青菜蘇州青施沼液替代化肥試驗

王德剛，齊文，何賢彪，錢仲倉，陳偉強，楊子峰，王偉

(臺州市農業科學研究院，浙江 臨海 317000)

近年來，我國沼氣工程快速發展。2012年底浙江省各類沼氣工程1.7萬處，沼液產生量約為0.50億t，全省沼液消納利用量0.15億t，僅占總量的30%[1]。畜禽糞便污水經沼氣工程厭氧發酵后雖然污染物指標大幅降低，但沼液中COD含量、總氮、總磷等含量依然較高[2]，未能達到國家畜禽養殖業污染物排放標準的要求，必須經過再處理后才能達標排放，妥善處置過剩的沼液已成為新的難題。利用環境工程設施處理沼液中的氮、磷污染物，處理成本較高，且造成資源浪費。目前，投入農田是實現沼液資源化利用較為理想的消納方式。沼液成分復雜，除了含有豐富的氮、磷、鉀等大量營養元素，還含有無機鹽和多種生物活性物質[3]。大量研究表明，沼液在提高農作物產量、品質及土壤肥力方面具有積極作用[4-6]。本試驗利用種植蔬菜的方式消納沼液，以蘇州青為材料，通過追施不同沼液量替代化肥投入，研究沼液不同用量對青菜產量、品質及土壤肥力的影響，以期為沼液資源化利用和化肥減量技術提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2019年10—12月在臺州市農業科學研究院本部基地進行。試驗田土壤為壤土，排灌方便，土壤肥力中等，pH值8.14，有機質22.2 g·kg-1，全氮1.35 g·kg-1，有效磷125.6 mg·kg-1，速效鉀250 mg·kg-1。前茬為芋。供試青菜品種為蘇州青。

沼液為黃巖能信生豬養殖場沼氣工程處理后產生的沼液，主要成分總氮459 mg·L-1，總磷106 mg·L-1，總鉀391 mg·L-1，COD 9.98 mg·L-1，銅3.90 mg·L-1，鋅0.01 mg·L-1，鉛0.011 2 mg·L-1，鎘0.002 2 mg·L-1，鉻0.008 0 mg·L-1，汞0.000 2 mg·L-1。所用化肥為三元復合肥(N、P2O5、K2O含量均為15%)總養分含量≥45%。

1.2 處理設計

試驗設5個處理：空白對照(CK1)，不施肥；常規施肥(CK2)，三元復合肥500 kg·hm-2；等氮沼液(T1)，沼液用量16.3 t·hm-2；1.5倍氮沼液(T2)，沼液用量24.5 t·hm-2；2倍氮沼液(T3)，沼液用量32.6 t·hm-2。小區面積20 m2(10 m×2 m)，隨機區組排列，重復3次，小區之間保護行間隔40 cm。不施基肥，化肥和沼液共分3次追肥，移栽后每隔10 d追肥1次，追肥比例為3∶3∶4。10月15日播種，10月25日移栽，行株距35 cm×30 cm。12月18日收獲。除沼液灌溉和施肥處理不同外，其他所有栽培管理措施均按當地生產習慣統一實施。

1.3 采樣與測定

土壤、植株各項檢測均以同一處理3個重復的混合樣進行。試驗各小區人工采收，全部稱量計算產量。土壤的pH值、有機質、總氮、有效磷、速效鉀等按常規分析方法測定。植株營養指標與重金屬含量測定方法，選取新鮮植株，去離子水清洗，并吸干水分，測定總糖、蛋白質、纖維素、VC等；部分樣品裝袋放入烘箱中于105～110 ℃殺青30 min，再以70 ℃烘干至恒重，粉碎研磨后過100目篩，原子吸收分光光度法測定重金屬含量。

