暴雨條件下不同覆蓋方式對大豆出苗和產(chǎn)量的影響

林英杰　趙平　于曉娟　葛海玲　張曉冬　劉文龍　劉滿成

摘要 為解決大豆播種后遇雨出苗不齊或者不出苗導(dǎo)致大豆產(chǎn)量降低的問題，以豆豐10號為材料，分別設(shè)置稻草（草苫）覆蓋（T1處理）、單層遮陽網(wǎng)覆蓋（T2處理）、雙層遮陽網(wǎng)覆蓋（T3處理）、地膜覆蓋（T4處理）和無覆蓋（CK）5個處理進行對比試驗。結(jié)果表明，采取覆蓋措施的處理均提升了大豆的出苗率，增幅59.00%～107.69%，極顯著增加了大豆的出苗密度，提高了大豆的產(chǎn)量。雙層遮陽網(wǎng)覆蓋（T3）處理投入成本最高，地膜覆蓋（T4）處理次之。雙層遮陽網(wǎng)覆蓋（T3）處理的投入產(chǎn)出比最高，達到了1.00∶4.41，單層遮陽網(wǎng)覆蓋（T2）處理次之，地膜覆蓋（T4）處理最低，僅有1.00∶2.41。綜合來看，暴雨條件下，雙層遮陽網(wǎng)覆蓋（T3）處理增加了大豆的出苗密度，提高了大豆的產(chǎn)量，獲得了最佳的投入產(chǎn)出比，在生產(chǎn)中可進行大面積推廣。

關(guān)鍵詞 暴雨；大豆；不同覆蓋方式；出苗；投入產(chǎn)出比

中圖分類號 S565.1文獻標(biāo)識碼 A文章編號 0517-6611（2024）08-0044-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.08.011

Effects of Different Mulching Methods on Emergence and Yield of Soybean Under Rainstorm

LIN Ying-jie， ZHAO Ping， YU Xiao-juan et al

（Changle Agricultural and Rural Bureau， Changle， Shandong 262400）

Abstract In order to solve the problem of soybean yield reduction caused by uneven emergence or non-emergence of soybean in rain， comparative test was carried out based on five treatments of straw mulching（T1）， a layer of shading-net mulching（T2）， two layers of shading-net mulching（T3）， film mulching（T4）， open filed（CK）. Results showed that the coverage measures increased the emergence rate of soybean by 59.00%-107.69%， improved yield of soybean. T3 treatment had the highest input cost， followed by T4 treatment. T3 treatment had the highest input-output ratio， reaching 1.00∶4.41， followed by T2 treatment. And T4 treatment was the lowest， only 1.00∶2.41. In general， T3 treatment enhanced the seedling density of soybean under under rainstorm condition， obtained the optimal input-output ratio， and could be widely used in production.

Key words Rainstorm;Soybean;Different mulching methods;Seedling emergence;Input-output ratio

大豆為子葉出土作物，大豆發(fā)芽出苗，需要幼苗將子葉頂出土表，大豆的頂土能力較差。大豆播種后遇雨，土壤易形成密閉堅硬的結(jié)皮從而影響大豆出苗，造成大豆出苗不齊甚至不出苗。土壤結(jié)皮是表層土壤在降雨徑流或生物等共同作用下，形成的致密的土表硬殼，一般厚度約數(shù)毫米。除了土壤因素，降雨是土壤結(jié)皮形成的必要條件，降雨強度越大，徑流深度越大，結(jié)皮硬度也越大，形成的結(jié)皮也越厚［1-2］。研究表明，土壤結(jié)皮影響大氣與土壤中氧氣的交換，從而影響種子的發(fā)芽［3］。同時，土壤結(jié)皮會延遲作物的生長時期，導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量下降。

