覆膜栽培对土壤含水量及花生生长特性和产量的影响※

●张连喜 张志民 黄 威 陈小姝※※ 吕永超 赵 跃李美君 张 英 周文雨 蒋春姬

（1.吉林省农业科学院花生研究所/吉林省花生工程研究中心 吉林 长春 136100；2.双辽市双英种业有限公司 吉林 四平 136400；3.阜新市产业技术创新推广中心 辽宁 阜新 123000；4.沈阳农业大学农学院 辽宁 沈阳 110161）

花生是吉林省重要的油料作物和经济作物，其种植面积和总产均居全省油料作物前列。“十三五”期间年均种植面积25.17万公顷，年均总产83.18万吨，分别比“十二五”期间增长71.9%和67.0%[1]。吉林省花生主产区主要集中在吉林中西部[2]，种植花生的区域多为丘陵砂地和风沙地[3]。然而春季干旱和低温冷害是东北花生产区的主要非生物逆境，严重影响花生的出苗、成苗及花生产量。

有研究发现地膜覆盖具有极显著的增温效果，在4～5月可提高5～10 cm土层地温5℃以上，因而春花生可较正常播期提早10 d[4]，花生覆膜种植比露地栽培花生增产效果明显，经济效益显著[2]。吴金桐等[5]在辽宁省阜蒙县地区研究了3种覆膜方式对花生生长及产量的影响，结果发现白膜、黑膜和液态地膜均比裸地种植增产增收。杨富军等[6]研究表明，与传统露地栽培方式相比，采用地膜覆盖栽培技术可提前7 d播种，并显著提高出苗率，增加有效开花数、有效果针数，促进荚果发育，显著增加单株结果数和荚果产量。虽然近年来在吉林省花生生产中应用了地膜覆盖栽培，但较黄、淮海等花生种植区地膜覆盖率低。杨富军等[6]报道了吉林花生产区地膜覆盖栽培技术对花生出苗、开花动态、成针动态和荚果发育动态影响，但不同厚度地膜覆盖对花生不同生育时期的土壤物理特性、根系含水量、植株干物质积累动态等方面的影响鲜有报道。基于此，本研究针对不同厚度覆膜栽培方式对花生生长特性及产量的影响进行了研究，以期为吉林省及东北早熟花生区花生覆膜高产优质栽培提供理论依据，促进东北早熟花生区花生种植产业发展。

1 材料与方法

1.1 试验地点及试验材料

试验于2019年5～9月，在吉林省四平市双辽市红旗街试验示范田（43°58'N，123°62'E）进行，土壤为砂壤土。选择“吉花20”为试验品种。地膜为聚氯乙烯黑膜（生产厂家：山东润丰塑业有限公司，宽度150 cm）。

1.2 试验方法

本试验以不覆盖方式为对照（CK），另外设置地膜覆盖厚度0.008 mm（M1）、地膜覆盖厚度0.010 mm（M2）2种处理方式，每个处理3个重复。春播时采用机器进行地膜覆盖，行距60 cm，株距14 cm，密度120 000穴/hm2，每穴2粒。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 土壤物理特性分别在花生4个生育时期（苗期、开花下针期、结荚期、成熟期）采集不同深度的土壤，即0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm土层土壤。用称重法测定土壤含水量。

1.3.2 根系含水量分析将根系置于105℃条件下杀青30 min，80℃烘干至恒重，称量根系干物质积累量，计算根系含水量。公式：

根系含水量＝（根系鲜重-根系干重）/根系鲜重×100%

1.3.3 植株干物质积累在花生4个生育时期分别采集植株样本。每个生育时期、每小区选取有代表性的3穴花生，拔出，将根部土洗净，分别测定地上（茎叶）和地下（根或根及荚果）干重，同时记录株数。

1.3.4 产量及相关性状的测定收获时每个处理中各选取10株长势一致的花生进行考种，调查单株荚数、单株粒数、单株粒重、百粒重，并常规测产。

1.4 数据处理及分析

采用Microsoft Excel 2007进行数据分析与作图，采用DPS 软件对数据进行统计，利用Turkey法进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同覆膜厚度对土壤含水量的影响

不同处理土壤含水量，见表1。

表1 不同处理土壤含水量

由表1可知，在花生各个生长期，不同厚度地膜覆盖条件下各土层土壤含水量差异不显著（P＞0.05），但均高于不覆膜处理（CK），且以10～20 cm开花下针期和结荚期差异更为显著（P＜0.05），同时M2处理的保墒能力高于M1处理。花生开花下针期，植株吸收营养和生殖、生长旺盛，而该时段对应的季节干旱少雨，因此良好的土壤水分条件对花生的正常生长和后期的高产起重要作用。在该阶段M1和M2处理，0～30 cm土壤含水量平均相差0.05%～0.63%，差异不显著（P＞0.05），但均高于不覆盖处理（CK），且10～20 cm差异显著，说明此阶段不同厚度覆膜条件的土壤保墒效果相当，且显著优于不覆膜处理（CK） （P＜0.05）。在花生结荚期，覆膜条件下（M1和M2处理），0～30 cm土壤含水量显著高于不覆膜处理（CK） （P＜0.05）。因试验地土壤为砂壤土，由于此阶段温度高，且膜的不连续性导致土壤表层水分易蒸发，0～10 cm土壤含水量差异较小，而深层土壤蒸发能力比表层低，20～30 cm土壤含水量高于0～10 cm。

