花生/黑麦一年两作条件下黑麦适宜播期的研究

秦文利，刘忠宽，智健飞，曹卫东

（1.河北省农林科学院农业资源环境研究所，河北石家庄050051；2.中国科学院研究生院，北京100049；3.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京100081）

花生/黑麦一年两作条件下黑麦适宜播期的研究

秦文利1，2，刘忠宽1*，智健飞1，曹卫东3

（1.河北省农林科学院农业资源环境研究所，河北石家庄050051；2.中国科学院研究生院，北京100049；3.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京100081）

为了明确河北省花生/黑麦一年两作条件下黑麦的适宜播期，采用大田试验与室内分析相结合的方法，研究了黑麦不同播期对花生/黑麦一年两作中黑麦产草量、蛋白产量、地上部分养分蓄积量以及后茬花生荚果产量的影响，并分析了黑麦地上部分氮磷钾养分蓄积量和花生荚果产量与黑麦干草产量的相关性。2 a试验结果表明：随着播期推迟，黑麦产草量、蛋白产量和经济效益均呈显著的下降趋势，而蛋白含量和后茬花生荚果产量均呈明显的增加趋势；黑麦地上部分氮、磷、钾养分蓄积量与其干草产量均呈极显著的正相关，花生荚果产量与黑麦干草产量呈极显著的负相关。因此，在河北省春花生收获后，应尽早播种黑麦。为了减少黑麦生长对土壤养分的过度消耗，保证后茬花生的高产高效，在黑麦生长过程中应进行合理施肥。

黑麦；花生；播期；冬闲田；轮作；产量；一年两作

黑麦（Secale cereale L.）是一种优质牧草绿肥，具有抗寒、抗旱、耐瘠薄、耐盐碱等优良特性，能够对我国北方冬闲田进行覆盖利用[1，2]。黑麦拥有强大的根系穿插土壤，因此，能够改善土壤孔性、降低土壤容重、增加土壤通透性、提高土壤渗透系数、增强土壤蓄水能力，提高土壤有机质含量、增加土壤微生物数量，改善冬闲田土壤理化性状，提高土壤肥力[3～5]。黑麦茎叶柔嫩多汁、蛋白质含量高、适口性好、易消化[2]，是一种优质牧草。因此，在我国北方冬闲田种植黑麦，不仅可以提高耕地质量，而且还能够为畜牧业的发展提供优质牧草，对实现农牧业的有机结合具有重大意义。

温度、光照等生态因素对作物生长发育以及产量和品质的形成具有重要影响[6]，选择合理播期是实现作物最大化利用温、光资源的重要途径[7]，因此，播期是作物栽培技术研究的重要内容。众多研究[8～11]表明，播期对黑麦分蘖、生育期、产草量及草品质均有重要影响。李志坚等[8]研究发现，黑麦单株分蘖动态受冬前积温的影响，播期早，冬前积温多，有利于饲用黑麦早分蘖，且分蘖数量多；反之，则分蘖数减少。适期播种有利于黑麦建立合理的群体结构。Kwon和Kim[12]研究表明，播期推迟15 d，饲用黑麦抽穗期推延3～4 d。刘贵波等[9]在河北低平原区研究发现，在播量165 kg/hm2条件下，青刈黑麦的适宜播期为9月10日～10月31日，且随着播期的推迟，生育期相应后延，产草量降低，粗蛋白质含量增加。胡跃高等[13]研究表明，冬牧70黑麦以秋播为宜，在河北黑龙港地区的适宜播期为8月下旬～11月上旬，终播期应随着纬度的升高而相应地提早。因此，黑麦的适宜播期应根据当地的积温条件和前茬作物的收获期来确定。

