陸國弟,楊扶德,陳紅剛,杜 弢
(甘肅中醫(yī)藥大學,甘肅 蘭州 730000)
近年來,隨著國家對生態(tài)農(nóng)業(yè)的大力倡導,沼氣工程得到迅猛發(fā)展,根據(jù)規(guī)劃,到2020年全國將建成130000多處大中小型沼氣工程,4300多萬戶農(nóng)村沼氣池,沼氣利用率將達到440億m3[1-2]。同時,隨著市場經(jīng)濟快速發(fā)展,我國集約化、規(guī)?;笄蒺B(yǎng)殖業(yè)也得到大力發(fā)展,2010年畜禽糞便年排放量已超過20億t[3],在沼氣工程和畜禽養(yǎng)殖業(yè)迅猛發(fā)展的同時,沼液沼渣產(chǎn)量也隨之快速增加,目前肥料化是利用沼液、沼渣的主要途徑,但規(guī)?;笄蒺B(yǎng)殖場、沼氣工程排放的沼液沼渣已超過農(nóng)田最大消納量,大量剩余沼液如不循環(huán)使用、合理應用,而進行任意排放,一方面會造成環(huán)境污染,另一方面則引起資源的極大浪費,同時也制約禽畜養(yǎng)殖業(yè)和沼氣工程的發(fā)展。故大力開發(fā)沼液用途,促進沼液的推廣使用是目前亟待解決的問題。本文就廣大學者對施用沼液影響土壤理化性質(zhì)(改良土壤、提高土壤肥力和微生物活性)、肥料效應(糧油作物、蔬菜水果、藥用植物)、其他功效(浸種、抗病蟲害、飼料)以及對重金屬影響等方面的研究進行綜述,以期為沼液資源合理使用及推廣應用提供借鑒。
Xu等[4]以水稻-油菜輪作下的黃色土壤為試驗地,進行了3年的田間試驗,以了解豬糞沼液對土壤化學和細菌成分的影響,結果發(fā)現(xiàn)施用沼液(165.1和182.1 t/hm2)可提高土壤的營養(yǎng)成分,增加土壤pH值并促進土壤團粒結構的形成,從而達到改良土壤的作用。Yu等[5]研究施用沼液對中國西南地區(qū)土壤特性的影響,結果發(fā)現(xiàn)長期進行沼液灌溉后,土壤孔隙度和附著在土壤團粒結構上的微生物增加,進而提高了土壤肥力。王旭等[6]選擇沼液兌水稀釋后,以滴灌方式滴入土壤,研究對甘肅鹽堿地的效果,結果施用沼液后土壤肥力顯著提高,同時改善了土壤的理化性質(zhì),降低了土壤pH,在0~20 cm土層脫鹽效果顯著,但20 cm土層以下出現(xiàn)鹽分累積的現(xiàn)象。孫國峰等[7]研究發(fā)現(xiàn)與常規(guī)施肥處理相比,沼液替代化肥耕層土壤理化性質(zhì)無顯著性差異,但能有效抑制長期施用化肥所引起的土壤酸化現(xiàn)象。林少華等[8]在濱海鹽堿地中研究發(fā)現(xiàn),沼液施用可改良其土壤性狀,降低土壤pH值、EC值,改善土壤的酸堿度,進而提高或恢復土壤的肥力。
康凌云等[9]通過施用不同比例的沼渣沼液和化肥處理,研究沼渣沼液替代化肥對設施番茄、甜椒生長和土壤養(yǎng)分積累的影響,結果發(fā)現(xiàn)施用沼渣沼液處理的土壤氮、磷養(yǎng)分均有盈余,表層土壤出現(xiàn)磷累積、氮素淋洗損失等現(xiàn)象,因此今后在菜田可持續(xù)生產(chǎn)中,限制性施用沼渣沼液是需注意的問題。王康等[10]以臨港產(chǎn)業(yè)園從未種植過的土壤為試驗地,研究沼液噴灑灌溉對其的改良效果,結果發(fā)現(xiàn),施用300 t/hm2的雞糞沼液可有效增加深層土壤中堿解氮、有效磷、速效鉀的含量。