沼液在大棚青菜上的肥效試驗

安文浩， 許育新*， 羅學明， 陳喜靖， 施雯， 方宇斐， 錢定海， 沈佳欒

(1.浙江省農業科學院 環境資源與土壤肥料研究所， 浙江 杭州 310021； 2.杭州正興牧業有限公司， 浙江 杭州 311300；3.浙江農林大學 環境與資源學院， 浙江 杭州 311300； 4.杭州市臨安區畜牧農機發展中心， 浙江 杭州 311300)

隨著我國畜禽養殖行業集約化、規模化、現代化的快速發展，畜禽養殖廢棄物所帶來的環境問題越來越嚴重。我國畜禽養殖的污染防治工作嚴重滯后于產業的發展，管理和處理應用技術的示范推廣力度不夠，已成為農村及城郊面源污染的重要因素。過去一段時間，浙江省在養殖廢水的處理方式上存在一些誤區，把污染治理等同于污水處理，利用傳統廢水處理工藝處理沼液中的化學需氧量(COD)、氮、磷污染物，不僅處理成本較高，且造成資源浪費。沼液除了含有豐富的有機質、氮、磷、鉀等大量營養元素，還含有中微量元素和多種生物活性物質[1-3]，是一種養分全面的生物肥料。大量研究表明，沼液在提高農作物產量、品質及改善土壤肥力方面具有積極作用[4-6]。因此，將沼液合理還田，最大限度實現沼液養分的循環，同時防止沼液對土壤和水體造成污染，是理想的養殖廢水處理和循環利用方式。本研究進行了沼液在大棚青菜上的肥料應用，通過水肥一體化系統以沼液替代化肥進行追施，研究沼液不同用量對青菜產量、品質、生理指標的影響，并且對沼液施用對土壤質量的影響進行了評價，以期為沼液資源化利用和沼液精準施肥提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

青菜品種。夏帝，購于當地農資公司。

供試肥料。尿素：N 46%；過磷酸鈣：含P2O512%(水溶性P2O57%)；硫酸鉀：含K2O 52%。

沼液。經充分沉淀后取上層清液，理化性狀和養分含量：pH值7～8，全氮(N)含量891.5 mg·L-1，總磷(TP)含量6.8 mg·L-1，全鉀(TK)含量541.8 mg·L-1，銅(Cu)含量0.021 mg·L-1，鋅(Zn)含量0.145 mg·L-1，鉛(Pb)含量0.025 mg·L-1，鉻(Cr)含量0.018 mg·L-1，鎘(Cd)未檢出，砷(As)含量2.614 μg·L-1，汞(Hg)含量0.62 μg·L-1。

坤靈有機液體肥:N 20 g·L-1，P2O550 g·L-1，K2O 20 g·L-1。

大棚土壤理化性狀。pH值5.41，有機質含量28.1 g·kg-1，全氮含量1.87 g·kg-1，水解性氮含量150.75 mg·kg-1,有效磷含量474.69 mg·kg-1,速效鉀含量279.05 mg·kg-1,As含量6.38 mg·kg-1，Pb含量29.19 mg·kg-1，Cd含量0.36 mg·kg-1，Zn含量128.01 mg·kg-1，Cr含量76.07 mg·kg-1，Hg含量0.07 mg·kg-1，Cu含量28.82 mg·kg-1。

1.2 處理設計

試驗于2021年8月初開始進行，試驗期約40 d左右，試驗地點在浙江省杭州市臨安區板橋鎮錦興農業開發有限公司連棟大棚內。青菜播種采用播撒方式，每667 m2用種量400 g。試驗設6個處理：1)空白對照清水(CK)，不施肥，分別在出苗后15、25 d每667 m2施清水150 kg；2)常規施肥(CF)，每667 m2尿素20 kg，分別在出苗后15、25 d分2次施肥；3)沼液50%替代化肥(ZY50)，用凈化后清沼液替代50%化肥氮，施肥時間同CF；4)沼液75%替代化肥(ZY75)，用凈化后清沼液替代75%化肥氮，施肥時間同CF；5)沼液100%替代化肥(ZY100)，用凈化后清沼液替代100%化肥氮，施肥時間同CF；6)有機液體肥(KL)，用坤靈有機液體肥，用量與化肥氮等量，施肥時間同CF。試驗小區面積16 m2，采用隨機區組排列方式，每個處理3個重復。栽培管理方法均遵循當地生產習慣統一實施。

1.3 采樣與檢測

大棚內土壤和青菜植株均以同一處理3個重復的混合采樣方式，采收期各小區青菜人工采收，全部稱量方式計算青菜產量，土壤檢測指標按HJ/T 166—2004分析方法檢測；青菜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，測定纖維素、維生素C(VC)、可溶性糖含量等指標，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(0.149 mm)，原子吸收分光光度法測定重金屬含量[7]；沼液中的各項檢測指標按常規分析方法測定[8]。

