秸秆覆盖量对夏花生生长、产量及土壤微生物数量的影响

张艳艳 李文金 康涛 李海东 陈建生 张玲 徐慧媛 李光强

摘要：为了明确适宜替代地膜增产作用的小麦秸秆覆盖量，以花生品种泰育101为试验材料，在大田条件下采用随机区组设计，以覆盖地膜处理为对照（CK），研究不同小麦秸秆覆盖量0 kg/hm2（T1）、3 000 kg/hm2（T2）、6 000 kg/hm2（T3）、9 000 kg/hm2（T4）处理对夏花生出苗率、土壤容重及微生物数量、主茎高、侧枝长、干物质积累量及其分配比例和产量的影响。结果表明，随秸秆覆盖量增加，花生出苗率、土壤微生物数量、主茎高、侧枝长、干物质积累总量、荚果产量均呈先升高后降低的趋势。与CK相比，当秸秆覆盖量为6 000 kg/hm2（T3处理）时，出苗率显著升高，且显著高于其他处理；0～20 cm土层土壤容重显著降低，与T4处理无显著差异，但明显低于T1、T2处理；细菌、真菌、放线菌数量显著升高；花针期、结荚期主茎高无显著变化，但均显著高于T4、T2、T1处理；饱果成熟期主茎高，花针期、结荚期和饱果成熟期侧枝长，干物质积累总量，根+果针及荚果的干物质积累量，荚果产量和籽仁产量，出仁率均明显升高，且高于其他各处理；茎秆+叶片干物质积累量占总积累量的比例和1 kg果数显著降低。在本研究条件下，种植夏花生时覆盖6 000 kg/hm2小麦秸秆可以降低土壤容重，增加土壤微生物数量，促进花生主茎和侧枝的生长、干物质的积累及产量的提高，可以替代地膜的增产作用，这为减少地膜污染、实现生态种植提供了理论依据。

关键词：小麦秸秆；覆盖量；夏花生；生长；荚果产量；籽仁产量；土壤容重；微生物；地膜

中图分类号：S565.204  文献标志码：A

文章编号：1002-1302（2024）03-0104-05

近年来，诸多学者以及种植养殖产业从业者对地膜覆盖及盆栽理论、技术展开研究应用，促使地膜使用越来越广泛。然而，这也造成大量残膜留在土壤中，严重影响耕地质量和土壤的物理性状，降低了作物出苗率，阻碍了根系的深扎和对土壤水分、养分的吸收，不利于花生产量和品质的提高［1］。为此，人们研究和探索了多种解决办法。其中，利用秸秆代替地膜覆盖种植花生是经济有效的方法之一。前人发现，采用秸秆覆盖能降低耕层土壤田间蒸发率，从而增加耕层土壤含水量，对降低土壤温度、增加有机质具有显著的正向影响［2-3］ 。刘晓光等的研究表明，采用小麦秸秆覆盖种植的花生田比裸地种植0～30 cm土层含水量增加5.1%，产量增加53.0%，花生产量为2 736.0 kg/hm2［4］。然而，在不降低花生产量的前提下可以替代地膜增产作用的适宜秸秆量及其对花生生长与土壤微生物环境和荚果产量的影响方面未见报道。因此，本试验通过研究不同秸秆覆盖量对花生出苗率、各生育期主要农艺性状、土壤微生物（如细菌、真菌和放线菌）数量、荚果产量及其构成因素的影响，筛选出替代地膜增产作用的小麦秸秆覆盖量，以期为秸秆替代地膜覆盖种植技术提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2023年6—10月在泰安市农业科学研究院宁阳县堽城镇花生试验基地进行，选用花生品种泰育101为试验材料。前茬小麦于6月6日收获后，移除秸秆用于花生播种后覆盖，深耕起垄，6月8日播种花生，播种密度为22.5万株/hm2，单粒精播。播种后采用随机区组设计，设置以下处理：小麦秸秆覆盖量分别为0 kg/hm2（T1）、3 000 kg/hm2（T2）、6 000 kg/hm2（T3）、9 000 kg/hm2（T4）；覆盖地膜的处理为对照（CK）。在花生播种后的生长期定期施磷肥（P2O5）（施用量统一控制在120 kg/hm2）、钾肥（K2O）（施用量控制在150 kg/hm2）、氮肥（纯氮）（施用量控制在150 kg/hm2）。每個小区面积26.68 m2，每个处理重复3次。