李小宇[11]以水稻為試驗材料,研究連續(xù)3年施用沼液對其生產(chǎn)及土壤環(huán)境質(zhì)量的影響,結果發(fā)現(xiàn)適宜的沼液施用量能有效提高土壤氮含量,也有助于提高土壤速效鉀和陽離子交換量,但土壤有效磷含量隨沼液施用年限的增加而有所下降。杜妍寧[12]研究發(fā)現(xiàn),施用沼液能顯著提高土壤氮、磷等養(yǎng)分的含量,且沼液配施生物炭對土壤中氮磷養(yǎng)分含量的提高優(yōu)于單施沼液、生物炭。喬鋒等[13]研究表明,沼肥連年施用可提高玉米田土壤有機質(zhì)、全氮、全鉀和堿解氮的含量,說明沼肥在一定程度能改善玉米田的土壤化學性質(zhì)。
Yu等[14]以氮和磷轉(zhuǎn)化的相應酶活性(過氧化氫酶、脲酶、轉(zhuǎn)化酶和磷酸酶活性)為指標,以灌溉期和灌溉量作為變量因子,研究三峽庫區(qū)沼液灌溉對土壤性質(zhì)和酶活性的影響。結果發(fā)現(xiàn),當灌溉期和灌溉量為4 d 500 mL時,土壤中過氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶和脲酶活性最高,磷酸酶活性顯著增加;用沼液灌溉的土壤銨態(tài)氮和土壤硝酸鹽與對照相比,分別增加了47.8%和19.0%。表明沼液通過提高氮、磷含量和酶的活性,來提高土壤肥力。郝燕[15]研究發(fā)現(xiàn),施用沼液能顯著提高葡萄園土壤酶活性和微生物量碳氮含量,其中,土壤微生物量碳和微生物量氮與對照(常規(guī)施用化學肥料)相比,分別顯著提高45.1%~186.2%、14.0%~95.3%,且提高幅度隨沼液施用年限的增加而增大。張紅等[16]在菜田土壤中研究發(fā)現(xiàn),施用沼液可明顯增加土壤中多酚氧化酶、纖維素酶等的活性,增加了土壤中微生物量氮、碳含量。宋三多[17]研究發(fā)現(xiàn),施用沼肥顯著提升了收獲期稻麥輪作土壤中微生物碳、氮的含量,同時可顯著增加土壤水解酶與過氧化氫酶的活性。
Li等[18]設置了5個氮素水平:對照(不添加氮),3種濃度的沼液和常規(guī)化學肥料。從2013年10月至2016年10月,對華北平原小麥-玉米輪作過程中沼液與灌溉水混合施用對硝酸鹽淋失的影響進行了3年的田間試驗,結果發(fā)現(xiàn),使用中等濃度的沼液代替化學肥料是確保作物高產(chǎn)量,高氮利用率和減少硝酸鹽淋失損失的合理方法。張永生[19]通過大田試驗,設置施沼肥與常規(guī)施肥2個處理發(fā)現(xiàn),與常規(guī)施肥相比較,施用沼液處理的水稻有效穗數(shù)、穗實粒數(shù)、結實率、千粒重、公頃產(chǎn)量均不同程度的增加。陳璧瑕[20]以正紅號玉米為試驗材料,利用豬尿糞發(fā)酵的沼液進行大田試驗,研究發(fā)現(xiàn)施用沼液能明顯提高玉米的產(chǎn)量,改善其品質(zhì),且施用量控制在60~90 t/hm2的范圍內(nèi)時,玉米產(chǎn)量最高、品質(zhì)最佳,土壤肥力較高,環(huán)境質(zhì)量也較好。吳華山等[21]研究沼液施用對土壤氨揮發(fā)及玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的影響,結果發(fā)現(xiàn)濃度為50%沼液替代化肥,可獲得與化肥處理相同的玉米產(chǎn)量與品質(zhì),此外發(fā)現(xiàn),沼液施用量越大,氨揮發(fā)量越大。