张新建 赵秋 宁晓光

摘    要：为明确沼液在黄瓜上的施用效果，通过设置不同的沼液配施化肥试验，研究沼液肥对黄瓜生长、产量及品质的影响。结果表明，与单施沼液处理和单施化肥处理相比，沼液配施部分化肥处理叶片数增加3.90%～29.71%，株高增加13.60%～44.86%，黄瓜产量提高13.60%～44.86%，可有效促进黄瓜生长;与单施化肥相比，硝酸盐含量降低1.06%～18.87%，能适当改善黄瓜品质;综合产量和品质等指标，以沼液配施部分化肥的处理（18 m3沼液+352.8 kg氮+97.2 kg磷+259.2 kg钾），以公顷用量计算效果最好。

关键词：沼液;黄瓜;产量;品质

Abstract：  In order to clarify the effect of biogas slurry application on cucumber the effects of biogas slurry fertilizer application on the growth， yield and quality of cucumber were studied by setting up different proportion of biogas slurry combined with chemical fertilizer experiment. The results showed that， compared with treatments of single biogas slurry and single chemical fertilizer， the number of leaves， plant height and the yield of cucumber increased by 3.90%～29.71%， 13.60%～44.86% and 13.60%～44.86% respectively， which could effectively promote the growth of cucumber. Compared with single chemical fertilizer， the application of biogas slurry fertilizer could improve cucumber quality and reduce nitrate content by 1.06%～18.87%， and the treatment of 18 m3 slurry+352.8 kgN+97.2 kgP2O5+259.2 kgK2O（hm2） had the best effect by synthesizing yield and quality.

Key words： biogas slurry; cucumber; yield; quality

近年來，随着农业现代化进程速度加快，我国对于农业废弃物的利用和农业可持续发展的要求越来越高。将畜禽粪便等有机废弃物进行厌氧发酵，然后将发酵后的产物作为有机肥料返还到土壤中已经成为各国处理有机废弃物所采用的主要手段[1]。畜禽粪便经厌氧发酵后的产物为沼渣和沼液，沼渣中含有丰富的有机质，沼液中含有植物生长所需的大量元素（氮、磷、钾）及微量元素（铁、锰、铜、锌等），同时还含有能够刺激和促进植物生长得腐殖酸、氨基酸和赤霉素等活性物质[2-5]，是一种速效养分丰富的有机肥料[6]。沼渣和沼液施用于农田，不仅能为作物提供必须的各种营养元素，还有助于维持土壤肥力，最终实现土壤的可持续发展[7]。从资源化利用的角度考虑，将沼液作为液体有机肥料施用于农田中是最直接和有效的方式[8-10]。目前，针对沼液应用于蔬菜的研究较多[4-5，10-11]，但由于沼液含水量高，营养成分相对较低，研究主要集中沼液单施或者在施用化肥时配入沼液进行利用，而以沼液为原料，配入不同比例的化学肥料，制成沼液肥的研究较少。本研究以黄瓜为研究对象，通过盆栽试验设置不同的沼液肥与化学肥料配施组合形成不同的沼液肥，明确不同配方沼液肥在黄瓜上的施用效果，为沼液的资源化利用提供数据支撑。

1 材料和方法

1.1 供试材料

供试黄瓜品种（Cucumis sativus Linn）为天津市耕耘种业有限公司生产的津耘小菜园—黄瓜。供试地点位于天津市农业资源与环境研究所，供试土壤采集于西青区第六埠，土壤基本理化性质：有机质16.24 g·kg-1、全氮1.12 g·kg-1、全磷1.21 g·kg-1、全钾18.23 g·kg-1、碱解氮58.02 mg·kg-1、速效磷4.82 mg·kg-1、速效钾253 mg·kg-1，并按一定体积比加入商品有机肥（天津富瑞丰生物科技有限公司N 1.86%、P2O5 1.35%、K2O 2.37%）、蛭石（土∶有机肥∶蛭石=8∶1∶1），以调整土壤的肥力和通透性。供试沼液来自于天津市益利来养殖有限公司，发酵原料为猪场粪污。沼液的理化性质为：全氮370 mg·L-1，全磷10 mg·L-1，全钾150 mg·L-1，铜0.7 mg·L-1，锌5.2 mg·L-1，铅4.2 mg·L-1，Cd为0.9 mg·L-1，腐殖酸0.1%～0.6%，pH值8.7～9.2。

