農(nóng)家肥對(duì)小麥農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響

關(guān)鍵詞：農(nóng)家肥；小麥；農(nóng)藝性狀；產(chǎn)量；土壤養(yǎng)分

在我國，小麥?zhǔn)亲顬橹匾囊环N糧食作物，在全國范圍內(nèi)均得到了廣泛的種植以及引種，具備產(chǎn)量高、品質(zhì)佳、營養(yǎng)豐富、生態(tài)適應(yīng)性廣等特性[1]。我國小麥種植面積已達(dá)到3×107hm2，總產(chǎn)量已超過世界糧食作物總產(chǎn)量的25%[2]。近年來，隨著物質(zhì)生活水平的不斷提升，人們對(duì)小麥產(chǎn)量及品質(zhì)提出了更高的要求。安全以及可持續(xù)發(fā)展已成為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本要求，綠色以及有機(jī)也成為了小麥產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向[3]。研究表明，基因、環(huán)境、肥料均會(huì)對(duì)小麥產(chǎn)量和品質(zhì)造成影響，其中，肥料不僅可作為植物生長發(fā)育的重要營養(yǎng)來源，還對(duì)土壤的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響[4-5]。因此，肥料的施用與小麥產(chǎn)量和品質(zhì)密切相關(guān)。在化肥革命前，我國農(nóng)業(yè)栽培主要施用的是人糞尿、豬圈糞等傳統(tǒng)糞肥料。隨著農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，人們?cè)絹碓揭蕾嚮?，這主要是由于傳統(tǒng)糞肥肥效慢、短期效果不顯著，而氮肥可快速明顯增加小麥產(chǎn)量、調(diào)節(jié)小麥品質(zhì)[6-7]。但是過量施入氮肥極容易引發(fā)環(huán)境污染、土地退化等一系列問題[8-9]。

農(nóng)家肥是指在農(nóng)村中收集、積制和栽種的各種有機(jī)肥料，例如人糞尿、廄肥、堆肥、綠肥、泥肥、草木灰等，其種類繁多、來源廣泛、數(shù)量巨大，便于就地取材、就地使用。農(nóng)家肥不僅含有氮、磷、鉀等元素，而且包含有鈣、鎂、硫、鐵等微量元素，其肥效較長；另外，農(nóng)家肥可促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，協(xié)調(diào)土壤中空氣和水的比例，以疏松土壤，提升保水、保溫、透氣以及保肥性能[10-11]。近年來，已有大量學(xué)者開始探究農(nóng)家肥在作物生產(chǎn)過程中的應(yīng)用，黎智等[12]的研究發(fā)現(xiàn)，增施農(nóng)家肥可促進(jìn)煙株生長勢，改善煙株農(nóng)藝性狀，降低氣候性斑點(diǎn)病、病毒病發(fā)病率，煙株品質(zhì)、產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)均顯著提高，增效明顯。韓玉俠等[13]研究了不同農(nóng)家肥和化肥施用對(duì)紅富士蘋果品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)連年施用腐熟農(nóng)家肥可增產(chǎn)增效，且腐熟養(yǎng)分的增產(chǎn)增效最明顯，蘋果的單果重量、硬度和可溶性固形物含量分別比施化肥的果園提高17.9%、18.2%、10.2%，可增加產(chǎn)量524kg/667m2，增收2097元/667m2。阿布都海力力·艾賽提[14]以“冠紅二號(hào)”為試驗(yàn)材料，研究了番茄施用農(nóng)家肥的試驗(yàn)效果，發(fā)現(xiàn)番茄上施用農(nóng)家肥料增產(chǎn)增收效果明顯，特別是農(nóng)家肥和化肥搭配施用時(shí)增產(chǎn)效果明顯，農(nóng)家肥與無肥對(duì)照相比平均增產(chǎn)775.4kg/畝，農(nóng)家肥+化肥與化肥對(duì)照相比平均增產(chǎn)1267.8kg/畝，增產(chǎn)率分別為1.6%和12.37%；番茄上施用農(nóng)家肥肥料平均收入1554元/畝，農(nóng)家肥與無肥相比增收938.5元/畝；農(nóng)家肥+化肥與化肥對(duì)照相比增收2169.5元/畝，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

