起垄覆盖秸秆对土壤理化性质及花生产量和质量的影响

司贤宗，张 翔*，毛家伟，李 亮，李国平，余 辉

(1. 河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所，河南 郑州 450002；2. 正阳县花生研究所，河南 正阳，463600)



起垄覆盖秸秆对土壤理化性质及花生产量和质量的影响

司贤宗1，张 翔1*，毛家伟1，李 亮1，李国平1，余 辉2

(1. 河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所，河南 郑州 450002；2. 正阳县花生研究所，河南 正阳，463600)

采用大田随机区组设计，在花生起垄种植方式下，研究了秸秆覆盖方式对土壤理化性质及花生产量和质量的影响。结果表明，不覆盖秸秆的垄面和垄沟土壤温度均最高，垄沟秸秆覆盖、全部秸秆覆盖显著增加了垄沟土壤水分含量；覆盖秸秆能不同程度地降低土壤的碱解氮、有效磷和速效钾的含量；垄沟覆盖秸秆对花生生长发育及产量构成影响较小，产量仅降低3.9%；秸秆覆盖能增加花生籽粒中蛋白质含量，提高棕榈酸、亚油酸、花生一烯酸、木焦油酸的含量，减少粗脂肪的含量，降低油酸、硬脂酸、花生酸的含量。本试验条件下，小麦秸秆覆盖量为4500 kg/hm2，花生能获得较高的荚果产量、蛋白质和粗脂肪产量，分别为4480.95 kg/hm2、1169.5 kg/hm2和2029.9 kg/hm2。起垄种植+垄沟覆盖秸秆方式是既能够充分利用小麦秸秆资源，又保证花生丰产的合理栽培方式。

起垄耕作；秸秆覆盖；土壤理化性状；花生；产量和质量

冬小麦—夏花生轮作是河南花生产区主要的种植制度，小麦收获后，秸秆处置方式分为作肥料、作饲料、作燃料、作原料、焚烧和弃置乱堆，以肥料用量最多，包括秸秆直接还田，占秸秆总量的36.6%[1]，秸秆直接还田包括秸秆翻压还田和覆盖还田，在小麦—玉米轮作体系，已经基本实现玉米秸秆翻压还田种植小麦和小麦秸秆覆盖还田种植玉米，秸秆翻压还田能增加土壤有机质含量、培肥土壤，对农业的可持续发展有重要意义[2-4]，但秸秆在土壤浅层不能很快腐烂，影响犁耕和旋耕作业，导致播种质量差，不利于下茬作物培育壮苗，易造成“黄弱苗”，甚至减产[5]。花生是密植、耐旱、怕渍涝作物，夏直播花生生育后期降雨频繁、降雨量大，易造成田间积水，形成渍害，花生产量、品质明显受到影响，严重时荚果在土壤中腐烂[6]；垄作有利于花生田排水防涝，改善花生的生长环境，增加花生的产量[7-8]。秸秆覆盖还田能降低耕层土壤水分的蒸发速度，从而增加耕层土壤含水量，降低土壤的温度，增加土壤有机质和速效氮、磷、钾等养分含量[9]；增加土壤细菌、真菌、放线菌的数量[10]，提高土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶的活性[11]。有关秸秆覆盖对冬小麦[12-13]、夏玉米[14-15]、马铃薯[16]和油菜[17]产量影响的报道较多，关于秸秆覆盖对烟草[18]产量与质量提高和茶叶[19]中茶多酸含量增加也有报道，而花生的生长发育过程明显不同于一般的粮食、油料和经济作物。有关小麦秸秆覆盖还田对花生的影响还鲜见报道。本文通过花生起垄种植模式，研究不覆盖小麦秸秆、垄面覆盖、垄沟覆盖及垄面和垄沟全覆盖小麦秸秆对土壤理化性状及花生产量和质量的影响，为小麦收获后秸秆合理处置提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2015年6-10月在河南省正阳县兰青乡大余庄进行。试验田土壤为砂姜黑土，质地为粘壤，地势平坦，肥力均匀，排灌条件良好。耕层土壤基础地力：有机质15.50 g/kg，全氮1.16 g/kg，速效氮75.4 mg/kg，速效磷26.2 mg/kg，速效钾105.5 mg/kg，pH值4.68。

1.2 试验设计

试验设4个处理，分别是：T1 不覆盖小麦秸秆；T2 垄面覆盖小麦秸秆，覆盖量为4500 kg/hm2；T3 垄沟覆盖小麦秸秆，覆盖量为4500 kg/hm2；T4 垄面和垄沟全覆盖小麦秸秆，垄面和垄沟覆盖量均为4500 kg/hm2，全覆盖总量为9000 kg/hm2。

