沼液施用对青贮小麦产量品质和土壤养分的影响

2022-06-01曹易繁彭先进

农业与技术 2022年10期

曹易繁彭先进

(扬大常熟现代农业发展研究院,江苏常熟 215500)

前言

小麦是一种在世界各地广泛种植的禾本科植物，尤其是欧洲、北美甚至亚洲的一些发达国家，小麦作为动物饲料的应用已经规模化[1]。但是我国的大多数小麦都作为口粮食用，只有少部分作为动物饲料使用。Adamson A H[2]等、孙小凡[3]等研究表明，全株青贮小麦可以为牲畜提供一定生长发育所需的能量以及促进牲畜消化提高食量，并且青贮小麦相较于青贮玉米拥有更稳定的质量以及饲用价值。近年来，我国的沼气工程由于国家对生态农业的重视得到了迅猛发展。许多研究表明，沼液中含有大量的氮磷钾以及其他有利于植物生长发育的营养元素，且含有丰富的氨基酸、有机质、生长激素、微量元素等，以及对病虫害有抑制作用的物质，是一种腐熟水溶性速效肥[4，5]。

虽然沼液农用有许多益处，但是在农业生产中，沼液的施用量却需要具体计量。本文通过不同梯度的沼液处理，研究不同沼液施用量对农田土壤理化性质以及对青贮小麦生长发育、产量、品质等的影响，为沼液施用的可行性和优化提供意见，同时为青贮小麦施用沼液的推广提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

本试验于2019年11月—2020年5月在江苏省常熟市申福奶牛场青贮饲料种植基地进行，供试品种为“扬麦16”。试验设5个处理，分别为CK(不施肥)；CF(常规施肥)；20N(施沼液400m3·hm-2)；25N(施沼液500m3·hm-2)；30N(施沼液600m3·hm-2)。

小区面积90.05m2(长11.74m，宽7.67m)，各处理重复3次，随机排列分布。供试肥料为申福奶牛场产生的沼液(含氮量为0.075%)以及中化复合肥(N∶P2O5∶K2O=15%∶15%∶15%)。肥料在试验过程中分2次施入，其中基肥占比为40%，拔节期追肥占比为60%；化肥的施用为撒施，沼液施用为计算体积后均匀喷施在小区内。播种时间为11月25日。

1.2 调查内容及测定项目

1.2.1 产量测定

在小麦乳熟末期至蜡熟初期，收取各个小区内中间若干小麦，在距离地面5cm处用相关工具统一收割，然后测样品鲜重，最后计算其单位面积产量。

1.2.2 株高测定

在3月2日、4月2日、5月2日测量，在每个小区中随机选取生长状况一致的植株3株，取平均值。

1.2.3 SPAD值的测定

于抽穗后0d、7d、14d、21d、28d用SPAD-502叶绿素仪测定主茎功能叶叶绿素相对含量(用SPAD值表示)。

1.2.4 植株氮磷钾含量测定

在每个小区中随机选取长势一致的植株5株，称其鲜重，放入烘箱内，105℃杀青30min，85℃烘干至恒重，粉碎后测定植株氮磷钾含量。

1.2.5 青贮饲料品质测定

收获后，将样品装入青贮袋使其发酵30d后取出，测定饲草粗蛋白(CP)、灰分(CA)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)含量。

1.2.6 土壤养分含量测定

收获后，各小区采用取土钻采集5点0～20cm土层土壤混合样品，自然风干；测定土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾。

1.3 数据整理与统计

运用SPSS 22.0和Excel 2019进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 不同沼液施用量对青贮小麦产量的影响

表1表明，各处理理论产量呈30N>25N>CF>20N>CK趋势，均在13500kg·hm-2以上，其中，30N处理最高，达18989.3kg·hm-2；CK产量最低，仅13021.5kg·hm-2。多重比较进一步表明，4个肥料处理间除30N处理外，其余各理论产量无显著差异。青贮产量也表现出相同趋势。

表1 不同处理的产量及构成

产量构成因素进一步表明，4个不同肥料处理间样品单株鲜重均无显著差异，但相较于对照不施肥处理都有显著提高。在4个不同处理间以30N处理单株鲜重最高，达8.78g。各处理间密度无显著性差异。因此本试验中，青贮小麦产量主要由单株鲜重决定。

2.2 不同沼液施用量对青贮小麦生长的影响

2.2.1 对株高的影响

表2表明，3月2日处理间株高呈30N>25N>CF>20N>CK趋势，但4月2日和5月2日，各处理间呈30N>25N>20N>CF>CK趋势。各个生长时期，施肥处理间无显著差异，相较于对照都有显著提高。施用沼液处理的株高日增量一直较高，且株高日增量保持平稳。

表2 不同处理间的株高及日增量

2.2.2 对抽穗后SPAD值的影响

表3表明，总体上各不同处理叶片的SPAD值都表现为随生育进程先升高后降低，且在抽穗后21d时保持高水平。处理间对比则表明，30N处理和常规施肥处理在各个生长发育时期均保持较高的SPAD值，且两者之间无显著性差异，而在施用沼液处理间，随着沼液施用量的增加，叶片中叶绿素相对含量明显提高。

