秸稈覆蓋量對夏花生生長、產量及土壤微生物數量的影響

張艷艷 李文金 康濤 李海東 陳建生 張玲 徐慧媛 李光強

摘要：為了明確適宜替代地膜增產作用的小麥秸稈覆蓋量，以花生品種泰育101為試驗材料，在大田條件下采用隨機區組設計，以覆蓋地膜處理為對照（CK），研究不同小麥秸稈覆蓋量0 kg/hm2（T1）、3 000 kg/hm2（T2）、6 000 kg/hm2（T3）、9 000 kg/hm2（T4）處理對夏花生出苗率、土壤容重及微生物數量、主莖高、側枝長、干物質積累量及其分配比例和產量的影響。結果表明，隨秸稈覆蓋量增加，花生出苗率、土壤微生物數量、主莖高、側枝長、干物質積累總量、莢果產量均呈先升高后降低的趨勢。與CK相比，當秸稈覆蓋量為6 000 kg/hm2（T3處理）時，出苗率顯著升高，且顯著高于其他處理；0～20 cm土層土壤容重顯著降低，與T4處理無顯著差異，但明顯低于T1、T2處理；細菌、真菌、放線菌數量顯著升高；花針期、結莢期主莖高無顯著變化，但均顯著高于T4、T2、T1處理；飽果成熟期主莖高，花針期、結莢期和飽果成熟期側枝長，干物質積累總量，根+果針及莢果的干物質積累量，莢果產量和籽仁產量，出仁率均明顯升高，且高于其他各處理；莖稈+葉片干物質積累量占總積累量的比例和1 kg果數顯著降低。在本研究條件下，種植夏花生時覆蓋6 000 kg/hm2小麥秸稈可以降低土壤容重，增加土壤微生物數量，促進花生主莖和側枝的生長、干物質的積累及產量的提高，可以替代地膜的增產作用，這為減少地膜污染、實現生態種植提供了理論依據。

關鍵詞：小麥秸稈；覆蓋量；夏花生；生長；莢果產量；籽仁產量；土壤容重；微生物；地膜

中圖分類號：S565.204? 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）03-0104-05

近年來，諸多學者以及種植養殖產業從業者對地膜覆蓋及盆栽理論、技術展開研究應用，促使地膜使用越來越廣泛。然而，這也造成大量殘膜留在土壤中，嚴重影響耕地質量和土壤的物理性狀，降低了作物出苗率，阻礙了根系的深扎和對土壤水分、養分的吸收，不利于花生產量和品質的提高［1］。為此，人們研究和探索了多種解決辦法。其中，利用秸稈代替地膜覆蓋種植花生是經濟有效的方法之一。前人發現，采用秸稈覆蓋能降低耕層土壤田間蒸發率，從而增加耕層土壤含水量，對降低土壤溫度、增加有機質具有顯著的正向影響［2-3］ 。劉曉光等的研究表明，采用小麥秸稈覆蓋種植的花生田比裸地種植0～30 cm土層含水量增加5.1%，產量增加53.0%，花生產量為2 736.0 kg/hm2［4］。然而，在不降低花生產量的前提下可以替代地膜增產作用的適宜秸稈量及其對花生生長與土壤微生物環境和莢果產量的影響方面未見報道。因此，本試驗通過研究不同秸稈覆蓋量對花生出苗率、各生育期主要農藝性狀、土壤微生物（如細菌、真菌和放線菌）數量、莢果產量及其構成因素的影響，篩選出替代地膜增產作用的小麥秸稈覆蓋量，以期為秸稈替代地膜覆蓋種植技術提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2023年6—10月在泰安市農業科學研究院寧陽縣堽城鎮花生試驗基地進行，選用花生品種泰育101為試驗材料。前茬小麥于6月6日收獲后，移除秸稈用于花生播種后覆蓋，深耕起壟，6月8日播種花生，播種密度為22.5萬株/hm2，單粒精播。播種后采用隨機區組設計，設置以下處理：小麥秸稈覆蓋量分別為0 kg/hm2（T1）、3 000 kg/hm2（T2）、6 000 kg/hm2（T3）、9 000 kg/hm2（T4）；覆蓋地膜的處理為對照（CK）。在花生播種后的生長期定期施磷肥（P2O5）（施用量統一控制在120 kg/hm2）、鉀肥（K2O）（施用量控制在150 kg/hm2）、氮肥（純氮）（施用量控制在150 kg/hm2）。每個小區面積26.68 m2，每個處理重復3次。