2.2 不同覆膜厚度对根系含水量的影响

不同处理根系含水量，见表2。

表2 不同处理根系含水量

由表2可知，花生4个生长时期不同处理根系含水量存在显著性差异（P＜0.05）。在花生苗期，M1处理的根系含水量最高，在花生结荚期，覆膜条件下根系含水量较高，此阶段花生根系可达20 cm以上，而深层土壤含水量高于表层土壤，不同的土壤含水量会影响花生根系含水量。随着花生的成熟，M1、M2处理和CK的根系含水量趋近。

2.3 不同覆膜厚度对花生植株干物质积累的影响

不同处理花生植株干物质积累，见表3。

表3 不同处理花生植株干物质积累 单位：kg/hm2

由表3可知，随着花生的生长，植株干物质的积累逐渐增多。地上干物质量，M1处理和CK在结荚期达到最高，M2处理在成熟期达到最高；在花生成熟期，M1处理的地上干物质量显著高于CK（P＜0.05），M2处理极显著高于CK（P＜0.01）。在花生各个生长时期M2处理的地下干物质量和荚果重均大于CK，随着花生的生长，地下干物质量和荚果重逐渐增加，在成熟期达到最大，其中M2处理最大，整本表现为M2＞M1＞CK。

2.4 不同覆膜厚度对花生产量的影响

不同处理花生产量性状，见表4。

表4 不同处理花生产量性状

从表4可知，不同覆膜厚度处理对产量相关指标影响较大，相较CK，各处理组均不同程度地提高了单株荚果数、百粒重、百果重、单株生产力及花生产量，其中M2处理的百果重、百粒重、单株生产力极显著高于M1处理（P＜0.01），且百果重、百粒重、单株生产力及产量与CK存在极显著差异（P＜0.01），M2处理优势明显。

2.5 相关性分析

由表5可知，地下干物质量、荚果重、百粒重与成熟期0～10 cm土层土壤含水量，单株荚果数、百粒重、百果重与成熟期10～20 cm土壤含水量，单株荚果数、百粒重与成熟期20～30 cm土壤含水量相关性均达到极显著水平（P＜0.01）。结果表明，成熟期土壤含水量对荚果成熟起重要作用，花生覆膜可以提高成熟期土壤水分含量，保证荚果成熟。花生产量与成熟期0～10 cm、20～30 cm土层土壤含水量、百果重呈显著正相关，相关系数分别为0.99、0.96和0.95；与成熟期根系含水量呈显著负相关，相关系数为0.96；与地下干物质量和荚果重呈显著正相关，相关系数分别为1.00和0.99。因此，成熟期土壤水分含量会影响成熟期地下干物重和荚果重，从而影响花生籽粒的饱满度，成熟期根系含水量可以作为花生成熟度的判断标准。

表5 不同处理花生主要参数相关性分析

3 讨论与结论

因花生是地下结果的作物，对土壤水分要求相对较高，水分也是保证高产的主要因素之一[7]。地膜覆盖可提高水肥利用效率，起到保墒的作用，是确保农作物增产、增收的重要措施[8-9]。地膜厚度低是目前造成残膜污染的重要因素之一，为实现从源头控制地膜污染，新疆、甘肃等省份已将地方标准中地膜的最低厚度提高至0.010 mm[10-11]。本试验表明两种厚度的地膜覆膜处理与露地栽培相比较，均提高了花生生长前期土壤含水量，且0.010 mm厚度地膜的保墒能力要高于0.008 mm厚度，与吴金桐等[5]覆膜可增加花生苗期根际土壤含水量的研究结果一致，但与张丹等[12]0.008 mm厚度的覆膜处理土壤含水量和产量最高的结论不一致，这可能是与不同地区土壤肥力及气候条件不同有关。在花生生长后期M2处理的地上干物质积累要显著高于CK，与刘晓光等[7]覆膜处理的干物质积累要显著大于不覆膜处理的研究结果一致。两种厚度的地膜均可以不同程度地提高产量及产量相关指标，M2处理优势明显，与罗剑洪等[13]0.010 mm地膜较0.008 mm地膜可显著提高棉花产量及产量相关农艺性状的结论相似，张俊等[14]认为0.010 mm地膜可显著提高花生产量及单株生产力，与本研究结果一致。

本研究在吉林双辽市进行，该地区为砂壤土，土壤持水性较差，覆膜栽培方式可以保持土壤的持水性，增加土壤的含水量，有利于花生种子在播后吸胀出苗，但出苗后，随着花生的生长，由于膜的不连续性，土壤表层水分易蒸发，0～10 cm土层土壤含水量差异较小，而深层土壤蒸发能力比表层小，20～30 cm土壤含水量大于0～10 cm。覆膜后，在花生生长前期，根系含水量较未覆膜更大，直至成熟期，未覆膜栽培与覆膜栽培的根系含水量趋近，不同覆膜厚度之间无显著差别。当覆膜厚度为0.010 mm时，花生不同生长时期的干物质积累最大，产量及产量相关指标最高，可以在土壤持水性差的地块选用0.010 mm厚度的地膜进行覆膜栽培。