黃淮海平原的大豆生產(chǎn)主要為夏大豆，是我國大豆第二大主產(chǎn)區(qū)，常年種植面積占全國大豆面積的30%～60%［4］，在我國大豆生產(chǎn)中占有非常重要的地位。該地區(qū)的土壤多為砂姜黑土，土壤黏重。同時，該時期大豆播種后極易遭遇降雨，形成嚴(yán)重的土壤結(jié)皮，影響大豆出苗，造成缺苗斷壟現(xiàn)象，給大豆生產(chǎn)帶來不利的影響。

以往的研究多集中在耕作方式［5-6］、土壤結(jié)皮［7］、秸稈還田［8］、中耕措施［9］、表土處理［10］等對大豆的出苗和產(chǎn)量的影響。研究表明，耕作方式影響土壤結(jié)皮［11］。免耕作可預(yù)防土壤結(jié)皮的形成；而耕作會形成土壤結(jié)皮，影響出苗［12-13］。Rathore等［14］研究表明，免耕條件下種床上形成的土壤團粒小于過量耕作條件下的土壤團粒。壟作播種后土壤環(huán)境保持穩(wěn)定一致，有利于出苗。播種后早形成的土壤結(jié)皮對出苗的影響大。Mannering等［15-16］研究表明，麥秸（秸稈）覆蓋可以有效地減少土壤徑流和土壤表面密封，降低種床土壤最高溫度，提高土壤最低溫度，保持土壤濕度，能有效地提高大豆的出苗率。王幸等［17］研究表明，免耕覆秸精量播種有助于防止土壤板結(jié)，增加水分滲透，減少水土流失，為大豆萌發(fā)、出苗創(chuàng)造良好的環(huán)境。然而，在自然暴雨條件下，不同的覆蓋方式對大豆出苗的影響，特別是不同的覆蓋方式對大豆生產(chǎn)的投入產(chǎn)出比研究的較少。近年來，國家高度重視大豆生產(chǎn)，2023年中央一號文指出，加力擴種大豆油料，扎實推進大豆玉米帶狀復(fù)合種植，支持東北、黃淮海地區(qū)開展糧豆輪作。鑒于此，筆者在暴雨條件下，探索不同覆蓋方式對大豆出苗和產(chǎn)量的影響，對生產(chǎn)中的投入產(chǎn)出比進行分析，從而解決大豆播種后遇雨出苗不齊或者不出苗的問題，篩選出適宜生產(chǎn)的最佳覆蓋方式，為黃淮海地區(qū)大豆生產(chǎn)提供技術(shù)支撐，為大豆生產(chǎn)作出貢獻。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在山東省濰坊市昌樂縣鄌郚鎮(zhèn)金山村進行，昌樂縣屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，年平均氣溫12.7 ℃，年降雨量907.3 mm，全年80%以上雨量集中在5—9月的汛期。試驗地點開闊、無遮陰，光照、通風(fēng)條件良好，農(nóng)田土壤為多礫質(zhì)壤質(zhì)褐土，0～30 cm基礎(chǔ)地力如下：有機質(zhì)含量13.2 g/kg，全氮1.07 g/kg，堿解氮106 mg/kg，速效磷40 mg/kg，速效鉀130 mg/kg。

1.2 試驗材料

供試大豆品種為豆豐10號，覆蓋材料為稻草（草苫拆解）、遮陽網(wǎng)（黑色、2? m寬、六針、透光率20%）、地膜（1 m寬、0.01 mm普通地膜）。

1.3 試驗設(shè)計

試驗設(shè)5個處理（表1），分別為無覆蓋（CK）、稻草（草苫）覆蓋（T1處理）、遮陽網(wǎng)（單層）覆蓋（T2處理）、遮陽網(wǎng)（雙層）覆蓋（T3處理）、地膜覆蓋（T4處理）。地膜覆蓋處理在暴雨過后揭開，后期遇雨前再覆蓋，雨停后再揭開，直至出苗。稻草（草苫）覆蓋需要將稻草均勻覆蓋在播種后的地表上，以不露地面為準(zhǔn)。其余覆蓋出苗后揭開（移除）。每個小區(qū)10 m2，大豆種植密度按30萬株/hm2播種，3次重復(fù)，隨機區(qū)組排列。大豆播種及各處理設(shè)置根據(jù)天氣預(yù)報選擇在暴雨前1 d完成播種。2022年7月6日天氣預(yù)報暴雨。7月5日按上述方法完成試驗設(shè)置。根據(jù)昌樂氣象局報告6日全縣平均降雨61.9 mm，試驗點降雨65.2 mm，達到暴雨級別。