1.2 測定項目及方法

1.2.1 土壤容重

于花生飽果成熟期，采用環刀法在各處理試驗小區取樣，測定0～30 cm 耕層土壤的容重［5］。

1.2.2 土壤微生物數量的測定

于花生飽果成熟期取樣，全程采用“S”形取樣法，分別在5個種植點用土鉆取0～10、10～20、20～30 cm土層土壤樣本，并除去土壤中雜物，之后結合平板計數法對土壤中包含的微生物展開數量測定［6］。

1.2.3 農藝性狀測定

在花生苗期、花針期、結莢期、飽果成熟期等4個不同生長周期篩選10株長勢基本相同的植株，分別計算不同植株的主莖高與側枝長，并進行對比。

1.2.4 干物質積累量測定

于飽果成熟期在每個小區選取具有代表性植株5株，分成根、果針、莖、葉片和莢果5個部分，分別放置在烘箱中殺青，溫度調整為 105 ℃，時間控制在30 min，之后溫度設定 80 ℃ 烘干至恒質量，稱質量，每個處理3次重復。

1.2.5 產量及其構成因素測定

收獲時整個小區刨收。選取10株樣本統計單株結果數，自然風干后分別計算莢果產量、籽仁產量、1 kg果數、單株結果數和出仁率。

1.3 數據分析

數據的計算全程采用DPS和Excel進行，采用Sigma Plot軟件制作數據圖例。

2 結果與分析

2.1 不同秸稈覆蓋量對花生出苗率的影響

由圖1可以看出，隨著秸稈覆蓋量的增加，出苗率呈先升高后降低的趨勢，不覆蓋秸稈時，出苗率最低，為90.36%；T2處理與CK無顯著差異，均達到了95%以上；T3處理出苗率最高，為98.24%；T4處理為92.46%。從花生出苗率方面考慮，播種后覆蓋3 000、6 000 kg/hm2小麥秸稈可以起到類似于地膜覆蓋的作用，且6 000 kg/hm2處理促進出苗的效果高于地膜覆蓋。

2.2 不同秸稈覆蓋量對花生田土壤的影響

2.2.1 對土壤容重的影響

由圖2可以看出 0～10、10～20 cm土層土壤容重均以CK最大，不覆蓋秸稈（T1處理）的土壤容重與CK無顯著差異。在 0～10 cm土層，T3處理土壤容重顯著低于T2處理，與T4處理無顯著差異。在10～20 cm 土層，T2處理土壤容重與T3、T4處理無顯著差異，但均顯著低于T1處理。在20～30 cm土層，各處理間土壤容重沒有顯著差異。由此可見，與覆蓋地膜相比，覆蓋一定量的小麥秸稈可以增加土壤的透氣性，降低土壤容重。

2.2.2 對土壤微生物的影響

由圖3可以看出，在0～10、10～20、20～30 cm土層，土壤中細菌、真菌和放線菌數量均隨著秸稈覆蓋量增加呈先升高后降低的趨勢，當秸稈覆蓋量為6 000 kg/hm2（T3處理）時，土壤中細菌、真菌和放線菌數量均達到最大值；覆蓋秸稈的處理（T2、T3、T4處理）土壤中微生物數量顯著高于覆蓋地膜處理（CK）。在20～30 cm 土層土壤中，細菌、真菌和放線菌數量以覆蓋地膜處理（CK）最低；其次是不覆秸稈處理（T1處理）；其他覆秸稈處理（T2、T3、T4處理）之間差異不顯著（T2處理放線菌數量除外），均顯著高于CK。說明覆蓋秸稈對0～10、10～20、20～30 cm土層土壤的微生物數量影響較大；與覆蓋地膜相比，秸稈覆蓋量為6 000 kg/hm2（T3處理）時更有利于促進土壤微生物數量增加。