王文博等[22]研究發(fā)現(xiàn)沼液作追肥,純氮396 kg/hm2沼液處理的水稻產(chǎn)量大于化肥處理;且施用沼液的各處理均能增加土壤中氮和磷含量,且隨著沼液施用量的增加而增大;而沼液作追肥,氮396 kg/hm2沼液處理的氮、磷利用率最高。鄭健等[23]利用Meta分析法定量分析沼液施用在不同條件下對作物產(chǎn)量的效應,結果發(fā)現(xiàn)在西北和華北施用沼液提高作物產(chǎn)量較其他地方明顯,西南和華東地區(qū)稍低;其增產(chǎn)效應不受作物影響,小麥、玉米、番茄和水稻產(chǎn)量均有所提高。楊智青等[24]設計了12個處理,研究施用沼液對大麥農(nóng)藝性狀及飼用品質(zhì)的影響,結果發(fā)現(xiàn)沼液的施用可大幅度提升大麥生物量、籽實和植株蛋白質(zhì)含量。侯福銀等[25]研究發(fā)現(xiàn)施用適量沼液比常規(guī)施肥更有利于秈稻的生長,其中,施用沼液量控制在612 t/hm2范圍內(nèi),更有利于提高秈稻產(chǎn)量,改善其飼用品質(zhì)。Wu等[26]通過設置不施肥、常規(guī)化肥和10個不同沼液灌溉量處理,來研究對油菜產(chǎn)量品質(zhì)的影響,結果發(fā)現(xiàn)隨沼液濃度的增加,油菜籽中蛋白質(zhì)、鐵、錳、銅和鋅的含量呈增加趨勢,油菜籽中油酸、鈣和鎂的含量呈先增加后降低趨勢。其中,沼液施用在78750~101250 kg/hm2范圍內(nèi),其產(chǎn)量和品質(zhì)較好。
Duan等[27]研究發(fā)現(xiàn)沼液灌溉與等量化肥和傳統(tǒng)灌溉模式相比較,能提高黃瓜產(chǎn)量,改善其品質(zhì)。Yang[28]設置不同沼液濃度,并以清水灌溉為對照處理,研究各處理對辣椒、西紅柿和黃瓜可溶性糖及維生素C含量的影響,結果發(fā)現(xiàn)沼液處理的辣椒、西紅柿和黃瓜可溶性糖及維生素C含量均顯著高于清水對照處理。Yu等[29]研究發(fā)現(xiàn)濃縮沼液的施用可顯著改變番茄的品質(zhì),包括增加土壤有機質(zhì),有效氮、磷和鉀,總氮和磷,電導率以及水果中氨基酸、蛋白質(zhì)、可溶性糖、β-胡蘿卜素、單寧和維生素C,以及糖酸比,增加土壤中細菌、放線菌和真菌的可培養(yǎng)數(shù)量。蔣華等[30]通過對番茄、蘿卜、芹菜、豇豆施用不同濃度沼液發(fā)現(xiàn),不同處理中以噴施60%濃度沼液或根施沼液原液的效果最好,能顯著提高蔬菜的產(chǎn)量,其中以芹菜生產(chǎn)中噴施40%沼液濃度效果最佳。王樹仁等[31]研究發(fā)現(xiàn),施用濃度為50%沼液對溫室反季大葉芹菜增產(chǎn)效果最顯著,產(chǎn)量比對照提高了48.1%。研究表明,與施等量氮肥的化肥和發(fā)酵豬糞相比,施用豬沼液能夠顯著提高白菜的產(chǎn)量,增加白菜氨基酸、可溶性糖的含量,并能降低硝酸鹽的含量,有效提高白菜產(chǎn)量和改善其品質(zhì)[32]。初長江等[33]利用沼液曝氣地下滴灌的方式對大棚韭菜進行小區(qū)試驗,結果發(fā)現(xiàn),施用沼液濃度為80%,并對80%沼液進行曝氣處理(曝氣系數(shù)設為1.0)時,韭菜產(chǎn)量最高,可達230.50 kg/667 m2,比對照增長28.53%;同時,韭菜中維生素C、可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)含量隨沼液濃度增加呈迅速增加趨勢,與對照相比,維生素C含量提高77.78%,可溶性糖含量提高91.20%,可溶性蛋白質(zhì)含量提高70.59%。