為探究農(nóng)家肥在小麥生產(chǎn)上的應(yīng)用效果，探索無為市小麥栽植適宜的施肥模式，本研究通過田間試驗(yàn)，比較了不同農(nóng)家肥對(duì)小麥品質(zhì)和產(chǎn)量的影響，以期為當(dāng)?shù)匦←溤灾伯a(chǎn)業(yè)提供參考及借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于安徽省無為市，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫為15.8℃，最高氣溫36℃，最低氣溫-7℃，年平均降雨量1170.5mm，平均年雨日126.6日，降水主要集中于4至8月；梅雨期平均長23日，一般在6月中旬至7月中旬；平均空氣濕度為81%，一年中有8個(gè)月（3至10月）≥80%。試驗(yàn)地平坦向陽、排灌便利、肥力均勻。

1.2 試驗(yàn)材料

供試小麥品種為“生選6號(hào)”，種子純度97%以上，發(fā)芽率在90%以上，對(duì)小麥種子安全貯存6個(gè)月，經(jīng)過休眠期后，選擇大小均勻、顆粒飽滿、色澤一致、無病蟲害的種子置于80%乙醇溶液內(nèi)浸泡30min，接著用蒸餾水反復(fù)沖洗。于2020—2022年在小麥整個(gè)生長季進(jìn)行農(nóng)家肥處理。

試驗(yàn)用農(nóng)家肥包括大豆餅肥、腐熟羊糞、沼肥。其中，大豆餅肥是將榨油后的油渣于70%的相對(duì)濕度內(nèi)密封發(fā)酵40日制成；腐熟羊糞是將羊糞及粉碎秸稈經(jīng)微生物厭氧發(fā)酵而制成；沼肥為當(dāng)?shù)亟?jīng)沼氣發(fā)酵后的沼液以及沼渣混合物。三種農(nóng)家肥各養(yǎng)分含量見表1。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施

本試驗(yàn)采取完全區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)置5個(gè)不同處理，分別為CK處理（對(duì)照，不施肥）、T1處理（常規(guī)化肥）、T2處理（大豆餅肥）、T3處理（腐熟羊糞）、T4處理（沼肥）。各處理具體施肥情況見表2。各處理均施入136.50kg/hm2純N、67.5kg/hm2P2O5、123.75kg/hm2K2O。每個(gè)處理分別重復(fù)3次，共15個(gè)試驗(yàn)小區(qū)，各試驗(yàn)小區(qū)面積均為25m2。為避免小區(qū)間水肥相互影響，在各試驗(yàn)小區(qū)間埋入1m深的厚塑料布進(jìn)行隔離處理。在試驗(yàn)過程中，所有肥料均作為基肥施入，試驗(yàn)期間不追肥，以最大程度保證長勢一致。除施肥外，各處理采取相同的田間管理措施，于11月19日播種，播種方式為撒播，播種量為180kg/hm2，分別在播種后、開花期及灌漿期灌水3次，確保各試驗(yàn)小區(qū)灌水量相等。

1.4 測量指標(biāo)及方法

1.4.1 小麥農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量

在小麥成熟期，于各試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)分別選擇10株長勢一致的小麥植株，測量植株株高、莖粗，采用掃描儀測量植株葉面積指數(shù)；收獲小麥并進(jìn)行考種，測量小麥穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量并計(jì)算小麥產(chǎn)量。

1.4.2 小麥葉片生理特性

采集成熟期小麥葉片，洗凈后烘干、粉碎、過篩，測量葉綠素含量（混合液浸提法）[15]、蛋白質(zhì)含量（凱氏定氮法）[16]、碳水化合物含量（蒽酮法）[17]。