河北省是我国重要的花生产区，2014年全省花生种植面积达35.25万hm2[14]，居全国第3位。春花生收获后，耕地冬闲时间长达7个多月，如不充分利用，将造成土壤侵蚀、耕地质量下降，引起水土流失、沙尘暴等生态环境问题[15]。将花生冬闲田复种黑麦，不仅可以覆盖冬闲田，减少沙尘暴尘源和水土流失，保护生态环境[16]，而且，豆禾轮作还可实现土壤养分的均衡吸收，减轻连作障碍，提升耕地的肥力水平[17～20]，对提高花生产量与质量具有重要意义。目前，国内外对花生冬闲田复种黑麦的研究鲜有报道。作者通过大田试验研究了黑麦不同播期对花生/黑麦一年两作中冬牧70产草量、干草粗蛋白含量、经济效益以及后茬花生产量的影响，并在此基础上，重点分析了黑麦地上部分氮磷钾养分蓄积量、花生荚果产量与黑麦干草产量的相关性，以期探讨花生冬闲田复种黑麦的适宜播期，为花生/黑麦一年两作种植模式在河北省的推广应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

参试花生品种为冀花6号，由河北省农林科学院粮油作物研究所提供；参试黑麦品种为冬牧70，由百绿国际草业（北京）有限公司提供。田间试验于2011～2013年在石家庄市大河镇河北省农林科学院试验园区进行。土壤类型为粘壤质石灰性褐土，pH值7.24，耕层土壤基础养分含量为有机质16.80 g/kg、全氮0.92 g/kg、全磷1.80 g/kg、全钾25.82 g/kg，其中，碱解氮含量84.15 mg/kg，有效磷含量30.01 mg/kg，速效钾含量131.40 mg/kg。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计黑麦播期设9月20日、9月25日、9月30日和10月10日4个处理，小区面积4 m×4 m，随机区组排列，3次重复。播期为9月20的黑麦，于收获前2 d撒播于花生行间；其他播期处理的黑麦，均为花生收获后开沟条播。黑麦于翌年4月20日人工刈割收获，播种至收获期间不灌溉、不施肥。2个试验年度，花生均于5月1日穴播，2粒/穴，株距16 cm，行距33 cm，9月22日左右收获；所施氮、磷、钾肥料种类分别为尿素（N含量64.2%）、普钙（P2O5含量12%）和硫酸钾（K2O含量51%），N、P2O5、K2O施用量分别为75、150和150 kg/hm2，所有肥料全部做底肥随整地施入。

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 花生荚果产量。花生各小区人工单独收获，风干后去除杂质，测定荚果产量。

1.2.2.2 黑麦性状指标。各小区黑麦人工齐地皮刈割，测定鲜草产量。各小区随机取鲜草500 g放入烘箱内，先105℃杀青，而后70℃烘干至恒重，称量干重，计算干鲜比。根据干鲜比，推算干草产量。将干草粉碎、过筛，采用常规化验方法[21]，测定植株的全氮（N）、全磷（P）和全钾（K）含量。根据植株全氮含量推算粗蛋白含量，计算黑麦蛋白产量。根据植株N、P、K养分含量，分别计算地上部分不同元素的养分蓄积量。按照干草价格0.6元/kg，计算黑麦的经济效益。各指标计算公式为：

干草产量（kg/hm2）=鲜草产量（t/hm2）×1 000×干鲜比×0.01

粗蛋白含量（%）=植株全氮含量（%）×6.25

蛋白产量（kg/hm2）=干草产量（kg/hm2）×粗蛋白含量（%）×0.01

地上部分养分蓄积量（kg/hm2）=干草产量（kg/hm2）×植株养分含量（%）

经济效益（元/hm2）=干草产量（kg/hm2）× 0.6（元/kg）

1.2.3 数据处理采用Excel 2003软件进行数据处理，采用SAS8.1软件进行统计分析，利用LSD方法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 黑麦不同播期对其产量、粗蛋白含量和经济效益的影响

黑麦播期不同，刈割时其所处的生育期不同，干物质积累量和粗蛋白含量也不一样。2 a田间试验结果（表1）表明，黑麦播期对其鲜草产量、干鲜比、干草产量、粗蛋白含量、蛋白产量和经济效益的影响均达到了显著水平。随着播期推迟，黑麦的鲜草产量、干鲜比、干草产量、蛋白产量和经济效益均明显降低，而粗蛋白含量增加。2012年9月20日和25日播种的黑麦鲜草产量显著＞9月30日和10月10日播期处理。2013年4个播期处理的黑麦鲜草产量均存在显著差异。2个年度不同播期处理的黑麦干草产量、蛋白产量和经济效益变化规律基本一致。2012年9月20日播种的黑麦干草产量、蛋白产量、经济效益均显著＞10月10日播期处理，差值分别为242.71kg/hm2、28.131 kg/hm2和145.631元/hm2；2013年4个播期处理的黑麦干草产量、蛋白产量和经济效益均差异显著，最高值均为9月20日播期处理，最低值均为10月10日播期处理，差值分别为257.66 kg/hm2、30.71 kg/hm2和154.59元/hm2。说明黑麦干草产量是蛋白产量和经济效益的基础，推迟播期通过影响干草产量而显著降低黑麦的蛋白产量和经济效益。

