張芝萍 劉虎俊 萬翔

摘要 為探明民勤地區(qū)施入不同量的沼液對(duì)苜蓿地土壤理化性質(zhì)的影響，對(duì)不同沼液施入量的苜蓿地土壤進(jìn)行理化性質(zhì)的測定和分析，結(jié)果表明，在苜蓿土壤中施入沼液反而會(huì)降低土壤的含水率;當(dāng)施入沼液量為0.16 m3時(shí)產(chǎn)草量的鮮重和干重都達(dá)到最大值;施入沼液量的大小對(duì)土壤黏粒和粉粒的影響不大，對(duì)細(xì)砂粒和粗砂粒的影響較大，且隨著沼液施入量的增加，細(xì)砂粒和粗砂粒呈上升趨勢;苜蓿地施入沼液量的增加對(duì)pH和有機(jī)質(zhì)幾乎沒有影響;隨著施入沼液量的增多，電導(dǎo)率緩慢降低。而土層深度對(duì)電導(dǎo)率的影響也未呈現(xiàn)規(guī)律。沼液施入量的增加對(duì)于不同土層深度的正磷、速效P和全N沒有影響;但沼液對(duì)淺層土壤凱氏氮的影響相對(duì)較大;沼液對(duì)總磷的影響相對(duì)較小，所以在施肥過程中可以此為據(jù)。

關(guān)鍵詞 民勤;沼液;苜蓿;土壤理化性質(zhì)

Abstract In order to explore the effect of different amounts of biogas slurry on the physical and chemical properties of alfalfa soil in Minqin area， the physical and chemical properties of alfalfa soil with different amounts of biogas slurry were measured and analyzed. The results showed that in alfalfa soil， the application of biogas slurry would reduce the soil moisture content; the fresh weight and dry weight of alfalfa production reached the maximum when the amount of biogas slurry was 0.16 m3. The amount of biogas slurry applied had little effect on soil clay and powder particles， but had a greater impact on fine sand and coarse sand， and with the increase in the amount of biogas slurry， fine sand and silt coarse sands showed an upward trend;the increase in the amount of biogas slurry applied to alfalfa fields had almost no effect on the pH value and organic matter; with the increase of the amount of biogas slurry，the conductivity is slowly decreasing. The influence of soil depth on conductivity was also irregular. The increase in the amount of biogas slurry had no effect on the orthophosphorus， available P and total N in different soil depths; however， the impact of biogas slurry on Kjeldahl nitrogen in shallow soil was relatively large; the influence of phosphorus was relatively small， so we can use this as a basis in the process of fertilization.

Key words Minqin;Biogas slurry;Alfalfa;Soil physical and chemical properties

苜蓿是世界上栽培最早、面積最廣的多年生豆科植物[1]，是一種優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高蛋白、適應(yīng)性強(qiáng)的豆科牧草，在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中發(fā)揮著提供飼草和培肥土壤的作用。長期以來對(duì)苜蓿的營養(yǎng)價(jià)值和產(chǎn)量等方面進(jìn)行了大量研究[2-5]。在苜蓿地施入不同量的沼液對(duì)土壤理化性質(zhì)和產(chǎn)量有不同的影響，所以在一定程度上影響土壤的肥力狀況，進(jìn)而影響產(chǎn)草量等問題[6-16]。目前，不同沼液施入量對(duì)苜蓿地土壤理化性質(zhì)的研究較少，筆者研究施入不同量的沼液對(duì)苜蓿地土壤理化性質(zhì)的影響，旨在培肥土壤和實(shí)現(xiàn)土壤可持續(xù)利用。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于騰格里沙漠西南緣、河西走廊東北部石羊河流域下游的民勤西沙窩（薛百鄉(xiāng)），地理位置102°59′05″E，38°34′28″N。所在區(qū)域北、西、南3面間分布有低山殘丘，盆地內(nèi)多連綿起伏的固定和半固定沙丘、低洼丘間地、戈壁，耕地沿人工躍進(jìn)渠聚集于盆地中軸線上，人工綠洲以農(nóng)田、人工灌木林和農(nóng)田防護(hù)林為主，外圍多為砂質(zhì)荒漠化土地。整體地勢由西南向東北傾斜;地面平均坡降1‰，海拔1 350 m。研究區(qū)日照強(qiáng)烈，干旱少雨，氣溫變幅大，風(fēng)大沙多，屬于典型干旱荒漠氣候。年均氣溫7.6 ℃，多年平均極端最高氣溫39.4 ℃，極端最低氣溫30.8 ℃，年均降水量113.8 mm，年均蒸發(fā)量2 604.3 mm，干燥度5.15，年均日照時(shí)數(shù)2 799.4 h，≥10 ℃積溫3 036.4 ℃，無霜期175 d，年均風(fēng)速2.45 m/s，多年平均瞬時(shí)最大風(fēng)速22.35 m/s，主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)，多年平均8級(jí)以上大風(fēng)日數(shù)37.7 d，沙塵暴日數(shù)26.8 d，年均揚(yáng)沙日數(shù)32.9 d，浮塵日數(shù)18.9 d。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)置。

