不同沼液运筹对小麦生长及产量的影响

邵文奇，文廷刚，唐金陵，陈 川

(江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所，淮安 223001)

随着中国现代养殖业及沼气工程的快速发展，每年产生的沼液量逐渐增加[1-2]。沼液中富含N、P、K等无机营养以及有机质、生长激素和维生素等有机营养，兼具速效性和缓效性，易被植物吸收，是一种良好的肥源，对提高农产品产量、降低生产成本、改良土壤都有积极的作用，以沼液代替传统化学肥料的研究越来越多[3-5]。关于施用沼液对小麦光合特性、小麦产量及土壤理化性状的影响已有大量报道[6-12]，认为施用沼液能改善小麦营养生长、提高产量、改善土壤养分状况等。沼液施用总量因各地气候条件、土壤条件、沼液理化性状不同会呈现较大的差异，如李友强等[6]认为沼液60—75t/hm2为最佳施用水平，陈乃禾[11]推荐沼液27t/hm2的施用水平。不同的沼液运筹方法会对小麦生长产生较大的影响[8，11]。本试验以沿淮地区稻麦两熟农田的小麦为对象，在沼液总施用量为600t/hm2的条件下，研究沼液不同运筹方法对小麦生长及产量的影响，以期为生产实践提供理论指导，并为制定沼液在小麦生产上的施用规范提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验在江苏省淮安市淮阴区杨庙村进行，为小麦-水稻的一年两熟种植模式。沼液取自试验田附近某猪场，供试小麦品种为‘淮麦30’。2016年11月5日播种，2017年6月8日收获。沼液、试验田土壤及所用化学肥料基本性状见表1。

表1 供试土壤、沼液及化学肥料的基本性状

1.2 试验设计

如表2所示，沼液施用方法设4种不同处理：前轻后重法(T1)、均衡施用法(T2)、前重后轻法(T3)、一次基施法(T4)，以常规化肥施用为对照(CK)。沼液处理(T1—T4)在小麦出苗后(约2张叶片)灌溉沼液作基肥，在小麦分蘖拔节期(2017年2月下旬)灌溉沼液作追肥。为使沼液施用均匀，灌溉方法为通过管道将所需用量的沼液采自一次性漫灌方式施入小区。对照处理在小麦播种前整地时施入基肥，2月下旬施入分蘖肥，4月中旬施入穗肥。每小区面积28m2(4 m×7 m)，重复3次，完全随机区组排列。各处理小区小麦基本苗一致，均为270万株/hm2。其余田间管理按常规进行。

表2 沼液运筹试验设计

1.3 测定方法

分别在小麦拔节期、孕穗期和灌浆期(实际测定日期分别为2017年3月28日、4月28日、5月18日)，取各处理具有代表性的麦株主茎，测量株高、茎基宽及地上部干重。选取主茎倒1完全展开功能叶中间部位使用叶绿素测定仪(型号：KONICA SPAD 502 PLUS)测定叶片SPAD值，使用LI-6400型便携式光合测定仪测定叶片光合强度，包括叶片净光合速率(Pn)、细胞间隙CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)等。成熟后，对各处理进行测产，并调查产量构成因素。

1.4 数据分析

使用Excel 2010和SPSS 21.0统计软件进行数据整理及统计分析，处理间多重比较采用Duncan法，P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 沼液运筹对小麦株高、茎基宽、地上部干重的影响

如表3所示，在整个营养生长过程中，T1—T4处理的小麦株高、茎基宽和地上部干重等指标显著高于CK。在拔节期、孕穗期时，基肥施用量较少的T1处理上述3个指标均低于其他3个沼液处理，但在追施沼液后差距缩小；前期基肥施用量较高的T4处理在拔节期各指标与T2、T3处理并无显著差异，在灌浆期则显著降低。可见，施用沼液有助于促进小麦营养生长，使其株型更为粗壮高大；300t/hm2的沼液基肥施用量较为合适，用量过低会导致提供的养分不足，过高则会降低沼液的利用率。

表3 不同沼液运筹处理对小麦株高、茎基宽、地上部干重的影响

注：表中同列数据后不同小写字母的表示差异显著(P<0.05)，下同

2.2 沼液运筹对叶片SPAD值的影响

如表4所示，在不同的生育期，各沼液处理的小麦SPAD值均显著高于CK，这可能是因为沼液中含有丰富的养分和有机质，肥效持久，能维持叶色浓绿。各沼液处理在拔节期和孕穗期时SPAD值无显著差异，田间处理麦株叶色一致，而未施追肥的T4处理在灌浆期的SPAD值显著低于其他沼液处理。可见，只施用一次沼液并不能维持小麦整个生育期的养分供应，应在小麦分蘖拔节期间追施一次沼液。

表4 不同沼液运筹处理对小麦叶片SPAD值的影响

不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)图1 不同沼液运筹处理对小麦叶片光合特性的影响Fig.1 Effects of different biogas slurry management treatments on photosynthetic characteristics of wheat leaves

