閆兆鵬 孫嘉洵 楊守軍 孫吉翠

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)煙臺(tái)研究院,山東 煙臺(tái) 264670

農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的負(fù)面伴侶產(chǎn)品，在農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中日益突出。不合理使用化肥帶來(lái)的養(yǎng)分流失已成為現(xiàn)階段我國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染的主要來(lái)源之一[1]。為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，切實(shí)減少農(nóng)業(yè)污染物，《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于加快推進(jìn)畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用的意見(jiàn)》與《開(kāi)展果菜茶有機(jī)肥替代化肥行動(dòng)方案》等要求加快構(gòu)建種養(yǎng)結(jié)合、農(nóng)牧循環(huán)的可持續(xù)發(fā)展新格局，為全面建成小康社會(huì)提供有力支撐。

沼液中含有豐富的氮、磷、鉀、有機(jī)質(zhì)和腐殖酸，對(duì)作物生長(zhǎng)具有良好的促進(jìn)作用。它有效利用沼渣沼液代替一些化肥和農(nóng)藥。本研究以小麥為試材，探討沼渣基肥、沼液追肥與化肥不同配施比例對(duì)小麥產(chǎn)量和土壤理化性質(zhì)的影響，以期為沼肥大田應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)開(kāi)始于2017年10月19日，試驗(yàn)地點(diǎn)為中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)煙臺(tái)研究院實(shí)驗(yàn)基地。試驗(yàn)土壤為棕壤土，其中堿解氮、速效磷、速效鉀含量分別為74.58 mg/kg、69.37 mg/kg和60.55 mg/kg，有機(jī)質(zhì)含量1.66%，pH 5.5。試驗(yàn)材料為煙農(nóng)15小麥。在試驗(yàn)中所使用的沼渣和沼液由山東某厭氧發(fā)酵工程提供，全氮、全磷、全鉀含量分別為2.41%、0.59%和0.61%，沼液全氮、全磷、全鉀含量分別為0.75%、0.11%和0.42%。所用化肥分別為尿素、過(guò)磷酸鈣和硫酸鉀。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

使用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)進(jìn)行試驗(yàn)，共5個(gè)處理和3次重復(fù)。處理1：全化肥處理（基肥：100%化肥，追肥：100%化肥）；處理2：沼渣基肥為基肥總氮量的52%，化肥基肥為基肥總氮量的48%，追肥全化肥（基肥：52%沼渣+48%化肥，追肥：100%化肥）；處理3：在處理2的基礎(chǔ)上，沼渣基肥、沼液追肥分別替代化肥的40%（基肥：71%沼渣+29%化肥，追肥：40%沼液+60%化肥）；處理4：在處理2的基礎(chǔ)上，沼渣基肥、沼液追肥分別替代化肥的60%（基肥：81%沼渣+19%化肥，追肥：60%沼液+40%化肥）；處理5：在處理2的基礎(chǔ)上，沼渣基肥、沼液追肥分別替代化肥的80%（基肥：90%沼渣+10%化肥，追肥：80%沼液+20%化肥）。分別在小麥的拔節(jié)期、揚(yáng)花期進(jìn)行追肥，每次追肥量各占追肥總量的50%。

1.3 研究方法

在小麥的拔節(jié)、開(kāi)花和收獲階段進(jìn)行樣品收集和產(chǎn)量測(cè)定。采用5點(diǎn)采樣法收集土壤，采集0～20 cm的土壤，風(fēng)干、磨細(xì)、分裝，用于測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)、pH、堿解氮、速效磷、速效鉀。土壤有機(jī)質(zhì)、pH、堿解氮、速效磷、速效鉀的測(cè)定分別采用重鉻酸鉀外加熱法、水溶-酸度計(jì)法、堿解擴(kuò)散法、鉬銻抗比色法和火焰光度法[2]；谷粒蛋白質(zhì)含量采用凱氏法測(cè)定[3]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

使用Excel 2003和SPSS 19.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，并使用最小顯著差異法（LSD）處理顯著差異性。

2 結(jié)果與分析

2.1 沼渣沼液與化肥配施對(duì)小麥種植區(qū)域內(nèi)土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響

