叶面喷施蚯蚓复合液对小麦产量和品质的影响

吴慧，孔佑兵，张小强，李国生

（扬州大学，江苏 扬州 225009）

叶面肥具有经济、实用、高效、低成本的特点，其虽然用量少，但能够增强植物抗性，延缓叶片衰老，提高植物光合作用和肥料利用率，增加穗粒数和千粒重，提高作物产量，被广泛应用于小麦生产[1～3]。众多研究认为，喷施叶面肥可以增强小麦生育后期的光合功能和养分输送能力，提高穗粒数、千粒重和产量，改善子粒品质[4～6]。小麦施用叶面肥增产常常是通过增加穗粒数实现的，这样往往会产生较多的弱势粒，使小麦种子的性能降低。蚯蚓为一种富含多种生物活性物质的动物，其体内含有大量的蚓激酶类活性蛋白酶、抗菌肽类活性肽、溶血蛋白类活性蛋白、纤溶酶、超氧化物岐化酶和脱氧核糖核酸酶等[7～23]。但有关叶片喷施蚯蚓复合液对小麦穗粒重和千粒重的影响研究尚未见报道。通过小麦盛花期后叶面喷施蚯蚓复合液，研究其对小麦生育后期子粒灌浆质量和种子性能的影响，旨为提高小麦种子生产效能提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2013～2014年在扬州大学实验农牧场试验地进行。土壤类型为壤土，基础土壤养分含量为有机质14.8 g/kg、速效钾99.7 g/kg、速效磷46.5 g/kg、水解氮66.6 g/kg。

1.2 试验材料

小麦试材为中筋小麦品种扬麦21。蚯蚓复合液为扬州大学李国生等[24]的专利产品。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 2013年10月26日播种小麦，行距25 cm，基本苗数量2.15×106株/hm2。小麦盛花后7 d内，选择无雨天进行叶面均匀喷施50%蚯蚓复合液水溶液750 kg/hm2处理，以喷施清水750 kg/hm2为对照（CK）。采用对比试验设计，小区面积20 m2，随机区组排列，3次重复。氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O）施肥量分别为180、150和75 kg/hm2，其中磷钾肥在播前整地时一次性基施，氮肥60%基施、40%追施。其他管理措施同一般高产田。

1.3.2 测定项目与方法

1.3.2.1 产量性状。2014年6月小麦成熟期，按照“Z”型取样法，每小区均五点取样选取代表性植株10株，统计穗数、各穗位粒数、穗粒数、单穗重和千粒重；每小区选择代表性2个样点各取1 m2样方收获，子粒风干后测定产量。

1.3.2.2 品质性状。2014年10月取成熟的小麦子粒磨粉，测定品质指标。采用靛酚蓝比色法[25]测定蛋白质含量；采用量筒振摇器测定沉淀值；采用双波长法[26]测定直链淀粉和支链淀粉含量，计算总淀粉含量（直链淀粉含量+支链淀粉含量）；采用JJJM54S型面筋测定仪测定湿面筋含量。

1.3.3 数据处理与分析 采用Excle 2003软件进行数据的方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 蚯蚓复合液对小麦产量及其构成的影响

2.1.1 对小麦穗位粒子粒发育分布的影响 小麦穗部发育特征表现为中部小穗发育充实、上部子粒灌浆处于弱势。蚯蚓复合液处理的小麦中部（第3～16穗位）小穗子粒充实程度与CK差异不大。表明叶面喷施蚯蚓复合液对小麦中部小穗子粒的充实程度影响不明显。

蚯蚓复合液处理下部2个穗位的子粒数＞CK，其中第2穗位的子粒数较CK多0.5粒，差异达显著水平；其他各穗位的子粒数均＜CK，其中从第9穗位开始上部各穗位的子粒数均显著减少，尤其是第17～20穗位子粒数减少得更加明显，分别较CK减少了0.45、0.65、0.40和0.20粒（图1）。表明叶面喷施蚯蚓复合液在抑制麦穗弱势粒发育方面具有明显作用。这与一般叶面肥施用后可促进穗部子粒发育和粒数增多的作用不完全一致。

