張艷艷 李文金 康濤 李海東 陳建生 張玲 徐慧媛 李光強(qiáng)

摘要：為了明確適宜替代地膜增產(chǎn)作用的小麥秸稈覆蓋量，以花生品種泰育101為試驗(yàn)材料，在大田條件下采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，以覆蓋地膜處理為對(duì)照（CK），研究不同小麥秸稈覆蓋量0 kg/hm2（T1）、3 000 kg/hm2（T2）、6 000 kg/hm2（T3）、9 000 kg/hm2（T4）處理對(duì)夏花生出苗率、土壤容重及微生物數(shù)量、主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)、干物質(zhì)積累量及其分配比例和產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，隨秸稈覆蓋量增加，花生出苗率、土壤微生物數(shù)量、主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)、干物質(zhì)積累總量、莢果產(chǎn)量均呈先升高后降低的趨勢(shì)。與CK相比，當(dāng)秸稈覆蓋量為6 000 kg/hm2（T3處理）時(shí)，出苗率顯著升高，且顯著高于其他處理；0～20 cm土層土壤容重顯著降低，與T4處理無(wú)顯著差異，但明顯低于T1、T2處理；細(xì)菌、真菌、放線菌數(shù)量顯著升高；花針期、結(jié)莢期主莖高無(wú)顯著變化，但均顯著高于T4、T2、T1處理；飽果成熟期主莖高，花針期、結(jié)莢期和飽果成熟期側(cè)枝長(zhǎng)，干物質(zhì)積累總量，根+果針及莢果的干物質(zhì)積累量，莢果產(chǎn)量和籽仁產(chǎn)量，出仁率均明顯升高，且高于其他各處理；莖稈+葉片干物質(zhì)積累量占總積累量的比例和1 kg果數(shù)顯著降低。在本研究條件下，種植夏花生時(shí)覆蓋6 000 kg/hm2小麥秸稈可以降低土壤容重，增加土壤微生物數(shù)量，促進(jìn)花生主莖和側(cè)枝的生長(zhǎng)、干物質(zhì)的積累及產(chǎn)量的提高，可以替代地膜的增產(chǎn)作用，這為減少地膜污染、實(shí)現(xiàn)生態(tài)種植提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：小麥秸稈；覆蓋量；夏花生；生長(zhǎng)；莢果產(chǎn)量；籽仁產(chǎn)量；土壤容重；微生物；地膜

中圖分類號(hào)：S565.204? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2024）03-0104-05

近年來(lái)，諸多學(xué)者以及種植養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)從業(yè)者對(duì)地膜覆蓋及盆栽理論、技術(shù)展開(kāi)研究應(yīng)用，促使地膜使用越來(lái)越廣泛。然而，這也造成大量殘膜留在土壤中，嚴(yán)重影響耕地質(zhì)量和土壤的物理性狀，降低了作物出苗率，阻礙了根系的深扎和對(duì)土壤水分、養(yǎng)分的吸收，不利于花生產(chǎn)量和品質(zhì)的提高［1］。為此，人們研究和探索了多種解決辦法。其中，利用秸稈代替地膜覆蓋種植花生是經(jīng)濟(jì)有效的方法之一。前人發(fā)現(xiàn)，采用秸稈覆蓋能降低耕層土壤田間蒸發(fā)率，從而增加耕層土壤含水量，對(duì)降低土壤溫度、增加有機(jī)質(zhì)具有顯著的正向影響［2-3］ 。劉曉光等的研究表明，采用小麥秸稈覆蓋種植的花生田比裸地種植0～30 cm土層含水量增加5.1%，產(chǎn)量增加53.0%，花生產(chǎn)量為2 736.0 kg/hm2［4］。然而，在不降低花生產(chǎn)量的前提下可以替代地膜增產(chǎn)作用的適宜秸稈量及其對(duì)花生生長(zhǎng)與土壤微生物環(huán)境和莢果產(chǎn)量的影響方面未見(jiàn)報(bào)道。因此，本試驗(yàn)通過(guò)研究不同秸稈覆蓋量對(duì)花生出苗率、各生育期主要農(nóng)藝性狀、土壤微生物（如細(xì)菌、真菌和放線菌）數(shù)量、莢果產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響，篩選出替代地膜增產(chǎn)作用的小麥秸稈覆蓋量，以期為秸稈替代地膜覆蓋種植技術(shù)提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2023年6—10月在泰安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院寧陽(yáng)縣堽城鎮(zhèn)花生試驗(yàn)基地進(jìn)行，選用花生品種泰育101為試驗(yàn)材料。前茬小麥于6月6日收獲后，移除秸稈用于花生播種后覆蓋，深耕起壟，6月8日播種花生，播種密度為22.5萬(wàn)株/hm2，單粒精播。播種后采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置以下處理：小麥秸稈覆蓋量分別為0 kg/hm2（T1）、3 000 kg/hm2（T2）、6 000 kg/hm2（T3）、9 000 kg/hm2（T4）；覆蓋地膜的處理為對(duì)照（CK）。在花生播種后的生長(zhǎng)期定期施磷肥（P2O5）（施用量統(tǒng)一控制在120 kg/hm2）、鉀肥（K2O）（施用量控制在150 kg/hm2）、氮肥（純氮）（施用量控制在150 kg/hm2）。每個(gè)小區(qū)面積26.68 m2，每個(gè)處理重復(fù)3次。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.2.1 土壤容重