徐培智等[34]在白菜上施用沼液研究發(fā)現(xiàn),與施同等氮相比,具一定程度的增產(chǎn)效果。在品質(zhì)方面可顯著增加游離氨基酸含量。翟玉瑩等[35]設置25%、50%、75%和原液4種濃度沼液處理研究對辣椒生長及品質(zhì)的影響,結果發(fā)現(xiàn)與對照相比,隨沼液濃度的增加,辣椒的株高、莖粗、干鮮質(zhì)量、單果質(zhì)量、葉綠素含量、維生素C含量、可溶性糖含量及有機酸含量等指標均有所提高。整個栽培過程中,不同時期施用不同配比的沼液可有效提高辣椒產(chǎn)量及品質(zhì)。王晨冰[36]以4年生艷光油桃作為研究對象,通過施用不同濃度沼液和一定濃度磷酸二氫鉀噴施油桃葉片,來研究對其葉片光合特性、營養(yǎng)元素變化及果實品質(zhì)的影響,結果發(fā)現(xiàn)噴施沼液可增加油桃葉片的營養(yǎng),同時油桃果實的單果重、可溶性糖含量及糖酸比等也有所提高。王志典等[37-38]利用大棚栽培條件,研究沼液滴灌技術對紅提葡萄和黃瓜生長、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響,結果發(fā)現(xiàn)施用沼液可有效提高黃瓜、紅提葡萄產(chǎn)量,改善其品質(zhì)。其中沼液濃度達到80%時,黃瓜產(chǎn)量最高,同時品質(zhì)也達到最佳。劉小剛[39]通過對紅富士蘋果樹追施不同種類和不同量的沼液,同時進行葉面噴施,發(fā)現(xiàn)根施和葉面噴施均能提高紅富士蘋果的產(chǎn)量,而施肥量主要影響土壤轉(zhuǎn)化酶活性,高水平施肥條件下,可提高土壤轉(zhuǎn)化酶的活性。宋兵偉等[40]研究發(fā)現(xiàn)葉面噴施沼液能有效增加哈密瓜的單瓜質(zhì)量,并能提升其品質(zhì)。其中,以噴施75%濃度沼液處理的效果最佳。陳建偉等[41]葉面噴施沼液發(fā)現(xiàn)能提高蘋果樹的產(chǎn)量,增加果實中維生素C、可溶性糖的含量,從而優(yōu)化了果實品質(zhì)。孫小波[42]設置5個處理:N1為每株施沼液100 kg;N2為每株施沼液50 kg;N3、N4、N5分別為沼液50 kg配施硫酸鉀肥0.25、0.55和1.0 kg,研究在蘋果果實膨大期追1次肥,對提高產(chǎn)量和品質(zhì)的效果,結果發(fā)現(xiàn)沼液配施硫酸鉀肥效果優(yōu)于單純追施沼液,其中以追施沼液50 kg配施硫酸鉀0.5 kg效果最好。高旭等[43]采用田間小區(qū)隨機區(qū)組試驗發(fā)現(xiàn),沼液替代和減量施肥處理可提高“綠寶石”薄皮甜瓜單果的質(zhì)量,同時,沼液替代化肥處理可顯著增加甜瓜可溶性糖含量、可溶性固形物含量和糖酸比,說明沼液替代化肥可提早甜瓜成熟和改善其品質(zhì)。李宏業(yè)等[44]以‘貴妃2號’和‘貴妃3號’蟠桃2個品種為試材,設置4個肥料配方處理,研究對果實生長量、果實大小、單果重等的影響,結果發(fā)現(xiàn)豬糞沼液和蚯蚓肥搭配施用,可顯著提高蟠桃果實的產(chǎn)量和品質(zhì)。