1.4 測定項目及方法

大豆播種后，觀察大豆的出苗情況，到大豆苗期結(jié)束后不再有新苗長出，統(tǒng)計大豆出苗密度，計算出苗率。計算各處理覆蓋增加成本（遮陽網(wǎng)按5年壽命計算）。大豆成熟后每小區(qū)取5 m2測產(chǎn)。大豆按7.6元/kg計算各處理投入產(chǎn)出比：R=K/IN=1/N，投入產(chǎn)出比=覆蓋增加成本/（大豆產(chǎn)量-CK產(chǎn)量）×7.6元/kg。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2019進行數(shù)據(jù)處理；采用DPS 7.5軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同覆蓋方式對大豆出苗的影響

出苗密度和出苗率能反映不同覆蓋方式對大豆出苗的影響程度。由表2可知，在暴雨條件下，T1、T2、T3、T4處理和CK的出苗率分別為71.77%，86.81%、93.75%、76.39%和45.14%，因此采取覆蓋措施的處理顯著增加了大豆的出苗密度，提高了大豆的出苗率。其中，以遮陽網(wǎng)（雙層）覆蓋（T3）處理的出苗密度最大、出苗率最高，遮陽網(wǎng)（單層）覆蓋（T2）處理次之，無覆蓋（CK）處理最低，T3處理的出苗密度較T1、T2、T4處理和CK分別增加了30.64%、8.00%、22.73%和107.69%。不同覆蓋措施處理的出苗密度不同，T3處理與T2處理間無顯著差異，但顯著高于T1、T4和CK處理。T2與T4處理間差異不顯著，但與T1處理間差異顯著。T1與T4處理間無顯著差異，采取覆蓋措施的處理均極顯著高于CK處理。覆蓋措施提高了大豆的出苗率，比不覆蓋（CK）處理增幅達58.99%～107.69%，利于大豆的出苗。

2.2 不同覆蓋方式對大豆產(chǎn)量的影響及投入產(chǎn)出比較

投入產(chǎn)出比指的是投入資金與產(chǎn)出資金之比，即投入1個單位資金能產(chǎn)出多少單位資金。其數(shù)量常用“1∶N”的形式表達，N值越大，經(jīng)濟效果越好。該試驗借鑒了投入產(chǎn)出比的概念，通過計算不同覆蓋方式對大豆的投入產(chǎn)出比來明確那種覆蓋方式的投入效果最好。由表3可知，采取覆蓋措施的處理極顯著提高了大豆的產(chǎn)量，與不覆蓋處理CK比較差異達到極顯著水平。其中，遮陽網(wǎng)（雙層）覆蓋（T3）處理的產(chǎn)量最高，極顯著高于其他處理。稻草（草苫）覆蓋（T1）處理與地膜覆蓋（T4）處理間產(chǎn)量無顯著差異。采取覆蓋措施增加了大豆生產(chǎn)的成本，其中，遮陽網(wǎng)（雙層）覆蓋（T3）處理增加的最多，其次是地膜覆蓋（T4）處理，稻草（草苫）覆蓋（T1）處理增加的最少。從投入產(chǎn)出比來看，遮陽網(wǎng)（雙層）覆蓋（T3）處理經(jīng)濟效果最好，達到了1.00∶4.41，而地膜覆蓋（T4）處理的投入產(chǎn)出比最差，僅有1.00∶2.72。