图1 蚯蚓复合液对小麦穗位粒数的影响Fig.1 Effect of earthworm compound solution on grains per ear of wheat

2.1.2 对小麦穗粒数的影响 各测定样点蚯蚓复合液处理的小麦穗粒数均＜CK，相差2.2～8.5粒，降幅为4.38%～14.53%（图2）。表明叶面喷施蚯蚓复合液对小麦穗粒数增多存在一定的不利影响。

图2 蚯蚓复合液对小麦穗粒数的影响Fig.2 Effect of earthworm compound solution on ear grain numbers of wheat

2.1.3 对小麦产量及其构成因素的影响 蚯蚓复合液处理的小麦产量显著＞CK，增产率为15.09%（表1）。表明叶面喷施蚯蚓复合液能够明显促进小麦增产。

表1 蚯蚓复合液对小麦产量及其构成的影响Table 1 Effect of earthworm compound solution on yield and its composition of wheat

进一步对小麦产量构成因素进行分析发现，蚯蚓复合液处理的小麦有效穗数和穗粒数略＜CK，但差异均不显著；单穗重和千粒重均显著＞CK，增幅分别为12.62%和18.75%。表明蚯蚓复合液处理显著增产的主要原因是千粒重的明显提高。这就是说，叶面喷施蚯蚓复合液能够有效促进灌浆物质运输，且阻止营养物质向弱势粒分配，明显提高子粒的饱实程度。

2.2 蚯蚓复合液对小麦品质的影响

蚯蚓复合液处理的小麦子粒淀粉含量＞CK，但差异均不显著；水分含量显著＜CK，降幅为1.5百分点（表2）。表明叶面喷施蚯蚓复合液有助于种子淀粉积累，明显降低种子含水量。这有利于提高种子性能。

表2 蚯蚓复合液对小麦品质的影响Table 2 Effect of earthworm compound solution on quality of wheat

蚯蚓复合液处理的小麦面粉沉降值＜CK，但差异不显著；蛋白质和湿面筋含量均显著＜CK，降幅分别为1.6百分点和4.6百分点。表明叶面喷施蚯蚓复合液对小麦面粉沉降值影响不大，但会导致蛋白质和湿面筋含量明显降低。

综上分析可以看出，叶面喷施蚯蚓复合液会明显降低小麦品质，但有利于种子性能的提高。

3 结论与讨论

干蚯蚓含脂肪5.25%、粗蛋白61.73%，铁、铜、锌、锰含量超过鱼粉和豆饼[27]。蚯蚓体内富含生物活性因子，从中提取的纤溶酶是一种高效的溶栓药，含有的超氧化物岐化酶（SOD）是优良的抗衰老药物，富有的脱氧核糖核酸酶对提高免疫能力非常有效[28～33]。蚯蚓综合利用在动物上的研究相对比较成熟[34，35]，而在作物上的应用研究仅局限于苗期使用，在小麦中后期使用的效果尚未见报道。

本研究中使用的蚯蚓复合液是一种纯天然生物制剂，试验结果表明，在小麦盛花期后叶面喷施蚯蚓复合液能够显著改善小麦穗粒结构，促进子粒向优势粒输送，有效抑制弱势粒，显著提高穗粒重、千粒重和产量，指标值分别较CK提高了12.62%、18.75%和15.09%；但对小麦品质存在一定的负面影响，明显降低蛋白质和湿面筋含量，指标值分别较CK下降了1.6百分点和4.6百分点，这可能与蚯蚓复合液快速促进小麦子粒充实有关。前人研究认为，小麦子粒最大粒重主要由灌浆速率和灌浆持续期决定[36～39]，胡延积等[40]认为灌浆速率的影响大于灌浆持续时间，本研究结果与前人结论基本一致。因为灌浆速率是影响粒重形成的关键，而灌浆持续时间对品质影响较大[41～44]。蚯蚓复合液具有促进灌浆物质快速输送和将有限养分输向优势粒的特性，对改善长江流域小麦受干热风影响出现后期灌浆不充分导致的子粒减产具有积极意义。蚯蚓复合液促进小麦增产的机理尚有待进一步研究。