不同沼液運(yùn)籌對(duì)小麥生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

邵文奇，文廷剛，唐金陵，陳 川

(江蘇徐淮地區(qū)淮陰農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，淮安 223001)

隨著中國(guó)現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)及沼氣工程的快速發(fā)展，每年產(chǎn)生的沼液量逐漸增加[1-2]。沼液中富含N、P、K等無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)以及有機(jī)質(zhì)、生長(zhǎng)激素和維生素等有機(jī)營(yíng)養(yǎng)，兼具速效性和緩效性，易被植物吸收，是一種良好的肥源，對(duì)提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量、降低生產(chǎn)成本、改良土壤都有積極的作用，以沼液代替?zhèn)鹘y(tǒng)化學(xué)肥料的研究越來(lái)越多[3-5]。關(guān)于施用沼液對(duì)小麥光合特性、小麥產(chǎn)量及土壤理化性狀的影響已有大量報(bào)道[6-12]，認(rèn)為施用沼液能改善小麥營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)、提高產(chǎn)量、改善土壤養(yǎng)分狀況等。沼液施用總量因各地氣候條件、土壤條件、沼液理化性狀不同會(huì)呈現(xiàn)較大的差異，如李友強(qiáng)等[6]認(rèn)為沼液60—75t/hm2為最佳施用水平，陳乃禾[11]推薦沼液27t/hm2的施用水平。不同的沼液運(yùn)籌方法會(huì)對(duì)小麥生長(zhǎng)產(chǎn)生較大的影響[8，11]。本試驗(yàn)以沿淮地區(qū)稻麥兩熟農(nóng)田的小麥為對(duì)象，在沼液總施用量為600t/hm2的條件下，研究沼液不同運(yùn)籌方法對(duì)小麥生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響，以期為生產(chǎn)實(shí)踐提供理論指導(dǎo)，并為制定沼液在小麥生產(chǎn)上的施用規(guī)范提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)在江蘇省淮安市淮陰區(qū)楊廟村進(jìn)行，為小麥-水稻的一年兩熟種植模式。沼液取自試驗(yàn)田附近某豬場(chǎng)，供試小麥品種為‘淮麥30’。2016年11月5日播種，2017年6月8日收獲。沼液、試驗(yàn)田土壤及所用化學(xué)肥料基本性狀見表1。

表1 供試土壤、沼液及化學(xué)肥料的基本性狀

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

如表2所示，沼液施用方法設(shè)4種不同處理：前輕后重法(T1)、均衡施用法(T2)、前重后輕法(T3)、一次基施法(T4)，以常規(guī)化肥施用為對(duì)照(CK)。沼液處理(T1—T4)在小麥出苗后(約2張葉片)灌溉沼液作基肥，在小麥分蘗拔節(jié)期(2017年2月下旬)灌溉沼液作追肥。為使沼液施用均勻，灌溉方法為通過(guò)管道將所需用量的沼液采自一次性漫灌方式施入小區(qū)。對(duì)照處理在小麥播種前整地時(shí)施入基肥，2月下旬施入分蘗肥，4月中旬施入穗肥。每小區(qū)面積28m2(4 m×7 m)，重復(fù)3次，完全隨機(jī)區(qū)組排列。各處理小區(qū)小麥基本苗一致，均為270萬(wàn)株/hm2。其余田間管理按常規(guī)進(jìn)行。

表2 沼液運(yùn)籌試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3 測(cè)定方法

分別在小麥拔節(jié)期、孕穗期和灌漿期(實(shí)際測(cè)定日期分別為2017年3月28日、4月28日、5月18日)，取各處理具有代表性的麥株主莖，測(cè)量株高、莖基寬及地上部干重。選取主莖倒1完全展開功能葉中間部位使用葉綠素測(cè)定儀(型號(hào)：KONICA SPAD 502 PLUS)測(cè)定葉片SPAD值，使用LI-6400型便攜式光合測(cè)定儀測(cè)定葉片光合強(qiáng)度，包括葉片凈光合速率(Pn)、細(xì)胞間隙CO2濃度(Ci)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導(dǎo)度(Gs)等。成熟后，對(duì)各處理進(jìn)行測(cè)產(chǎn)，并調(diào)查產(chǎn)量構(gòu)成因素。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用Excel 2010和SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理及統(tǒng)計(jì)分析，處理間多重比較采用Duncan法，P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 沼液運(yùn)籌對(duì)小麥株高、莖基寬、地上部干重的影響

