不同沼液運籌對小麥生長及產量的影響

邵文奇，文廷剛，唐金陵，陳 川

(江蘇徐淮地區淮陰農業科學研究所，淮安 223001)

隨著中國現代養殖業及沼氣工程的快速發展，每年產生的沼液量逐漸增加[1-2]。沼液中富含N、P、K等無機營養以及有機質、生長激素和維生素等有機營養，兼具速效性和緩效性，易被植物吸收，是一種良好的肥源，對提高農產品產量、降低生產成本、改良土壤都有積極的作用，以沼液代替傳統化學肥料的研究越來越多[3-5]。關于施用沼液對小麥光合特性、小麥產量及土壤理化性狀的影響已有大量報道[6-12]，認為施用沼液能改善小麥營養生長、提高產量、改善土壤養分狀況等。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呈現較大的差異，如李友強等[6]認為沼液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。不同的沼液運籌方法會對小麥生長產生較大的影響[8，11]。本試驗以沿淮地區稻麥兩熟農田的小麥為對象，在沼液總施用量為600t/hm2的條件下，研究沼液不同運籌方法對小麥生長及產量的影響，以期為生產實踐提供理論指導，并為制定沼液在小麥生產上的施用規范提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗在江蘇省淮安市淮陰區楊廟村進行，為小麥-水稻的一年兩熟種植模式。沼液取自試驗田附近某豬場，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、試驗田土壤及所用化學肥料基本性狀見表1。

表1 供試土壤、沼液及化學肥料的基本性狀

1.2 試驗設計

如表2所示，沼液施用方法設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)，以常規化肥施用為對照(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，灌溉方法為通過管道將所需用量的沼液采自一次性漫灌方式施入小區。對照處理在小麥播種前整地時施入基肥，2月下旬施入分蘗肥，4月中旬施入穗肥。每小區面積28m2(4 m×7 m)，重復3次，完全隨機區組排列。各處理小區小麥基本苗一致，均為270萬株/hm2。其余田間管理按常規進行。

表2 沼液運籌試驗設計

1.3 測定方法

分別在小麥拔節期、孕穗期和灌漿期(實際測定日期分別為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定儀(型號：KONICA SPAD 502 PLUS)測定葉片SPAD值，使用LI-6400型便攜式光合測定儀測定葉片光合強度，包括葉片凈光合速率(Pn)、細胞間隙CO2濃度(Ci)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導度(Gs)等。成熟后，對各處理進行測產，并調查產量構成因素。

1.4 數據分析

使用Excel 2010和SPSS 21.0統計軟件進行數據整理及統計分析，處理間多重比較采用Duncan法，P<0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 沼液運籌對小麥株高、莖基寬、地上部干重的影響

如表3所示，在整個營養生長過程中，T1—T4處理的小麥株高、莖基寬和地上部干重等指標顯著高于CK。在拔節期、孕穗期時，基肥施用量較少的T1處理上述3個指標均低于其他3個沼液處理，但在追施沼液后差距縮小；前期基肥施用量較高的T4處理在拔節期各指標與T2、T3處理并無顯著差異，在灌漿期則顯著降低。可見，施用沼液有助于促進小麥營養生長，使其株型更為粗壯高大；300t/hm2的沼液基肥施用量較為合適，用量過低會導致提供的養分不足，過高則會降低沼液的利用率。

表3 不同沼液運籌處理對小麥株高、莖基寬、地上部干重的影響

注：表中同列數據后不同小寫字母的表示差異顯著(P<0.05)，下同

2.2 沼液運籌對葉片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，這可能是因為沼液中含有豐富的養分和有機質，肥效持久，能維持葉色濃綠。各沼液處理在拔節期和孕穗期時SPAD值無顯著差異，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。可見，只施用一次沼液并不能維持小麥整個生育期的養分供應，應在小麥分蘗拔節期間追施一次沼液。