于花生飽果成熟期，采用環(huán)刀法在各處理試驗(yàn)小區(qū)取樣，測(cè)定0～30 cm 耕層土壤的容重［5］。

1.2.2 土壤微生物數(shù)量的測(cè)定

于花生飽果成熟期取樣，全程采用“S”形取樣法，分別在5個(gè)種植點(diǎn)用土鉆取0～10、10～20、20～30 cm土層土壤樣本，并除去土壤中雜物，之后結(jié)合平板計(jì)數(shù)法對(duì)土壤中包含的微生物展開(kāi)數(shù)量測(cè)定［6］。

1.2.3 農(nóng)藝性狀測(cè)定

在花生苗期、花針期、結(jié)莢期、飽果成熟期等4個(gè)不同生長(zhǎng)周期篩選10株長(zhǎng)勢(shì)基本相同的植株，分別計(jì)算不同植株的主莖高與側(cè)枝長(zhǎng)，并進(jìn)行對(duì)比。

1.2.4 干物質(zhì)積累量測(cè)定

于飽果成熟期在每個(gè)小區(qū)選取具有代表性植株5株，分成根、果針、莖、葉片和莢果5個(gè)部分，分別放置在烘箱中殺青，溫度調(diào)整為 105 ℃，時(shí)間控制在30 min，之后溫度設(shè)定 80 ℃ 烘干至恒質(zhì)量，稱質(zhì)量，每個(gè)處理3次重復(fù)。

1.2.5 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素測(cè)定

收獲時(shí)整個(gè)小區(qū)刨收。選取10株樣本統(tǒng)計(jì)單株結(jié)果數(shù)，自然風(fēng)干后分別計(jì)算莢果產(chǎn)量、籽仁產(chǎn)量、1 kg果數(shù)、單株結(jié)果數(shù)和出仁率。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)的計(jì)算全程采用DPS和Excel進(jìn)行，采用Sigma Plot軟件制作數(shù)據(jù)圖例。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同秸稈覆蓋量對(duì)花生出苗率的影響

由圖1可以看出，隨著秸稈覆蓋量的增加，出苗率呈先升高后降低的趨勢(shì)，不覆蓋秸稈時(shí)，出苗率最低，為90.36%；T2處理與CK無(wú)顯著差異，均達(dá)到了95%以上；T3處理出苗率最高，為98.24%；T4處理為92.46%。從花生出苗率方面考慮，播種后覆蓋3 000、6 000 kg/hm2小麥秸稈可以起到類似于地膜覆蓋的作用，且6 000 kg/hm2處理促進(jìn)出苗的效果高于地膜覆蓋。