2.3 不同秸稈覆蓋量對花生主要農藝性狀的影響

苗期的主莖高以CK最高，T1處理最低，T2、T3、T4處理之間無顯著差異。在花針期和結莢期，T3處理的主莖高與CK無顯著差異，但均顯著高于其他處理；T2、T4處理次之，且兩者無顯著差異；T1處理最低。在飽果成熟期，T3處理的主莖高最高；其次是T2、T4處理和CK，三者之間無顯著差異；T1處理最低（圖4-A）。說明覆蓋一定量（6 000 kg/hm2）的秸稈同樣可以促進花生主莖在花針期和結莢期生長；與覆蓋地膜相比，覆蓋6 000 kg/hm2的秸稈更能促進花生主莖在飽果成熟期生長。

苗期的側枝長以CK最長；T3處理次之，且與T4處理無顯著差異；T1、T2處理最短?；ㄡ樒诘膫戎﹂L以T3處理最長；T4處理次之；T1處理最短；T2處理與CK無顯著差異，但均顯著長于T1處理。結莢期和飽果成熟期的側枝長以T3處理最長，T1處理最短，其他各處理（CK、T2處理、T4處理）明顯長于T1處理（圖4-B）。說明與覆蓋地膜相比，覆蓋一定量（6 000 kg/hm2）的秸稈更能促進花針期、結莢期和飽果成熟期側枝的生長。

2.4 不同秸稈覆蓋量對花生干物質積累和分配的影響

由表1可以看出，干物質的總量受秸稈覆蓋影響先升高后降低，秸稈覆蓋量為6 000 kg/hm2時達到最大值，且與CK無顯著差異。秸稈覆蓋量為 6 000 kg/hm2 時，根+果針的干物質積累量及其占總積累量的比例均達最大值，與CK無顯著差異，但明顯高于T1、T2處理。隨秸稈覆蓋量增加，莖稈+葉片的干物質積累量呈增加趨勢，其占總積累量的比例呈先降低后增加的趨勢，當秸稈覆蓋量為 6 000 kg/hm2（T3處理）時，莖稈+葉片的干物質積累量占比達到最低值。各處理莢果干物質積累量以T3處理最大；T4處理次之，與T2處理、CK無顯著差異；T1處理最小。莢果干物質積累量占總積累量的比例以T3處理最大；T2處理次之，且與T3、T4處理均無顯著差異；CK最小，且顯著低于T1處理。說明覆蓋地膜能較好地促進干物質向根系、果針、莖稈和葉片積累；相比覆蓋地膜，覆蓋一定量（6 000 kg/hm2）的秸稈更有利于促進干物質向花生莢果轉移和分配。

2.5 不同秸稈覆蓋量對花生產量及其構成因素的影響

莢果產量、籽仁產量、出仁率和單株結果數均隨秸稈覆蓋量增加呈先增加后降低的趨勢。莢果產量和籽仁產量均以T3處理最大，T2處理次之，T1處理最小。1 kg果數隨秸稈覆蓋量增加呈現先降低后增加的趨勢。當秸稈覆蓋量為6 000 kg/hm2（T3處理）時，1 kg果數達最小值；CK最大，與T4處理無顯著差異，顯著高于其他處理。各處理單株結果數均受秸稈覆蓋影響，呈現先增加后降低的變化趨勢，秸稈覆蓋量為 6 000 kg/hm2（T3處理）時達最大值；T2處理次之，與CK、T4處理無顯著差異；T1處理最小。出仁率以T3處理最高，T2處理次之，CK最低（表2）。說明與覆蓋地膜相比，覆蓋一定量（6 000 kg/hm2）的小麥秸稈可以增加單株結果數和出仁率，降低1 kg果數，提高莢果產量和籽仁產量。

3 討論

前人研究發現，小麥田覆蓋玉米秸稈后，白天最高地溫比對照低，最低地溫比對照高，溫度變化幅度相對平緩［7］。地膜的加持也減緩了水分流失［8］，從而保證土壤溫度、濕度始終處于適宜作物生長的狀態，以此保證作物的出芽率［9］。本研究結果表明，覆蓋3 000～6 000 kg/hm2的小麥秸稈花生出苗率可達到95%以上，覆蓋6 000 kg/hm2秸稈促進花生出苗的效果明顯高于覆蓋地膜。另外在試驗過程中還發現，覆蓋適量秸稈不但可以保證較高的出苗率，還能避免由于破膜不及時造成燙苗的問題。

