秸秆覆盖对花生生长及土壤性质的影响

宁东贤，赵玉坤，杨秀丽，杨丽萍，李 楠

（山西农业大学小麦研究所，山西临汾041000）

秸秆覆盖能有效改善作物生长中土壤-大气界面微环境的水热交换状况[1-3]，增强土壤蓄水保水能力[4-5]，改良土壤结构，同时也可减少作物棵间的无效蒸发耗水，提高作物全生育期水分利用效率[6-8]，节水增产，是干旱半干旱农业区节水农业发展的一项重要栽培措施。长期秸秆覆盖的农田耕层土壤有机质及氮磷钾含量相比普通栽培模式均有明显提高[9-10]，也可增加土壤微生物含量及相关酶活性[11-12]，能够有效改良土壤理化性质[13-16]。山西地处黄土高原半干旱区，干旱是限制作物产量的主要因素。加快有机旱作农业发展可促进山西破解农业干旱难题[17-21]。秸秆覆盖是旱作农业中的一项重要保护性耕作栽培措施。秸秆覆盖可提高花生水分利用效率，改善果实品质，增加产量[22-24]，但对秸秆覆盖后花生田土壤性质变化及花生相关性状研究较少。

本试验通过研究山西省南部麦茬秸秆覆盖花生免耕播种后其生长发育及土壤性质变化规律，旨在为我省旱作农业发展提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验于2019年6—10月在山西省农业科学院小麦研究所韩村试验基地进行。参试品种为临花9号和冀花4号，由小麦所经杂室花生课题组提供。

1.2 试验设计

试验设2种栽培模式，即处理1.秸秆覆盖模式（MS），麦收后取小麦秸秆机械粉碎，粉碎程度≤15 cm，覆盖量为4 500 kg/hm2，花生免耕，人工点播；处理2.对照（CK），麦收后花生免耕播种，不覆盖小麦秸秆。采用随机区组设计，每小区行长10 m，宽2.4 m，种6行，播种密度18万穴/hm2，每处理3次重复，其他田间管理参照当地中高产花生田管理措施进行。

1.3 测定项目及方法

于花生结荚前期，每小区选取长势均匀、有代表性的10株花生，定株标记，田间测定主茎高、侧枝长、分枝数。收获后参照《花生区域试验记载标准》调查标记样株的结果分枝数、单株果数、饱果率、出仁率、单株生产力，最后按小区面积折合计产。

利用Takeme土壤温度水分测定仪测定花生从苗期到收获期耕层土壤的温度和容积含水率，温度日变化测定时间为8：00—20：00，上午间隔2 h、下午间隔3 h测定，温度全生育期测定分别在每个生育期某天10：00左右进行，定时记录。于花生收获前期按照《土壤农业化学分析方法》[25]测定0～20 cm耕层土壤的容重、总孔隙度、有机质含量。

1.4 数据分析

采用Excel 2010和SPSS 18.0软件对测定数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 秸秆覆盖对花生田耕层土壤温度的影响

秸秆覆盖可在土壤表面增加一层物理缓冲区，影响土壤与空气间的水热交换状况。2个花生品种在秸秆覆盖下的收获期某天土壤日温度变化及全生育期土壤温度变化如图1所示，在耕层土壤温度日变化过程中，秸秆覆盖处理（MS）8：00—14：00时间段的土壤温度要低于对照组，平均值要低0.11～1.94℃，而17：00之后的温度要高于CK，在20：00耕层土壤的温度较对照组平均增高2.15℃，这与秸秆覆盖土层升温缓慢而保温效果较好有关。秸秆覆盖对温度作用效果在2个品种间差异较小。

在2个花生品种全生育期秸秆覆盖土壤温度变化规律中，因测定时间为每个时期的10：00，秸秆覆盖下的土壤正处于缓慢升温过程，秸秆覆盖处理（MS）的土壤温度要低于对照组，这种对土壤的保温缓升效果在开花期和之前的生育期内变化明显。而在花生下针期以后，随着秸秆分解及花生长大叶面遮阴，秸秆覆盖的土壤保温效果减弱，与对照组差异较小。2个品种秸秆覆盖的土壤温度生育期内的变化趋势相似。

