暴雨条件下不同覆盖方式对大豆出苗和产量的影响

林英杰　赵平　于晓娟　葛海玲　张晓冬　刘文龙　刘满成

摘要 为解决大豆播种后遇雨出苗不齐或者不出苗导致大豆产量降低的问题，以豆丰10号为材料，分别设置稻草（草苫）覆盖（T1处理）、单层遮阳网覆盖（T2处理）、双层遮阳网覆盖（T3处理）、地膜覆盖（T4处理）和无覆盖（CK）5个处理进行对比试验。结果表明，采取覆盖措施的處理均提升了大豆的出苗率，增幅59.00%～107.69%，极显著增加了大豆的出苗密度，提高了大豆的产量。双层遮阳网覆盖（T3）处理投入成本最高，地膜覆盖（T4）处理次之。双层遮阳网覆盖（T3）处理的投入产出比最高，达到了1.00∶4.41，单层遮阳网覆盖（T2）处理次之，地膜覆盖（T4）处理最低，仅有1.00∶2.41。综合来看，暴雨条件下，双层遮阳网覆盖（T3）处理增加了大豆的出苗密度，提高了大豆的产量，获得了最佳的投入产出比，在生产中可进行大面积推广。

关键词 暴雨；大豆；不同覆盖方式；出苗；投入产出比

中图分类号 S565.1文献标识码 A文章编号 0517-6611（2024）08-0044-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.08.011

Effects of Different Mulching Methods on Emergence and Yield of Soybean Under Rainstorm

LIN Ying-jie， ZHAO Ping， YU Xiao-juan et al

（Changle Agricultural and Rural Bureau， Changle， Shandong 262400）

Abstract In order to solve the problem of soybean yield reduction caused by uneven emergence or non-emergence of soybean in rain， comparative test was carried out based on five treatments of straw mulching（T1）， a layer of shading-net mulching（T2）， two layers of shading-net mulching（T3）， film mulching（T4）， open filed（CK）. Results showed that the coverage measures increased the emergence rate of soybean by 59.00%-107.69%， improved yield of soybean. T3 treatment had the highest input cost， followed by T4 treatment. T3 treatment had the highest input-output ratio， reaching 1.00∶4.41， followed by T2 treatment. And T4 treatment was the lowest， only 1.00∶2.41. In general， T3 treatment enhanced the seedling density of soybean under under rainstorm condition， obtained the optimal input-output ratio， and could be widely used in production.

Key words Rainstorm;Soybean;Different mulching methods;Seedling emergence;Input-output ratio

大豆为子叶出土作物，大豆发芽出苗，需要幼苗将子叶顶出土表，大豆的顶土能力较差。大豆播种后遇雨，土壤易形成密闭坚硬的结皮从而影响大豆出苗，造成大豆出苗不齐甚至不出苗。土壤结皮是表层土壤在降雨径流或生物等共同作用下，形成的致密的土表硬壳，一般厚度约数毫米。除了土壤因素，降雨是土壤结皮形成的必要条件，降雨强度越大，径流深度越大，结皮硬度也越大，形成的结皮也越厚［1-2］。研究表明，土壤结皮影响大气与土壤中氧气的交换，从而影响种子的发芽［3］。同时，土壤结皮会延迟作物的生长时期，导致农作物产量下降。

黄淮海平原的大豆生产主要为夏大豆，是我国大豆第二大主产区，常年种植面积占全国大豆面积的30%～60%［4］，在我国大豆生产中占有非常重要的地位。该地区的土壤多为砂姜黑土，土壤黏重。同时，该时期大豆播种后极易遭遇降雨，形成严重的土壤结皮，影响大豆出苗，造成缺苗断垄现象，给大豆生产带来不利的影响。

