澆灌沼液對(duì)鮮食大豆產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤質(zhì)量的影響

王衛(wèi)平，朱鳳香，陳曉旸，薛智勇，洪春來(lái)，姚燕來(lái)，劉健

(1.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境資源與土壤肥料研究所，浙江杭州310021，2.浙江省環(huán)境保護(hù)科學(xué)設(shè)計(jì)研究院，浙江杭州310007)

多數(shù)規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)廢水經(jīng)沼氣工程處置后的沼液中COD含量、總氮、總磷等含量依然較高[1－2]，加強(qiáng)沼液的利用與凈化技術(shù)研究顯得非常迫切，且已有多數(shù)研究者認(rèn)為農(nóng)牧結(jié)合方式是沼液消解與利用沼液的經(jīng)濟(jì)可行途徑[3－4]。對(duì)沼液的利用研究主要集中在用沼液浸種催芽、用作肥料對(duì)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)的影響方面上[5－10]，而從通過(guò)種植蔬菜方式大量消納沼液、減少養(yǎng)殖場(chǎng)周邊環(huán)境壓力及對(duì)土壤環(huán)境的影響等方面的研究報(bào)道較少[8－9]。鮮食大豆名為菜用大豆，營(yíng)養(yǎng)豐富，味道鮮美，深受江浙滬等地城鄉(xiāng)居民的喜愛(ài)，近來(lái)年，由于其對(duì)土地質(zhì)量要求不高，易于輪作、間作倒茬，種植管理簡(jiǎn)單易行，比較效益較高，浙江各地種植面積不斷擴(kuò)大。我們以鮮食大豆為對(duì)象，通過(guò)不同量沼液作為部分農(nóng)田灌溉用水并替代部分化肥，研究了沼液不同用量對(duì)鮮食大豆產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤質(zhì)量的影響，以期通過(guò)沼液農(nóng)灌為大量消解養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程產(chǎn)生的沼液提供應(yīng)用依據(jù)和環(huán)境評(píng)價(jià)參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)于2010年在浙江省嘉興市七星鎮(zhèn)嘉興綠嘉園牧業(yè)有限公司基地進(jìn)行。

供試土壤為水稻土，有機(jī)質(zhì)含量為23.0 g·kg－1，pH值6.73，全氮0.655 g·kg－1，速效氮44.0 mg·kg－1，速效磷42.9 mg·kg－1，速效鉀243 mg·kg－1，試驗(yàn)地前作為空閑。

供試鮮食大豆品種為早鮮801，種子購(gòu)于當(dāng)?shù)厥卟朔N子公司。

供農(nóng)灌用沼液取自嘉興綠嘉園牧業(yè)有限公司養(yǎng)殖場(chǎng)排放廢水沼氣工程發(fā)酵后儲(chǔ)存于儲(chǔ)液池中液體，渾濁、土黃色發(fā)灰，pH值7.6，總氮1 129.3 mg·L－1，總磷51.41 mg·L－1，總鉀623.9 mg·L－1，Cd 0.26×10－3mg·L－1，Pb 5.3×10－3mg·L－1，As 31×10－3mg·L－1，Cu 420×10－3mg·L－1，Zn 660×10－3mg·L－1。

1.2 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理:處理1清水對(duì)照(CK)，每小區(qū)澆灌清水700 kg+正常施肥量尿素0.848 kg+磷酸二氫銨0.054 kg+氯化鉀0.344 kg;處理2每小區(qū)澆灌沼液700 kg，相當(dāng)于每667 m2澆灌沼液13 340 kg;處理3每小區(qū)澆灌沼液1 050 kg，相當(dāng)于每667 m2澆灌沼液20 010 kg。

小區(qū)面積35 m2，隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。小區(qū)間保護(hù)行間隔40 cm。

鮮食大豆于4月5日播種，采用小畦窄行種植，畦寬連溝80 cm，雙行穴播行距40 cm，穴距20 cm，每穴播2粒，每個(gè)小區(qū)播6畦。

各處理分3次進(jìn)行，第1次在播種后的4月25日，按處理總量的20%進(jìn)行澆灌。第2次在第1次澆灌后間隔20 d進(jìn)行，第3次在開(kāi)花期(6月5日)澆灌，第2和3次分別按總量的40%進(jìn)行澆灌。除沼液灌溉和施肥處理不同以外，其他所有栽培管理措施均按當(dāng)?shù)厣a(chǎn)習(xí)慣統(tǒng)一實(shí)施。試驗(yàn)期間的病蟲(chóng)害防治、除草等農(nóng)事操作按常規(guī)方式進(jìn)行，各小區(qū)均保持一致。