2.2 秸秆覆盖对花生田耕层土壤性质的影响

由表1可知，秸秆覆盖可显著提高耕层土壤的容积含水率（P＜0.05），两品种间分别较对照提高17.32% 和23.98% ，秸秆覆盖可减少地表径流，容蓄更多水分，同时也可减少地表水分蒸发，为作物生长提供一个相对稳定的外界水分环境。土壤容重由土壤孔隙和土壤固体的数量来决定，可影响土壤水分、养分及热量运移，一般容重越小，土壤越松。秸秆覆盖处理（MS）下临花9号和冀花4号的耕层土壤容重均较对照显著降低（P＜0.05），且在2个品种间差异不显著（P＞0.05）。

土壤总孔隙度值较高，通气透水条件更好。2个品种MS处理分别与CK相比，总孔隙度提高7.45% 和5.78% ，表明秸秆覆盖能够疏松改良土壤，提高土壤总孔隙度。土壤有机质含量是土壤肥力的重要指标，秸秆覆盖下2个品种的土壤有机质含量分别较对照提高3.58～4.66 g/kg，影响达显著水平（P＜0.05），而在2个品种间土壤有机质含量差异不显著（P＞0.05）。

表1秸秆覆盖对不同品种收获期土壤性质的影响

2.3 秸秆覆盖对不同花生品种农艺及产量性状的影响

从表2可以看出，与对照相比，秸秆覆盖能增加花生品种侧枝长、分枝数、结果分枝数、单株果数、饱果率和出仁率，但这种变化除花生饱果率外，在2个品种间差异不显著（P＞0.05）。秸秆覆盖可显著影响花生主茎高、单株生产力、产量等性状（P＜0.05），在2个品种间差异达显著水平（P＜0.05）。2个品种秸秆覆盖处理的主茎高、单株生产力、产量较对照分别增加5.24% ～15.18% 、9.28% ～14.03% 、8.18% ～14.93% 。其中，秸秆覆盖对2个品种的增产效果不同。临花9号秸秆覆盖增产量要低于冀花4号，但其产量更高，说明冀花4号通过栽培措施增产潜力较大，而临花9号丰产稳产性更好。

表2秸秆覆盖对不同花生品种农艺及产量性状的影响

3 结论与讨论

秸秆覆盖地表后，影响农田下垫面的土壤性质及水热能量平衡，改善了土壤微环境，促进作物生长发育，提高水分利用效率，达到增产效果。陈素英等[26]研究表明，玉米秸秆覆盖后小麦田日最高地温比对照低，日最低地温比对照高，温度变化较对照平缓，冬季提温、春季降温，覆盖可有效抑制土壤蒸发，秸秆覆盖后冬小麦生育期内土壤蒸发量较对照减少21% ～40.4% ，而玉米秸秆覆盖会造成小麦贪青晚熟及后期干热风影响冬小麦田间产量，减产4.1% ～10.4% 。吴婕等[27]研究了秸秆覆盖对川中丘陵区土壤的改良效果及对作物产量的影响，认为秸秆覆盖能促进土壤团粒结构形成，改善土壤通透性和保水保肥性，增加土壤含水量，提高土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾含量，且随着秸秆覆盖量的增加作物增产效果更明显。武际等[28]研究了连续秸秆覆盖对土壤理化性质和作物产量的影响，表明秸秆覆盖能够降低表层土壤容重，提高0～15 cm土层土壤含水量，改善土壤有机质含量等养分状况，增加作物产量，旱季作物的增产效应要好于水季作物，且随着秸秆覆盖用量和年限增加，增产幅度也随之提高。

本研究表明，不同花生品种秸秆覆盖处理后土壤温度日变化规律为：与对照相比，升降温幅度缓慢，保温效果更好，秸秆覆盖对花生开花期之前耕层土壤的保温蓄墒效果要好于生育后期；秸秆覆盖可显著提高耕层土壤容积含水率，降低土壤容重，增加土壤总孔隙度，提高土壤有机质含量，改善土壤肥力，且这种土壤改良效果在花生品种间差异不显著（P＞0.05）；与对照相比，秸秆覆盖可显著增加花生主茎高、单株生产力和产量（P＜0.05），2个品种秸秆覆盖后分别增产8.18% 和14.93% 。秸秆覆盖对2个品种产量相关性状的影响表明，冀花4号增产潜力大，而临花9号稳产性更好。