沼液肥用效果研究进展

2017-03-29吴志鹏屠人凤

赤峰学院学报·自然科学版 2017年11期

关键词：沼液沼气养分

吴志鹏，屠人凤

（1.安徽农业大学经济技术学院；2.安徽农业大学资源与环境学院，安徽合肥 230036）

沼液肥用效果研究进展

吴志鹏1，屠人凤2

（1.安徽农业大学经济技术学院；2.安徽农业大学资源与环境学院，安徽合肥 230036）

本文在简单分析了沼液成分的基础上，从沼液浸种、叶面施肥、抗病虫害等方面综述了沼液的肥用效果，也总结了沼液施用对土壤理化形状（土壤结构、pH、有机质、养分含量等）的影响，同时也简述了沼液施用可能带来了一些潜在风险，同时也为沼液后续的科学肥用研究进行了展望.

沼液；肥用效果；土壤质量

我国畜牧养殖业历经几十年的快速发展，对于改善居民膳食结构、提高肉类消费水平和人民生活水平起着不可或缺的作用.随着我国城镇化水平不断提高，农村大量青壮年劳动力快速向第二、三产业转移，再加之我国化肥工业的迅猛发展，过去作为肥源的畜禽粪便等有机物变为废弃物，成为农业面源污染和农村环境污染的重要污染源[1]，严重影响我国农业的可持续发展，所以积极寻求切实有效、可行性高的畜禽粪便资源综合利用技术成为当下农业科技工作者研究方向之一[2].沼气工程技术作为集约化、规模化的畜禽养殖场废弃物无害化处理与资源化利用的重要途径之一，近年来发展迅速.由于沼液中含有作物生长发育所必需的大量元素、中量元素、微量元素，所以肥用是沼液目前最主要的利用方式之一.然而，据不完全统计，截至2011年，我国大、中型沼气工程达7.3万多处，年产沼液沼渣量约为10亿t[3]，随之而来的是生产的沼液量远超过农田的最大消纳量，沼液的处置已成为沼气发酵工程正常运行的瓶颈问题.本文在总结沼液成分分析、肥用效果等方面概述了沼液的研究进展，为深入探究沼液科学肥用提出合理建议.

1 沼液成分分析

沼液是畜禽粪、作物秸秆等有机物经过微生物厌氧发酵后产生的液相残留物.目前国内外文献关于对沼液概念尚没有明确定义，但是已有大量研究表明，沼液中以速效态形式含有丰富的植物生长发育的必需大量营养元素、中微量营养元素，养分可利用率高，是一种不可多得的优质有机物肥料[4].然而，沼液成分并不是一成不变的，接种物不同选取、发酵类型原料差异、发酵原料浓度变化以及沼液存储条件的改变都对沼液养分含量变化起着直接影响作用.张昌爱等[5]通过选取4种沼气池原料来源不同进行发酵，研究结果发现虽然有机质含量差异不明显，但沼液中全氮、全磷、全钾、速效养分等含量都有所差异.刘荣厚等[6]等通过选取高温、中温驯化接种物作为沼气发酵工艺参数，试验发现在高温接种发酵条件下沼液中磷素含量提高，但氮素损失率较高，钾素含量变化不大.刘庆玉等[7]通过对不同温度、光照、氧气含量、存储时间都会引起沼液成分的变化，试验研究表明总氮、速效氮、总磷含量呈现下降趋势，而氨氮在不同存储条件下，其含量也会有明显差异.因此，沼液成分的分析需要进行大量的试验统计资料才能得出较为准确定义，这也是农业、环境、等相关行业的今后进一步研究课题，亟待解决[8].

2 沼液的肥用效果

2.1 沼液浸种

沼液中不但含有作物生长发育的必需营养元素盐类外，同时也富含如生长素、激素等生物活性物质.在浸种过程中，这些活性物质不但能激活种子体内酶活动、刺激种子萌发、促进种子发芽和生长，同时也为作物提高抗逆性打下良好基础.目前，沼液浸种方面的研究较为成熟.据王彦杰等[9]报道使用不同浓度沼液浸种及喷施不同浓度沼液，试验发现对谷子种子发芽（发芽率、发芽势等）指标及对谷子生长性状（株高、穗粒质量、穗长、产量）等有着不同程度的影响.与对照相比，3%沼液处理可显著提高谷子的发芽率、发芽势等，喷施浓度50%以上沼液可显著增加谷子的株高、穗粒质量、穗长和产量.杨闯等[10]利用沼液在对陆地棉浸种处理，发现出苗率以沼液浸种8h最高，可达85.5%，对陆地棉有一定的增产作用.另外，沼液浸种对玉米和水稻等作物上也有提高产量的报道[11-12].