周倩倩[45]設置4個沼液濃度,以常規(guī)施肥為對照,研究對枸杞生長、果實產(chǎn)量與品質(zhì)的影響,結果發(fā)現(xiàn)施用沼液可使枸杞果實百粒重和產(chǎn)量顯著提高,葉面積和葉綠素含量顯著提高,促進了多糖、類胡蘿卜素、黃酮和甜菜堿等有效成分的積累,從而改善了枸杞的品質(zhì),提高了其藥效。Xu等[46]通過設置3個沼液濃度(1∶4,1∶2,1∶1),1個水處理作對照,研究對紫蘇幼苗生長、光合作用及養(yǎng)分狀況的影響,結果發(fā)現(xiàn)沼液灌溉紫蘇幼苗,可顯著增加紫蘇苗株高、根長、莖和根的生物量、光合色素含量,同時凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導度、細胞間二氧化碳濃度和水分利用效率明顯提高,并改變了各個器官營養(yǎng)元素的濃度。李金懷等[47]研究了施用藻泥和沼液對水苔基質(zhì)鐵皮石斛容器苗和木屑松樹皮基質(zhì)鐵皮石斛苗生長的影響,發(fā)現(xiàn)沼液比藻泥能更好地促進鐵皮石斛幼苗的生長。其中,沼液濃度10%~20%內(nèi),有利于水苔基質(zhì)鐵皮石斛容器苗的生長,10%~30%內(nèi)有利于木屑松樹皮基質(zhì)鐵皮石斛盤苗的生長。王雙喜等[48]采用隨機區(qū)組試驗法,通過不同用量的沼肥與普通肥料和空白進行對比,研究沼肥對栝樓品質(zhì)與產(chǎn)量的影響,結果發(fā)現(xiàn)沼肥可有效提高瓜蔞皮、籽、根的品質(zhì)。與同等濃度的化肥相比較,施用沼肥更有利于栝樓根、皮、籽品質(zhì)的改善(如:瓜蔞色澤較好,皮內(nèi)表面黃白、厚,瓣整齊無瓤,無霉變、蟲蛀等現(xiàn)象,并微具焦糖樣氣味等),但對產(chǎn)量影響不明顯??碘曆┑龋?9]研究發(fā)現(xiàn)27 g/m2尿素+150 mL/m2沼液配施有利于增加蒲公英的產(chǎn)量,提高Vc、硝酸鹽、可溶性蛋白含量,進而改善蒲公英的品質(zhì)。周瑾偉[50]以沼渣做基肥,沼液做葉肥,研究沼液灌根對當歸增產(chǎn)及抗逆性的影響,結果施用沼渣、沼液可有效增加當歸的產(chǎn)量,提高當歸的抗逆性,同時沼液灌根可預防當歸麻口病。安建華等[51]通過用沼液和沼渣不同施用方式處理對黨參進行灌根,發(fā)現(xiàn)施用沼渣、沼液對黨參有很好的增產(chǎn)效果,且能使根系增粗、增長,提高其等級。劉國勝[52-53]研究發(fā)現(xiàn)葉面噴施沼液能明顯提高黃芪的產(chǎn)量,并對黃芪白粉病和根腐病有顯著預防作用。
沼液中含豐富的氮、磷、鉀及多種微量元素、生長激素。這些物質(zhì)可通過滲透被種子吸收利用,加速種子休眠時期形成代謝,從而促使種子萌發(fā)。倪顯祥[54]采用清水浸種和沼液浸種2個處理,研究不同浸種處理對水稻生長和產(chǎn)量的影響,結果與清水浸種相比,沼液浸種能明顯提高水稻種子發(fā)芽率,苗壯根粗,病蟲害少,且栽培后返青快。阿布力孜等[55]研究發(fā)現(xiàn),采用50%濃度沼液浸種和高濃度的沼液噴施,可顯著增加棉花的產(chǎn)量。雍山玉等[56]通過采用不同濃度的沼液對柴胡種子進行浸種,發(fā)現(xiàn)適宜濃度的沼液浸種對柴胡種子萌發(fā)有明顯的促進作用,其中以60%沼液浸種24 h處理效果最好,發(fā)芽率增高幅度可達29.93%。