猪粪沼液在苹果种植中的应用及风险

杜忍让 薛强 孙耀军 马健 王刚弟 于太永

[摘要]沼液作为有机肥，含有丰富的氮磷钾、微量元素及生物活性质，具有改善土壤有机质含量，促进苹果生长，提高苹果品质的作用，科学合理的利用将促进苹果产业的发展。通过对猪粪发酵沼液成分分析，提出果园使用方法及风险，便于苹果种植者参考。

[关键词]沼液;苹果;成分含量;风险

[中图分类号]S661.1 [文献标识码]A

沼气作为养猪生产中对粪污处理的有效手段，在规模化猪场得到广泛的使用，但在对畜禽排泄物进行无害化处理的同时，产生大量的沼渣和沼液，其中沼液作为厌氧发酵的残留物，营养成分及有机物浓度均较高，如能得到科学有效的利用，不仅能解决畜禽场对环境造成污染，而且还能有效增加土壤有机质含量，促进苹果等作物提质增效。

1 猪粪沼液营养成分含量

沼液富含农作物生长所必需的氮、磷、钾和多种微量元素以及氨基酸、腐殖酸、吲哚乙酸、维生素B 和某些抗生素等生物活性物质，具有促进作物生长、防治作物病害和改良土壤性状等多重功效，是生产无公害农产品最好的有机肥。试验表明，沼液在浸种育秧、叶面喷施、果园滴灌、水培蔬菜和饲喂猪鱼等方面都有良好的表现。

1.1 猪粪沼液的理化特性

沼液的pH呈微碱性，范围为6.88～8.60，均值为7.5左右，不同季节沼液pH值略有变化，夏、秋季略高于冬、春季。浊度 705 NTU，电导率10726us·cm2，氧化还原电位（ORP/mV）-318～-41，具有较强的还原能力。悬浮物（SS）质量浓度（g·L-1）0.14～42.7，均值8.65±3.93，化学需氧量（COD）质量浓度（mg·L-1）1138～68800，均值13034±4809。溶解性化学需氧量（SCOD）质量浓度（mg·L-1）480～11360，均值2902±627。5日生物耗氧量（BOD5）质量浓度（mg·L-1）218～7090，均值1839±573。

1.2 豬粪沼液的氮磷钾含量

猪粪沼液中氮磷钾各地报道略有差异，其含量范围为：氮的质量浓度（mg·L-1）、溶解氮（mg·L-1）：江苏测定结果209.8～1732.3、205.3～1356.9，重庆测定结果142.8～751.2、139.5～675.0，新疆博州测定结果687.0、0，山东测定结果809.0、329.0，法国南部测定结果2800.0、2600。磷的质量浓度，总磷（mg·L-1）、溶解磷（mg·L-1）：江苏测定结果22.7～404.7、4.8～77.0，重庆测定结果107～188、12.9～84.0，新疆博州测定结果43.0、-，山东测定结果712.0、37.0，法国南部测定结果504.0、373.5。钾的质量浓度，总钾（mg·L-1）、溶解态钾（mg·L-1）：江苏测定结果101.1～1434.9、-，重庆测定结果262.7～780.1、226.0～632.7，新疆博州测定结果417.0、-，山东测定结果488.0、96.0，法国南部测定结果1049.6、1084.5。沼液中氮磷钾的变化随季节的变化略有变化。

1.3 猪粪沼液中的矿物质及微量元素

据沈其林等测定，猪粪发酵沼液中微量元素的含量（ppb），分别为：硼510、氯350、铁240、铜140、锌120、锰38 ppb、砷31、铝28、硅15、硫13 、铅 7.3、镁5.7 、钙4.2 、铬2.5 、汞0.63 ppb、镉 、钯0.016。

1.4 猪粪沼液中生物活性成分

沼液中生物活性成分主要包括氨基酸、腐殖酸、植物生长素等，经测定沼液中蛋白质含量为0.43%，腐殖酸含量大约为0.03%，氨基酸含量较高，可达到15.7 mg·L-1，在测定的样品中共检出 17 种氨基酸，其中含量相对较多的是半胱氨酸2.925 mg·L-1 、丝氨酸2.07 mg·L-1、苏氨酸1.41 mg·L-1、赖氨酸1.055 mg·L-1和甘氨酸1.015 mg·L-1。同时分析出三种植物内源激素，赤霉素、吲哚乙酸、玉米素，含量分别为3.5mg·L-1、0.64mg·L-1、0.2mg·L-1。

1.5 猪粪沼液中的抗生素

猪粪沼液中常见3种抗生素含量为，土霉素0.083 mg·L-1、四环素0.049 mg·L-1、金霉素 0.042 mg·L-1。

2猪粪沼液对苹果的作用

猪粪沼液含有丰富的氮磷钾、微量元素、氨基酸和植物生长的生物活性成分，在苹果生长中具有重要的作用。

2.1 沼液中氮磷钾的营养作用

沼液中的氮素：沼液中含丰富的氮素，主要含有铵态氮，有机态氮和硝态氮含量相对较少。氮素作为果树的重要营养素，对果树及果实的蛋白质、核酸、叶绿素、维生素、酶等合成具有重要作用，缺氮时果树的地上部分和根系生长都会受到抑制，氮素过多，则枝叶徒长，花芽分化不充分，而且易发生病虫害，由于沼液的氮以铵态氮为主，所以施用时要注意用量，最好按照土壤分析结果和果树实际需要量施肥。

