沼液沼渣对改善农村土壤质量效果分析

宋海军

(河南工程学院 资源与环境学院， 河南 郑州 451191)

随着农村能源利用结构的优化调整，沼气工程发展迅速，但沼气生产的同时会产生大量沼液沼渣，如不合理利用，必然对土壤环境和地下水环境造成危害[1-2]。沼液沼渣是一种优质高效的有机肥料，其含有多种微量元素、腐殖酸、维生素和生长素等，这些营养物质可利用率高，能迅速被吸收利用[3]，可以平衡植物养分，提高养分物质，改善土壤的理化性质，提高土壤保持水分和养分能力，提高土壤的整体质量[4]。科学合理地应用在农作物和果蔬上，可提高农作物和果蔬的产量、改善品质、提高抗性、预防病虫害[5-7]。可见，沼液沼渣在改良土壤、提高肥力、保护植被、增加粮食产量等方面都有积极作用[8]。同时减少农药、化肥的使用量，降低生产成本，提高农产品品质，经济、生态、社会效益显著。沼液沼渣不仅能促进我国农村产业结构的调整，而且对推动生态农业建设有着重要意义[9]。目前，国内对沼液沼渣的综合利用方面的研究较多，但真正涉及到沼液沼渣对土壤质量改善的定量化研究的专家学者却很少。为了促进在更大范围内对沼液沼渣的综合利用，本次研究通过理论分析和实证分析相结合的方法，对沼气户和非沼气户土壤里速效钾、速效磷、全氮、有机质平均含量进行比较，定量对比分析了沼液沼渣对改善农村土壤质量效果，为进一步推广沼气建设提供定量化支持。

1 研究方法

1.1 样品采集

为了解沼液沼渣对改善农村土壤质量效果，选择河南省农村户用沼气池建设使用较早、推广较为普遍的新郑市和庄镇老庄刘村，地力条件相似、土质大致相同且具有代表性的6户沼气户和3户非沼气户作为研究对象，其中沼气户中采用“三位一体”和“四位一体”生态模式的各有3户，沼气户农田中的沼液沼渣使用量在80%以上，非沼气户农田完全使用化肥，土壤采样测定选在秋季进行，土样采集采取网格布点法。

1.2 测定方法

土壤测定项目与测定方法见表1[10]。

表1 土壤测定项目与测定方法

2 结果与分析

沼气户使用沼液沼渣代替化肥，由于沼液沼渣中含有多种氨基酸、抗生素、生长激素以及微量元素，提高了土壤养分含量，大大改善了土壤质量。

2.1 土壤中速效钾含量对比分析

对比情况见图1。从图中可以看出沼气户土壤中速效钾平均含量为356.28 mg·kg-1，是非沼气户的4倍，远高于土壤养分分级标准1级标准，非沼气户土壤中速效钾平均含量仅为87.64 mg·kg-1，只能达到土壤养分分级标准4级标准，显然沼气户土壤中速效钾养分含量比较丰富。

图1 土壤中速效钾含量对比图

2.2 土壤中速效磷含量对比分析

土壤中速效磷含量对比情况见图2。从图中可以看出沼气户土壤中速效磷平均含量为93.62 mg·kg-1，是非沼气户的3.7倍，高于土壤养分分级标准1级标准134%，说明沼气户土壤中速效磷的平均含量非常丰富，而非沼气户土壤中速效磷的平均含量为25.31 mg·kg-1，仅达到土壤养分分级标准2级标准。

图2 土壤中速效磷含量对比图

2.3 土壤中全氮含量对比分析

土壤中全氮含量对比情况见图3。从图中可以看出使用了沼渣沼液后，沼气户土壤中全氮的平均含量0.16%，达到土壤养分分级标准3级，非沼气户土壤中全氮的平均含量为0.064%，低于土壤养分分级标准4级，可见，非沼气户土壤中全氮的平均含量明显低于沼气户，仅为沼气户的40%。

图3 土壤中全氮含量对比图

2.4 土壤中有机质含量对比分析

土壤中有机质含量对比情况见图4。从图中可以看出沼气户土壤中有机质含量为3.62%，为土壤养分分级标准2级，非沼气户土壤中有机质平均含量为1.66%，仅为土壤养分分级标准3级，沼气户土壤中有机质平均含量是非沼气户的2.18倍，可见沼气户土壤中有机质含量较为丰富。

图4 土壤中有机质含量对比图

2.5 不同生态模式对比分析

从监测结果来看，不同生态模式土壤养分差异较大，实施“四位一体”沼气生态模式的3个沼气户土壤中速效钾、速效磷、全氮和有机质的平均含量均高于实施“三位一体”沼气生态模式的3个沼气户，从图5和图6可以看出，实施“四位一体”沼气生态模式的沼气户土壤中的速效钾平均含量为516.94 mg·kg-1，速效磷含量为145.75 mg·kg-1，全氮平均含量为0.22%，有机质平均含量为4.86%。而实施“三位一体”生态模式的3个沼气户土壤中的速效钾平均含量为195.62 mg·kg-1，速效磷含量为41.49 mg·kg-1，全氮平均含量为0.098%，有机质平均含量2.38%。土壤中速效钾、速效磷、全氮和有机质的含量分别减少了321.32 mg·kg-1，104.26 mg·kg-1，0.12%，2.48%。主要原因是实施“四位一体”沼气生态模式的蔬菜大棚沼渣沼液使用量大，而养分流失相对较少。

图5 不同生态模式速效钾和速效磷含量对比图

图6 不同生态模式全氮和有机质含量对比图

3 结论

土壤监测结果表明，沼气户土壤中速效钾、速效磷、全氮、有机质平均含量明显高于非沼气户，沼气户土壤中速效钾的平均含量是非沼气户的4倍，提高了268.64 mg·kg-1，速效磷的平均含量是非沼气户的3.7倍，提高了68.31 mg·kg-1，二者均明显高于土壤养分分级1级标准，全氮的含量比非沼气户提高了0.096%，达到了土壤养分分级3级标准，有机质的含量比非沼气户提高了1.96%，达到了土壤养分分级2级标准。同时从监测结果可以看出，实施“四位一体”沼气生态模式沼气户土壤中速效钾、速效磷、全氮、有机质含量都明显高于实施“三位一体”生态模式的沼气户。可见，沼液沼渣的使用对减少农村化肥使用量，增加土壤养分，改善土壤质量，提高农业生产具有重要意义，应在河南省乃至全国大力推广沼液沼渣的综合利用。