冉啟英[57]研究發(fā)現(xiàn),沼液浸種可明顯提高生姜的產(chǎn)量,且與對照相比,浸種1、3、5、7 h平均增產(chǎn)分別為2139.45、2916.45、4237.20、2711.40 kg/hm2。袁大剛等[58]研究發(fā)現(xiàn),適宜的沼液濃度和浸種時間處理,可提高萬壽菊種子發(fā)芽率,促進萬壽菊幼苗生長。其中,以50%沼液浸種5 h對萬壽菊種子發(fā)芽及幼苗生長的綜合效果最佳。巴合旦·巴達力等[59]采用不同濃度沼液研究對玉米種子發(fā)芽的影響,結果發(fā)現(xiàn)75%沼液浸種玉米種子發(fā)芽率最高,2種玉米分別可達96.67%、98.67%。王顯安等[60]設置人糞尿、沼液、清水、清水+溫湯4個處理,對獨活種子進行浸種,發(fā)現(xiàn)采用沼液浸種與其他處理相比,獨活發(fā)芽率、出苗率、生長勢、產(chǎn)量均表現(xiàn)最佳。程維舜等[61]研究發(fā)現(xiàn),不同濃度的沼液(40%、50%、60%和100%)浸種均可提高西瓜種子發(fā)芽率和成苗率,其中,以40%沼液浸種24 h處理的西瓜種子發(fā)芽率和成苗率效果最好。陸國弟等[62]采用培養(yǎng)皿發(fā)芽試驗,設計5個沼液濃度和3個浸種時間,研究對蒙古黃芪種子萌發(fā)及生理特性的影響,結果發(fā)現(xiàn)適宜的沼液濃度和浸種時間有利于蒙古黃芪種子萌發(fā)和幼苗的生長。其中以25%沼液浸種5 h對蒙古黃芪種子萌發(fā)和幼苗生長效果最好。
沼液經(jīng)長時間厭氧發(fā)酵,產(chǎn)生了多種生物活性物質(zhì),例如有機酸、植物生長激素、B族維生素、某些抗菌素等。其中有機酸、維生素B12、植物激素中的赤霉素等對病菌具明顯的抑制作用。此外,高濃度的NH4+均有抑制及殺滅病原菌和蟲害的作用,一些抗菌素也具有抗菌作用[63]。馬小勇等[64]研究發(fā)現(xiàn),噴施不同濃度沼液對減輕甘藍蟲害及提高產(chǎn)量、商品率具明顯的效果,其中以噴施66.6%濃度的沼液驅(qū)蟲害效果最好。尚斌等[65]采用牛場新鮮沼液原液研究對番茄灰霉病菌、辣椒疫病病菌、番茄早疫病菌、黃瓜炭疽病菌、辣椒綿腐病菌和茄子灰霉病菌的抑制作用,發(fā)現(xiàn)牛場新鮮沼液對以上各種病菌均有較強抑制作用;但隨沼液貯存時間的增加,對辣椒疫病病菌和辣椒綿腐病菌的抑菌率明顯下降,對其他病菌無明顯抑菌變化。高燕等[66]研究發(fā)現(xiàn)噴施不同濃度沼液,均能夠不同程度降低桃樹縮葉病的發(fā)生,其中,以沼液稀釋倍數(shù)1/8處理的抗病效果最好。桑得福等[67]施用沼液、沼渣研究對黃芪根腐病的防治效果,發(fā)現(xiàn)沼液灌根能很好地防治黃芪根腐病,且灌根次數(shù)越多,防治效果越明顯。曹云等[68]研究發(fā)現(xiàn)沼液結合覆膜、悶棚等處理連作土壤20 d,能有效降低西瓜土壤中尖孢鐮刀菌的數(shù)量,且沼液處理可減緩西瓜枯萎病大面積發(fā)生的時間。
沼液中富含脂肪酸、核黃素、各種氨基酸及蛋白質(zhì),營養(yǎng)豐富,是動物的優(yōu)質(zhì)飼料。例如可以養(yǎng)魚、喂豬等[69]。錢伯祈等[70]利用沼液沼渣代替有機肥料養(yǎng)魚,發(fā)現(xiàn)沼液飼喂可明顯增加吃食性和濾食性魚類的產(chǎn)量。
