长期施用沼肥对桑园土壤肥力的影响

段卫平， 汪增超

(南阳农业职业学院， 河南 南阳 473000)

长期施用沼肥对桑园土壤肥力的影响

段卫平， 汪增超

(南阳农业职业学院， 河南 南阳 473000)

沼肥是生物质经过沼气池厌氧发酵的产物，富含N，P，K及大量微量元素和生物活性物质[1]，可以显著增加桑园土壤中>0.25 mm水稳性团聚体的含量，大幅度提高土壤有机质含量、全氮含量、速效磷含量、速效钾含量，提高土壤保肥能力，提高土壤等级。通过试验，连续五年施用足量沼肥，已经对桑园土壤改良起到显著效果，此后维持正常的施入量即可。

桑园； 沼肥； 水稳性团聚体； 肥力

河南省南阳市是全国农业大市及蚕桑大市，蚕桑主产区又有挖沼气池的传统。沼气在给人们带来便利的同时，其残渣的处理又常常使农民为难。同时，桑园选地一般较为贫瘠，加上长年无法深耕和偏重化肥，导致土壤板结、肥力下降，制约了蚕茧产量和质量的提高[2]。沼液、沼渣含有丰富的有机质、腐殖酸、氮、磷、钾等营养成份及各种氨基酸、维生素、酶、微量元素等生命活性物质，是一种基肥、追肥兼可、优质高效的好肥料[3]。长期施用，可以显著提高土壤>0.25 mm水稳性团聚体的含量，提高土壤肥力。为了扩大沼肥利用率，实现沼气利益最大化，推进南阳市蚕桑产业的快速发展，笔者开展研究，调查长期施用沼肥对土壤水稳性团聚体、土壤有机质含量、土壤全氮含量、土壤速效磷含量、土壤速效钾含量等的影响。

1 供试材料

1.1 试验地点

南阳农业职业学院桑园，桑树品种为农桑8号，面积2 hm2，该桑园桑树长势基本一致，土壤为沙质土，肥力偏低但均匀一致。

1.2 试验用肥

1.2.1 沼肥

2010年前取自桑园周边居民家沼气池，投料主要是猪粪和玉米秸杆；2010年以后取自桑园沼气池(不足部分用周边居民家沼肥补充)，该沼气池自2010年3月建成使用，于2012年10月28日大换料。投料为一次性投入400 kg玉米秸杆(风干、粉碎、含水率12%)及2 m3新鲜奶牛粪(含水率83%)，以老沼渣(TS为8%)为接种物。

每年出料时间在3月26日前后，沼渣取出后在储粪池中存放，10天后(4月5日)第1次取出使用。此时沼渣TS为20%，以后每次施肥直接从储粪池中取出使用。

1.2.2 对照用化肥

尿素、碳酸氢铵、氯化钾和过磷酸钙。

1.3 试验时间

试验时间为2007年3月～2014年10月。

2 试验方法

2.1 田间设计

试验设2个处理，即沼渣施肥区和常规施肥区，每个处理设3个重复，每年均取样检测，连测7年，每年取3个重复的平均值。每个试验小区与对照小区面积均为333.5 m2，试验区与对照区相隔约2米。施肥后每年10月采样分析。

2.2 试验方法

2.2.1 沼渣施肥区

距树根20 cm处开挖小沟，浇施沼渣后用土覆盖，小沟深度以土能完全覆盖沼渣为宜，从2006年冬季起分别在12月上旬和3月中旬，6月上旬共3次浇施，333.5 m2桑园每年共施沼渣300 kg左右。

2.2.2 常规施肥区

距树根20 cm挖行沟埋施尿素、碳铵、氯化钾和过磷酸钙，每667 m2用量为尿素25 kg，碳酸氢铵50 kg，过磷酸钙25 kg，氯化钾10 kg，每年2次。

2.2.3 田间管理

按常规方法修剪桑园，当年春季晴天翻土除草2次[4]。

2.3 样品采样与室内分析

2.3.1 样品采样

土壤样品采取时间为每年10月份底中秋期饲养结束，每小区棋盘形选取12个点形成1个混合样，采集各区0～ 15 cm原状样品，共6个土样样品。将样品带回实验室，拣出杂物后风干并将其掰成10 mm大小的土块。