2.3 沼液运筹对叶片光合特性的影响

从图1可以看出，各处理的小麦叶片气孔导度(Gs)在不同生育期呈先上升后下降的趋势；各沼液处理的Gs基本显著高于CK，表明施用沼液能提高小麦叶片气孔导度。T4处理在灌浆期Gs显著低于其他沼液处理，这可能是因为作为基肥施用的沼液在后期已不能提供充足的养分满足小麦生长需求。叶片的净光合速率(Pn)呈现与气孔导度相似的变化趋势，T4处理在生育后期的净光合速率显著低于其他沼液处理，另外T1处理在灌浆期的净光合速率显著低于T2处理，这可能是因为T1处理追施沼液量过大，反而抑制了叶片的净光合速率。各处理小麦叶片胞间CO2浓度(Ci)在不同生育期呈先下降后上升的趋势。T1处理的Ci在3个生育期均显著高于T2、T3处理，这可能是因为追施沼液量过大不利于小麦叶片的光合作用，增高了Ci；同样，T4处理由于基肥施用量过大，在拔节期Ci也显著增高。T2、T3处理的叶片Ci较低，说明前重后轻法、均衡施用法可以增强叶片的光合作用，较多地消耗掉CO2，降低Ci。小麦叶片的蒸腾速率(Tr)均在孕穗期达到高峰，各沼液处理稍弱于CK，说明施用沼液在一定程度上抑制了叶片的蒸腾作用，各沼液处理间的差异也说明不宜过量施用沼液。可见，沼液施用过量或不足均会抑制小麦光合能力，前重后轻法和均衡施用法2种沼液运筹方法效果较好。

2.4 沼液运筹对小麦产量的影响

施用沼液总体上可以增加小麦产量(表5)。施用沼液降低了单位面积穗数，但每穗粒数较CK显著提高，这可能是因为施用沼液促进了小麦营养生长，叶片宽长、株型高大，对中小分蘖的发生产生抑制作用，但促进了大穗的生长。施用沼液显著降低了小麦千粒重，这可能是因为施用沼液处理的小麦营养生长旺盛，始穗期、齐穗期和成熟期均有所推迟，导致小麦贪青迟熟。当同时收获时，施用沼液的小麦并未达到最佳收获期，成熟不充分，导致千粒重下降。这与熟期延迟的情况较为一致，随着熟期的延迟，小麦千粒重也随之下降。不同沼液运筹方法的小麦单位面积穗数无显著差异，T4处理的每穗粒数显著低于其他处理，这可能是由于后期养分供应不足所致，T1处理的千粒重最低，则是因为熟期被严重延迟。随着追施沼液量的增加，小麦熟期延迟加剧，千粒重也相应降低。

表5 不同沼液运筹处理对小麦产量及其构成的影响

3 讨论

沼液是一种优质的有机肥源，施用沼液可以改善土壤质量，促进小麦生长并提高产量[6-12]。本试验表明：相较于传统化肥，施用沼液有助于增加小麦生长所需养分的供给，使株高、茎基宽、地上部干重等指标得到改善，株型更为粗壮高大，叶色浓绿，光合能力显著增强，可以更好地促进小麦营养生长及养分积累，促进小麦增产。

沼液在小麦种植中的最佳施用水平与当地的实际条件有关，应因地制宜[11-15]。本试验在前期研究的基础上，结合沿淮地区稻麦两熟农田的实际条件，提出沼液600t/hm2为较为适宜的施用水平。目前较少见对沼液施用方法或施用设备的相关报道，从实践经验来看，施用沼液时一般需使用相应设备(如农药喷用设备)或使用管道加喷头进行人工操作才可达到均匀施用的目的，但这些方法存在耗时耗力、设备易出故障、小麦植株损伤大等缺点。本试验采用管道输送的方法，利用水泵将所需用量的沼液施入田中，由于本试验单次沼液用量最低为150t/hm2，可以达到漫灌效果，从而确保施用均匀，操作简单易行。沼液施用量较少时，可通过加水稀释使溶液总量增加，然后进行漫灌操作，但应注意在漫灌后24h内使沼液落干，确保田间无积水。

肥料运筹方法会对小麦生长产生较大的影响，张秀等[16]、赵广才等[17]认为增施氮肥对改善小麦品质的效果明显，徐明杰等[18]认为合理调控肥料投入量可以实现肥料高效利用下的小麦高产。万海文等[8]认为在小麦拔节期和孕穗期各追施1次，追施沼液水平为22.5t/hm2较好，可有效提高小麦产量和土壤肥力，但实际生产中应根据土壤、沼液、气候等条件综合研究施用方法。本试验表明：沼液基肥施用量的增加可以更好地促进小麦营养生长，提高叶片光合能力。追肥对小麦生长及产量的影响较为显著，一次基施法(T4)易导致生育后期养分供应不足，抑制光合作用及大穗的形成，但追施量的增加，如前轻后重法(T1)会造成小麦后期生长旺盛，发生贪青迟熟现象，使小麦品质劣化。孙国峰等[7]、岑汤校等[19]研究发现，施用沼液使小麦始穗期、齐穗期和成熟期均有所推迟，熟期延迟2—3d，这与本试验结果一致。随着沼液追施量的增加，小麦熟期延迟可达7d以上，易引起茬口矛盾，这可能也是小麦千粒重下降的原因。

综上，沼液基肥施用量的增加可以更好地促进小麦营养生长，但作为追肥时，随着施用量的增加，小麦营养生长过于旺盛，贪青迟熟加剧，影响小麦品质，并延迟了小麦收获期，引起茬口矛盾。在小麦种植中推荐使用前重后轻法施用沼液，应重施基肥，适量追肥，二者比例为2∶1较为适宜。