试验各处理氮磷钾施肥量均相同，氮磷钾肥用量分别为N 150 kg/hm2、P5O290 kg/hm2、K2O 120 kg/hm2，肥料全部作基肥施用，肥料撒施起垄后种植花生。试验小区面积为15m2(3m×5m)，随机区组排列，3次重复。供试花生品种为豫花23，每穴种植2粒种子，播种密度为16.5万穴/hm2。试验于2015年6月9日整地，6月10日播种，9月25日收获。其他田间管理按照一般丰产大田进行管理。

1.3 样品采集与分析

花生籽粒品质分析：选取有代表性的大小一致的饱满籽粒样品，分别按照GB/5009.5-2010 国家标准测定含氮量，并折算成蛋白质含量，按照GB/T14772-2008 测定粗脂肪含量；按照GB/T 17377-2008测定脂肪酸组分相对百分含量。

1.4 收获与计产

花生收获时，每处理分别取4m2的花生进行收获、晾晒、称重计产；同时每个处理采集有代表性的10株花生进行考种，测定其株高、侧枝长、总分枝数、结果枝数、单株结果数、饱果数、单株果重、饱果重和百果重等。

1.5 数据分析

试验数据采用Excel 2007软件进行数据初步整理；用DPS软件对试验数据进行方差分析；用Duncan′s新复极差法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同处理对花生不同生育期土壤理化性状影响

在花生生长的关键时期对覆盖方式的垄面和垄沟0～20cm的土壤温度和水分进行了测定。表1可见，花生花针期、结荚期，垄面土壤温度均高于垄沟，不覆盖秸秆(T1)的土壤温度最高，其次是垄沟覆盖秸秆(T3)处理，垄面覆盖秸秆(T2)的较低，全部覆盖秸秆(T4)的最低。花生花针期、结荚期垄面土壤水分低于垄沟，全部覆盖秸秆(T4)的土壤水分最大，不覆盖秸秆(T1)的最小。

经过改革开放四十年的发展，我国基本解决了温饱问题，人民的生活水平日益提高，人民的美好生活需要也日益广泛，人们不仅仅满足于物质生活水平的提高，而且在政治、文化、社会、生态等方面有了更高的要求。新时代，满足人民美好生活需要成为共产党人的奋斗目标。弘扬立党为公、忠诚为民的奉献精神，要坚持以人民为中心，把人民对美好生活的向往作为奋斗目标，始终坚持全心全意为人民服务的宗旨，把实现和维护最广大人民的根本利益作为全党一切工作的出发点和立脚点，为人民提供一个物质富足、文化繁荣、政治民主、社会公平正义、环境优美的生活空间，更好地满足人民日益增长的美好生活需要。

2.2 不同处理对不同生育期土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量的影响

从表2可知，随着生育期的推移，不同处理土壤碱解氮含量均呈“高—低—高—低”的变化趋势。与不覆盖相比，覆盖降低了土壤氮含量，相同生育期以全部覆盖处理(T4)土壤碱解氮含量最低。这可能与覆盖秸秆使土壤水分增加有关。

随着生育期的推移，土壤中有效磷含量呈降低趋势，但苗期与花生收获结束后土壤有效磷差异不大。同一生育期不同处理相比，不覆盖处理土壤有效磷含量最高，全部覆盖处理(T4)土壤有效磷含量最低。可见，在花生整个生育期，覆盖秸秆能不同程度地影响耕层土壤有效磷含量。

表 1 起垄覆盖秸秆对花生不同生育期土壤理化性状的影响

注：各列后不同小写字母表示在0.05水平上差异显著，下同。

Note: Datas followed by different small letters in the same column are significantly difference at 0.05 probability level. The same as in the following tables.

