農家肥對小麥農藝性狀和產量的影響

關鍵詞：農家肥；小麥；農藝性狀；產量；土壤養分

在我國，小麥是最為重要的一種糧食作物，在全國范圍內均得到了廣泛的種植以及引種，具備產量高、品質佳、營養豐富、生態適應性廣等特性[1]。我國小麥種植面積已達到3×107hm2，總產量已超過世界糧食作物總產量的25%[2]。近年來，隨著物質生活水平的不斷提升，人們對小麥產量及品質提出了更高的要求。安全以及可持續發展已成為農業產業發展的基本要求，綠色以及有機也成為了小麥產業的重要發展方向[3]。研究表明，基因、環境、肥料均會對小麥產量和品質造成影響，其中，肥料不僅可作為植物生長發育的重要營養來源，還對土壤的生態環境產生影響[4-5]。因此，肥料的施用與小麥產量和品質密切相關。在化肥革命前，我國農業栽培主要施用的是人糞尿、豬圈糞等傳統糞肥料。隨著農業的現代化發展，人們越來越依賴化肥，這主要是由于傳統糞肥肥效慢、短期效果不顯著，而氮肥可快速明顯增加小麥產量、調節小麥品質[6-7]。但是過量施入氮肥極容易引發環境污染、土地退化等一系列問題[8-9]。

農家肥是指在農村中收集、積制和栽種的各種有機肥料，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、數量巨大，便于就地取材、就地使用。農家肥不僅含有氮、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，農家肥可促進土壤團粒結構的形成，協調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，已有大量學者開始探究農家肥在作物生產過程中的應用，黎智等[12]的研究發現，增施農家肥可促進煙株生長勢，改善煙株農藝性狀，降低氣候性斑點病、病毒病發病率，煙株品質、產量、產值、均價均顯著提高，增效明顯。韓玉俠等[13]研究了不同農家肥和化肥施用對紅富士蘋果品質的影響，發現連年施用腐熟農家肥可增產增效，且腐熟養分的增產增效最明顯，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%，可增加產量524kg/667m2，增收2097元/667m2。阿布都海力力·艾賽提[14]以“冠紅二號”為試驗材料，研究了番茄施用農家肥的試驗效果，發現番茄上施用農家肥料增產增收效果明顯，特別是農家肥和化肥搭配施用時增產效果明顯，農家肥與無肥對照相比平均增產775.4kg/畝，農家肥+化肥與化肥對照相比平均增產1267.8kg/畝，增產率分別為1.6%和12.37%；番茄上施用農家肥肥料平均收入1554元/畝，農家肥與無肥相比增收938.5元/畝；農家肥+化肥與化肥對照相比增收2169.5元/畝，經濟效益明顯。

為探究農家肥在小麥生產上的應用效果，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，比較了不同農家肥對小麥品質和產量的影響，以期為當地小麥栽植產業提供參考及借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于安徽省無為市，屬亞熱帶季風氣候區，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個月（3至10月）≥80%。試驗地平坦向陽、排灌便利、肥力均勻。

1.2 試驗材料

供試小麥品種為“生選6號”，種子純度97%以上，發芽率在90%以上，對小麥種子安全貯存6個月，經過休眠期后，選擇大小均勻、顆粒飽滿、色澤一致、無病蟲害的種子置于80%乙醇溶液內浸泡30min，接著用蒸餾水反復沖洗。于2020—2022年在小麥整個生長季進行農家肥處理。

試驗用農家肥包括大豆餅肥、腐熟羊糞、沼肥。其中，大豆餅肥是將榨油后的油渣于70%的相對濕度內密封發酵40日制成；腐熟羊糞是將羊糞及粉碎秸稈經微生物厭氧發酵而制成；沼肥為當地經沼氣發酵后的沼液以及沼渣混合物。三種農家肥各養分含量見表1。

1.3 試驗設計與實施

本試驗采取完全區組設計，共設置5個不同處理，分別為CK處理（對照，不施肥）、T1處理（常規化肥）、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。每個處理分別重復3次，共15個試驗小區，各試驗小區面積均為25m2。為避免小區間水肥相互影響，在各試驗小區間埋入1m深的厚塑料布進行隔離處理。在試驗過程中，所有肥料均作為基肥施入，試驗期間不追肥，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，確保各試驗小區灌水量相等。

1.4 測量指標及方法

1.4.1 小麥農藝性狀及產量

在小麥成熟期，于各試驗小區內分別選擇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；收獲小麥并進行考種，測量小麥穗粒數、千粒質量并計算小麥產量。

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 土壤養分含量

在2022年小麥成熟期，采集小麥根區土壤，自然風干后去除有機碎片、粉碎、過篩后測量土壤有機碳含量（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 數據分析

試驗數據采用Excel2010軟件和SPSS18.0軟件進行計算及顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 農家肥對小麥農藝性狀和產量的影響

不同處理小麥農藝性狀及產量情況，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、千粒重、穗粒數和產量均存在顯著差異。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13.97%、13.04%、6.07%、3.12%。

2.2 農家肥對小麥葉片生理特性的影響

不同處理小麥葉片4個常見生化指標，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）；肥料的施入會對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 農家肥對小麥根區土壤養分的影響

不同處理小麥根區土壤各養分含量情況，見表5。

由表5可知，不同處理小麥根區土壤有機碳、全氮、全磷、全鉀、速效氮、速效磷含量均存在顯著差異。小麥根區土壤有機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處理小麥根區土壤有機碳含量差異不顯著；T4處理的小麥根區土壤全氮含量最高（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 討論與結論

本研究發現，大豆餅肥、腐熟羊糞、沼肥農家肥處理小麥株高、比葉重、葉面積指數、均明顯高于CK處理，這表明農家肥的施入可促進小麥生長。小麥光合作用所合成有機物直接決定著小麥的籽粒情況，葉面積指數越高、越有利于小麥捕獲光能，因而可以認為農家肥處理的小麥對光照更敏感[19]。農家肥可通過增加小麥葉片葉綠素含量對小麥的光合生產能力造成影響，提高小麥光合作用及新陳代謝，這可能是小麥增產的一個主要原因[20]。農家肥可提升小麥葉片葉綠素、蛋白質以及碳水化合物含量，表明蛋白質、碳水化合物作為機體構建物質，會參與營養期干物質的積累。可以認為，農家肥可改變小麥體內營養成分，這對小麥生長意義重大[21]。

農家肥可活化土壤，使植物更好地吸收養分，從而增加植物體內養分含量以獲取干物質積累所需要的營養，這有助于促進植物生長[22]。土壤養分含量直接決定著有效養分的供應能力。本研究發現，農家肥的施入可有效提升小麥根系土壤各養分含量，在長期的分解過程中農家肥可提高土壤養分，提高土壤內碳、氮含量，縮短微生物量的周轉時間，使微生物更快地吸收并釋放營養元素，這可增加微生物流通量，提升微生物活性[23-24]。另外，農家肥肥效可持續、緩慢釋放，容易與作物需求達到同步，這樣可更好地協調、均衡作物的營養、代謝，提高土壤生態系統的物質循環和能量流動[25]。

綜上所述，農家肥的施入可促進小麥生長、提高小麥產量、增加小麥根區土壤養分含量，其中，沼肥的效果最為突出。農家肥對小麥的影響過程較為復雜，環境因素、土壤特性、施肥量、施肥方式以及施肥時間等因素均會對農家肥的施用效果造成影響，因而在后期還需對不同農家肥的增產機理深入研究，并進一步探尋長期施用農家肥的綜合累積效應。