沼液中的磷：磷在植物的生命活动中具有非常重要的作用，是植物合成磷脂、核酸、三磷酸腺苷和植物辅酶等的主要原料，在果树上应用，能促进花芽分化，改进果实品质，促进根系生长，提高果树抗寒、抗旱、抗病、抗盐碱能力，磷还能提高植物的氧化还原反应。磷供应不足，植株的新梢和叶子的生长削弱，表现出枝条纤细，生长减弱，侧枝少，展开的幼叶呈现暗绿色，叶片稀疏，叶小质地坚硬，幼叶下部的叶背面沿叶缘或中脉呈现紫色，叶与茎呈锐角，开花和坐果减少，春芽开放较晚，果实小，品质差等症状。由于分生组织的活动减弱，可溶性氮和花青素的积累减少，致使浓绿色的叶片在秋季落叶前出现紫色和带有红色的斑点。

沼液中的钾：钾对维持细胞原生质的胶体系统和细胞液的缓冲系统具有重要作用，参与蛋白质的合成，与糖分的合成、转化、运输等密切相关，可促进枝条成熟，增大果个，促进着色，提高果品质量，减少裂果，耐储藏。缺钾时，树体蛋白质解体，氨基酸含量增加，碳水化合物代谢受干扰，光合作用受到抑制，叶绿素被破坏，出现老叶和叶缘先发黄，变褐，焦枯似灼烧状。叶片上现出褐色斑点或斑块，叶中部、叶脉处仍保持绿色。缺钾程度严重时，整个叶片变为红棕色或干枯状，坏死脱落，腐烂病加重等。钾素过多时，影响果树对氮、钙、铁、锌、硼、镁的吸收，抑制果树生长，加重苹果苦痘病发生，还会使果肉松绵，贮藏性降低。

2.2 沼液中氨基酸的营养作用

氨基酸能够壮苗、健株，增强叶片的光合功能及作物的抗逆性能，对植物新陈代谢起着重要作用。但是，氨基酸在土壤中容易被细菌同化、分解，因此不宜作为基肥在土壤中施用，而是制成叶面肥料。沼液通常用作叶面肥喷洒在叶片上，补充作物所需的氨基酸和其他营养成分，提高叶片光合作用的能力，特别是用于果树喷洒，对花芽分化、保花保果，加快果实增重、提高光泽度、促进成熟一致很有利。

2.3沼液中微量元素的营养作用

沼液中含有许多微量元素，其中的Cu、B、Fe、Zn、Mn、Mo、Se在植物生长过程中具有重要作用，是植物体内某些酶的重要组成部分或活化剂。果树缺乏前述的微量元素，除对生产有影响外，还出现不同的缺乏症状： 如缺铜时，叶片叶绿素减少，出现失绿现象，幼叶的叶尖黄化干枯，叶片脱落;繁殖器官的发育受到破坏，结果率低，发生枯梢，树皮开裂，有胶状物流出，呈水泡状皮疹，称“郁汁病”或“枝枯病”;果实小而僵硬，严重时果树死亡。缺硼时，可能会出现：茎尖生长点受抑，甚至枯萎、死亡;根尖伸长停止，呈褐色，侧根加密，根颈以下膨大;新叶皱缩、卷曲失绿，叶柄短而粗;老叶增厚变脆，色深无光泽;花少而小，花粉粒畸形，生活力弱，蕾花脱落，结实率低。硼素营养过剩，则会出现硼中毒现象，受害植株中下部叶尖或叶缘褪绿，而后出现黄褐色斑块，甚至焦枯。缺铁时幼叶失绿，叶肉呈黄绿色，叶脉仍为绿色，又称“黄叶病”，严重缺铁时，叶肉呈黄白色至乳白色，叶片小而薄，出现棕褐色枯斑或枯边，有的出现枯梢现象。缺锌时，易出现小叶病，新梢顶部叶片狭小或枝条纤细，节间短，小叶密集丛生，质厚而脆呈簇状，严重时叶片从新梢基部向上脱落。缺钼叶片小而失绿，多发生在枝条中部叶片，向上扩展。锰主要作为植物某些酶的活化剂参与氧化作用，参与氮、无机酸的代谢，碳水化合物的分解、胡萝卜素、核黄素、VC的合成，缺锰时叶绿素含量降低，新生叶片叶脉间绿色褪淡发黄，严重时有灰白色或褐色斑点出现。苹果缺錳时，叶片失绿从中下部叶片开始向上、下两个方向扩展。微量元素适量会促进植物体发育，但微量元素过剩就会出现毒害作用。