2.2 不同秸稈覆蓋量對(duì)花生田土壤的影響

2.2.1 對(duì)土壤容重的影響

由圖2可以看出 0～10、10～20 cm土層土壤容重均以CK最大，不覆蓋秸稈（T1處理）的土壤容重與CK無(wú)顯著差異。在 0～10 cm土層，T3處理土壤容重顯著低于T2處理，與T4處理無(wú)顯著差異。在10～20 cm 土層，T2處理土壤容重與T3、T4處理無(wú)顯著差異，但均顯著低于T1處理。在20～30 cm土層，各處理間土壤容重沒(méi)有顯著差異。由此可見(jiàn)，與覆蓋地膜相比，覆蓋一定量的小麥秸稈可以增加土壤的透氣性，降低土壤容重。

2.2.2 對(duì)土壤微生物的影響

由圖3可以看出，在0～10、10～20、20～30 cm土層，土壤中細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量均隨著秸稈覆蓋量增加呈先升高后降低的趨勢(shì)，當(dāng)秸稈覆蓋量為6 000 kg/hm2（T3處理）時(shí)，土壤中細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量均達(dá)到最大值；覆蓋秸稈的處理（T2、T3、T4處理）土壤中微生物數(shù)量顯著高于覆蓋地膜處理（CK）。在20～30 cm 土層土壤中，細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量以覆蓋地膜處理（CK）最低；其次是不覆秸稈處理（T1處理）；其他覆秸稈處理（T2、T3、T4處理）之間差異不顯著（T2處理放線菌數(shù)量除外），均顯著高于CK。說(shuō)明覆蓋秸稈對(duì)0～10、10～20、20～30 cm土層土壤的微生物數(shù)量影響較大；與覆蓋地膜相比，秸稈覆蓋量為6 000 kg/hm2（T3處理）時(shí)更有利于促進(jìn)土壤微生物數(shù)量增加。

2.3 不同秸稈覆蓋量對(duì)花生主要農(nóng)藝性狀的影響

苗期的主莖高以CK最高，T1處理最低，T2、T3、T4處理之間無(wú)顯著差異。在花針期和結(jié)莢期，T3處理的主莖高與CK無(wú)顯著差異，但均顯著高于其他處理；T2、T4處理次之，且兩者無(wú)顯著差異；T1處理最低。在飽果成熟期，T3處理的主莖高最高；其次是T2、T4處理和CK，三者之間無(wú)顯著差異；T1處理最低（圖4-A）。說(shuō)明覆蓋一定量（6 000 kg/hm2）的秸稈同樣可以促進(jìn)花生主莖在花針期和結(jié)莢期生長(zhǎng)；與覆蓋地膜相比，覆蓋6 000 kg/hm2的秸稈更能促進(jìn)花生主莖在飽果成熟期生長(zhǎng)。

苗期的側(cè)枝長(zhǎng)以CK最長(zhǎng)；T3處理次之，且與T4處理無(wú)顯著差異；T1、T2處理最短。花針期的側(cè)枝長(zhǎng)以T3處理最長(zhǎng)；T4處理次之；T1處理最短；T2處理與CK無(wú)顯著差異，但均顯著長(zhǎng)于T1處理。結(jié)莢期和飽果成熟期的側(cè)枝長(zhǎng)以T3處理最長(zhǎng)，T1處理最短，其他各處理（CK、T2處理、T4處理）明顯長(zhǎng)于T1處理（圖4-B）。說(shuō)明與覆蓋地膜相比，覆蓋一定量（6 000 kg/hm2）的秸稈更能促進(jìn)花針期、結(jié)莢期和飽果成熟期側(cè)枝的生長(zhǎng)。