表4 不同沼液運籌處理對小麥葉片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 不同沼液運籌處理對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 沼液運籌對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度(Gs)在不同生育期呈先上升后下降的趨勢；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度。T4處理在灌漿期Gs顯著低于其他沼液處理，這可能是因為作為基肥施用的沼液在后期已不能提供充足的養分滿足小麥生長需求。葉片的凈光合速率(Pn)呈現與氣孔導度相似的變化趨勢，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，這可能是因為T1處理追施沼液量過大，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。T1處理的Ci在3個生育期均顯著高于T2、T3處理，這可能是因為追施沼液量過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大，在拔節期Ci也顯著增高。T2、T3處理的葉片Ci較低，說明前重后輕法、均衡施用法可以增強葉片的光合作用，較多地消耗掉CO2，降低Ci。小麥葉片的蒸騰速率(Tr)均在孕穗期達到高峰，各沼液處理稍弱于CK，說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明不宜過量施用沼液。可見，沼液施用過量或不足均會抑制小麥光合能力，前重后輕法和均衡施用法2種沼液運籌方法效果較好。

2.4 沼液運籌對小麥產量的影響

施用沼液總體上可以增加小麥產量(表5)。施用沼液降低了單位面積穗數，但每穗粒數較CK顯著提高，這可能是因為施用沼液促進了小麥營養生長，葉片寬長、株型高大，對中小分蘗的發生產生抑制作用，但促進了大穗的生長。施用沼液顯著降低了小麥千粒重，這可能是因為施用沼液處理的小麥營養生長旺盛，始穗期、齊穗期和成熟期均有所推遲，導致小麥貪青遲熟。當同時收獲時，施用沼液的小麥并未達到最佳收獲期，成熟不充分，導致千粒重下降。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。不同沼液運籌方法的小麥單位面積穗數無顯著差異，T4處理的每穗粒數顯著低于其他處理，這可能是由于后期養分供應不足所致，T1處理的千粒重最低，則是因為熟期被嚴重延遲。隨著追施沼液量的增加，小麥熟期延遲加劇，千粒重也相應降低。

表5 不同沼液運籌處理對小麥產量及其構成的影響

3 討論

沼液是一種優質的有機肥源，施用沼液可以改善土壤質量，促進小麥生長并提高產量[6-12]。本試驗表明：相較于傳統化肥，施用沼液有助于增加小麥生長所需養分的供給，使株高、莖基寬、地上部干重等指標得到改善，株型更為粗壯高大，葉色濃綠，光合能力顯著增強，可以更好地促進小麥營養生長及養分積累，促進小麥增產。

沼液在小麥種植中的最佳施用水平與當地的實際條件有關，應因地制宜[11-15]。本試驗在前期研究的基礎上，結合沿淮地區稻麥兩熟農田的實際條件，提出沼液600t/hm2為較為適宜的施用水平。目前較少見對沼液施用方法或施用設備的相關報道，從實踐經驗來看，施用沼液時一般需使用相應設備(如農藥噴用設備)或使用管道加噴頭進行人工操作才可達到均勻施用的目的，但這些方法存在耗時耗力、設備易出故障、小麥植株損傷大等缺點。本試驗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，由于本試驗單次沼液用量最低為150t/hm2，可以達到漫灌效果，從而確保施用均勻，操作簡單易行。沼液施用量較少時，可通過加水稀釋使溶液總量增加，然后進行漫灌操作，但應注意在漫灌后24h內使沼液落干，確保田間無積水。

肥料運籌方法會對小麥生長產生較大的影響，張秀等[16]、趙廣才等[17]認為增施氮肥對改善小麥品質的效果明顯，徐明杰等[18]認為合理調控肥料投入量可以實現肥料高效利用下的小麥高產。萬海文等[8]認為在小麥拔節期和孕穗期各追施1次，追施沼液水平為22.5t/hm2較好，可有效提高小麥產量和土壤肥力，但實際生產中應根據土壤、沼液、氣候等條件綜合研究施用方法。本試驗表明：沼液基肥施用量的增加可以更好地促進小麥營養生長，提高葉片光合能力。追肥對小麥生長及產量的影響較為顯著，一次基施法(T4)易導致生育后期養分供應不足，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)會造成小麥后期生長旺盛，發生貪青遲熟現象，使小麥品質劣化。孫國峰等[7]、岑湯校等[19]研究發現，施用沼液使小麥始穗期、齊穗期和成熟期均有所推遲，熟期延遲2—3d，這與本試驗結果一致。隨著沼液追施量的增加，小麥熟期延遲可達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小麥營養生長，但作為追肥時，隨著施用量的增加，小麥營養生長過于旺盛，貪青遲熟加劇，影響小麥品質，并延遲了小麥收獲期，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，應重施基肥，適量追肥，二者比例為2∶1較為適宜。