如表3所示，在整個(gè)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)程中，T1—T4處理的小麥株高、莖基寬和地上部干重等指標(biāo)顯著高于CK。在拔節(jié)期、孕穗期時(shí)，基肥施用量較少的T1處理上述3個(gè)指標(biāo)均低于其他3個(gè)沼液處理，但在追施沼液后差距縮??；前期基肥施用量較高的T4處理在拔節(jié)期各指標(biāo)與T2、T3處理并無(wú)顯著差異，在灌漿期則顯著降低。可見，施用沼液有助于促進(jìn)小麥營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，使其株型更為粗壯高大；300t/hm2的沼液基肥施用量較為合適，用量過(guò)低會(huì)導(dǎo)致提供的養(yǎng)分不足，過(guò)高則會(huì)降低沼液的利用率。

表3 不同沼液運(yùn)籌處理對(duì)小麥株高、莖基寬、地上部干重的影響

注：表中同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母的表示差異顯著(P<0.05)，下同

2.2 沼液運(yùn)籌對(duì)葉片SPAD值的影響

如表4所示，在不同的生育期，各沼液處理的小麥SPAD值均顯著高于CK，這可能是因?yàn)檎右褐泻胸S富的養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)，肥效持久，能維持葉色濃綠。各沼液處理在拔節(jié)期和孕穗期時(shí)SPAD值無(wú)顯著差異，田間處理麥株葉色一致，而未施追肥的T4處理在灌漿期的SPAD值顯著低于其他沼液處理?？梢姡皇┯靡淮握右翰⒉荒芫S持小麥整個(gè)生育期的養(yǎng)分供應(yīng)，應(yīng)在小麥分蘗拔節(jié)期間追施一次沼液。

表4 不同沼液運(yùn)籌處理對(duì)小麥葉片SPAD值的影響

不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)圖1 不同沼液運(yùn)籌處理對(duì)小麥葉片光合特性的影響Fig.1 Effects of different biogas slurry management treatments on photosynthetic characteristics of wheat leaves

2.3 沼液運(yùn)籌對(duì)葉片光合特性的影響

從圖1可以看出，各處理的小麥葉片氣孔導(dǎo)度(Gs)在不同生育期呈先上升后下降的趨勢(shì)；各沼液處理的Gs基本顯著高于CK，表明施用沼液能提高小麥葉片氣孔導(dǎo)度。T4處理在灌漿期Gs顯著低于其他沼液處理，這可能是因?yàn)樽鳛榛适┯玫恼右涸诤笃谝巡荒芴峁┏渥愕酿B(yǎng)分滿足小麥生長(zhǎng)需求。葉片的凈光合速率(Pn)呈現(xiàn)與氣孔導(dǎo)度相似的變化趨勢(shì)，T4處理在生育后期的凈光合速率顯著低于其他沼液處理，另外T1處理在灌漿期的凈光合速率顯著低于T2處理，這可能是因?yàn)門1處理追施沼液量過(guò)大，反而抑制了葉片的凈光合速率。各處理小麥葉片胞間CO2濃度(Ci)在不同生育期呈先下降后上升的趨勢(shì)。T1處理的Ci在3個(gè)生育期均顯著高于T2、T3處理，這可能是因?yàn)樽肥┱右毫窟^(guò)大不利于小麥葉片的光合作用，增高了Ci；同樣，T4處理由于基肥施用量過(guò)大，在拔節(jié)期Ci也顯著增高。T2、T3處理的葉片Ci較低，說(shuō)明前重后輕法、均衡施用法可以增強(qiáng)葉片的光合作用，較多地消耗掉CO2，降低Ci。小麥葉片的蒸騰速率(Tr)均在孕穗期達(dá)到高峰，各沼液處理稍弱于CK，說(shuō)明施用沼液在一定程度上抑制了葉片的蒸騰作用，各沼液處理間的差異也說(shuō)明不宜過(guò)量施用沼液?？梢姡右菏┯眠^(guò)量或不足均會(huì)抑制小麥光合能力，前重后輕法和均衡施用法2種沼液運(yùn)籌方法效果較好。

2.4 沼液運(yùn)籌對(duì)小麥產(chǎn)量的影響

施用沼液總體上可以增加小麥產(chǎn)量(表5)。施用沼液降低了單位面積穗數(shù)，但每穗粒數(shù)較CK顯著提高，這可能是因?yàn)槭┯谜右捍龠M(jìn)了小麥營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，葉片寬長(zhǎng)、株型高大，對(duì)中小分蘗的發(fā)生產(chǎn)生抑制作用，但促進(jìn)了大穗的生長(zhǎng)。施用沼液顯著降低了小麥千粒重，這可能是因?yàn)槭┯谜右禾幚淼男←湢I(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)旺盛，始穗期、齊穗期和成熟期均有所推遲，導(dǎo)致小麥貪青遲熟。當(dāng)同時(shí)收獲時(shí)，施用沼液的小麥并未達(dá)到最佳收獲期，成熟不充分，導(dǎo)致千粒重下降。這與熟期延遲的情況較為一致，隨著熟期的延遲，小麥千粒重也隨之下降。不同沼液運(yùn)籌方法的小麥單位面積穗數(shù)無(wú)顯著差異，T4處理的每穗粒數(shù)顯著低于其他處理，這可能是由于后期養(yǎng)分供應(yīng)不足所致，T1處理的千粒重最低，則是因?yàn)槭炱诒粐?yán)重延遲。隨著追施沼液量的增加，小麥?zhǔn)炱谘舆t加劇，千粒重也相應(yīng)降低。