3猪粪沼液施肥技术

3.1 苹果生产的需肥量

据报道苹果生长和结果需要通过根部及叶面吸收氮磷钾等有机肥和微量元素，在一般情况下，每生产100kg苹果需要氮1.0～1.1kg，磷0.6～0.8kg，钾0.8～1kg，三者大致比例1：0.6：1。 一般成年树果园每667m2应施纯氮20kg，五氧化二磷9～15kg，氧化钾20kg，氮磷钾比为1：0.5：1，施用量折合成尿素为43kg/667m2，过磷酸钙为75～125kg/667m2，氯化钾为33kg/667m2。幼龄果园施肥量纯氮30kg/667m2，五氧化二磷20kg/667m2，氧化钾30kg/667m2，氮、磷、钾比为1：0.7：1。施肥量折合成尿素65kg/667m2，过磷酸钙166kg/667m2，氯化钾50kg/667m2。据对洛川调查，苹果园施肥中，多数果农注重氮、磷肥施用，钾肥施相对不足，故应控制氮磷肥用量，增加钾肥用量。

3.2施肥技术

沼液施肥要求取自正常产气的沼气池出料件，沼液发酵时间一般是正常产气90天左右，经过充分发酵，消除猪粪及污水中的有害物质，并经过测定分析确定对果树无害后使用，在生产实际中一般采用下列方法施肥：

3.2.1 沼液叶面施肥。用于果树叶面喷施的沼液，一般要求发酵产气后90天，用时需经过滤或澄清，施肥时根据气候、树势等的不同，可采用纯沼液、沼液稀释或配合农药、化肥喷施。

（1）纯沼液喷施：纯沼液喷施就是将经过过滤或澄清的沼液，直接喷洒到果树上的施肥方法，这种方法杀虫效果比沼液稀释后好，能快速给果树提供比较丰富的养分，对树龄较长、长势较差、座果的树等均可通过喷施纯沼液进行施肥。

（2）沼液稀释喷施：将纯沼液按照一定的比例，进行稀释，然后按照气候变化、树的长势及果树生长不同时期，有选择的进行喷洒。如气温较高时，稀释比例适当加大，树的长势较好时稀释比例加大后喷施。

（3）配合农药、化肥喷施：在果树管理中，通常根据果树病虫害情况，进行农药喷洒，沼液施肥可以结合病虫害防治，配合农药施肥，如配合杀虫脒施用，杀虫效果非常显著。另外结合树体一定阶段营养需要，配合一定的化肥喷施，以补充果树对营养的需要。丰产年果多时，可加入0.05%～0.1%尿素;当年挂果少的树，可加入0.2%～0.5%磷钾肥喷施。

3.2.2 沼液根部施肥。果树根部长期使用沼液施肥，果树会长势茂盛，叶色浓绿，病虫害减少，幼果脱落少，果实味道纯正，产量比施化肥或普通有机肥高。具体施肥应根据树龄不同选择相应的方法。

（1）幼树施肥，以树冠滴水为直径向外环开沟，一般深约10～35cm、宽20～30cm，施肥后用土覆盖，并在以后要错位开穴，向外扩展施肥，以增加根系吸收范围，充分发挥沼液施肥效果。

（2）成树施肥，可采用竖沟或辐射状开沟施肥，并轮换错位，开沟不宜太深，防止损伤根系，施肥时可配合少量的农药、化肥，施肥结束后，用土覆盖，施肥从初花期开始，结合保花保果，每7～10 天一次，至叶落前为止。

（3）沼液施肥量，沼液一般施肥，每667m2用纯沼液2000～2500 kg为宜，采用“环状沟”施肥法施入，也可用平行于树行的条状沟施入，施入后尽快覆土。

4 猪粪沼液使用风险

猪粪沼液是猪粪尿经过沼气发酵产生的，难免不受猪粪成分的影响，目前有一部分猪场为了缩短猪的发育周期，减少猪病发生，在饲料中添加氨苯砷酸、沸石粉及石粉等，这种物质通过猪体代谢残留于粪中，经厌氧发酵后，砷、汞含量显著提高，随着沼液的利用，有可能将其带入果园，在果园土壤中累积，然后通过累积效应进入果树，增加了果品安全风险。另外猪粪沼液还含有Cr、Pb、Hg等重金属，在作为果树肥料利用中可能导致重金属污染。这种污染对土壤及产品影响很小，据姜丽娜等报导，假定每年每公顷施用1080t沼液，连续施用100a，则土壤中镉、铅、砷、汞的浓度分别增加0.004、0.028、0.049、0.0017mg·kg-1，与国家土壤标准相比，增加量很少。计算表明连续多年施用沼液不会造成重金属在土壤的大量积累而引起土壤中重金属含量的超标。田间试验土壤样品重金属含量测定表明这些重金属的积累不随沼液施用量的提高而明显增加，沼液中镉、铅、汞、砷在土壤中的积累风险较小。尽管如此，沼液在作为果园有机肥时，还需控制使用量和浓度，对于长期使用的要进行土壤重金属累积效应和迁移情况检测，并对其影响进一步研究。

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