花生覆膜和露地栽培条件下不同收获时期对产量及构成因素的影响

李海东李文金*康 涛张利民陈建生张艳艳马为勇

(1.泰安市农业科学院,山东 泰安 271000;2.山东省宁阳县华丰镇农技站,山东 宁阳 271413)

花生是我国重要的油料作物和经济作物,产量居世界第一位[1]。 目前,花生覆膜栽培和露地栽培面积均较大,分别约占50%和45%。 覆膜可以提高土壤温度,保持土壤水分,抑制杂草生长,使作物产量提高[2]。 相对露地栽培,覆膜可以使花生荚果干物质的快速积累期提前一周左右[3],致花生生育期缩短,有早衰现象[4]。

覆膜在提高作物产量的同时,也造成了严重的污染,大量地膜碎片残留在土壤中,影响土壤从外界吸收水分、养分,阻断了土壤自身的气体交换作用,影响了土壤微生物的活动并最终造成土壤板结,不利于作物生长[5-7]。 另外,覆膜增大了花生收获机的设计难度,不利于机械化收获的推广[8]。

花生籽仁的成熟是有机物不断积累的过程,需一定的光照和温度[9-10]。 山东春花生一般在四月下旬到五月中上旬播种,八月底到九月中上旬收获,生育期120～140 d[11-12]。 花生成熟过程中,任何使籽仁遭到破坏或损失的情形都会降低产量。花生荚果在地下生长发育时会产生少量烂果[13-14],不利于产量的形成。 收获时,部分果实不能随花生秧拔起,留在土壤中形成落果,如果放弃则会降低产量,如果进行二次收获,则增大收获成本[15-16]。

随着地膜污染的加剧和机械化收获的推广,覆膜花生面积减少而露地栽培面积增加,但是不同收获期对两种种植方式下的烂果、落果程度以及产量的影响鲜有报道,本文通过大田和室内试验对以上问题进行了研究,以期为花生的适时收获提供理论和试验依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2020年在山东省泰安市马庄镇试验基地进行。 试验地为粘壤土,耕作层(0～20 cm)的基础肥力:有机质16.35 g/kg,碱解氮95.6 mg/kg,速效磷36.3 mg/kg,速效钾109.5 mg/kg。 起垄种植,垄底宽85 cm,垄面宽55 cm,垄高10 cm,一垄双行,每穴1粒,1.4万穴/667 m2。 供试品种为花育25,5月12日播种,采用露地栽培(OFC)和覆膜栽培(PFM)两种种植方式,管理措施同一般高产田,分别于9月1日(CK),9月6日(T1),9月11日(T2),9月16日(T3),9月21日(T4),9月26日(T5)收获,小区面积13.33 m2,随机区组排列,每个处理重复3次。

1.2 测定项目与方法

收获时,每小区选取典型植株10株,统计单株结果数、单株烂果数和单株烂果率。 每小区取1 m2的花生植株,拔出土壤后分别统计植株上的花生果数和留在土壤中的花生果数,根据公式计算落果率。 收获风干后考种,计算百果质量、百仁质量;取1.00 kg荚果,测定出仁率。

落果率%=留在土壤中的花生果数/(留在土壤中的花生果数+花生植株上的花生果数)×100

1.3 数据统计分析

采用Excel 2007进行数据录入、整理和分析,SPSS 16.0软件进行差异显著性检验(α=0.05)。

2 结果与分析

2.1 不同收获时期覆膜和露地栽培条件下的产量

表1显示,随收获期的延迟,露地栽培花生的产量呈先增加后下降的趋势,在第5个收获期(T4)达到峰值,随后下降,第6个收获期(T5)较第5个收获期(T4)降幅为12.3 kg/667 m2;覆膜栽培花生的产量也呈现先增高后降低的趋势,在第4个收获期(T3)达到峰值,到第6个收获期(T5)已降低11.4 kg/667 m2。 覆膜花生的峰值产量显著高于露地花生,约为露地花生的1.25倍。

表1 不同收获期覆膜和露地栽培条件花生荚果产量(kg/667 m2)Table 1 Yield of peanut pods on different harvest dates under plastic film mulching and open field cultivation

2.2 不同收获时期花生覆膜和露地栽培条件下的荚果性状

2.2.1 不同收获时期花生覆膜和露地栽培条件下单株结果数

进入9月份,两种栽培方式的单株结果数已趋于稳定,变化不明显,覆膜栽培花生的单株结果数比露地栽培高出17%并达到差异显著水平 (表2)。

表2 不同收获期花生覆膜和露地栽培条件下的单株结果数Table 2 Number of fruits per plant of peanut on different harvest dates under plastic film mulching and open field cultivation