1.2 试验设计

试验于2018年7月26日至2018年9月30日进行，按照沼液肥的不同配方，共设计8个处理，每个处理3个重复，盆栽试验采用高度为40 cm，内径为28 cm的陶瓷盆，每盆装土量为12 kg。试验共分为8个处理：CK1仅沼液（S），CK2仅化肥（NPK），沼液配施不同量的化肥的处理6个，T1（S+1/5N），T2（S+1/2N+5/3P），T3（S+NPK），T4（S+3/2N+4/3P+3/2K），T5（S+2N+5/3P+2K），T6（S+5/2N+2P+3K），S代表沼液，N代表氮肥，P代表磷肥，K代表钾肥。不同处理通过添加清水使灌溉水的总量保持一致。除处理CK2外，各处理沼液施用量保持一致，氮、磷、钾施用量略有差异，具体使用量见表1（盆栽试验施肥量与产量均通过花盆表面积转换，即通过每盆的施肥量（产量）/盆面积*10 000 m2计算所得）。

1.3 样品采集与处理

黄瓜于2018年9月16日开始采收，9月25日采集盛瓜期的黄瓜测定其Vc含量、可溶性蛋白和硝酸鹽等指标。9月30日测定黄瓜植株的茎粗、株高和叶绿素含量。

1.4 测定方法

叶绿素含量指数（CCI）采用CCM-200叶绿素测定仪测定，所选新叶片为生长点以下第4至5片叶，成熟叶片为生长点以下10至12片叶。Vc采用2，6-二氯酚靛酚比色法，可溶性蛋白采用凯氏法测定，硝酸盐采用5%水杨酸比色法测定[12]。

1.5 数据统计与分析

试验数据采用Microsoft Excel 2013处理，用SPSS16.0软件进行方差分析，并用Duncan法进行差异显著性检验（P<0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同处理对黄瓜生长的影响

由表2可看出，其他施肥处理的黄瓜叶片数、叶面积、株高和产量均高于单施沼液处理CK1。各处理产量数据对比发现，随着化学肥料施用量的增加，产量数据逐渐增高，其中以处理T6的产量最高，但处理T5和处理T6产量差异不显著，考虑到肥料用量，效果以处理T5最佳。与沼液原液处理CK1相比，处理T5的黄瓜增产高达19.80%，为2 267.87 kg·hm-2;叶片数增加了8.11%，为26.67;叶面积增加了80.58%，为1 375.92 cm2;株高增加了37.95%，为192.67 cm。沼液配施化肥处理比单施化肥处理CK2的黄瓜产量分别提高了6.52%（T1），9.39%（T2），6.00%（T3），7.93%（T4），18.14%（T5）和18.93%（T6），其中处理T5和T6增产效果明显。由此可见，沼液配施化肥不但能有效促进植物生长，还可以获得更高的产量，与单施沼液处理和单施化肥处理相比，叶片数增加3.90%～29.71%，株高增加13.60%～44.86%，黄瓜产量提高13.60%～44.86%。在沼液施用量相同的情况下，随着配施化肥量的增多，产量逐渐增加，但增加速率逐渐减小，在各处理中，以处理T5的效果最佳。

2.2 不同处理对黄瓜成熟叶片、新叶叶片中叶绿素含量的影响

表3为各处理黄瓜成熟叶片和新叶中叶绿素含量指数，由表3可以看出，各处理除处理CK2和处理T1外黄瓜成熟叶片中叶绿素含量指数明显大于新叶。除处理T6外，其余各处理叶绿素含量指数与CK1和CK2差异不显著。与CK相比，沼液与化肥配施处理T3、T4、T5和T6能有效提高黄瓜叶片中的叶绿素含量，成熟叶片叶绿素含量指数约提高72.27%（T3），65.12%（T4），66.40%（T5）和110.29%;单施沼液和单施化肥相比，成熟叶片中叶绿素含量指数无明显差异。