2.2 叶面施肥

沼液不仅应用于作物浸种，还广泛应用于农作物叶面肥上，是一种营养全面丰富、促进农作物植株生长吸收利用率高的优质液体水肥，可直接喷施于农作物叶面上.使用沼液作为叶面肥，不仅增加干物质积累、显著提高作物产量，还能明显改善作物品质.李向东等[13]研究表明，通过沼液喷施使得叶片增厚、促进树体生长、总生长量增长、单果重增加、优质果率提高、产量增加.田成津[14]报道沼液喷施浓度对于春小麦生产影响较大，以65%浓度的叶面喷施效果最好，增产可达22.8%.钱朗等[15]通过对花生生长的初花期、盛花期和结荚期进行叶面喷施50%沼液原液肥研究发现沼液对花生植株生长和产量构成因子形成具有明显促进作用，使其荚果产量比叶面未喷施沼液增产14.10%，增产效果明显.苑嫒等[16]通过发酵沼液对秋茶进行叶面喷施中发现，茶多酚、氨基酸、咖啡碱、水浸出物都有所不同程度的增加.邹以强[17]通过喷施沼液，使得葡萄可溶解型固型物含量、含糖量等品质有所改善.对于番茄，隋好林[18]等研究发现通过浓缩沼液喷施，能有效提高番茄风味品质，降低硝酸盐含量，以喷施600倍效果最好.

2.3 抗病虫害

沼气发酵原料经过沼气池厌氧高温发酵后，不但可以杀灭一些病原杂菌和虫卵，而且还含有多种有益菌群、微生物、水解酶、植物激素等，这些对作物的有害病菌和害虫都具有明显抑制和灭杀作用.田成津[14]报道通过叶面喷施沼液对春小麦锈病发病率有着明显的影响作用，研究表明在7-8月使用65%浓度的沼液喷施使得春小麦锈病发病率和死苗率降到最低.张睿等[19]通过喷施沼液等方法，可以大幅度降低虫口密度、具有防治苹果树红蜘蛛、蚜虫和早期落叶病的效果.王家品等[20]研究表明，沼液灌根+叶面喷雾对白菜的黑斑病、霜霉病、甜菜夜蛾、斜纹夜蛾和小菜蛾等主要病虫害有一定的防控作用.

2.4 对土壤质量的影响

沼液对土壤结构的改善有着促进作用，郑学博等[21]通过红壤旱地连续两年沼液还田定位试验，结果表明沼液化肥配施处理可显著提高土壤WR0.25和DR0.25团聚体含量；魏彬萌等[22]研究也表明，灌施沼液有利于土壤水稳性大团聚体的形成，这些都能进一步增大土壤的孔隙度，从而降低土壤容重，提高土壤通气透水性能，促进土壤物理性质明显改善，进而提高土壤的保肥供肥能力.

沼液的施用还可提升土壤有机质水平和养分含量，培肥土壤，进一步提高土壤肥力.杨乐等[23]试验研究了沼液灌溉能够显著增加耕层土壤有机质和养分含量，它们的增加幅度依次为有机质＞全氮＞全磷＞全钾；赵京奇等[24]研究表明施用沼液还可以提高耕层土壤的养分质量分数.

沼液也可以改变土壤酸碱性，杨乐等[22]连续5年施用沼液灌概绿洲农田使得绿洲农田耕层土壤pH降低，有利于改良碱性土壤；陈贵等[27]研究表明，随着沼液浇灌量增加，土壤pH值呈升高趋势.