1.2 测定项目及方法

1.2.1 土壤容重

于花生饱果成熟期，采用环刀法在各处理试验小区取样，测定0～30 cm 耕层土壤的容重［5］。

1.2.2 土壤微生物数量的测定

于花生饱果成熟期取样，全程采用“S”形取样法，分别在5个种植点用土钻取0～10、10～20、20～30 cm土层土壤样本，并除去土壤中杂物，之后结合平板计数法对土壤中包含的微生物展开数量测定［6］。

1.2.3 农艺性状测定

在花生苗期、花针期、结荚期、饱果成熟期等4个不同生长周期筛选10株长势基本相同的植株，分别计算不同植株的主茎高与侧枝长，并进行对比。

1.2.4 干物质积累量测定

于饱果成熟期在每个小区选取具有代表性植株5株，分成根、果针、茎、叶片和荚果5个部分，分别放置在烘箱中杀青，温度调整为 105 ℃，时间控制在30 min，之后温度设定 80 ℃ 烘干至恒质量，称质量，每个处理3次重复。

1.2.5 产量及其构成因素测定

收获时整个小区刨收。选取10株样本统计单株结果数，自然风干后分别计算荚果产量、籽仁产量、1 kg果数、单株结果数和出仁率。

1.3 数据分析

数据的计算全程采用DPS和Excel进行，采用Sigma Plot软件制作数据图例。

2 结果与分析

2.1 不同秸秆覆盖量对花生出苗率的影响

由图1可以看出，随着秸秆覆盖量的增加，出苗率呈先升高后降低的趋势，不覆盖秸秆时，出苗率最低，为90.36%；T2处理与CK无显著差异，均达到了95%以上；T3处理出苗率最高，为98.24%；T4处理为92.46%。从花生出苗率方面考虑，播种后覆盖3 000、6 000 kg/hm2小麦秸秆可以起到类似于地膜覆盖的作用，且6 000 kg/hm2处理促进出苗的效果高于地膜覆盖。

2.2 不同秸秆覆盖量对花生田土壤的影响

2.2.1 对土壤容重的影响

由图2可以看出 0～10、10～20 cm土层土壤容重均以CK最大，不覆盖秸秆（T1处理）的土壤容重与CK无显著差异。在 0～10 cm土层，T3处理土壤容重显著低于T2处理，与T4处理无显著差异。在10～20 cm 土层，T2处理土壤容重与T3、T4处理无显著差异，但均显著低于T1处理。在20～30 cm土层，各处理间土壤容重没有显著差异。由此可见，与覆盖地膜相比，覆盖一定量的小麦秸秆可以增加土壤的透气性，降低土壤容重。

2.2.2 对土壤微生物的影响

由图3可以看出，在0～10、10～20、20～30 cm土层，土壤中细菌、真菌和放线菌数量均随着秸秆覆盖量增加呈先升高后降低的趋势，当秸秆覆盖量为6 000 kg/hm2（T3处理）时，土壤中细菌、真菌和放线菌数量均达到最大值；覆盖秸秆的处理（T2、T3、T4处理）土壤中微生物数量显著高于覆盖地膜处理（CK）。在20～30 cm 土层土壤中，细菌、真菌和放线菌数量以覆盖地膜处理（CK）最低；其次是不覆秸秆处理（T1处理）；其他覆秸秆处理（T2、T3、T4处理）之间差异不显著（T2处理放线菌数量除外），均显著高于CK。说明覆盖秸秆对0～10、10～20、20～30 cm土层土壤的微生物数量影响较大；与覆盖地膜相比，秸秆覆盖量为6 000 kg/hm2（T3处理）时更有利于促进土壤微生物数量增加。