2.3 不同处理对黄瓜品质的影响

数据结果显示，单施沼液CK1和单施化肥CK2的Vc含量基本相同，处理T3、T4、T5和T6的Vc含量明显高于2个对照。本试验结果显示，沼液与化肥配施处理T1和T2对黄瓜Vc含量的影响不大，或者更低;沼液与化肥配施处理T3、T4、T5和T6能明显提高黄瓜Vc含量（表4）。

由表4可以看出，黄瓜的蛋白质含量以处理T3最高，为1.095%，明显高于2个对照。另外，处理T4、T5和T6的黄瓜蛋白质含量也明显高于单施沼液和单施化肥处理。

由表4可以看出，各处理黄瓜硝酸盐含量比单施化肥处理（CK2）分别降低了7.74%（T1），18.87%（T2），10.25%（T3），8.14%（T4），7.29%（T5）和1.06%（T6）。黄瓜的硝酸盐含量以单施沼液处理最低，仅为86.47 mg·kg-1;以单施化肥的硝酸盐含量最高，为100.90 mg·kg-1。随着化肥的施用量的增加，黄瓜中硝酸盐含量也逐渐增加。与CK2相比，处理T3在施用相同化肥的情况下，增施沼液可有效降低黄瓜中硝酸盐的含量。

3 讨 论

产量是衡量肥料效果最直接的指标，大量研究结果表明，沼液与无机肥料配施不仅能有利于土壤有机质的增加，还促进土壤团聚体的生成，从而固持土壤中作物所需养分减少淋溶，同时还能提高土壤微生物群落的活性[1，13]。沼液提供的氨基酸和腐殖酸能对植物的生长起促进作用，从而有效提高蔬菜产量和品质[14-16]。本研究中，随着化肥施用量的增加，黄瓜的产量也逐渐升高，但增长速率急剧变小，以处理T5的效果最佳。施用沼液能有效提高黄瓜叶片中叶绿素含量，而叶绿素是植物光合作用中最重要、最有效的色素，叶片中叶绿色含量的高低在一定程度上能反映植物光合作用的能力[17]，进而影响作物的产量。研究结果基本与前人研究结果一致[11，18]，虽然应用的处理方法不同，但均能从不同程度提高蔬菜的产量。

蔬菜是获取维生素和矿物质的主要途径[19]，Vc含量、蛋白质含量、硝酸盐含量是衡量蔬菜营养品质的基础指标。关于施用沼液对蔬菜和农作物Vc含量的影响已有很多报道，但结果不尽一致[18，20-22]。沼液作为一种速效养分含量丰富的有机肥料，其有机成分可能对黄瓜Vc含量造成影响。本试验中，沼液与无机肥料配施能有效提高黄瓜Vc含量和蛋白质含量，这与汪吉东等[23-24]的研究结论基本一致;由于沼液中营养成分相对复杂，不同成分对蔬菜营养品质的影响机制还未明确，需深入研究。氮肥用量是决定蔬菜硝酸盐含量多少的主要因素。本研究的结果显示，沼液与化肥配施能显著降低黄瓜的硝酸盐含量，约降低8.14%，结果与以往的研究结果相近[11，22]。这可能是因为沼液中的氨基酸和腐殖酸等有机成分对植株内的硝酸还原酶有激活作用，从而使蔬菜的硝酸盐含量降低[25-26]。

综合考虑黄瓜的产量和品质，本研究认为，沼液配施部分化肥应用于黄瓜栽培，不仅能提高黄瓜产量（13.60%～44.86%），还能提高果实品质，降低硝酸盐含量（1.06%～18.87%），且以处理T5（S+2N+5/3P+2K）效果最佳。在黄瓜栽培中，施用部分沼液，不仅能大量消纳沼液，而且还可提高产量，获得优质产品。

参考文献：

[1]ABUBAKER J，  RISBERG K，  PELL M.  Biogas  residues  as fertilisers—Effects  on  wheat  growth  and  soil  microbial activities[J]. Applied energy， 2012， 99： 126-134.

[2]LIU W K，YANG Q C，DU L F.Soilless cultivation for high-quality vegetables with biogas manure in China： Feasibility and benefit analysis[J].Renewable agriculture and food systems，2011，9： 300-307.

[3]陈豫，杨改河，冯永忠，等. 沼气生态农业模式综合评价[J].农业工程学报，2010，26（2）： 274-279.