1.4.3 土壤養(yǎng)分含量

在2022年小麥成熟期，采集小麥根區(qū)土壤，自然風(fēng)干后去除有機(jī)碎片、粉碎、過篩后測量土壤有機(jī)碳含量（重鉻酸鉀氧化外加熱法）、全磷含量（NaOH熔融－鉬銻抗比色法）、全氮（凱氏定氮法）、有效磷（NaHCO3浸提－鉬銻抗比色法）、有效鉀（火焰分光光度法）[18]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel2010軟件和SPSS18.0軟件進(jìn)行計(jì)算及顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)家肥對(duì)小麥農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響

不同處理小麥農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量情況，見表3。

由表3可知，不同處理小麥植株株高、莖粗、比葉重、葉面積指數(shù)、千粒重、穗粒數(shù)和產(chǎn)量均存在顯著差異。肥料的施入可有效提升小麥植株株高，4個(gè)施肥處理小麥植株株高均明顯高于CK處理，相比較而言，T4處理小麥植株株高最高，達(dá)到了84.66cm（與T3處理差異不顯著）；T1處理的小麥植株莖粗最寬（0.35cm）、T2處理最窄（0.19cm），其余處理居中；從比葉重情況來看，T2與T4處理小麥比葉重差異不顯著，在6.47-7.05mg/cm2，明顯高于其余處理，CK處理比葉重最低，其余處理居中；從不同處理小麥葉面積指數(shù)情況來看，整體在8.09-10.39之間，由高到低排序依次為：T4、T2、T1、T3和CK處理，其中，T2和T1處理差異不顯著，T3和CK處理差異不顯著；肥料的施入可有效提升小麥千粒重，其中，T4處理和T3處理小麥千粒重為最高，分別較CK處理提高了13.72g、13.13g；T3處理的小麥穗粒數(shù)最高（50.35粒/株，與T4處理差異不顯著），CK處理最低（36.35粒/株，與T2處理差異不顯著）；不同處理小麥產(chǎn)量由高到低排序依次為：T3、T4、T1、T2、CK處理，T3、T4、T1、T2處理分別較CK處理增產(chǎn)13.97%、13.04%、6.07%、3.12%。

2.2 農(nóng)家肥對(duì)小麥葉片生理特性的影響

不同處理小麥葉片4個(gè)常見生化指標(biāo)，見表4。

由表4可知，不同處理成熟期小麥葉片葉綠素含量、碳水化合物含量、蛋白質(zhì)含量差異顯著。不同施肥處理小麥葉綠素a含量均明顯高于CK處理，T4、T3、T2、T1小麥葉片葉綠素a含量分別較CK處理提高了119.23%、76.92%、73.08%、40.38%，其中，T2與T3處理葉綠素a含量差異不顯著，其余處理差異顯著；不同處理小麥葉片葉綠素b含量整體在1.47-2.20mg/g之間，以CK處理為最低，T4處理為最高（T4處理與T3處理差異不顯著）；肥料的施入會(huì)對(duì)小麥碳水化合物含量造成顯著影響，T4處理最高（碳水化合物含量為0.47%，與T3處理差異不顯著），CK處理最低（0.20%）；從蛋白質(zhì)含量情況來看，其由高到低排序依次為T4、T2、T3、T1和CK處理，其中，T2與T3處理差異不顯著，T3與T1處理差異不顯著。