沼液施用对于提升土壤有机质水平、增加土壤养分含量、增强土壤保水保肥能力、改善土壤通透性等土壤理化性状有着积极促进作用，然而其对于土壤质量其他方面的影响也不容忽视.蔡茂等[25]研究表明，长期沼液排放会造成土壤氮素和钾磷盈余，而磷素相对缺乏，导致沼液中养分供给作物出现不平衡性.郑健等[26]研究了采用常规灌溉、分根交替灌溉和固定灌溉3种不同沼液灌溉模式对玉米根区土壤硝态氮含量影响，试验表明沼液固定灌溉模式下灌溉侧土壤硝态氮积累增量最大，这可造成硝态氮随着雨水或灌溉水下渗，从而增加土壤硝态氮污染地下水的风险.陈瑶等[28]通过连续60天对沼液浇灌的旱作、水田土壤中的重金属动态检测，虽然土体中重金属含量变化不明显，但也出现土壤中的铅和镉含量随沼液浇灌时间的延长呈现增加趋势.也有报道称长时间的施用沼液会造成土壤中重金属元素显著积累[22]，这些重金属一旦被作物吸收会通过食物链进入人体，进而危害人体健康.

3 小结

通过对沼液肥用效果的总结可以看出，我国对沼液肥效利用的研究尚处于初步阶段.从现有报道看主要侧重于沼液应用效果方面，主要研究重点对土壤理化性状、浸种、抗病虫害、对作物产量和品质的影响等.由于我国土壤类型数量众多，种植作物类型丰富多样，种植制度也不尽相同，所以加大对不同土壤类型、不同作物和沼液施用方式对沼液消纳的能力进一步研究，还需要深入对沼液加工处理成标准化液态肥料产品的研究，以解决集约化、规模化养殖场生产的大量沼液无法消纳等问题；要加大对长期施用沼液的土壤或周围水体环境的动态监测，进一步研究长期施用沼液是否会造成土壤和作物重金属超标等及从源头如何控制饲料添加剂，以减少对畜禽粪便或沼液中重金属等污染环境的风险；与此同时，如何利用沼液与化肥、绿肥、有机肥等配合施用，以提升沼液的肥效利用率，从而进一步增加沼液的综合利用价值，这些都是下一步相关行业科技工作者努力的方向.

〔1〕王森,焦瑞峰,马艳华，等．我国畜禽粪便综合利用途径研究[J].河南科技学院学报（自然科学版），2017,45(1):20-24

〔2〕张田,卜美东,耿维．中国畜禽粪便污染现状及产沼气潜力[J].生态学杂志,2012,31(5):1241-1249.

〔3〕牛希成,董泰丽,刘静．畜禽粪污沼液的综合利用及处理方式研究综述[J].安徽农业科学，2016,44 (29):26-29.

〔4〕葛昕,李布清,丁叶强,等．沼液利用现状和潜在风险分析 [J].安徽农业科学,2012,40(30):14897-14898,15058.

〔5〕张昌爱,王艳芹,袁长波,等.不同原料沼气池沼渣沼液中养分含量的差异分析[J].现代农业科学, 2009,16(1):45-46.

〔6〕刘荣厚,郝元元,叶子良,等.沼气发酵工艺参数对沼气及沼液成分影响的实验研究[J].农业工程学报,2006,22(增刊l):85-88.

〔7〕刘庆玉,李晓娟,翟建宇,等．不同贮存条件对沼液成分的影响[J]．中国沼气,2017,35(1):63-66.

〔8〕郜玉环,张昌爱,董建军.沼渣沼液的肥用研究进展[J].山东农业科学,2011(6):71-75.

〔9〕王彦杰,毕少杰,洪秀杰,朱本源.不同浓度沼液浸种和喷施对谷子生长的影响[J].江苏农业科学, 2015(10):119–121.

〔10〕杨闯,徐文修,李钦钦,等.沼液浸种对陆地棉生长及产量的影响[J].新疆农业科学,2009,46(1): 138-141.

〔11〕陈定刚，鄢吴旭海，杨秀祥.沼液浸玉米种产量对比试验[J].基层农技推广,2017(1):31-32.

〔12〕杨红霞,莫开孟,龙先勇．沼液浸种对水稻产量的影响试验[J].农技服务,2016,36（1):90-91.