沼肥施用对小麦产量及土壤理化性质的影响

2019-06-19闫兆鹏孙嘉洵杨守军孙吉翠

海峡科技与产业 2019年1期

闫兆鹏孙嘉洵杨守军孙吉翠

中国农业大学烟台研究院,山东烟台 264670

农业非点源污染作为农业生产过程中的负面伴侣产品，在农业可持续发展中日益突出。不合理使用化肥带来的养分流失已成为现阶段我国农业面源污染的主要来源之一[1]。为实现农业的可持续发展，切实减少农业污染物，《国务院办公厅关于加快推进畜禽养殖废弃物资源化利用的意见》与《开展果菜茶有机肥替代化肥行动方案》等要求加快构建种养结合、农牧循环的可持续发展新格局，为全面建成小康社会提供有力支撑。

沼液中含有丰富的氮、磷、钾、有机质和腐殖酸，对作物生长具有良好的促进作用。它有效利用沼渣沼液代替一些化肥和农药。本研究以小麦为试材，探讨沼渣基肥、沼液追肥与化肥不同配施比例对小麦产量和土壤理化性质的影响，以期为沼肥大田应用提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验开始于2017年10月19日，试验地点为中国农业大学烟台研究院实验基地。试验土壤为棕壤土，其中碱解氮、速效磷、速效钾含量分别为74.58 mg/kg、69.37 mg/kg和60.55 mg/kg，有机质含量1.66%，pH 5.5。试验材料为烟农15小麦。在试验中所使用的沼渣和沼液由山东某厌氧发酵工程提供，全氮、全磷、全钾含量分别为2.41%、0.59%和0.61%，沼液全氮、全磷、全钾含量分别为0.75%、0.11%和0.42%。所用化肥分别为尿素、过磷酸钙和硫酸钾。

1.2 试验设计

使用随机区组设计进行试验，共5个处理和3次重复。处理1：全化肥处理（基肥：100%化肥，追肥：100%化肥）；处理2：沼渣基肥为基肥总氮量的52%，化肥基肥为基肥总氮量的48%，追肥全化肥（基肥：52%沼渣+48%化肥，追肥：100%化肥）；处理3：在处理2的基础上，沼渣基肥、沼液追肥分别替代化肥的40%（基肥：71%沼渣+29%化肥，追肥：40%沼液+60%化肥）；处理4：在处理2的基础上，沼渣基肥、沼液追肥分别替代化肥的60%（基肥：81%沼渣+19%化肥，追肥：60%沼液+40%化肥）；处理5：在处理2的基础上，沼渣基肥、沼液追肥分别替代化肥的80%（基肥：90%沼渣+10%化肥，追肥：80%沼液+20%化肥）。分别在小麦的拔节期、扬花期进行追肥，每次追肥量各占追肥总量的50%。

1.3 研究方法

在小麦的拔节、开花和收获阶段进行样品收集和产量测定。采用5点采样法收集土壤，采集0～20 cm的土壤，风干、磨细、分装，用于测定土壤有机质、pH、碱解氮、速效磷、速效钾。土壤有机质、pH、碱解氮、速效磷、速效钾的测定分别采用重铬酸钾外加热法、水溶-酸度计法、碱解扩散法、钼锑抗比色法和火焰光度法[2]；谷粒蛋白质含量采用凯氏法测定[3]。

1.4 数据统计分析

使用Excel 2003和SPSS 19.0对数据进行统计学分析，并使用最小显著差异法（LSD）处理显著差异性。

2 结果与分析

2.1 沼渣沼液与化肥配施对小麦种植区域内土壤有机质含量的影响

从表1可以看出，处理3、处理4、处理5土壤有机质含量在拔节期分别是处理1的1.22倍、1.32倍和1.36倍。小麦拔节期，开花期和收获期土壤有机质含量变化趋势相似。其中处理5土壤有机质含量在小麦收获期分别是处理1、处理2、处理3、处理4的1.33倍、1.30倍、1.09倍和1.02倍。统计分析表明，土壤有机质的含量与沼渣沼液施用量呈正相关。

表1 沼渣沼液与化肥配施对小麦种植区域内土壤有机质含量的影响

2.2 沼渣沼液与化肥配施对小麦种植区域内土壤pH的影响

沼渣沼液替代化肥对耕作层土壤pH影响如表2所列。在小麦的拔节期，处理4和处理5土壤pH显著高于其他处理，但二者间无显著差异；在小麦的收获期，处理5土壤pH分别比处理1、处理2、处理3、处理4增加了4.74%、4.54%、1.73%和0.95%。

表2 沼渣沼液与化肥配施对小麦种植区域内土壤pH的影响

2.3 沼渣沼液与化肥配施对小麦种植区域内土壤碱解氮含量的影响

在小麦的拔节期，处理1土壤碱解氮含量明显高于其他处理（见表3）。与处理1相比，随着小麦生长期的延续，处理2、处理3、处理4和处理5土壤碱解氮含量显著高于处理1。数据表明，沼渣沼液的应用促进了土壤碱解氮含量的增加。

表3 沼渣沼液与化肥配施对小麦种植区域内土壤碱解氮含量的影响

2.4 沼渣沼液与化肥配施对小麦种植区域内土壤速效磷含量的影响

从表4可以看出，沼液施用对土壤速效磷含量的影响与土壤碱解氮变化趋势相似。在小麦的收获期，处理3土壤中速效磷含量分别是处理1、处理2、处理4、处理5的1.06倍、1.05倍、1.01倍和1.01倍。

表4 沼渣沼液与化肥配施对土壤速效磷含量的影响

3 讨论

土壤有机质具有提高土壤肥力和改善土壤理化性质的作用，可以从根本上提高土壤肥力，影响小麦的产量。本研究发现，由于沼肥的应用，处理2、处理3、处理4和处理5土壤有机质含量均得到明显的提高。

土壤的理化性质已被用作表征土壤肥力质量的指标，可以直接影响小麦的生长。在小麦的拔节期，处理2、处理3、处理4和处理5的有效养分含量低于处理1，但随着生长期的延长，在成熟期时则高于处理1。这可能是因为化肥中的养分属于速效养分，而沼渣沼液中的养分具有速缓兼备的特性，同时促进土壤有机氮的分解，其在养分供应上具有缓急相济的作用。畜禽废弃物经厌氧处理所形成的沼渣沼液含有一定量的腐殖酸，可以增加土壤中腐殖酸的含量，促进土壤团聚体的形成，进而提高土壤的pH。因此在小麦收获期，处理5的土壤pH要高于其他4个处理组。研究结果表明，沼渣沼液替代化肥促进小麦产量的提高和品质的改善。