從表1可以看出，處理3、處理4、處理5土壤有機(jī)質(zhì)含量在拔節(jié)期分別是處理1的1.22倍、1.32倍和1.36倍。小麥拔節(jié)期，開(kāi)花期和收獲期土壤有機(jī)質(zhì)含量變化趨勢(shì)相似。其中處理5土壤有機(jī)質(zhì)含量在小麥?zhǔn)斋@期分別是處理1、處理2、處理3、處理4的1.33倍、1.30倍、1.09倍和1.02倍。統(tǒng)計(jì)分析表明，土壤有機(jī)質(zhì)的含量與沼渣沼液施用量呈正相關(guān)。

表1 沼渣沼液與化肥配施對(duì)小麥種植區(qū)域內(nèi)土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響

2.2 沼渣沼液與化肥配施對(duì)小麥種植區(qū)域內(nèi)土壤pH的影響

沼渣沼液替代化肥對(duì)耕作層土壤pH影響如表2所列。在小麥的拔節(jié)期，處理4和處理5土壤pH顯著高于其他處理，但二者間無(wú)顯著差異；在小麥的收獲期，處理5土壤pH分別比處理1、處理2、處理3、處理4增加了4.74%、4.54%、1.73%和0.95%。

表2 沼渣沼液與化肥配施對(duì)小麥種植區(qū)域內(nèi)土壤pH的影響

2.3 沼渣沼液與化肥配施對(duì)小麥種植區(qū)域內(nèi)土壤堿解氮含量的影響

在小麥的拔節(jié)期，處理1土壤堿解氮含量明顯高于其他處理（見(jiàn)表3）。與處理1相比，隨著小麥生長(zhǎng)期的延續(xù)，處理2、處理3、處理4和處理5土壤堿解氮含量顯著高于處理1。數(shù)據(jù)表明，沼渣沼液的應(yīng)用促進(jìn)了土壤堿解氮含量的增加。

表3 沼渣沼液與化肥配施對(duì)小麥種植區(qū)域內(nèi)土壤堿解氮含量的影響

2.4 沼渣沼液與化肥配施對(duì)小麥種植區(qū)域內(nèi)土壤速效磷含量的影響

從表4可以看出，沼液施用對(duì)土壤速效磷含量的影響與土壤堿解氮變化趨勢(shì)相似。在小麥的收獲期，處理3土壤中速效磷含量分別是處理1、處理2、處理4、處理5的1.06倍、1.05倍、1.01倍和1.01倍。

表4 沼渣沼液與化肥配施對(duì)土壤速效磷含量的影響

3 討論

土壤有機(jī)質(zhì)具有提高土壤肥力和改善土壤理化性質(zhì)的作用，可以從根本上提高土壤肥力，影響小麥的產(chǎn)量。本研究發(fā)現(xiàn)，由于沼肥的應(yīng)用，處理2、處理3、處理4和處理5土壤有機(jī)質(zhì)含量均得到明顯的提高。

土壤的理化性質(zhì)已被用作表征土壤肥力質(zhì)量的指標(biāo)，可以直接影響小麥的生長(zhǎng)。在小麥的拔節(jié)期，處理2、處理3、處理4和處理5的有效養(yǎng)分含量低于處理1，但隨著生長(zhǎng)期的延長(zhǎng)，在成熟期時(shí)則高于處理1。這可能是因?yàn)榛手械酿B(yǎng)分屬于速效養(yǎng)分，而沼渣沼液中的養(yǎng)分具有速緩兼?zhèn)涞奶匦?，同時(shí)促進(jìn)土壤有機(jī)氮的分解，其在養(yǎng)分供應(yīng)上具有緩急相濟(jì)的作用。畜禽廢棄物經(jīng)厭氧處理所形成的沼渣沼液含有一定量的腐殖酸，可以增加土壤中腐殖酸的含量，促進(jìn)土壤團(tuán)聚體的形成，進(jìn)而提高土壤的pH。因此在小麥?zhǔn)斋@期，處理5的土壤pH要高于其他4個(gè)處理組。研究結(jié)果表明，沼渣沼液替代化肥促進(jìn)小麥產(chǎn)量的提高和品質(zhì)的改善。

4 結(jié)語(yǔ)

沼渣中有機(jī)質(zhì)含量豐富，作為基肥施用，可以加速土壤腐殖質(zhì)的生成，提高土壤肥力和肥料供應(yīng)能力，并增加小麥的產(chǎn)量；沼液中含有更多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，與化肥配施可以促進(jìn)小麥生長(zhǎng)。本研究認(rèn)為，沼渣基施、沼液追肥替代40%的化肥是沼渣沼液資源化利用比較科學(xué)的替代比例。