表 2 起垄覆盖秸秆对不同花生生育期垄体土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量的影响 (mg/kg)

随着生育期的推移，土壤速效钾含量呈降低趋势，同一生育期不同处理相比，苗期时不覆盖处理土壤速效钾含量最高，全部覆盖处理(T4)土壤有效磷含量最低，垄面覆盖、垄沟覆盖处理差异不大；花针期和结荚期不覆盖处理的土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量均高于覆盖处理的，但三种覆盖处理土壤速效钾含量相差较小；饱果期不覆盖处理与垄沟覆盖处理土壤速效钾含量相当，显著高于其他两个处理。

2.3 不同处理对花生产量性状及产量的影响

从表3可知，不同秸秆覆盖方式对花生产量有显著的影响(P=0.0178)。与不覆盖(T1)处理相比，垄面覆盖(T2)和全部覆盖(T4)处理的花生产量有所降低，比不覆盖处理减产分别为10.0%和11.2%；而垄沟覆盖处理与不覆盖产量的花生产量差异不显著，说明采用垄沟覆盖对花生丰产较好。

与不覆盖(对照)相比，垄面覆盖、垄沟覆盖处理的总果数、饱果数和出仁率差异不显著，但百果重以不覆盖处理最高，垄沟覆盖处理与不覆盖处理差异不显著，垄面覆盖、全部覆盖处理比不覆盖处理百果重显著降低。可见，覆盖方式对花生产量构成因素也具有较大的影响。

2.4 不同处理对花生蛋白质和粗脂肪的影响

从表3可知，不覆盖秸秆(T1)的蛋白质含量显著低于全部覆盖秸秆(T4)，而不覆盖秸秆处理(T1)的粗脂肪含量显著高于全部覆盖秸秆(T4)；表明秸秆覆盖能不同程度降低花生籽粒中蛋白质的含量，增加花生籽粒中粗脂肪的含量，提高花生的出油率。不覆盖秸秆(T1)的蛋白质产量高于全部覆盖秸秆(T4)，但差异不显著，而不覆盖秸秆(T1)的粗脂肪产量显著高于全部覆盖秸秆(T4)。

2.5 不同处理对花生脂肪酸组分含量的影响

表4可见，不覆盖秸秆(T1)籽粒中的油酸、硬脂酸、花生酸等脂肪酸组分含量显著高于全部覆盖秸秆(T4)，棕榈酸、亚油酸、花生一烯酸、木焦油酸等脂肪酸组分含量显著低于全部覆盖秸秆(T4)，山嵛酸含量低于全部覆盖秸秆(T4)但差异不显著。表明秸秆覆盖能提高棕榈酸、亚油酸、花生一烯酸、木焦油酸的含量，降低油酸、硬脂酸、花生酸的含量。

表 3 起垄覆盖秸秆对花生产量性状及品质的影响

表 4 起垄覆盖秸秆对花生脂肪酸组分含量的影响

注：花生脂肪酸组分含量为相对百分含量。

Note: Content of peanut fatty acid composition is relative percentage.

3 讨 论

秸秆覆盖能降低耕层土壤水分的蒸发速度，增加耕层土壤含水量，降低土壤的温度[9,21]。本研究表明，与不覆盖小麦秸秆相比，花生起垄种植覆盖小麦秸秆能降低垄面和垄沟的土壤温度，整个花生生育期，垄面的土壤温度高于垄沟的温度；覆盖小麦秸秆均能增加垄面和垄沟的土壤水分，且垄面的土壤水分低于垄沟的。因此，小麦秸秆覆盖能降低土壤的温度，这不利于花生的生长，而小麦秸秆覆盖提高土壤水分含量，在花生前期土壤干旱时有利于花生生长。曹继华[22]等、卜玉山[10]等研究表明，免耕秸秆覆盖能明显提升土壤全量养分、速效养分以及有机质含量。本研究认为起垄覆盖小麦秸秆降低了花生不同生育期耕层土壤碱解氮、有效磷速效钾和有效锌的含量，这与曹继华等[22]、卜玉山[10]等的研究结果恰恰相反，这可能是耕作方式不同引起的，还有待于进一步研究。

祝新建等[14]研究认为，秸秆覆盖增加冬小麦、夏玉米的产量，增幅分别为8.7%、8.9%。马铃薯产量增幅为33%～77%[16]。而李月兴等[23]在寒带风沙土上的研究表明，秸秆覆盖耕层土壤白天降温，晚上增温；玉米拔节前降温, 拔节后增温，前期降温影响大于后期增温影响，秸秆覆盖处理对玉米生长有不利影响。郑宪滨等[18]研究认为，秸秆覆盖的烤烟烟叶化学成分协调性最好。本研究表明，与不覆盖小麦秸秆相比，垄沟覆盖小麦秸秆的花生产量降低的最小，其次是垄面覆盖小麦秸秆的，垄面和垄沟覆盖小麦秸秆的花生产量降低幅度最大，降低幅度为3.89%、10.02%、11.19%。秸秆覆盖能提高花生籽粒中棕榈酸、亚油酸、花生一烯酸、木焦油酸的含量。