表3 不同处理的叶片SPAD值

2.2.3 对氮磷钾含量的影响

表4结果表明，各施肥处理植株氮含量均显著高于对照不施肥处理，施肥处理间植株含氮量大小为30N>CF>25N>20N，其中以30N处理最多，为28.95g·kg-1，显著高于其他处理，且随着沼液施用量的增加，植株氮含量也显著增加；在含磷量方面，以30N最多，为7.27g·kg-1，其次是25N，为7.10g·kg-1，两者之间无显著性差异，均显著高于其他处理；钾含量与磷含量具有相似的趋势。

表4 不同处理植株的氮磷钾含量

2.3 不同沼液施用量对青贮小麦品质的影响

表5结果表明，施用沼液处理的粗蛋白含量相较于常规施肥处理和对照均有显著提高，其中以30N处理粗蛋白含量最多，多达8.70%，相较于常规施肥高39.87%，相较于对照高78.64%，且粗蛋白含量随着沼液施用量的增加而提高。

表5 不同处理小麦青贮饲料的品质含量

灰分含量结果表明，施用沼液处理相较于常规施肥处理和对照均显著提高，其中以30N处理最多，达10.43%。

中性洗涤纤维结果表明，各施肥处理间无显著性差异，其中以30N处理最多；在酸性洗涤纤维方面，各施肥处理相较于对照均有显著提高，施肥处理间以30N处理最高，且显著高于其他处理，其他施肥处理间差异不显著。

2.4 不同沼液施用量对土壤养分含量的影响

2.4.1 对土壤全氮、有机质含量的影响

表6结果表明，各施肥处理土壤全氮含量相较于对照均显著提高，其中以常规施肥处理土壤全氮含量最高，为1.87g·kg-1，其次为30N处理和25N处理，但三者之间差异不显著。各施肥处理土壤有机质含量大小为30N>25N>CF>20N>CK，各施肥处理均显著高于对照，其中以30N处理最高，其次为25N处理，两者之间无显著性差异。随着沼液施用量的增加，土壤全氮及有机质含量显著增加。

表6 不同处理土壤全氮及有机质含量

2.4.2 对土壤速效养分含量的影响

表7表明，各施肥处理土壤碱解氮含量均显著高于对照不施肥处理，施肥处理间土壤碱解氮量大小为30N>25N>CF>20N，其中以30N处理最多，其次为25N处理，两者之间无显著性差异，且随着沼液施用量的增加，土壤碱解氮含量也显著增加；并且土壤速效磷和速效钾也具有相同趋势。

表7 不同处理土壤速效养分含量

3 讨论与小结

3.1 施用沼液有利于青贮小麦增产

本文研究结果表明，30N处理产量最高，达18989.3kg·hm-2，其次为25N处理，达18583.5kg·hm-2，均高于常规处理，说明本试验条件下，施用沼液对青贮小麦增产效果显著，而且主要是通过提高单株鲜重实现，这与前人研究结果基本一致[6,7]。但本文发现，30N处理的小麦植株在生长后期会发生倒伏现象。因此，在生产中应注意控制沼液的施用量，在植株不倒伏的情况下尽可能提高单株鲜重来进一步提高青贮小麦产量。30N(600m3·hm-2沼液)有利于青贮小麦累积干物质，最终增加产量。

3.2 施用沼液有利于促进青贮小麦生长

本试验结果表明，30N处理株高在各个生长时期均表现为最高，最终株高为101.0cm，株高日增量也一直处于平稳的较高水平，有利于协调后期小麦营养生长和生殖生长，从而利于最终产量形成，且其抽穗后各时期叶片SPAD值均处于较高水平，有利于充分利用光能，促进光合作用，形成较多光合产物，为后期产量形成奠定物质基础。与单施化肥相比，30N处理对氮、磷、钾的吸收积累量均为最高,这可为产量形成积累更充足的营养元素，这种对氮、磷、钾等营养元素的吸收特性可能正是30N处理最终产量较高的原因。

3.3 施用沼液有利于改善青贮饲料品质

本文研究结果表明，各处理均保持着适宜的pH值。青贮饲料中蛋白质的变化与pH值密切相关，当pH值小于4.2时蛋白质因植物细胞酶的作用，部分分解成氨基酸，且较稳定，并不造成损失[8]。30N处理的粗蛋白含量表现为最高，达8.70%，比常规施肥高39.87%，比对照高78.64%，且粗蛋白含量随着沼液施用量的增加而增加，说明施用沼液可以显著提高小麦青贮饲料粗蛋白含量，这与刘丰玲[9]等研究相一致。而30N处理的灰分、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量虽然也表现为最高，但也只是略高于其他处理，对青贮饲料的适口性和消化率影响不大。