張 成，李 浩，王 科，任樹友，李紀(jì)堂，楊 勛，唐 波，朱文杰

(成都市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，四川 成都 610041)

沼肥是農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便和生活污水等經(jīng)沼氣池厭氧發(fā)酵后的殘留物[1]，富含植物所需的氮、磷、鉀等大量營養(yǎng)元素和鈣、鐵、鋅等多種中微量元素，及許多氨基酸、生長素、赤霉素等活性物質(zhì)，是一種緩、速兼?zhèn)淝茵B(yǎng)分全面的肥料[2]。沼肥也含有鉛、鎘、汞等重金屬元素[3]，在生產(chǎn)上合理科學(xué)的施用沼肥，可以改善土壤理化性質(zhì)及土壤微生態(tài)環(huán)境[4-6]，提高耕地質(zhì)量，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[7]。因此，本研究采用田間試驗(yàn)，探索沼肥替代部分化肥后對小麥產(chǎn)量品質(zhì)、土壤肥力及重金屬含量的影響，為成都市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中沼肥的合理利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本試驗(yàn)安排在成都市大邑縣安仁鎮(zhèn)石瓦村，于2016年10月至2017年5月進(jìn)行。試驗(yàn)地土壤為J14型沖積黃泥田水稻土，試驗(yàn)前0～20cm耕作層

土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)及重金屬含量見表1。

1.2 試驗(yàn)材料

供試作物：小麥(品種:川農(nóng)25)。

供試肥料：化肥有尿素(N：46%)、過磷酸鈣(P2O5∶12%)、氯化鉀(K2O∶60%)。本試驗(yàn)的沼肥取自當(dāng)?shù)卣託獬卣０l(fā)酵產(chǎn)氣3個(gè)月后的清液及沉渣，其主要原料為畜糞便(豬糞、羊糞、牛糞等)，其主要養(yǎng)分及重金屬含量見表2。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

設(shè)置5個(gè)處理，分別為①空白(CK1)：不施任何肥料。②單施化肥(CK2)：(N9.0+P2O56.0+K2O7.0)kg/667m2，施尿素19.6kg/667m2、過磷酸鈣50.0kg/667m2、氯化鉀11.7kg/667m2。③低量沼肥替代部分化肥(T1)：施沼肥500kg/667m2作底肥一次性施用，同時(shí)計(jì)算沼肥帶入的氮磷鉀含量，不足的用化肥補(bǔ)齊至CK2相同水平，補(bǔ)施尿素16.3kg/667m2、過磷酸鈣37.5kg/667m2、氯化鉀10.0kg/667m2。④中量沼肥替代部分化肥(T2)：施沼肥入的氮磷鉀含量，不足的用化肥補(bǔ)齊至CK2相同水平，補(bǔ)施尿素6.5kg/667m2、過磷酸鈣0kg/667m2、氯化鉀5.0kg/667m2。

1000kg/667m2作底肥一次性施用，同時(shí)計(jì)算沼肥帶入的氮磷鉀含量，不足的用化肥補(bǔ)齊至與CK2相同水平，補(bǔ)施尿素13.0kg/667m2、過磷酸鈣25.0kg/667m2、氯化鉀8.3kg/667m2。⑤高量沼肥替代部分化肥(T3)：施沼肥2000kg/667m2作底肥一次性施用，同時(shí)計(jì)算沼肥帶

表2 沼肥養(yǎng)分及重金屬含量

各處理中尿素分底肥、分蘗肥2次施用，底、追比為1∶1，磷肥、鉀肥一次性底肥施用，各處理重復(fù)3次，小區(qū)面積24m2(4m×6m)。2016年10月12日采集耕層基礎(chǔ)土樣及當(dāng)?shù)卣臃蕵悠罚?016年10月31日播種小麥?zhǔn)┯没始罢臃剩?017年1月13日追施小麥分蘗肥，2017年5月9日小麥?zhǔn)斋@，采集各處理土樣及小麥籽粒樣品，并實(shí)收測產(chǎn)。在小麥生育期內(nèi)按照當(dāng)?shù)厣a(chǎn)習(xí)慣進(jìn)行管理并防治病蟲害。