表1 不同播期处理黑麦产量、粗蛋白含量和经济效益的比较Table1 Comparison of the yield，gross protein content and profit of forage rye at different sowing date

2.2 黑麦不同播期其对氮、磷、钾养分蓄积量的影响

黑麦播期不同，其干物质积累不同，积累干物质所吸收的养分量不同，因此，地上部分养分蓄积量不同。2 a田间试验结果（表2）表明，黑麦播期对其地上部分氮、磷、钾养分蓄积量的影响均达到了显著水平，且各播期处理的养分蓄积量均以钾素最大、氮素次之、磷素最小。随着播期推迟，黑麦地上部分的氮、磷、钾蓄积量均明显降低。2012年9月20日播期处理的氮、磷、钾蓄积量均显著＞10月10日播期处理，差值分别为44.95、17.70和65.96 kg/hm2。2013年不同播期处理的氮、磷蓄积量差异均达到了显著水平，9月20日播期处理的钾蓄积量显著＞其他播期处理。

2.3 黑麦不同播期对后茬花生荚果产量的影响

本试验中，黑麦生长期间既不施肥，又不浇水，黑麦干物质积累需要消耗土壤中大量的养分和水分，因此，会影响后茬花生的生长发育。2 a田间试验结果（图1）表明，黑麦播期对后茬花生荚果产量的影响达到了显著水平，花生荚果产量随着前茬黑麦播期的推迟呈逐渐增加趋势。2个试验年度，花生荚果产量最高的黑麦播期均为10月10日，荚果产量分别为3 512.50和3 390.63 kg/hm2；花生荚果产量最低的黑麦播期均为9月20日，荚果产量分别为3 041.67和2683.75 kg/hm2。2个试验年度，1 0月10日与9月30日播期处理的后茬花生荚果产量差异均达到了显著水平，且二者均显著＞9月20日播期处理。说明花生荚果产量受前茬黑麦播期影响显著，这与不同播期的黑麦在积累干物质时所消耗的土壤养分和水分不同有关。

表2 不同播期处理黑麦地上部分养分蓄积量的比较（kg/hm2）Table2 Comparison of the nutrients accumulation above ground of forage rye at different sowing date

图1 黑麦不同播期处理后茬花生荚果产量的比较Fig.1 Comparison of peanut pods yield after the forage rye at different sowing date

2.4 黑麦地上部分养分蓄积量与干草产量的相关性分析

2个试验年度黑麦地上部分养分蓄积量与干草产量的相关性分析结果（图2和3）显示，2012年和2013年黑麦地上部分氮、磷、钾的养分蓄积量均与干草产量呈极显著的正相关。说明黑麦地上部分的养分蓄积量均随干物质的积累而逐渐明显增加。

养分蓄积量是作物根系吸收土壤养分并将其累积到植株体中的数量，反映了作物在干物质形成过程中对土壤养分的消耗。土壤养分消耗过多，将影响后茬作物产量的形成。2个试验年度后茬花生荚果产量与前茬黑麦干草产量的相关性分析结果（图4）显示，2012年和2013年后茬花生荚果产量均与黑麦干草产量呈极显著的负相关。说明后茬花生荚果产量会随着前茬黑麦干草产量的增加而逐渐明显降低。这与黑麦干物质生产消耗了大量土壤养分有关。

图2 2012年黑麦地上部分养分蓄积量与干草产量的相关关系Fig.2 Relation between the nutrients accumulating amounts above ground and the dry biomass of forage rye in 2012

图3 2013年黑麦地上部分养分蓄积量与干草产量的相关关系Fig.3 Relation between the nutrients accumulating amounts above ground and the dry biomass of forage rye in 2013

