(chǎn)量的影響，表明秸稈覆蓋能夠降低表層土壤容重，提高0～15 cm土層土壤含水量，改善土壤有機(jī)質(zhì)含量等養(yǎng)分狀況，增加作物產(chǎn)量，旱季作物的增產(chǎn)效應(yīng)要好于水季作物，且隨著秸稈覆蓋用量和年限增加，增產(chǎn)幅度也隨之提高。

本研究表明，不同花生品種秸稈覆蓋處理后土壤溫度日變化規(guī)律為：與對(duì)照相比，升降溫幅度緩慢，保溫效果更好，秸稈覆蓋對(duì)花生開花期之前耕層土壤的保溫蓄墑效果要好于生育后期；秸稈覆蓋可顯著提高耕層土壤容積含水率，降低土壤容重，增加土壤總孔隙度，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤肥力，且這種土壤改良效果在花生品種間差異不顯著（P＞0.05）；與對(duì)照相比，秸稈覆蓋可顯著增加花生主莖高、單株生產(chǎn)力和產(chǎn)量（P＜0.05），2個(gè)品種秸稈覆蓋后分別增產(chǎn)8.18% 和14.93% 。秸稈覆蓋對(duì)2個(gè)品種產(chǎn)量相關(guān)性狀的影響表明，冀花4號(hào)增產(chǎn)潛力大，而臨花9號(hào)穩(wěn)產(chǎn)性更好。