1.4 數據分析

采用Excel軟件對試驗數據進行分析和作圖。

2 結果與分析

2.1 不同肥料處理對青菜產量的影響

青菜分2次采收，將每個小區的總產量折算成667 m2產量。從圖1可以看出，用沼液施肥的青菜產量對比CK有所提高，其中ZY75處理的青菜產量最高，667 m2產量達到了2 786.12 kg，與CF相比增產9.26%，與KL相比增產12.95%，其中ZY50和ZY100對比CK增產11.72%、11.41%，比KL處理增產1.97%、1.69%，但比CF產量低，說明青菜產量并不是隨著沼液濃度的提高而增加，沼液濃度過高可能會引起負面影響。

柱上無相同小寫字母者表示組間差異顯著(P<0.05)，圖2同。圖1 不同肥料處理對青菜產量的影響

2.2 不同施肥處理對青菜生理指標的影響

由圖2可知，ZY75株高最高，其次為CK組，可見隨著沼液濃度的提高會促進青菜的生長，但濃度過高會抑制青菜生長，這與產量的結果一致。從根長可以看出，ZY75促進青菜根系生長的效果是最好的，平均根長達9.32 cm，比CK長13.74%，比CF長26.25%，比KL長39.16%，而ZY100和ZY50均低于CK，趨勢與株高結果相同。CK處理的株高和根長表現較好，可能與大棚土壤基礎肥力較高有關，水分充足的條件下促進了根系和植株的生長。

圖2 不同肥料處理對青菜生長指標的影響

2.3 不同施肥處理對青菜品質的影響

表1中數據表明，不同施肥處理對青菜的粗纖維含量影響不大。CK處理可溶性糖含量最高，KL肥次之，沼液處理差別不大，但比CK處理低。CK處理青菜VC含量為519 mg·kg-1，但沼液施肥VC含量均低于清水和KL，其中ZY75處理的VC含量最高，達到461 mg·kg-1，但比CF高4.77%，比CK處理低11.17%，比KL處理低4.55%。CK處理VC和可溶性糖含量較高可能也與大棚土壤基礎肥力較高有關。

表1 不同施肥處理對青菜品質的影響

2.4 沼液施肥對青菜重金屬含量的影響

青菜中5種重金屬含量的檢測結果見表2，由表2可知，除Cd元素被檢出之外，其余的4種元素因含量低于檢測方法下限而未被檢出。參照國家標準《食品安全國家標準食品中污染物限量》(GB 2726—2017)發現，青菜樣品中的Cd、Cr、Hg、Pb、As這5種金屬均未超出標準值，這表明青菜沼液施肥短期不會引起重金屬超標，但長期累積效果需要進一步研究。

表2 不同施肥處理對青菜重金屬含量的影響

2.5 青菜種植前后土壤養分和重金屬含量

試驗期內在青菜種植前后，分別對ZY100試驗田塊土壤進行采樣，測定其pH、氮、磷、鉀、有機質等養分指標。表3結果顯示，與青菜種植前相比較，土壤pH有所下降，這與王德剛等[9]的研究結果一致。土壤中氮與有機質含量有所提高，磷、鉀含量降低，與王衛平等[10]研究結果一致，這是因為沼液中有機質和氮含量較高，剩余的有機質和氮存留在土壤中，沼液中磷、鉀含量較低，而且沼液是液體肥料，磷、鉀等速效養分容易被作物吸收利用，同時，沼液中含有大量微生物，可以增加土壤微生物數量，提高土壤中酶的活性[11-12]，從而使養分的利用效率提升，因此，青菜種植后的土壤中的磷、鉀含量會降低。

表3 不同施肥處理對青菜種植前后土壤肥力的影響

青菜種植前后，分別對ZY100試驗田塊土壤進行采樣，測定其砷、鉛、鎘、鉻、銅、鋅、汞等重金屬重要指標，對照國家標準《土壤環境質量-農用地土壤污染風險管控標準(試行)》GB 15618—2018，與種植前比較，施用沼液后土壤中Hg、Cu、Zn、Pb、Cr、Cd等重金屬含量均降低，As含量有所增加，與黃繼川等[13-15]研究結果相同，各項重金屬含量指標低于風險篩選值，說明沼液施肥短期內不會對土壤重金屬含量造成負面影響，具體見表4。

表4 不同施肥處理對青菜種植前后土壤中重金屬含量的影響

3 小結

本研究進行了沼液在青菜上的肥效試驗，從青菜的產量、品質、重金屬含量、生長性狀等方面進行分析，并且對種植前后的土壤進行了土壤肥力和重金屬含量的比較。結果表明，沼液施用替代化肥可以保證青菜產量穩定，其中的75%濃度沼液效果最好，每667 m2產量達2 786.12 kg，與常規施肥相比提升9.26%。用沼液替代化肥的重金屬檢測表明，青菜的重金屬含量都未超出《食品安全國家標準食品中污染物限量》(GB 2726—2017)的標準值。沼液施肥并不能提高青菜中的粗纖維、VC和可溶性糖含量。試驗中沼液追肥對土壤中的氮含量有所增加，土壤重金屬分析結果表明，青菜沼液施肥短期內不會引起土壤重金屬含量增高，造成污染的風險較低，沼液長期施用對土壤環境的影響需要進一步研究。