2.3 農(nóng)家肥對(duì)小麥根區(qū)土壤養(yǎng)分的影響

不同處理小麥根區(qū)土壤各養(yǎng)分含量情況，見表5。

由表5可知，不同處理小麥根區(qū)土壤有機(jī)碳、全氮、全磷、全鉀、速效氮、速效磷含量均存在顯著差異。小麥根區(qū)土壤有機(jī)碳含量由高到低排序依次為：T4處理（39.74g/kg）、T3處理（32.65g/kg）、T2處理（28.94g/kg）、T1處理（16.33g/kg）、CK處理（12.05g/kg），其中，T2和T3處理小麥根區(qū)土壤有機(jī)碳含量差異不顯著；T4處理的小麥根區(qū)土壤全氮含量最高（2.33g/kg）、CK處理最低（0.98g/kg），T1、T2、T3處理居中（三個(gè)處理差異不顯著，在1.37-1.51g/kg 之間）；T4處理的土壤全磷含量最高（1.30g/kg，與T2處理差異不顯著），CK處理最低（0.96g/kg）；不同處理小麥根區(qū)土壤全鉀含量與全氮含量變化趨勢基本一致，整體在19.99-37.03g/kg之間；從小麥根區(qū)土壤速效氮含量情況來看，由高到低排序依次為T4、T2、T3、T1和CK處理，其中，T4和T2處理土壤速效氮含量差異不顯著，T2和T3處理土壤速效氮含量差異不顯著；T4處理的小麥根區(qū)土壤速效磷含量最高（42.08mg/kg）、CK處理最低（27.15mg/kg），其余處理居中，其中，T2與T3處理土壤速效磷含量差異不顯著，CK與T1處理土壤速效磷含量差異不顯著。

3 討論與結(jié)論

本研究發(fā)現(xiàn)，大豆餅肥、腐熟羊糞、沼肥農(nóng)家肥處理小麥株高、比葉重、葉面積指數(shù)、均明顯高于CK處理，這表明農(nóng)家肥的施入可促進(jìn)小麥生長。小麥光合作用所合成有機(jī)物直接決定著小麥的籽粒情況，葉面積指數(shù)越高、越有利于小麥捕獲光能，因而可以認(rèn)為農(nóng)家肥處理的小麥對(duì)光照更敏感[19]。農(nóng)家肥可通過增加小麥葉片葉綠素含量對(duì)小麥的光合生產(chǎn)能力造成影響，提高小麥光合作用及新陳代謝，這可能是小麥增產(chǎn)的一個(gè)主要原因[20]。農(nóng)家肥可提升小麥葉片葉綠素、蛋白質(zhì)以及碳水化合物含量，表明蛋白質(zhì)、碳水化合物作為機(jī)體構(gòu)建物質(zhì)，會(huì)參與營養(yǎng)期干物質(zhì)的積累?？梢哉J(rèn)為，農(nóng)家肥可改變小麥體內(nèi)營養(yǎng)成分，這對(duì)小麥生長意義重大[21]。

農(nóng)家肥可活化土壤，使植物更好地吸收養(yǎng)分，從而增加植物體內(nèi)養(yǎng)分含量以獲取干物質(zhì)積累所需要的營養(yǎng)，這有助于促進(jìn)植物生長[22]。土壤養(yǎng)分含量直接決定著有效養(yǎng)分的供應(yīng)能力。本研究發(fā)現(xiàn)，農(nóng)家肥的施入可有效提升小麥根系土壤各養(yǎng)分含量，在長期的分解過程中農(nóng)家肥可提高土壤養(yǎng)分，提高土壤內(nèi)碳、氮含量，縮短微生物量的周轉(zhuǎn)時(shí)間，使微生物更快地吸收并釋放營養(yǎng)元素，這可增加微生物流通量，提升微生物活性[23-24]。另外，農(nóng)家肥肥效可持續(xù)、緩慢釋放，容易與作物需求達(dá)到同步，這樣可更好地協(xié)調(diào)、均衡作物的營養(yǎng)、代謝，提高土壤生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)[25]。

綜上所述，農(nóng)家肥的施入可促進(jìn)小麥生長、提高小麥產(chǎn)量、增加小麥根區(qū)土壤養(yǎng)分含量，其中，沼肥的效果最為突出。農(nóng)家肥對(duì)小麥的影響過程較為復(fù)雜，環(huán)境因素、土壤特性、施肥量、施肥方式以及施肥時(shí)間等因素均會(huì)對(duì)農(nóng)家肥的施用效果造成影響，因而在后期還需對(duì)不同農(nóng)家肥的增產(chǎn)機(jī)理深入研究，并進(jìn)一步探尋長期施用農(nóng)家肥的綜合累積效應(yīng)。