图4 后茬花生荚果产量与前茬黑麦干草产量的相关关系Fig.4 Relation between the pods yield of peanut and the dry biomass of forage rye

3 结论与讨论

黑麦适期播种能充分利用冬闲田有限的光、热资源，形成较多的干物质[7，8]。本研究结果显示，随着播期推迟，黑麦产草量显著降低，这与刘贵波等[9]的研究结果一致。究其原因，主要有3点：（1）播期延后推迟了黑麦的生育进程，缩短了茎叶光合时间，降低了有机光合产物的生产与储存[22，23]；（2）黑麦较高生物量的形成来源于合理的群体建立，而黑麦群体分蘖数是其合理群体建立的基础，黑麦群体分蘖数与冬前积温呈正比，因此，播期越晚，冬前积温越少，黑麦群体分蘖数量就越少，产草量就越低[8]；（3）随着播期推迟，外界环境温度降低，黑麦出苗数量减少，影响黑麦群体的建成[24]。本研究结果表明，黑麦产草量降低是导致黑麦蛋白产量和经济效益下降的直接原因。因此，在河北省花生/黑麦一年两作条件下，春花生收获后，应尽早播种黑麦。

随着播期推迟，黑麦的养分蓄积量呈下降趋势，这与潘福霞等[25]对不同播期下紫云英的养分积累规律研究结果一致。黑麦作为绿肥，翻压还田后可补充土壤的矿质养分，改善土壤肥力[26]；但作为牧草，其收获后将从土壤中带走大量养分。本研究结果表明，黑麦地上部分的氮、磷、钾养分蓄积量均与干草产量呈极显著正相关，花生荚果产量与黑麦干草产量呈极显著负相关。因此，黑麦播种越早，干草产量越高，收获后带走的土壤养分量越大，势必造成后茬花生土壤肥力降低而引起产量下降。因此，在春花生/黑麦一年两作种植模式中，为了减少土壤养分被过度消耗，保证后茬花生高产，在黑麦生长过程中应进行合理施肥。

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Study on the Appropriate Sowing Date of Rye in the Rotation of Peanut and Rye During One Year

QIN Wen-li1，2，LIU Zhong-kuan1*，ZHI Jian-fei1，CAO Wei-dong3
（1.Institute of Agricultural Resource and Environment，Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Shijiazhuang 050051，China；2.Graduate University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100049，China；3.Institute of Agriculture Resources and Regional Planning，Chinese Academy of Agricultural Science，Beijing 100081，China）

The combining methods of field experiment and laboratory analysis were adopted to study the effects of the different sowing date of rye on the grass yield，the protein yield，and nutrients amount of growing stock of rye and the yield of the following peanut，and to analysis the relation among the N，P and K nutrients amount of growing stock of rye，the pod yield of the peanut and the dry biomass of rye，whose aim was to determine the appropriate sowing date of rye in the rotation of peanut and rye.The results showed that the grass yield，the protein yield，and the profit of rye were all on significant downward trend except for the protein content of rye and the pod yield of the following peanut were on increasing trend with the sowing date postponed.And there was a significant positive correlation between the N，P and K nutrients amount of growing stock and the dry biomass of rye，but a significant negative correlation between the pod yield of peanut and the dry biomass of rye.In a conclusion，the rye should be sown as soon as early after the harvest of spring peanut in Hebei，and the rye should be reasonable fertilization during its growth period to reduce the nutrients amount of soil being depleted by rye and to ensure the high yield of peanut.

Rye；Peanut；Sowing date；Winter fallow fields；Rotation；Yield；Two planting for one year

S543+.6

：A

：1008-1631（2016）06-0027-05

2016-06-24

国家牧草产业技术体系项目（CARS-35-23）；国家公益性行业（农业）科研专项（201103005-07）；河北省农林科学院基本科研业务费项目（A2015130201）；河北省渤海粮仓科技示范工程项目

秦文利（1974-），女，河北邯郸人，副研究员，博士研究生在读，主要从事植物营养与牧草绿肥栽培技术研究。E-mail：qinwenli1020@163.com。

刘忠宽（1971-），男，河北滦县人，研究员，博士，主要从事草业科学研究。E-mail：zhongkuanjh666@163.com。