[4]隋好林，陈晓峰，秦娜，等. 沼液滴灌对番茄产量、品质和土壤理化性状的影响[J]. 山东农业科学，2016，48（2）：80-84.

[5]焦翔翔，朱教宁，李永平，等. 不同浓度沼液滴灌对设施蔬菜番茄生长发育的影响[J]. 山西农业科学，2018，46（11）： 1834-1837.

[6]袁巧霞，王秀娟，艾平.沼渣有机栽培基质理化特性及栽培效果试验研究[J].农机化研究，2008（3）：157-161.

[7]MATSUNAKA  T，  SAWAMOTO  T，  ISHIMURA H，  et al.  Efficient  use  of  digested  cattle  slurry  from biogasplant  with  respect  to  nitrogen  recycling  in  grass-land[J].  International congress series， 2006， 1293： 242-252.

[8]唐微，五钧，孙白晔，等.沼液不同施用量对水稻产量及稻米品质的影响[J].  农业环境科学学报，2010，29（2）： 2268-2273.

[9]张云，刘长礼，宋博，等.碳酸盐岩山地土壤施用有机肥的溶蚀作用探讨[J].生态环境学报，2012（2）： 260-267.

[10]刘金，李胜利，夏亚真，等.沼液施用方式和浓度对小白菜生长和品质的影响[J].福建农林大学学报（自然科学版），2014，43（1）： 80-84.

[11]赵莉，于建光，常志州，等. 施用沼液对水芹产量及品质的影响[J].土壤，2014，46（1）：94-99.

[12]李合生. 植物生理生化实验技术与原理[M].  北京：  高等教育出版社， 2000： 160-238.

[13]李江涛，钟晓兰，赵其国.  畜禽粪便施用对稻麦轮作土壤质量的影响[J]. 生态学报，2011，31（10）： 2837-2845.

[14]周杰良，王建湘，李树战，等.  沼液对有机基质栽培青椒果实产量及品质的影响[J]. 农业现代化研究，2007，28（2）： 254-256.

[15]黄界颖，伍震威，高连芬，等. 沼液对土壤质量及小白菜产量品质的影响[J].安徽农业科学，2013，40（5）：849-854.

[16]胡康赢，李丹，冯敏芳，等.沼液喷施浓度对青菜产量与品质的影响初探[J].浙江农业科学，2019，60（5）： 751-753.

[17]姜卫兵，高光林，俞开锦，等.  水分胁迫对果树光合作用及同化代谢的影响研究进展[J].  果树学报，2002，19（6）： 416-420.

[18]田福发，余翔，周玲玲，等. 冲施不同浓度沼液肥对温室黄瓜产量和品质的影响[J].江苏农业科学，2014，42（2）：122-123.

[19]刘文科，杨其长，王顺清.  沼液在蔬菜上的應用及其土壤质量效应[J]. 中国沼气，2009， 27（1）： 43-48.

[20]李建勇，王正银，李泽碧，等. 沼液与化肥配施对茎瘤芥产量和品质的效应[J]. 中国沼气，2007，25（6）： 31-33.

[21]李会合，叶学见，王正银.  沼液对基质培木耳菜硝酸盐和营养品质的影响[J].  中国沼气，2003， 21 （1）： 37-39.

[22] MOZAFAR  A.  Nitrogen  fertilizers  and  the  ammonium  of vitamins in plants： A review[J]. Journal of plant nutrition， 1993， 16（12）： 2479-2506.

[23]汪吉东，马洪波，高秀美，等. 水葫芦发酵沼液对紫叶莴苣生长和品质的影响[J]. 土壤，2011，43（5）： 787-792.

[24]沈明星，刘凤军，佘旭东，等.蓝藻沼液对蔬菜产量、品质的影响及替代化肥作用研究[J].扬州大学学报（农业与生命科学版），2012，33（1）： 72-76.

[25]周杰良，王建湘，李树战，等.  沼液对有机基质栽培青椒果实产量及品质的影响[J]. 农业现代化研究，2007，28（2）： 254-256.

[26]LIU X Q， KO K Y K， LEE S H. Enhancement of nitrate uptake and  reduction  by  treatment  with  miced  amino  acids  in  red pepper（Capsicum annuum L.）[J]. Acta agriculturae scand-inavica，  section  b-soil  and  plant  science，  2007，  57： 167-172.