試驗(yàn)設(shè)6個(gè)處理：①對(duì)照樣地，不施入沼液，樣地面積為51.6 m2，1 m2施入量為0 g;②施入沼液量為0.16 m3;樣地面積為53.32 m2，1 m2施入量為3.00 g;③施入沼液量為0.25 m3;樣地面積為54.81 m2，1 m2施入量為5.56 g;④施入沼液量為0.34 m3;樣地面積為56.38 m2，1 m2施入量為6.03 g;⑤施入沼液量為0.39 m3;樣地面積為52.46 m2，1 m2 施入量為7.43 g;⑥施入沼液量為0.5 m3，樣地面積為55.68 m2，1 m2施入量為8.98 g。

1.2.2 土壤樣品采集。

2019年10月，在民勤綜合治沙實(shí)驗(yàn)站周圍的苜蓿地不同沼液施入量布設(shè)6個(gè)土壤剖面，3個(gè)重復(fù)，在取樣的剖面上選取3層土壤樣品，分別為0～10、10～20和20～30 cm，6個(gè)剖面上總共取得的樣品數(shù)為54個(gè)[17-21]。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

2019年10月在樣地各處理區(qū)取土壤樣品。土樣在實(shí)驗(yàn)室自然風(fēng)干后磨細(xì)，分別過0.25 mm篩，供分析測定。土樣理化性質(zhì)采用常規(guī)化學(xué)方法測定;土壤pH采用玻璃電極法測定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)作圖用Excel 2003軟件完成，數(shù)據(jù)方差分析由SPASS 13.0軟件完成[21-25]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同沼液施入量對(duì)苜蓿地土壤含水率的影響

施入不同量的沼液對(duì)苜蓿地土壤含水率的影響見圖1。從圖1可以看出，苜蓿草地 0～10 cm 土層內(nèi)土壤平均含水量隨著施入沼液量的增大呈先增后降的變化趨勢。當(dāng)施入量為0.16 m3時(shí)，土壤含水量最高，不施入沼液的次之，施入量為0.5 m3時(shí)，土壤含水率最低;苜蓿草地土層深度為10～20 cm時(shí)，隨著沼液施入量的增大，土壤含水率呈降低趨勢，不施入沼液的對(duì)照處理土壤含水率最高，而沼液施入量最大時(shí)，土壤含水率反而最低;苜蓿草地土層深度為20～30 cm時(shí)，施入量為0的對(duì)照最大，而當(dāng)施入量為0.25 m3時(shí)，土壤含水率最低，之后隨著沼液施入量的增加土壤含水率先增加后減少，由此可見，土壤含水率和沼液的施入量恰好相反，隨著沼液量施入增多，土壤含水率減小，而對(duì)照樣地沒有施入沼液反而土壤含水率最高，由此可見，在土壤中施入肥料反而會(huì)降低土壤含水率，所以在施肥時(shí)，要注意施入量。其具體原因還有待進(jìn)一步觀察。

2.2 不同沼液施入量對(duì)產(chǎn)草量的影響

由圖2可知，對(duì)于苜蓿產(chǎn)草量的鮮重而言，當(dāng)施入沼液量為0.16 m3時(shí)產(chǎn)草量的鮮重最大，即產(chǎn)草量最大，為2 653.5 kg/hm2，此外，隨著施入量的增加產(chǎn)草量較為平緩上升，即沼液施入量0.16 m3是最佳施入量;而對(duì)于干重而言，當(dāng)施入沼液量為 0.16 m3時(shí)，產(chǎn)草量的干重也最大為916.5 kg/hm2，但當(dāng)施入量為0.34 m3時(shí)干重為906.0 kg/hm2，比0.39 m3時(shí)（880.5 kg/hm2）高，其具體原因可能是鮮草的含水率較低。