2.3 不同秸秆覆盖量对花生主要农艺性状的影响

苗期的主茎高以CK最高，T1处理最低，T2、T3、T4处理之间无显著差异。在花针期和结荚期，T3处理的主茎高与CK无显著差异，但均显著高于其他处理；T2、T4处理次之，且两者无显著差异；T1处理最低。在饱果成熟期，T3处理的主茎高最高；其次是T2、T4处理和CK，三者之间无显著差异；T1处理最低（图4-A）。说明覆盖一定量（6 000 kg/hm2）的秸秆同样可以促进花生主茎在花针期和结荚期生长；与覆盖地膜相比，覆盖6 000 kg/hm2的秸秆更能促进花生主茎在饱果成熟期生长。

苗期的侧枝长以CK最长；T3处理次之，且与T4处理无显著差异；T1、T2处理最短。花针期的侧枝长以T3处理最长；T4处理次之；T1处理最短；T2处理与CK无显著差异，但均显著长于T1处理。结荚期和饱果成熟期的侧枝长以T3处理最长，T1处理最短，其他各处理（CK、T2处理、T4处理）明显长于T1处理（图4-B）。说明与覆盖地膜相比，覆盖一定量（6 000 kg/hm2）的秸秆更能促进花针期、结荚期和饱果成熟期侧枝的生长。

2.4 不同秸秆覆盖量对花生干物质积累和分配的影响

由表1可以看出，干物質的总量受秸秆覆盖影响先升高后降低，秸秆覆盖量为6 000 kg/hm2时达到最大值，且与CK无显著差异。秸秆覆盖量为 6 000 kg/hm2 时，根+果针的干物质积累量及其占总积累量的比例均达最大值，与CK无显著差异，但明显高于T1、T2处理。随秸秆覆盖量增加，茎秆+叶片的干物质积累量呈增加趋势，其占总积累量的比例呈先降低后增加的趋势，当秸秆覆盖量为 6 000 kg/hm2（T3处理）时，茎秆+叶片的干物质积累量占比达到最低值。各处理荚果干物质积累量以T3处理最大；T4处理次之，与T2处理、CK无显著差异；T1处理最小。荚果干物质积累量占总积累量的比例以T3处理最大；T2处理次之，且与T3、T4处理均无显著差异；CK最小，且显著低于T1处理。说明覆盖地膜能较好地促进干物质向根系、果针、茎秆和叶片积累；相比覆盖地膜，覆盖一定量（6 000 kg/hm2）的秸秆更有利于促进干物质向花生荚果转移和分配。

2.5 不同秸秆覆盖量对花生产量及其构成因素的影响

荚果产量、籽仁产量、出仁率和单株结果数均随秸秆覆盖量增加呈先增加后降低的趋势。荚果产量和籽仁产量均以T3处理最大，T2处理次之，T1处理最小。1 kg果数随秸秆覆盖量增加呈现先降低后增加的趋势。当秸秆覆盖量为6 000 kg/hm2（T3处理）时，1 kg果数达最小值；CK最大，与T4处理无显著差异，显著高于其他处理。各处理单株结果数均受秸秆覆盖影响，呈现先增加后降低的变化趋势，秸秆覆盖量为 6 000 kg/hm2（T3处理）时达最大值；T2处理次之，与CK、T4处理无显著差异；T1处理最小。出仁率以T3处理最高，T2处理次之，CK最低（表2）。说明与覆盖地膜相比，覆盖一定量（6 000 kg/hm2）的小麦秸秆可以增加单株结果数和出仁率，降低1 kg果数，提高荚果产量和籽仁产量。