以往的研究多集中在耕作方式［5-6］、土壤结皮［7］、秸秆还田［8］、中耕措施［9］、表土处理［10］等对大豆的出苗和产量的影响。研究表明，耕作方式影响土壤结皮［11］。免耕作可预防土壤结皮的形成；而耕作会形成土壤结皮，影响出苗［12-13］。Rathore等［14］研究表明，免耕条件下种床上形成的土壤团粒小于过量耕作条件下的土壤团粒。垄作播种后土壤环境保持稳定一致，有利于出苗。播种后早形成的土壤结皮对出苗的影响大。Mannering等［15-16］研究表明，麦秸（秸秆）覆盖可以有效地减少土壤径流和土壤表面密封，降低种床土壤最高温度，提高土壤最低温度，保持土壤湿度，能有效地提高大豆的出苗率。王幸等［17］研究表明，免耕覆秸精量播种有助于防止土壤板结，增加水分渗透，减少水土流失，为大豆萌发、出苗创造良好的环境。然而，在自然暴雨条件下，不同的覆盖方式对大豆出苗的影响，特别是不同的覆盖方式对大豆生产的投入产出比研究的较少。近年来，国家高度重视大豆生产，2023年中央一号文指出，加力扩种大豆油料，扎实推进大豆玉米带状复合种植，支持东北、黄淮海地区开展粮豆轮作。鉴于此，笔者在暴雨条件下，探索不同覆盖方式对大豆出苗和产量的影响，对生产中的投入产出比进行分析，从而解决大豆播种后遇雨出苗不齐或者不出苗的问题，筛选出适宜生产的最佳覆盖方式，为黄淮海地区大豆生产提供技术支撑，为大豆生产作出贡献。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在山东省潍坊市昌乐县鄌郚镇金山村进行，昌乐县属温带大陆性季风气候，四季分明，年平均气温12.7 ℃，年降雨量907.3 mm，全年80%以上雨量集中在5—9月的汛期。试验地点开阔、无遮阴，光照、通风条件良好，农田土壤为多砾质壤质褐土，0～30 cm基础地力如下：有机质含量13.2 g/kg，全氮1.07 g/kg，碱解氮106 mg/kg，速效磷40 mg/kg，速效钾130 mg/kg。

1.2 试验材料

供试大豆品种为豆丰10号，覆盖材料为稻草（草苫拆解）、遮阳网（黑色、2  m宽、六针、透光率20%）、地膜（1 m宽、0.01 mm普通地膜）。

1.3 试验设计

试验设5个处理（表1），分别为无覆盖（CK）、稻草（草苫）覆盖（T1处理）、遮阳网（单层）覆盖（T2处理）、遮阳网（双层）覆盖（T3处理）、地膜覆盖（T4处理）。地膜覆盖处理在暴雨过后揭开，后期遇雨前再覆盖，雨停后再揭开，直至出苗。稻草（草苫）覆盖需要将稻草均匀覆盖在播种后的地表上，以不露地面为准。其余覆盖出苗后揭开（移除）。每个小区10 m2，大豆种植密度按30万株/hm2播种，3次重复，随机区组排列。大豆播种及各处理设置根据天气预报选择在暴雨前1 d完成播种。2022年7月6日天气预报暴雨。7月5日按上述方法完成试验设置。根据昌乐气象局报告6日全县平均降雨61.9 mm，试验点降雨65.2 mm，达到暴雨级别。

1.4 测定项目及方法

大豆播种后，观察大豆的出苗情况，到大豆苗期结束后不再有新苗长出，统计大豆出苗密度，计算出苗率。计算各处理覆盖增加成本（遮阳网按5年寿命计算）。大豆成熟后每小区取5 m2测产。大豆按7.6元/kg计算各处理投入产出比：R=K/IN=1/N，投入产出比=覆盖增加成本/（大豆产量-CK产量）×7.6元/kg。

1.5 数据分析

采用Excel 2019进行数据处理；采用DPS 7.5软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同覆盖方式对大豆出苗的影响

出苗密度和出苗率能反映不同覆盖方式对大豆出苗的影响程度。由表2可知，在暴雨条件下，T1、T2、T3、T4处理和CK的出苗率分別为71.77%，86.81%、93.75%、76.39%和45.14%，因此采取覆盖措施的处理显著增加了大豆的出苗密度，提高了大豆的出苗率。其中，以遮阳网（双层）覆盖（T3）处理的出苗密度最大、出苗率最高，遮阳网（单层）覆盖（T2）处理次之，无覆盖（CK）处理最低，T3处理的出苗密度较T1、T2、T4处理和CK分别增加了30.64%、8.00%、22.73%和107.69%。不同覆盖措施处理的出苗密度不同，T3处理与T2处理间无显著差异，但显著高于T1、T4和CK处理。T2与T4处理间差异不显著，但与T1处理间差异显著。T1与T4处理间无显著差异，采取覆盖措施的处理均极显著高于CK处理。覆盖措施提高了大豆的出苗率，比不覆盖（CK）处理增幅达58.99%～107.69%，利于大豆的出苗。