1.3 采樣與測(cè)定

鮮食大豆全生育期90 d，按小區(qū)分別收獲鮮豆莢稱重測(cè)產(chǎn)。采收后分別取土壤和鮮食大豆樣品，樣品為同一處理3個(gè)重復(fù)的混合樣。土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀等按常規(guī)分析方法測(cè)定。鮮食大豆中蛋白質(zhì)及亞硝酸鹽按文獻(xiàn)[11－12]的方法進(jìn)行;重金屬Pb、Cd、Cu、Zn用原子吸收分光光度法測(cè)定，As原子熒光光度計(jì)測(cè)定[13]。

2 結(jié)果與分析

2.1 鮮食大豆生長(zhǎng)及土壤質(zhì)量指標(biāo)

6月5日田間觀察顯示，各處理鮮食大豆生長(zhǎng)普遍較好。尤以處理3小區(qū)外觀長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)，葉色濃綠，株高明顯優(yōu)于其他2個(gè)處理。

表1結(jié)果可以看出，沼液澆灌后土壤有機(jī)質(zhì)含量均比對(duì)照明顯增加，且沼液澆灌量越大越明顯。這一結(jié)果可能是土壤中大豆根系殘?bào)w量增加所致。各處理土壤pH值處理間變化不大，沼液灌溉的土壤有所降低。沼液澆灌后土壤全氮含量均有所增加，土壤速效磷波動(dòng)大。沼液澆灌后土壤速效鉀含量各處理均有所下降，說(shuō)明該試驗(yàn)地土壤對(duì)鮮食大豆需鉀量供給不足。土壤重金屬Pb、Cd變化不大，Zn則有所增加，Cu比土壤本底值有所下降，土壤As含量則有升高趨勢(shì)，但都符合國(guó)家蔬菜產(chǎn)地環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)要求[14]。

2.2 鮮食大豆產(chǎn)量和品質(zhì)

表2結(jié)果顯示，與對(duì)照相比，沼液澆灌處理植株高，鮮食大豆略有增產(chǎn)。說(shuō)明在試驗(yàn)沼液澆灌量條件下完全可以替代化肥。

澆灌沼液對(duì)鮮食大豆中重金屬Cu和Zn的含量影響不大(表2)。As均未檢出，說(shuō)明沼液澆灌處理對(duì)鮮食大豆的品質(zhì)影響很小，并未在鮮食大豆中累積。沼液澆灌處理與對(duì)照的鮮食大豆亞硝酸鹽含量均未檢出。沼液澆灌量大的處理3，蛋白質(zhì)含量增加明顯，說(shuō)明適當(dāng)加大沼液澆灌量不僅可以替代部分化肥，而且還能提高鮮食大豆的品質(zhì)。

表1 澆灌沼液處理前后土壤性質(zhì)及重金屬含量的變化

表2 澆灌沼液處理對(duì)鮮食大豆產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

3 小結(jié)

鮮食大豆?jié)补嗾右海寥纏H值有所降低，土壤總氮、有機(jī)質(zhì)有所增加，重金屬等有害元素在國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量允許范圍內(nèi)，但沼液長(zhǎng)期灌溉對(duì)土壤質(zhì)量的影響還需進(jìn)一步研究。

沼液農(nóng)灌對(duì)鮮食大豆產(chǎn)量的影響不明顯，但對(duì)其品質(zhì)有所改善。鮮食大豆大量沼液農(nóng)灌替代部分化肥可行，但施用時(shí)間及方法有待優(yōu)化。

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[2]劉榮厚，郝元元，葉子良，等，沼氣發(fā)酵工藝參數(shù)對(duì)沼氣及沼液成分影響的實(shí)驗(yàn)研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2006，22(增1):85－88.

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[11]GB 5009.33—2010食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測(cè)定[S].

[12]GB 5009.5—2010到食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定[S].

[13]魯如坤.土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社，1999.

[14]NY 5010—2002無(wú)公害食品蔬菜產(chǎn)地環(huán)境條件[S].