2.4 不同秸稈覆蓋量對(duì)花生干物質(zhì)積累和分配的影響

由表1可以看出，干物質(zhì)的總量受秸稈覆蓋影響先升高后降低，秸稈覆蓋量為6 000 kg/hm2時(shí)達(dá)到最大值，且與CK無(wú)顯著差異。秸稈覆蓋量為 6 000 kg/hm2 時(shí)，根+果針的干物質(zhì)積累量及其占總積累量的比例均達(dá)最大值，與CK無(wú)顯著差異，但明顯高于T1、T2處理。隨秸稈覆蓋量增加，莖稈+葉片的干物質(zhì)積累量呈增加趨勢(shì)，其占總積累量的比例呈先降低后增加的趨勢(shì)，當(dāng)秸稈覆蓋量為 6 000 kg/hm2（T3處理）時(shí)，莖稈+葉片的干物質(zhì)積累量占比達(dá)到最低值。各處理莢果干物質(zhì)積累量以T3處理最大；T4處理次之，與T2處理、CK無(wú)顯著差異；T1處理最小。莢果干物質(zhì)積累量占總積累量的比例以T3處理最大；T2處理次之，且與T3、T4處理均無(wú)顯著差異；CK最小，且顯著低于T1處理。說(shuō)明覆蓋地膜能較好地促進(jìn)干物質(zhì)向根系、果針、莖稈和葉片積累；相比覆蓋地膜，覆蓋一定量（6 000 kg/hm2）的秸稈更有利于促進(jìn)干物質(zhì)向花生莢果轉(zhuǎn)移和分配。

2.5 不同秸稈覆蓋量對(duì)花生產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

莢果產(chǎn)量、籽仁產(chǎn)量、出仁率和單株結(jié)果數(shù)均隨秸稈覆蓋量增加呈先增加后降低的趨勢(shì)。莢果產(chǎn)量和籽仁產(chǎn)量均以T3處理最大，T2處理次之，T1處理最小。1 kg果數(shù)隨秸稈覆蓋量增加呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)。當(dāng)秸稈覆蓋量為6 000 kg/hm2（T3處理）時(shí)，1 kg果數(shù)達(dá)最小值；CK最大，與T4處理無(wú)顯著差異，顯著高于其他處理。各處理單株結(jié)果數(shù)均受秸稈覆蓋影響，呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢(shì)，秸稈覆蓋量為 6 000 kg/hm2（T3處理）時(shí)達(dá)最大值；T2處理次之，與CK、T4處理無(wú)顯著差異；T1處理最小。出仁率以T3處理最高，T2處理次之，CK最低（表2）。說(shuō)明與覆蓋地膜相比，覆蓋一定量（6 000 kg/hm2）的小麥秸稈可以增加單株結(jié)果數(shù)和出仁率，降低1 kg果數(shù)，提高莢果產(chǎn)量和籽仁產(chǎn)量。

3 討論

前人研究發(fā)現(xiàn)，小麥田覆蓋玉米秸稈后，白天最高地溫比對(duì)照低，最低地溫比對(duì)照高，溫度變化幅度相對(duì)平緩［7］。地膜的加持也減緩了水分流失［8］，從而保證土壤溫度、濕度始終處于適宜作物生長(zhǎng)的狀態(tài)，以此保證作物的出芽率［9］。本研究結(jié)果表明，覆蓋3 000～6 000 kg/hm2的小麥秸稈花生出苗率可達(dá)到95%以上，覆蓋6 000 kg/hm2秸稈促進(jìn)花生出苗的效果明顯高于覆蓋地膜。另外在試驗(yàn)過(guò)程中還發(fā)現(xiàn)，覆蓋適量秸稈不但可以保證較高的出苗率，還能避免由于破膜不及時(shí)造成燙苗的問(wèn)題。

秸稈的覆蓋能夠?qū)ν寥佬再|(zhì)產(chǎn)生影響，間接影響作物產(chǎn)量，也能減少土壤表層容重，提高0～15 cm 土層土壤含水量，增加土壤有機(jī)養(yǎng)分并提高作物產(chǎn)量［10］。劉曉光等的研究表明，使用秸稈覆蓋處理的土壤容重降低0.027～0.075 g/cm3［4］。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著秸稈覆蓋量的增加，0～10、10～20 cm 土層的土壤容重呈降低態(tài)勢(shì)，覆蓋秸稈量大于 6 000 kg/hm2 時(shí)，土壤容重下降不顯著；20～30 cm 土層土壤容重隨秸稈覆蓋量增加無(wú)顯著變化。