3 討論

黃淮海平原的大豆播種期正值汛期，大豆播種后很容易遭遇降雨從而影響大豆出苗。土壤結(jié)皮是降雨后土壤表層普遍存在的現(xiàn)象［18］。土壤形成結(jié)皮阻礙土壤與環(huán)境間的水氣交換，結(jié)皮使土表形成密閉堅硬外殼，減小土壤含水量，降低水資源利用率，對作物出苗、生長和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成一定的影響［19-20］。路培等［21］研究表明，土壤結(jié)皮影響小麥出苗，延長了玉米的出苗期。影響結(jié)皮形成的因素主要包括土壤理化性質(zhì)和降雨，實施地面覆蓋可消除結(jié)皮［22］。該研究表明，大豆播種后遭遇暴雨，大豆出苗密度和出苗率顯著降低。不同的覆蓋方式阻止了雨水直接擊打地面，不利于土壤結(jié)皮的形成，從而有利于大豆的出苗。稻草（草苫）覆蓋（T1處理）、遮陽網(wǎng)（單層）覆蓋（T2處理）、遮陽網(wǎng)（雙層）覆蓋（T3處理）、地膜覆蓋（T4處理）均顯著提高了大豆的出苗密度和出苗率。

宋秀杰等［23］提出產(chǎn)投比是反映系統(tǒng)內(nèi)部各部門和整個系統(tǒng)經(jīng)濟效益變化的一個指標(biāo)。通過投入產(chǎn)出比的比較，篩選出資金利用率高的方法。該研究借鑒了這個方法，通過計算不同覆蓋方式對大豆的投入產(chǎn)出比來選擇最優(yōu)的覆蓋方式。結(jié)果表明，遮陽網(wǎng)（雙層）覆蓋（T3）處理經(jīng)濟效果最好，資金利用率最高。

該研究基于暴雨條件下的試驗數(shù)據(jù)，體現(xiàn)出暴雨條件下不同覆蓋方式對大豆的出苗及產(chǎn)量的影響，篩選出解決大豆播種后遇雨出苗不齊，甚至不出苗的最優(yōu)方式。后續(xù)應(yīng)在不同雨量條件下研究覆蓋方式對大豆的出苗及產(chǎn)量影響，結(jié)合土壤溫濕度及結(jié)皮形成情況進行進一步研究，同時，在覆蓋方式上還可以進一步優(yōu)化，因此不同雨量條件下解決大豆出苗不齊甚至不出苗的試驗將作為下一步研究重點。

4 結(jié)論

通過暴雨條件下大豆田間試驗，分析不同覆蓋方式對大豆出苗密度、出苗率及產(chǎn)量的影響，得到以下結(jié)論：

（1）暴雨條件下，不同覆蓋方式處理顯著增加了大豆的出苗密度，提高了大豆的出苗率。遮陽網(wǎng)（雙層）覆蓋（T3）處理提高最多，遮陽網(wǎng)（單層）覆蓋（T2）處理次之，無覆蓋（CK）處理出苗率最低。不同覆蓋方式處理均能有效地解決大豆播種后遇到下雨造成土壤結(jié)皮，進而影響大豆出苗的問題。

（2）不同覆蓋方式處理均不同程度增加了大豆的生產(chǎn)成本，但從大豆生產(chǎn)的投入產(chǎn)出比分析看，遮陽網(wǎng)（雙層）覆蓋（T3）處理的經(jīng)濟效果最好，是暴雨條件下，解決大豆出苗不齊甚至不出苗，獲得大豆高產(chǎn)的最優(yōu)技術(shù)，為黃淮海大豆主產(chǎn)區(qū)大豆雨季播種提供一條有效的解決辦法。

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基金項目 鳶都學(xué)者項目（濰政辦字〔2021〕184號）；濰坊市高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)花生育種栽培重點實驗室項目（濰科字〔2022〕41號）；黃三角國家農(nóng)高區(qū)科技專項（2022SZX14）。

作者簡介 林英杰（1980—），男，山東文登人，推廣研究員，博士，從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣研究。*通信作者，研究員，碩士，從事綠肥輕簡化栽培與綜合利用研究。

收稿日期 2023-05-01；修回日期 2023-06-05