余高等[71]研究表明,豬糞發(fā)酵沼液相比雞糞、牛糞,其重金屬銅、鋅、砷、鎘含量較高,而雞糞中鉛、鉻含量較高。王科等[72]研究發(fā)現(xiàn),重金屬含量豬場沼液>牛場沼液>一般農(nóng)戶沼液。董志新等[73]發(fā)現(xiàn)砷、鎘含量呈現(xiàn)秸稈沼液>雞糞沼液>豬糞沼液。邵文奇等[74]研究豬場沼液不同施用量對水稻生長、產(chǎn)量及重金屬含量的影響,結果發(fā)現(xiàn)沼液施用使水稻秸稈中汞、鉻、銅、砷等重金屬含量均有不同程度的增加,存在一定的重金屬風險。楊軍芳等[75]研究發(fā)現(xiàn)施用高濃度豬場發(fā)酵沼液(1.8×105kg/hm2)可顯著增加有效銅含量,但低于國家食品衛(wèi)生標準規(guī)定的限量范圍。這與葉晶等[76]研究結果相一致。劉向林等[77]研究表明,長期施用雞糞沼液可增加土壤中砷、鉻、汞、鎘、鉛等含量的積累。張繼方等[78]研究發(fā)現(xiàn),采用牛糞和秸稈作為發(fā)酵原料時,牛糞比例增大會提高沼液中銅、鋅等的含量,但適當調(diào)整牛糞進料比例可控制所產(chǎn)生沼液中的重金屬含量。
綜上所述,以豬糞、雞糞、牛糞等原料發(fā)酵的沼液長期或高濃度施用,均會引起土壤重金屬富集,但由于禽畜種類不同,所添加飼料的種類和量不同,使得沼液中重金屬含量有所不同。
沼液中因含植物生長所需的多種養(yǎng)分,施用后可提高油料作物、蔬菜水果的產(chǎn)量,改善其品質(zhì)。但不同來源的沼液,因成分有所不同,施用量有所差異。目前,大多數(shù)研究側重于沼液應用的肥用效果,對其施用方式的研究較少,沒有充分考慮沼液養(yǎng)分含量較化肥低、含水量高的特性以及作物在不同生育階段水肥需求不同的特點,而采用不同的施用方式,從而實現(xiàn)沼液水肥利用效率和作物產(chǎn)量、品質(zhì)的提高。故今后因加大沼液施用方式的研究,進而實現(xiàn)沼液資源效益最大化,促進其高值利用。
此外,研究表明施用沼液可提高藥用植物的產(chǎn)量,改善其品質(zhì),但目前對品質(zhì)的研究僅限于藥用植物的初生代謝產(chǎn)物(如可溶性蛋白、維生素等),對次生代謝產(chǎn)物(有效成分)的研究較少,限制了沼液在中藥材生產(chǎn)中的推廣應用。故今后因加大這部分內(nèi)容的研究,為實現(xiàn)中藥材的無公害生產(chǎn)及可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)和技術支撐。
沼液施用可改變土壤的理化性質(zhì),但長期施用,存在作物和土壤重金屬超標的風險。如何防止重金屬污染,促進沼液的可持續(xù)利用,是未來該領域研究的重點和熱點。建議:第一,從源頭控制沼氣發(fā)酵原料的安全,禁止含有大量重金屬元素的飼料喂養(yǎng)禽畜,同時避免重金屬含量超標的作物秸稈進入沼氣池。第二,大力改善沼氣發(fā)酵工藝技術,使有毒有害物質(zhì)得到充分發(fā)酵,進而確保沼肥施用安全。第三,沼肥投入施用之前,應采取相應的技術手段去除其部分重金屬。第四,不同作物需肥規(guī)律和需肥量各不相同,應根據(jù)作物的需求把握好沼液施用量,進而減小重金屬污染的風險。另外,沼液自身含有大量有機質(zhì),其具有的官能團對重金屬吸附能力較強,可與土壤中重金屬離子形成絡合物,減少作物和土壤的污染[79]。
此外,沼液因長期發(fā)酵,自身存在較大異味,如何降低沼液異味,促進沼液的推廣應用,提高其利用效率,也是今后研究者有望解決的問題。