秸稈的覆蓋能夠對土壤性質產生影響，間接影響作物產量，也能減少土壤表層容重，提高0～15 cm 土層土壤含水量，增加土壤有機養分并提高作物產量［10］。劉曉光等的研究表明，使用秸稈覆蓋處理的土壤容重降低0.027～0.075 g/cm3［4］。本研究發現，隨著秸稈覆蓋量的增加，0～10、10～20 cm 土層的土壤容重呈降低態勢，覆蓋秸稈量大于 6 000 kg/hm2 時，土壤容重下降不顯著；20～30 cm 土層土壤容重隨秸稈覆蓋量增加無顯著變化。

覆蓋秸稈后，能夠有效改變土壤保水率以及熱量，優化作物生長的微環境，同時提高作物產量［11］。國內外研究表明，覆膜可以改善土壤酸堿度［12-13］，為微生物生存提供良好的環境［14］，從而促進作物的生長發育［15］。有人研究玉米秸稈連續多年覆蓋還田后，發現土壤微生物群落利用外源碳的種類多樣性增強，這更有利于群落功能的穩定［16］。本研究發現，相比覆蓋地膜，覆蓋小麥秸稈種植夏花生有利于增加淺層土壤微生物數量，覆蓋 6 000 kg/hm2 小麥秸稈后，0～10、10～20 cm土層土壤中的微生物數量達到最大。

劉肖等的研究表明，秸稈覆蓋措施可以維持土壤溫度平衡，作物長勢較好，葉面積、生物性狀等指標都高于對照，特別在苗期更明顯［17］。覆膜種植能夠有效調節固氮酶、硝酸、還原酶間的平衡，促進夏直播花生生長發育［18］。本研究結果表明，相比覆蓋地膜，覆蓋6 000 kg/hm2小麥秸稈同樣可以促進花針期和結莢期主莖的生長，同時更能促進花針期、結莢期和飽果成熟期側枝的生長。

鞏杰等的研究表明，對種植地進行稻草覆蓋能夠起到小麥增產的效果，最佳覆蓋量為3 000 kg/hm2［19］。而秸稈覆蓋也能促進花生主莖生長，提高花生產量［11］。筆者前期的研究結果表明，覆蓋地膜也可以促進根、莖和葉片干物質的積累［20］。本研究結果表明，覆蓋地膜和適量的秸稈均可以促進花生干物質總量的積累；相比覆蓋地膜，覆蓋一定量（6 000 kg/hm2）的秸稈更能促進干物質向花生莢果轉移和分配，這可能是其產量較高的原因之一。

地膜覆蓋技術的增產作用眾所周知，通常覆蓋地膜能夠增產20%以上，也是突破花生畝產千斤的核心種植技術之一［21］。秸稈覆蓋可以提高花生水分利用率，也可以增加花生莢果產量［22-24］。在本研究中，與覆蓋地膜相比，覆蓋一定量（6 000 kg/hm2）的小麥秸稈可以增加單株結果數和出仁率，降低 1 kg 果數，提高莢果產量和籽仁產量。

4 結論

種植夏花生時覆蓋一定量（6 000 kg/hm2）的小麥秸稈，可以增加土壤透氣性，促進土壤微生物數量的增加，在優化作物生長質量的同時，提高花生產量。從對土壤環境保護及農業廢棄物再利用的角度考慮，利用小麥秸稈代替地膜覆蓋種植花生，既可以避免地膜對環境及花生秧的污染，又可以充分發揮花生秧作為優質飼料的作用，提高花生種植的經濟效益。

參考文獻：

［1］蔡子睿，楊相龍，劉人杰，等. 農用地膜殘留及其防治技術研究［J］. 綠色科技，2020（24）：89-91.

［2］鄭引玲. 保護性耕作對土壤肥力的影響分析［J］. 農機科技推廣，2020（9）：39-41.

［3］張京社，陳園園，閻世江. 多年秸稈覆蓋對設施蔬菜土壤養分及微生物多樣性的影響［J］. 江蘇農業科學，2023，51（8）：217-222.