2.3 不同沼液施入量對(duì)苜蓿地土壤粒度的影響

由圖3可知，施入沼液量的大小對(duì)土壤黏粒的影響最小，一直處于平緩趨勢，而對(duì)于粉粒而言，沒有施入沼液的對(duì)照樣地，在土層深度為20～30 cm時(shí)，粉粒處于最大，之后一直處于緩慢降低趨勢，而粗砂粒在對(duì)照樣地隨著土層深度的加深而降低，處理②、⑤和⑥的粗砂粒呈上升趨勢，且相對(duì)較高，處理③和④粗砂粒相對(duì)較低，且隨著土層的加深粗砂粒減少;細(xì)砂粒整體表現(xiàn)為前4個(gè)處理呈上升趨勢，但處理⑤和⑥細(xì)砂粒處于降低趨勢，整體而言隨著土層深度的加深細(xì)砂粒在土壤深度為10～20 cm時(shí)最高。由此可見，施入不同量的沼液，對(duì)細(xì)砂粒和粗砂粒的影響較大，而對(duì)黏粒和粉粒的影響不大;就土層深度而言，土層為20～30 cm的粗砂粒和細(xì)砂粒隨著沼液量的增加而增加。

2.4 不同沼液施入量對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響

由圖4可知，pH和有機(jī)質(zhì)隨著施入沼液量的增加幾乎沒有變化，表明施入沼液量并不影響有機(jī)質(zhì)和pH;而電導(dǎo)率沒有施入沼液的對(duì)照最大，之后隨著施入沼液量的增多，電導(dǎo)率的變化不大，而對(duì)于土層深度而言，對(duì)照和處理②和④，隨著土層深度的增加電導(dǎo)率增加，其他處理③、⑤和⑥都隨著土層的增加電導(dǎo)率減小。

2.5 不同沼液施入量對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)的影響

由圖5可知，隨著施入沼液量的增加和土層深度的增加，正磷、速效P和全N的量幾乎沒有變化，由此可見，沼液的施入量對(duì)不同土層深度的正磷、速效P和全N無影響;而凱氏氮隨著沼液施入量的增加呈上升趨勢，處理⑤達(dá)到最大，處理⑥凱氏氮有所降低，而土層深度的影響，除對(duì)照隨著土層深度的增加凱氏氮增加，而處理②土層深度為10～20 cm的凱氏氮的量最大，凱氏氮土層深度為0～10和20～30 cm時(shí)比土層深度為10～20 cm低，之后隨著沼液施入量的增加凱氏氮的量為0～10 cm>10～20 cm>20～30 cm，由此可知，沼液對(duì)淺層土壤凱氏氮的影響相對(duì)較大;沼液對(duì)總磷的影響逐漸上升，但幅度相對(duì)較小，所以沼液的施入量也會(huì)影響正磷，隨著土層深度的增加，正磷含量減小，除對(duì)照和處理⑥是10～20 cm的含量高于其他2個(gè)土層深度。

3 結(jié)論與討論

（1）施入不同量的沼液對(duì)苜蓿地土壤含水率的影響，土壤含水率和沼液的施入量恰好相反，隨著沼液量施入增多，土壤含水率減小，而對(duì)照樣地沒有施入沼液反而土壤含水率最高，由此可見，在土壤中施入肥料反而會(huì)降低土壤的含水率，所以在施肥時(shí)，要注意施入量。其具體原因還有待進(jìn)一步觀察。

（2）施入不同量的沼液對(duì)苜蓿產(chǎn)草量鮮重和干重的影響，不管是苜蓿草產(chǎn)量的鮮重還是干重都是當(dāng)施入沼液量為0.16 m3時(shí)產(chǎn)草量的鮮重和干重達(dá)到最大，即苜蓿地沼液施入量0.16 m3為最佳施入量。

（3）施入沼液量的大小對(duì)土壤黏粒的影響最小，一直處于平緩趨勢，而對(duì)于粉粒而言，沒有施入沼液的對(duì)照樣地粉粒最大;所以施入沼液量對(duì)黏粒和粉粒的影響不大，對(duì)細(xì)砂粒和粗砂粒的影響較大，且隨著沼液施入量的增加，細(xì)砂粒和粗砂粒呈上升趨勢;而不同土壤深度對(duì)細(xì)砂粒的影響，在前4個(gè)處理中土層深度為10～20 cm時(shí)，細(xì)砂粒的含量最大，而處理⑤和處理⑥土層深度為10～20 cm的細(xì)砂粒最小;而粗砂粒未呈現(xiàn)規(guī)律。