2.3.2 水稳性团聚体分离测量

将一部分分干后的样品用Yoder湿筛法分离土壤水稳性团聚体[5-6]。测定分干筛和湿筛两个程序：1)干筛分析： 将风干土样混匀后取其1.0 kg。用孔径分别为 5 mm，2 mm，1 mm，0.5 mm，0.25mm，0.106 mm筛子进行筛选。将各级筛子上的团聚体及粒径<0.106的土粒分别称量，计算干筛的各级团聚体占土样总量的百分含量。然后按其百分比，配成1份质量为 60g 的土样，做湿筛法分析。2)湿筛分析：在团聚体分析仪上进行湿筛分析，先往4 个水桶中加水至套筛运动到最高点时其上缘正好与水面平齐为止。将套筛放入水桶中振动30 min，然后将套筛取出，将留在筛子上的各级团聚体用细水流冲入已知重量的干燥铝制饭盒中，在50℃烘干箱中烘48 h后称重，测定各级团聚体含量。

2.3.3 土壤有机质含量测定

土壤有机质含量测定采用重铬酸钾氧化法测定[7]。

2.3.4 土壤全氮含量测定

土壤全氮含量测定采用半微量开氏法测定[7]。

2.3.5 土壤速效磷含量测定

土壤速效磷含量测定采用0.5 mol·L-1NaHCO3—钼锑抗比色法测定[7]。

2.3.6 土壤速效钾含量测定

土壤速效钾含量测定采用醋酸铵浸提—火焰光度计法测定[7]。

3 实验结果

3.1 不同施肥年限水稳性团聚体的分布

从表1中可以看出，施用沼肥可以显著提高沙质土中水稳性大团聚体的比例，降低小团聚体的比例。施用化肥的桑园土壤(CK)胶体分散，颗粒之间的粘合力非常小，团聚体不稳定，遇水后过度分散。因此，0.25～0.106 mm小团聚含量明显高于>0.25 mm大团聚体含量。与对照相比，>0.25 mm的大团聚体含量均随施用沼肥年限的增加有明显的提高，最大增幅101.7%；与此同时，<0.25 mm的小团聚体的含量显著降低，最大降幅为31.6%。说明长期施用沼肥可使颗粒较小的团聚体凝结在一起形成较大的团聚体，这与孙宇婷[8]等的研究结果基本一致。

3.2 土壤有机质含量、全氮含量、速效磷含量、速效钾含量变化

土壤有机质含量、全氮含量、速效磷含量、速效钾含量随施用沼肥年限增加的变化情况见表2。

3.2.1 土壤中有机质变化情况

从表2可以看出，施入沼肥可以显著提高土壤中有机质的含量。总体上看，对照区土壤中有机质的含量无明显变化且维持在较低水平，仅达到六级土壤标准。施入沼肥后，第2年就能迅速提高土壤中有机质的含量，并且随着施用年限的增加，土壤中有机质含量稳步增加，有机质含量最高达11.5 g·kg-1，达到四级土壤标准，最大增加幅度达111.79%，土壤改良效果明显。连续施入5年后，有机质含量达到顶峰，以后增加效果不甚明显(见图1)。

表1 不同施肥年限下沙质土水稳性团聚体分布表 (%)

表2 不同施肥年限土壤中有机质、全氮、速效磷、速效钾含量变化表

注：CK取值为连续7年所测值的平均值

图1 土壤有机质含量变化图

有机质是形成土壤团聚体的主要胶结物质，形成水稳性团聚体的主要原因之一就是有机质的胶结作用。因此长期施用沼肥等有机肥可以有效增加土壤中有机物的含量，有机质含量的增加促使水稳性大团聚体含量大幅度增加[9]。

3.2.2 土壤中全氮含量变化情况

从表2可以看出，施用沼肥同样可以显著提高土壤中全氮含量。与对照区(CK)相比，施入沼肥后，不同施肥年限的土壤中全氮含量均有明显提高。施肥初期，对照区土壤(CK)中全氮含量较低，仅有0.68 g·kg-1，属于贫瘠土壤标准。施入沼肥后，不同施肥年限的全氮含量变化与有机质含量变化类似：桑园土壤中的全氮含量第2年就迅速提高，并且随着施用年限的增加稳中有升，土壤中最高含氮量达1.23 g·kg-1，最大增加幅度达80.88%(见图2)。

图2 土壤中全氮含量变化图

3.2.3 土壤中速效磷含量变化情况

从表2可以看出，施用沼肥同样可以显著提高土壤中速效磷的含量。与对照区(CK)相比，施入沼肥后，不同施肥年限的土壤中速效磷的含量均有明显提高。施用化肥区域(CK)土壤中速效磷含量较低，仅有4.89 mg·kg-1，土壤供磷水平属于低水平的5级，施入沼肥一年后迅速提高至5.13 mg·kg-1，以后随着施用年限的增加稳中有升，最高含磷量达11.85 mg·kg-1，最大增加幅度达142.43%，土壤改良效果明显(见图3)。