4 结 论

同一秸秆覆盖方式下，垄面的土壤温度高于垄沟的，而垄面的水分含量则低于垄沟的，但垄沟与垄面差异不显著。不同秸秆覆盖方式下，均以不覆盖秸秆的垄面和垄沟土壤温度最高，与三种秸秆覆盖方式相比，垄面温度差异不显著，但垄沟温度差异显著；秸秆覆盖对垄面土壤水分影响差异不显著，但秸秆覆盖使垄沟土壤水分增加，尤其是垄沟秸秆覆盖、全部秸秆覆盖比不覆盖秸秆显著提高了垄沟土壤水分含量。不覆盖秸秆的土壤中的碱解氮含量、有效磷含量和速效钾含量均最高，全部覆盖秸秆的土壤中碱解氮含量、有效磷含量和速效钾含量均最低；覆盖秸秆能不同程度降低土壤的碱解氮含量、有效磷含量和速效钾含量。

与不覆盖秸秆相比，采用小麦秸秆覆盖对花生生长发育影响较大，垄面秸秆覆盖和垄沟、垄面全部秸秆覆盖使花生生长差于不覆盖秸秆的，而垄沟秸秆覆盖对花生生长发育及产量构成影响不大，基本与不覆盖秸秆的相当；秸秆覆盖能增加花生籽粒中蛋白质的含量，降低粗脂肪的含量；秸秆覆盖能提高花生籽粒中棕榈酸、亚油酸、花生一烯酸、木焦油酸的含量，同时减少油酸、硬脂酸、花生酸的含量。

本试验条件下，在小麦—花生种植体系下，采用花生起垄种植模式，垄沟覆盖秸秆，小麦秸秆覆盖量为4500 kg/hm2，花生能获得较高的荚果产量、蛋白质和粗脂肪产量，分别为4480.95 kg/hm2、1169.5 kg/hm2和2029.9 kg/hm2。因此，起垄种植+垄沟覆盖秸秆方式是既能够充分利用小麦秸秆资源，又保证花生丰产的合理栽培方式。

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Effects of Ridge Tillage and Straw Mulching on Soil Physicochemical Properties and Peanut Yield-Quality

SI Xian-zong1, ZHANG Xiang1*, MAO Jia-wei1, LI Liang1, LI Guo-ping1, YU Hui2

(1.InstituteofPlantNutrition,ResourceandEnvironment,HenanAcademyofAgri.Sci.,Zhengzhou450002,China; 2.ZhengyangInstituteofPeanut,Zhengyang463600,China)

Effects of straw mulching on soil physicochemical properties and peanut yield-quality were studied through field experiment with randomized block design and in ridge tillage planted peanut. The results indicated: 1) The soil temperature of ridge and furrow were both the highest with no straw mulching; 2) Straw mulching in furrow, as well as straw mulching both in ridge and furrow could significantly increased soil water content in furrow; 3) Mulching straw reduced content of alkali-hydrolyzale nitrogen, available phosphorus and available potassium in ridge soil in different levels; 4) Straw mulching in furrow had little effect on growth and yield component of peanut, as the yield only reduced by 3.9%; 5) Straw mulching could increase protein content in peanut kernels, raise palmitic acid content, linoleic acid content, arachidonic acid content, tetracosanoic acid content, decrease crude fat content, reduce oleic acid content , stearic acid content, arachidic acid content. Under this experimental condition, wheat straw mulching rate was 4500 kg/hm2, peanuts could obtain comparatively higher yield of pod as 4480.95 kg/hm2, yield of protein as 1169.5 kg/hm2and yield of crude fat as 2029.9 kg/hm2, respectively. Method of ridge planting mixing with furrow straw mulching is a reasonable way to make full use of wheat straw resource and to ensure the high yield of peanut.

ridge tillage; straw mulching; soil physicochemical properties; peanut; yield-quality

10.14001/j.issn.1002-4093.2016.02.007

2016-04-21

河南省花生产业技术体系耕作栽培岗位(S2012-05-G02)；河南省农业科学院自主创新专项基金；河南省重大科技攻关项目(122101110600)

司贤宗(1975-)，男，河南夏邑人，河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所助理研究员，博士，主要从事经济作物施肥研究。E-mail: sixianzong@163.com

*通讯作者：张翔(1967-)，男，研究员，主要从事植物营养与施肥技术研究。E-mail: zxtf203@163.com

S565.2048

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