（4）施入沼液量的增加對(duì)pH和有機(jī)質(zhì)幾乎沒有影響，而電導(dǎo)率沒有施入沼液的對(duì)照最大，之后隨著施入沼液量的增多，電導(dǎo)率緩慢降低。而土層深度對(duì)電導(dǎo)率的影響也未呈現(xiàn)規(guī)律。

（5）沼液施入量的增加對(duì)于不同土層深度的正磷、速效P和全N無影響;但沼液對(duì)淺層土壤凱氏氮的影響相對(duì)較大;沼液對(duì)總磷的影響逐漸上升，但幅度相對(duì)較小，而土層深度的影響總磷在處理⑤沒有規(guī)律，而其他處理都是在土層為10～20 cm時(shí)最高，呈“U”字型;凱氏氮在土層深度上未呈現(xiàn)規(guī)律變化。

安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2021年

參考文獻(xiàn)

[1]羅天瓊，劉正書，莫本田，等.12種紫花苜蓿干草產(chǎn)量與土壤養(yǎng)分變化的關(guān)系分析[J].中國草地，1998（2）：29-32，71.

[2]孫啟忠，桂榮.影響苜蓿草產(chǎn)量和品質(zhì)諸因素研究進(jìn)展[J].中國草地，2000，22（1）：57-63.

[3]馬其東，高振生，洪紱曾，等.黃河三角洲地區(qū)苜蓿生態(tài)適應(yīng)性研究[J].草地學(xué)報(bào)，1999，7（1）：28-38.

[4]李玉山.苜蓿生產(chǎn)力動(dòng)態(tài)及其水分生態(tài)環(huán)境效應(yīng)[J].土壤學(xué)報(bào)，2002，39（3）：404-411.

[5]姚玉霞，李云.寧夏不同地區(qū)紫花苜蓿的營養(yǎng)成分分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（36）：22344-22345，22410.

[6]儲(chǔ)玲，晉松，吳學(xué)峰，等.銅污染對(duì)天藍(lán)苜蓿幼苗生長及活性氧代謝的影響[J].生態(tài)學(xué)雜志，2006，25（12）：1481-1485.

[7]儲(chǔ)玲，劉登義，王友保，等.銅污染對(duì)三葉草幼苗生長及活性氧代謝影響的研究[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2004，15（1）：119-122.

[8]何振立.污染及有益元素的土壤化學(xué)平衡[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，1998：209-243.

[9]施積炎.海州香薷和鴨跖草銅吸收機(jī)理和分子形態(tài)研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2004.

[10]王國慶，駱永明，宋靜，等.土壤環(huán)境質(zhì)量指導(dǎo)值與標(biāo)準(zhǔn)研究I·國際動(dòng)態(tài)及中國的修訂考慮[J].土壤學(xué)報(bào)，2005，42（4）：666-673.

[11]韋革宏，馬占強(qiáng).根瘤菌-豆科植物共生體系在重金屬污染環(huán)境修復(fù)中的地位、應(yīng)用及潛力[J].微生物學(xué)報(bào)，2010，50（11）：1421-1430.

[12]張志權(quán)，束文圣，廖文波，等.豆科植物與礦業(yè)廢棄地植被恢復(fù)[J].生態(tài)學(xué)雜志，2002，21（2）：47-52.

[13]趙斌，林會(huì)，紹江.微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].北京：科學(xué)出版社，2002.

[14]周建軍，周桔，馮仁國.我國土壤重金屬污染現(xiàn)狀及治理戰(zhàn)略[J].中國科學(xué)院院刊，2014，29（3）：315-320.

[15]JENKINSON D S，LADD J N.Microbial biomass in soil：Measurement and turnover[M]//PAUL E A，LADD J N.Soil biochenistry.Vol 5.New York：Marcel Dekker，1981：415-471.

[16]DORAN J W，COLEMAN D C，BEZDICEK D F，et al.Defining soil quality for a sustainable environment[M].Madison，WI：Soil Science Society of America and American Society of Agronomy，1994.