图3 土壤中速效磷含量变化图

3.2.4 土壤中速效钾含量变化情况

从表2可以看出，施用沼肥对提高土壤中速效钾的含量同样效果明显。相对于化肥施入区(CK)，施用沼肥不同年限的土壤中速效钾的含量均不同程度的提高。施肥初期，桑园土壤中速效钾含量较低，仅有45 mg·kg-1，土壤供钾水平较低，仅达4级水平。施用沼肥第2年速效钾的含量就提高到60 mg·kg-1，以后随着施用年限的增加稳中有升，最高达95 mg·kg-1，最大增加幅度达111.11%，速效钾含量增幅明显(见图4)。

图4 土壤中速效钾含量变化图

4 小结

试验结果显示，桑园施用沼肥比纯施用化肥土壤改良效果明显，土壤中水稳性团聚体、有机质含量、全氮含量、速效磷含量、速效钾含量均有大幅度的提高，而在施入化肥的对照区则无明显变化。究其原因：沼肥中富含有机质、腐殖酸和氮、磷、钾多种养分，是一种速效缓效兼备、优质高效的好肥料。沼渣中的腐殖酸含量占28%左右，有利于土壤微生物的生长活动和土壤团粒形成，具有增进土壤的保肥、供水、疏松、供氧、熟土层增厚和稳温性好的综合功能[10]。这些营养物质和生理活性物质对于土壤改良、土壤保肥能力均有极大帮助，从而实现桑叶增产、蚕茧单产量增加。但施用5年后，增加效果不明显。因此，连续5年高量沼肥的投入(每年施用沼肥3000 kg·hm-2)，已经对桑园土壤的改良起到了显著的效果，此后维持正常的施入量即可(每年1000 kg·hm-2)。试验证明：在桑园中施用沼肥，可以明显增强桑园肥力，有效改善土壤结构，增加土壤保肥、保水能力，可持续提供桑树生长所需的各种营养，提高桑叶产量和质量，这与邹长明[11]等的研究基本一致。

[1] 宋成芳，单胜道，张妙仙，等.畜禽养殖废弃物沼液的浓缩及其成分[J].农业工程学报，2013(12)：256-259.

[2] 吕美坤，金伟峰，等.桑园施沼肥好处多[J].蚕桑通报，2011，42(1)：20-22.

[3] 丁跃林.沼肥的综合利用[J].新农业，2013(02)：29.

[4] 黄 鹤.高产桑园管理技术初探[J].安徽农学通报，2012(12)：159，170.

[5] Yoder R E. A direct method of aggregate analysis of soil and a study of physical nature of erosion losses[J].Journal of American Society of Agronomy,1936,28(5):337-351.

[6] 孝 义.地壤物理及土壤改良方法[M].上海：上海科学技术出版社，1981.

[7] 金为民.土壤肥料[M].北京：中国农业出版社，2001.

[8] 孙宇婷，周连仁，孟庆峰，等 长期施用有机肥对草甸碱土水稳性团聚体及其碳氮分配的影响，[J].中国土壤与肥料，2014，1：6-10.

[9] 刘恩科，赵秉强，梅旭荣，等.不同施肥处理对土壤水稳性团聚体及有机碳分布的影响.[J].生态学报，2010，30(4)：1035-1041.

[10] 倪 亮,孙广辉,罗光恩,等.沼液灌溉对土壤质量的影响[J].土壤,2008，4(04): 608-611.

[11] 邹长明，刘 正，余海兵，等.沼肥研究与开发前景[J].安徽农学通报，2007，13(23)：81-83.

TheInfluenceofLong-termApplicationofBiogasFertilizeronMulberryFieldSoil/

DUANWei-ping，WANGZeng-chao/

(NanyangVocationalCollegeofAgriculture,Nanyang473000,China)

The biogas fertilizer is rich in N, P, K, trace elements and bioactivators[1], and can significantly increase the content of waterstable aggregate of > 0.25 mm in mulberry field soil. The largest increasing could reach 61.58%. The biogas fertilizer could also increase the soil organic matter, total nitrogen content, available phosphorus and potassium, etc. Their largest increasing could reach 111.79%, 80.88%, 142.43%, 80.88%, respectively. So it significantly improved the soil quality. The experiment showed that, after adequate application of biogas fertilizer for 5 consecutive years, the soil had a significant improvement on mulberry field,

mulberry field; marsh fertilizer; aggregate water stability; fertility

2016-03-16

2017-05-11

段卫平(1972-)，男，河南温县人，副教授，主要从事蚕业专业教学与科研工作， E-mail：nydwp@126.com

汪增超，E-mail：nynxwz@126.com

S216.4

B

1000-1166(2017)04-0095-04