1.4 測定項(xiàng)目與方法

小麥?zhǔn)斋@后測定土壤理化性質(zhì)(pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀、陽離子交換量)及重金屬(鉛、汞、鎘、砷)含量；小麥測定重金屬(鉛、汞、鎘、砷)含量。鉛、鎘含量用石墨爐原子吸收分光光度法測定，砷、汞采用原子熒光法測定，pH值用電位法測定，有機(jī)質(zhì)用重鉻酸鉀-外加熱法測定，全氮用半微量開氏法測定，有效磷用NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法測定，速效鉀用NH4OAc浸提-火焰光度法測定，陽離子交換量用醋酸銨法測定[8]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用統(tǒng)計(jì)軟件DPS15.1進(jìn)行方差分析，檢驗(yàn)不同處理間的差異顯著性。用Microsoft Excel 2010進(jìn)行圖表制作。本試驗(yàn)土壤重金屬以《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618—1995)中土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為評價(jià)依據(jù)。本試驗(yàn)小麥籽粒重金屬污染評價(jià)參照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》標(biāo)準(zhǔn)(GB2762—2017)，小麥籽粒重金屬限量指標(biāo)如表3所示。

表3 小麥產(chǎn)品重金屬限量(mg/kg)

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對小麥產(chǎn)量的影響

從表4可以看出，空白處理(CK1)產(chǎn)量最低，為265.5kg/667m2，T1處理產(chǎn)量最高，為364.7kg/667m2，與空白處理(CK1)相比，CK2、T1、T2及T3分別增產(chǎn)32.3%、37.4%、24.3%及14.0%。與單施化肥處理(CK2)相比，T1增產(chǎn)3.8%，T2、T3分別減產(chǎn)6.1%、13.8%。

2.2 不同處理對小麥?zhǔn)斋@后土壤理化性質(zhì)的影響

由表5可以看出，空白處理(CK1)下，土壤全氮、有效磷、速效鉀及有機(jī)質(zhì)均處于最低水平。相比單施化肥處理(CK2)，沼肥替代部分化肥處理(T1、T2、T3)可以顯著增加土壤有效磷含量，增幅為33.3%～43.7%，土壤速效鉀略有降低，降幅為3.4%～7.8%，土壤全氮、有機(jī)質(zhì)、陽離子交換量有增加趨勢但未達(dá)到顯著水平。綜上所述，沼肥替代部分化肥可以促進(jìn)土壤有效磷的釋放，顯著增加土壤磷的有效性。

2.3 不同處理對小麥籽粒及土壤重金屬含量的影響

由表1及表6可知，試驗(yàn)前后土壤的重金屬鉛、鎘、汞、砷含量均未超過《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618—1995)中土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。空白處理(CK1)下土壤與小麥籽粒鎘含量均處于較低水平。與空白處理(CK1)及單施化肥處理(CK2)相比，沼肥替代部分化肥處理(T1、T2、T3)的土壤重金屬鉛、鎘、汞含量無顯著變化，砷含量隨著沼肥施用量的增加而增加。各處理小麥籽粒重金屬鉛、汞、砷含量均遠(yuǎn)低于小麥籽粒重金屬污染物安全限值(表4)，所有處理中單施化肥(CK2)處理的鎘含量超標(biāo)8.0%，其他處理鎘含量均未超標(biāo)。隨著沼肥施用的增加與化肥用量的減少，小麥籽粒鎘含量顯著降低。沼肥替代部分化肥處理(T1、T2、T3)分別比CK2低14.8%、21.3%及31.5%，差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)，這說明沼肥替代部分化肥可以有效降低小麥籽粒鎘含量。

表4 各處理小麥產(chǎn)量結(jié)果

表5 不同處理對小麥?zhǔn)斋@后土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)的影響

注:同列數(shù)據(jù)后帶相同小寫字母代表在5%水平上差異不顯著，下同。

表6 不同處理對小麥籽粒及收獲后土壤重金屬含量的影響

3 結(jié)論

(1)相比單施化肥處理，沼肥替代部分化肥對小麥產(chǎn)量影響明顯，隨著沼肥施用量的增加及氮肥施用量的降低，水稻產(chǎn)量呈先升高后顯著下降的趨勢。當(dāng)施用500kg/667m2沼肥替代化肥時(shí)小麥分別可少施氮、磷、鉀肥16.7%、25.0%、14.5%，小麥增產(chǎn)3.8%；施用沼肥處理土壤有效磷明顯增加，全氮、有機(jī)質(zhì)、陽離子交換量有增加的趨勢。

(2)沼肥替代部分化肥對土壤的重金屬鉛、鎘、砷、汞影響較小，試驗(yàn)前后土壤的重金屬鉛、鎘、汞、砷含量均未超過《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618—1995)中土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。伴隨沼肥替代化肥比例的增加，小麥籽粒鎘含量顯著下降，表明沼肥的施用可以有效降低小麥籽粒鎘含量。

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