3 讨论

前人研究发现，小麦田覆盖玉米秸秆后，白天最高地温比对照低，最低地温比对照高，温度变化幅度相对平缓［7］。地膜的加持也减缓了水分流失［8］，从而保证土壤温度、湿度始终处于适宜作物生长的状态，以此保证作物的出芽率［9］。本研究结果表明，覆盖3 000～6 000 kg/hm2的小麦秸秆花生出苗率可达到95%以上，覆盖6 000 kg/hm2秸秆促进花生出苗的效果明显高于覆盖地膜。另外在试验过程中还发现，覆盖适量秸秆不但可以保证较高的出苗率，还能避免由于破膜不及时造成烫苗的问题。

秸秆的覆盖能够对土壤性质产生影响，间接影响作物产量，也能减少土壤表层容重，提高0～15 cm 土层土壤含水量，增加土壤有机养分并提高作物产量［10］。刘晓光等的研究表明，使用秸秆覆盖处理的土壤容重降低0.027～0.075 g/cm3［4］。本研究发现，随着秸秆覆盖量的增加，0～10、10～20 cm 土层的土壤容重呈降低态势，覆盖秸秆量大于 6 000 kg/hm2 时，土壤容重下降不显著；20～30 cm 土层土壤容重随秸秆覆盖量增加无显著变化。

覆盖秸秆后，能够有效改变土壤保水率以及热量，优化作物生长的微环境，同时提高作物产量［11］。国内外研究表明，覆膜可以改善土壤酸碱度［12-13］，为微生物生存提供良好的环境［14］，从而促进作物的生长发育［15］。有人研究玉米秸秆连续多年覆盖还田后，发现土壤微生物群落利用外源碳的种类多样性增强，这更有利于群落功能的稳定［16］。本研究发现，相比覆盖地膜，覆盖小麦秸秆种植夏花生有利于增加浅层土壤微生物数量，覆盖 6 000 kg/hm2 小麦秸秆后，0～10、10～20 cm土层土壤中的微生物数量达到最大。

刘肖等的研究表明，秸秆覆盖措施可以维持土壤温度平衡，作物长势较好，叶面积、生物性状等指标都高于对照，特别在苗期更明显［17］。覆膜种植能够有效调节固氮酶、硝酸、还原酶间的平衡，促进夏直播花生生长发育［18］。本研究结果表明，相比覆盖地膜，覆盖6 000 kg/hm2小麦秸秆同样可以促进花针期和结荚期主茎的生长，同时更能促进花针期、结荚期和饱果成熟期侧枝的生长。

巩杰等的研究表明，对种植地进行稻草覆盖能够起到小麦增产的效果，最佳覆盖量为3 000 kg/hm2［19］。而秸秆覆盖也能促进花生主茎生长，提高花生产量［11］。笔者前期的研究结果表明，覆盖地膜也可以促进根、茎和叶片干物质的积累［20］。本研究结果表明，覆盖地膜和适量的秸秆均可以促进花生干物质总量的积累；相比覆盖地膜，覆盖一定量（6 000 kg/hm2）的秸秆更能促进干物质向花生荚果转移和分配，这可能是其产量较高的原因之一。

地膜覆盖技术的增产作用众所周知，通常覆盖地膜能够增产20%以上，也是突破花生亩产千斤的核心种植技术之一［21］。秸秆覆盖可以提高花生水分利用率，也可以增加花生荚果产量［22-24］。在本研究中，与覆盖地膜相比，覆盖一定量（6 000 kg/hm2）的小麦秸秆可以增加单株结果数和出仁率，降低 1 kg 果数，提高荚果产量和籽仁产量。

4 结论

种植夏花生时覆盖一定量（6 000 kg/hm2）的小麦秸秆，可以增加土壤透气性，促进土壤微生物数量的增加，在优化作物生长质量的同时，提高花生产量。从对土壤环境保护及农业废弃物再利用的角度考虑，利用小麦秸秆代替地膜覆盖种植花生，既可以避免地膜对环境及花生秧的污染，又可以充分发挥花生秧作为优质饲料的作用，提高花生种植的经济效益。

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