2.2.2 不同收获时期花生覆膜和露地栽培条件下的单株烂果数和烂果率

在收获过程中,单株烂果数和单株烂果率随收获期延迟呈增加趋势,并且发展速度越来越快。露地栽培和覆膜栽培条件下,第6个收获期(T5)的单株烂果数分别是第1个收获期(CK)的8.56倍和7.65倍,单株烂果率有类似变化(表3)。 露地栽培的单株烂果数和单株烂果率均不同程度地高于覆膜栽培 (表3)。

表3 不同收获时期覆膜和露地条件下的单株烂果数和烂果率Table 3 Number of rotten fruits per plant and rotten fruit rate on different harvest dates under plastic film mulching and open field cultivation

2.2.3 不同收获时期花生覆膜和露地栽培条件下的落果率

从表4可看出,收获期的推迟导致了落果率的增大, 覆膜栽培的落果率显著低于露地栽培。

表4 不同收获时期花生覆膜和露地栽培条件下的落果率 (%)Table 4 Rate of peanut fruit drop on different harvest dates under plastic film mulching and open field cultivation

2.3 不同收获时期花生覆膜和露地栽培条件下的百果质量、百仁质量和出仁率

从表5可看出,在花生籽仁逐渐成熟的过程中,两种栽培方式下的百果质量和百仁质量都呈增加趋势,但增长速度逐步放缓,露地栽培自第5个收获期(T4)开始差异不显著,而覆膜栽培自第4个收获期(T3)开始差异不显著。 出仁率呈现先增加后降低的趋势,露地栽培条件下在第5个收获期(T4)达到峰值,覆膜栽培条件下在第4个收获期(T3)达到峰值。 在不同收获时期,覆膜栽培的百果质量、百仁质量和出仁率均显著高于露地栽培。

表5 不同收获期花生覆膜和露地栽培条件下的百果质量、百仁质量和出仁率Table 5 100-pod mass,100-kernel mass and kernel percentage of peanut under plastic film mulching and open field cultivation at different harvest periods

3 讨 论

生物生长过程前期较慢,中期较快,后期又较慢,呈现出类似于字母“S”的曲线[17],花生籽仁成熟亦有类似趋势。 随着收获期的延迟,花生产量增加速度逐渐减慢,最终达到峰值;而百果质量和百仁质量也呈现出增长速度越来越小的趋势。 到了9月份,花生单株结果数的变化已不明显,花生生长主要体现在籽仁饱满度的提高也即百果质量和百仁质量的增加;9月1日(CK)至9月21日(T4),露地栽培花生形成46.6 kg/667 m2的产量,占总产的14.90%,9月1日(CK)至9月16日(T3),覆膜花生形成28.6 kg/667 m2的产量,占总产的7.32%。 如果在8月底或9月初进行花生收获则会造成一定的产量损失,且露地栽培的损失大于覆膜栽培。

花生烂果主要由果腐病(多种真菌病害)[18-19]、土壤积水、土壤类型等原因造成[13],一般烂果率为5%～20%,最高使花生减产50%[20]。 花生进入成熟期,在土中滞留的时间越长,烂果数和烂果率就越高,产量和出仁率减少也就越严重,并且本试验中露地栽培的烂果程度高于覆膜栽培。 覆膜对烂果的加重与否与土壤水分有很大关系,在花生成熟中后期遇到较大量的降水,覆膜往往降低通气效果而增加烂果数量[21]。 但是在土壤水分较少的条件下,覆膜往往减轻烂果,覆膜栽培可增加土壤细菌和放线菌的数量,减少真菌的数量和真菌病害发生程度[22],优化土壤微生物环境,降低土壤容重,改善土壤的通气状况,减轻果腐病的发生[23-24],这很可能是覆膜减轻烂果的原因之一。

花生机械化收获面积越来越大[25],这就要求花生有较低的落果率[26]。 本研究显示,覆膜栽培的落果率小于露地栽培,并且两者的落果率随着收获时期的延迟而逐渐加大。 花生落果主要与土壤物理性状和子房柄强度有关[27]。 覆膜可以增加土壤孔隙度,降低土壤容重和土壤紧实度,使土壤更加疏松[28-29],减少收获时子房柄所承受的拉力,而露地土壤较为板结,收获时子房柄承受拉力较大。覆膜还可抑制土壤中真菌生长[20-22],降低果腐病、根腐病等真菌病害的发生[23],使子房柄染病程度降低,提高子房柄的抗拉强度,从而使落果数减少。考虑到有机物的形成,花生不宜收获过早,考虑到烂果和落果的发生,也不宜收获过迟,如发现烂果落果较为严重,在花生成熟后则应尽快收获。