表5 不同沼液運(yùn)籌處理對(duì)小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

3 討論

沼液是一種優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥源，施用沼液可以改善土壤質(zhì)量，促進(jìn)小麥生長(zhǎng)并提高產(chǎn)量[6-12]。本試驗(yàn)表明：相較于傳統(tǒng)化肥，施用沼液有助于增加小麥生長(zhǎng)所需養(yǎng)分的供給，使株高、莖基寬、地上部干重等指標(biāo)得到改善，株型更為粗壯高大，葉色濃綠，光合能力顯著增強(qiáng)，可以更好地促進(jìn)小麥營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)及養(yǎng)分積累，促進(jìn)小麥增產(chǎn)。

沼液在小麥種植中的最佳施用水平與當(dāng)?shù)氐膶?shí)際條件有關(guān)，應(yīng)因地制宜[11-15]。本試驗(yàn)在前期研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合沿淮地區(qū)稻麥兩熟農(nóng)田的實(shí)際條件，提出沼液600t/hm2為較為適宜的施用水平。目前較少見對(duì)沼液施用方法或施用設(shè)備的相關(guān)報(bào)道，從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，施用沼液時(shí)一般需使用相應(yīng)設(shè)備(如農(nóng)藥噴用設(shè)備)或使用管道加噴頭進(jìn)行人工操作才可達(dá)到均勻施用的目的，但這些方法存在耗時(shí)耗力、設(shè)備易出故障、小麥植株損傷大等缺點(diǎn)。本試驗(yàn)采用管道輸送的方法，利用水泵將所需用量的沼液施入田中，由于本試驗(yàn)單次沼液用量最低為150t/hm2，可以達(dá)到漫灌效果，從而確保施用均勻，操作簡(jiǎn)單易行。沼液施用量較少時(shí)，可通過(guò)加水稀釋使溶液總量增加，然后進(jìn)行漫灌操作，但應(yīng)注意在漫灌后24h內(nèi)使沼液落干，確保田間無(wú)積水。

肥料運(yùn)籌方法會(huì)對(duì)小麥生長(zhǎng)產(chǎn)生較大的影響，張秀等[16]、趙廣才等[17]認(rèn)為增施氮肥對(duì)改善小麥品質(zhì)的效果明顯，徐明杰等[18]認(rèn)為合理調(diào)控肥料投入量可以實(shí)現(xiàn)肥料高效利用下的小麥高產(chǎn)。萬(wàn)海文等[8]認(rèn)為在小麥拔節(jié)期和孕穗期各追施1次，追施沼液水平為22.5t/hm2較好，可有效提高小麥產(chǎn)量和土壤肥力，但實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)土壤、沼液、氣候等條件綜合研究施用方法。本試驗(yàn)表明：沼液基肥施用量的增加可以更好地促進(jìn)小麥營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，提高葉片光合能力。追肥對(duì)小麥生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響較為顯著，一次基施法(T4)易導(dǎo)致生育后期養(yǎng)分供應(yīng)不足，抑制光合作用及大穗的形成，但追施量的增加，如前輕后重法(T1)會(huì)造成小麥后期生長(zhǎng)旺盛，發(fā)生貪青遲熟現(xiàn)象，使小麥品質(zhì)劣化。孫國(guó)峰等[7]、岑湯校等[19]研究發(fā)現(xiàn)，施用沼液使小麥?zhǔn)妓肫?、齊穗期和成熟期均有所推遲，熟期延遲2—3d，這與本試驗(yàn)結(jié)果一致。隨著沼液追施量的增加，小麥?zhǔn)炱谘舆t可達(dá)7d以上，易引起茬口矛盾，這可能也是小麥千粒重下降的原因。

綜上，沼液基肥施用量的增加可以更好地促進(jìn)小麥營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，但作為追肥時(shí)，隨著施用量的增加，小麥營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)于旺盛，貪青遲熟加劇，影響小麥品質(zhì)，并延遲了小麥?zhǔn)斋@期，引起茬口矛盾。在小麥種植中推薦使用前重后輕法施用沼液，應(yīng)重施基肥，適量追肥，二者比例為2∶1較為適宜。