覆蓋秸稈后，能夠有效改變土壤保水率以及熱量，優(yōu)化作物生長(zhǎng)的微環(huán)境，同時(shí)提高作物產(chǎn)量［11］。國(guó)內(nèi)外研究表明，覆膜可以改善土壤酸堿度［12-13］，為微生物生存提供良好的環(huán)境［14］，從而促進(jìn)作物的生長(zhǎng)發(fā)育［15］。有人研究玉米秸稈連續(xù)多年覆蓋還田后，發(fā)現(xiàn)土壤微生物群落利用外源碳的種類多樣性增強(qiáng)，這更有利于群落功能的穩(wěn)定［16］。本研究發(fā)現(xiàn)，相比覆蓋地膜，覆蓋小麥秸稈種植夏花生有利于增加淺層土壤微生物數(shù)量，覆蓋 6 000 kg/hm2 小麥秸稈后，0～10、10～20 cm土層土壤中的微生物數(shù)量達(dá)到最大。

劉肖等的研究表明，秸稈覆蓋措施可以維持土壤溫度平衡，作物長(zhǎng)勢(shì)較好，葉面積、生物性狀等指標(biāo)都高于對(duì)照，特別在苗期更明顯［17］。覆膜種植能夠有效調(diào)節(jié)固氮酶、硝酸、還原酶間的平衡，促進(jìn)夏直播花生生長(zhǎng)發(fā)育［18］。本研究結(jié)果表明，相比覆蓋地膜，覆蓋6 000 kg/hm2小麥秸稈同樣可以促進(jìn)花針期和結(jié)莢期主莖的生長(zhǎng)，同時(shí)更能促進(jìn)花針期、結(jié)莢期和飽果成熟期側(cè)枝的生長(zhǎng)。

鞏杰等的研究表明，對(duì)種植地進(jìn)行稻草覆蓋能夠起到小麥增產(chǎn)的效果，最佳覆蓋量為3 000 kg/hm2［19］。而秸稈覆蓋也能促進(jìn)花生主莖生長(zhǎng)，提高花生產(chǎn)量［11］。筆者前期的研究結(jié)果表明，覆蓋地膜也可以促進(jìn)根、莖和葉片干物質(zhì)的積累［20］。本研究結(jié)果表明，覆蓋地膜和適量的秸稈均可以促進(jìn)花生干物質(zhì)總量的積累；相比覆蓋地膜，覆蓋一定量（6 000 kg/hm2）的秸稈更能促進(jìn)干物質(zhì)向花生莢果轉(zhuǎn)移和分配，這可能是其產(chǎn)量較高的原因之一。

地膜覆蓋技術(shù)的增產(chǎn)作用眾所周知，通常覆蓋地膜能夠增產(chǎn)20%以上，也是突破花生畝產(chǎn)千斤的核心種植技術(shù)之一［21］。秸稈覆蓋可以提高花生水分利用率，也可以增加花生莢果產(chǎn)量［22-24］。在本研究中，與覆蓋地膜相比，覆蓋一定量（6 000 kg/hm2）的小麥秸稈可以增加單株結(jié)果數(shù)和出仁率，降低 1 kg 果數(shù)，提高莢果產(chǎn)量和籽仁產(chǎn)量。

4 結(jié)論

種植夏花生時(shí)覆蓋一定量（6 000 kg/hm2）的小麥秸稈，可以增加土壤透氣性，促進(jìn)土壤微生物數(shù)量的增加，在優(yōu)化作物生長(zhǎng)質(zhì)量的同時(shí)，提高花生產(chǎn)量。從對(duì)土壤環(huán)境保護(hù)及農(nóng)業(yè)廢棄物再利用的角度考慮，利用小麥秸稈代替地膜覆蓋種植花生，既可以避免地膜對(duì)環(huán)境及花生秧的污染，又可以充分發(fā)揮花生秧作為優(yōu)質(zhì)飼料的作用，提高花生種植的經(jīng)濟(jì)效益。

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