1.4 數據分析

采用Excel 2007和SPSS 18.0進行數據整理與統計分析。

2 結果與分析

2.1 對青菜產量的影響

由表1可知，施用沼液處理，植株的生物量隨著沼液追施量的增加而增加。與空白對照(CK1)相比，3個施用沼液的處理分別增產32.9%，41.9%，44.4%，差異達到顯著水平。等氮處理下，沼液追肥比常規化肥(CK2)處理增產6.5%，但差異不顯著。沼液替代1.5倍化肥氮(T2)處理產量為26 183 kg·hm-2，比CK2處理增產13.7%，達顯著水平；當沼液替代2倍化肥氮時(T3)產量最高，為26 650 kg·hm-2，比CK2處理增產15.7%，與T2處理差異不顯著，增產幅度明顯放緩。

2.2 對青菜品質的影響

蔬菜的營養品質是衡量蔬菜質量的基礎指標。從表1可以看出，相比于空白對照，沼液追肥處理可以增加青菜品質指標。沼液追肥明顯提高了青菜蛋白質含量，且隨著沼液量的增加而增加，T3處理較CK2提高21.9%；追肥最大量T3處理總糖含量最高，分別是CK1和CK2處理的1.21倍和1.15倍；T2處理的VC含量最高，為60.6 mg·g-1，分別較CK1和CK2處理提高33.8%和8.2%。等氮處理下，除VC含量偏低外，其余指標沼液追肥處理均高于CK2處理。說明利用沼液替代化肥可明顯提高蔬菜的品質。

表1 沼液追肥對青菜產量與品質的影響

注：同列數據后無相同小寫字母表示組間差異顯著。

2.3 對青菜重金屬含量的影響

食品安全一直是人們關注的焦點。表2表明，空白處理中青菜的Zn含量最高，為2.57 mg·kg-1，而沼液追肥處理中隨著沼液用量的增加而明顯增加，但未超過空白對照。從整體來看，不同沼液用量追肥對青菜中重金屬含量變化基本沒有影響，各項重金屬含量均在GB 2762—2017《食品安全國家標準食品中污染物限量標準》的限定內，其中，汞含量未檢出，其余重金屬含量均遠低于限定標準。說明沼液追肥不會造成蔬菜重金屬積累。

表2 沼液追肥對青菜重金屬含量的影響

注：-表示未檢出。

2.4 對土壤養分含量的影響

表3表明，土壤pH值常規化肥處理比空白對照明顯降低，這與前人的研究結果一致，而沼液追肥處理雖有所降低，但基本可以維持，且受沼液追肥量的影響不大。土壤有機質和全氮含量均隨著沼液追肥量的增加而增加，但增幅較小。有效磷含量隨著沼液追肥量的增加明顯增加，其中，T3處理較CK2增加14.9%。因此，沼液作為肥料農用時，一定要控制使用總量，避免造成二次污染。等氮沼液處理(T1)土壤肥力指標均較低，這主要是由于沼液屬于液體肥料，容易被作物吸收利用，同時，可以增加土壤微生物數量，提高土壤中酶的活性[7]，從而使養分的利用效率提升，導致存留在土壤中的養分相應減少。常規化肥處理土壤養分含量均較高，主要是因為青菜生長周期較短，移栽后僅1個月就收獲，化學肥料未被充分溶解吸收，導致大量養分殘留在土壤中，肥料利用率較低，容易造成浪費且增加農業面源污染的風險。

表3 沼液追肥對土壤肥力的影響

3 小結與討論

試驗結果表明，不同沼液量追肥能明顯促進青菜植株營養生長，與常規化肥相比均有增產效果，且品質明顯提升，總糖、蛋白質和粗纖維含量均隨著沼液追肥量的增加而增加。沼液用量32.6 t·hm-2時，青菜產量最高，較常規化肥處理增產15.7%，且重金屬含量未超出國家限量標準。1.5、2倍化肥氮量的沼液追肥對土壤肥力指標略有改善，土壤中有機質、有效磷、速效鉀等指標有所提高。與常規化肥相比，沼液追肥有利于土壤pH值的維持，但與沼液用量無明顯關系。為此建議沼液用量不超過2倍化肥氮，以達到沼液資源利用，化肥減量增效的目的，而且緩解規?；B殖場污水處理的排放壓力，形成良好的生態循環農業模式。沼液長期施用對土壤環境的影響需進一步研究。