2.2 不同覆盖方式对大豆产量的影响及投入产出比较

投入产出比指的是投入资金与产出资金之比，即投入1个单位资金能产出多少单位资金。其数量常用“1∶N”的形式表达，N值越大，经济效果越好。该试验借鉴了投入产出比的概念，通过计算不同覆盖方式对大豆的投入产出比来明确那种覆盖方式的投入效果最好。由表3可知，采取覆盖措施的处理极显著提高了大豆的产量，与不覆盖处理CK比较差异达到极显著水平。其中，遮阳网（双层）覆盖（T3）处理的产量最高，极显著高于其他处理。稻草（草苫）覆盖（T1）处理与地膜覆盖（T4）处理间产量无显著差异。采取覆盖措施增加了大豆生产的成本，其中，遮阳网（双层）覆盖（T3）处理增加的最多，其次是地膜覆盖（T4）处理，稻草（草苫）覆盖（T1）处理增加的最少。从投入产出比来看，遮阳网（双层）覆盖（T3）处理经济效果最好，达到了1.00∶4.41，而地膜覆盖（T4）处理的投入产出比最差，仅有1.00∶2.72。

3 讨论

黄淮海平原的大豆播种期正值汛期，大豆播种后很容易遭遇降雨从而影响大豆出苗。土壤结皮是降雨后土壤表层普遍存在的现象［18］。土壤形成结皮阻碍土壤与环境间的水气交换，结皮使土表形成密闭坚硬外壳，减小土壤含水量，降低水资源利用率，对作物出苗、生长和农业生产造成一定的影响［19-20］。路培等［21］研究表明，土壤结皮影响小麦出苗，延长了玉米的出苗期。影响结皮形成的因素主要包括土壤理化性质和降雨，实施地面覆盖可消除结皮［22］。该研究表明，大豆播种后遭遇暴雨，大豆出苗密度和出苗率显著降低。不同的覆盖方式阻止了雨水直接击打地面，不利于土壤结皮的形成，从而有利于大豆的出苗。稻草（草苫）覆盖（T1处理）、遮阳网（单层）覆盖（T2处理）、遮阳网（双层）覆盖（T3处理）、地膜覆盖（T4处理）均显著提高了大豆的出苗密度和出苗率。

宋秀杰等［23］提出产投比是反映系统内部各部门和整个系统经济效益变化的一个指标。通过投入产出比的比较，筛选出资金利用率高的方法。该研究借鉴了这个方法，通过计算不同覆盖方式对大豆的投入产出比来选择最优的覆盖方式。结果表明，遮阳网（双层）覆盖（T3）处理经济效果最好，资金利用率最高。

该研究基于暴雨条件下的试验数据，体现出暴雨条件下不同覆盖方式对大豆的出苗及产量的影响，筛选出解决大豆播种后遇雨出苗不齐，甚至不出苗的最优方式。后续应在不同雨量条件下研究覆盖方式对大豆的出苗及产量影响，结合土壤温湿度及结皮形成情况进行进一步研究，同时，在覆盖方式上还可以进一步优化，因此不同雨量条件下解决大豆出苗不齐甚至不出苗的试验将作为下一步研究重点。

4 结论

通过暴雨条件下大豆田间试验，分析不同覆盖方式对大豆出苗密度、出苗率及产量的影响，得到以下结论：

（1）暴雨条件下，不同覆盖方式处理显著增加了大豆的出苗密度，提高了大豆的出苗率。遮阳网（双层）覆盖（T3）处理提高最多，遮阳网（单层）覆盖（T2）处理次之，无覆盖（CK）处理出苗率最低。不同覆盖方式处理均能有效地解决大豆播种后遇到下雨造成土壤结皮，进而影响大豆出苗的问题。

（2）不同覆盖方式处理均不同程度增加了大豆的生产成本，但从大豆生产的投入产出比分析看，遮阳网（双层）覆盖（T3）处理的经济效果最好，是暴雨条件下，解决大豆出苗不齐甚至不出苗，获得大豆高产的最优技术，为黄淮海大豆主产区大豆雨季播种提供一条有效的解决办法。

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基金项目 鸢都学者项目（潍政办字〔2021〕184号）；潍坊市高产优质花生育种栽培重点实验室项目（潍科字〔2022〕41号）；黄三角国家农高区科技专项（2022SZX14）。

作者简介 林英杰（1980—），男，山东文登人，推广研究员，博士，从事农业技术推广研究。*通信作者，研究员，硕士，从事绿肥轻简化栽培与综合利用研究。

收稿日期 2023-05-01；修回日期 2023-06-05