［4］劉曉光，范 燕，趙雪飛，等. 不同覆膜處理對唐山地區花生生理性狀和產量的影響［J］. 花生學報，2021，50（3）：80-84.

［5］孟高中，張永輝，徐余勇，等. 不同秸稈覆蓋處理對煙田土壤速效養分含量及產質量的影響［J］. 安徽農業科學，2012，40（34）：16582-16584.

［6］榮梓玉，凌 鍵，李惠霞，等. 草田輪作模式下土壤微生物群落結構和多樣性分析［J］. 甘肅農業大學學報，2022，57（6）：155-163.

［7］陳素英，張喜英，劉孟雨. 玉米秸稈覆蓋麥田下的土壤溫度和土壤水分動態規律［J］. 中國農業氣象，2002，23（4）：34-37.

［8］Li Y Z，Hou Y T，Hou Q M，et al. Long-term plastic mulching decreases rhizoplane soil carbon sequestration by decreasing microbial anabolism［J］. Science of the Total Environment，2023，868：161713.

［9］Zhou X M，Xing D，Tang Y H，et al. PCR-free detection of genetically modified organisms using magnetic capture technology and fluorescence cross-correlation spectroscopy［J］. PLoS One，2009，4（11）：e8074.

［10］劉燕青，王計磊，李子忠. 秸稈覆蓋對土壤水分和侵蝕的影響研究進展［J］. 水土保持研究，2021，28（6）：429-436.

［11］司賢宗，張 翔，毛家偉，等. 耕作方式與秸稈覆蓋對花生產量和品質的影響［J］. 中國油料作物學報，2016，38（3）：350-354.

［12］馬小龍，佘 旭，王朝輝，等. 旱地小麥產量差異與栽培、施肥及主要土壤肥力因素的關系［J］. 中國農業科學，2016，49（24）：4757-4771.

［13］Ren A T，Li J Y，Zhao L，et al. Reduced plastic film mulching under zero tillage boosts water use efficiency and soil health in semiarid rainfed maize field［J］. Resources，Conservation and Recycling，2023，190：106851.

［14］Liang J，Zhang J F，Yao Z M，et al. Preliminary findings of polypropylene carbonate （PPC） plastic film mulching effects on the soil microbial community［J］. Agriculture，2022，12（3）：406-419.

［15］李曉宇，張叢志，趙占輝，等. 秸稈還田方式對潮土剖面土壤氮組分及作物產量的影響［J］. 江蘇農業科學，2022，50（11）：219-226.

［16］劉宇奇，朱雪峰，鮑雪蓮，等. 玉米秸稈覆蓋還田量對黑土微生物碳代謝活性與多樣性的影響［J］. 土壤通報，2023，54（2）：407-415.

［17］劉 肖，胡國慶，何紅波，等. 連年秸稈覆蓋對玉米產量及土壤微生物殘體碳積累的影響［J］. 農業工程學報，2020，36（12）：117-122.

［18］李向東，萬勇善，張高英，等. 夏花生覆膜對根瘤中固氮酶和葉片硝酸還原酶活性影響的研究［J］. 作物學報，1996，22（1）：96-100.

［19］鞏 杰，黃高寶，陳利頂，等. 旱作麥田秸稈覆蓋的生態綜合效應研究［J］. 干旱地區農業研究，2003，21（3）：69-73.

［20］王冬艷，李 英，高宏博. 馬鈴薯大壟雙行地膜滴灌水肥一體化栽培技術［J］. 現代農業科技，2020（23）：65-67.

［21］劉 靜，李慧敏. 花生單粒精播節本增效高產栽培技術［J］. 農民致富之友，2018（24）：25.

［22］陳書喬，鄭榮妙，錢雙巖，等. 馬鈴薯復種夏花生高效栽培模式［J］. 北京農業，2003（1）：2.

［23］苗建利，劉金平，殷君華，等. 不同地膜覆蓋方式對花生干物質積累及產量的影響［J］. 農業科技通訊，2016（4）：89-90.

［24］劉繼龍，李佳文，周 延，等. 秸稈覆蓋與耕作方式對土壤水分特性的影響［J］. 農業機械學報，2019，50（7）：333-339.