张芝萍 刘虎俊 万翔

摘要 为探明民勤地区施入不同量的沼液对苜蓿地土壤理化性质的影响，对不同沼液施入量的苜蓿地土壤进行理化性质的测定和分析，结果表明，在苜蓿土壤中施入沼液反而会降低土壤的含水率;当施入沼液量为0.16 m3时产草量的鲜重和干重都达到最大值;施入沼液量的大小对土壤黏粒和粉粒的影响不大，对细砂粒和粗砂粒的影响较大，且随着沼液施入量的增加，细砂粒和粗砂粒呈上升趋势;苜蓿地施入沼液量的增加对pH和有机质几乎没有影响;随着施入沼液量的增多，电导率缓慢降低。而土层深度对电导率的影响也未呈现规律。沼液施入量的增加对于不同土层深度的正磷、速效P和全N没有影响;但沼液对浅层土壤凯氏氮的影响相对较大;沼液对总磷的影响相对较小，所以在施肥过程中可以此为据。

关键词 民勤;沼液;苜蓿;土壤理化性质

Abstract In order to explore the effect of different amounts of biogas slurry on the physical and chemical properties of alfalfa soil in Minqin area， the physical and chemical properties of alfalfa soil with different amounts of biogas slurry were measured and analyzed. The results showed that in alfalfa soil， the application of biogas slurry would reduce the soil moisture content; the fresh weight and dry weight of alfalfa production reached the maximum when the amount of biogas slurry was 0.16 m3. The amount of biogas slurry applied had little effect on soil clay and powder particles， but had a greater impact on fine sand and coarse sand， and with the increase in the amount of biogas slurry， fine sand and silt coarse sands showed an upward trend;the increase in the amount of biogas slurry applied to alfalfa fields had almost no effect on the pH value and organic matter; with the increase of the amount of biogas slurry，the conductivity is slowly decreasing. The influence of soil depth on conductivity was also irregular. The increase in the amount of biogas slurry had no effect on the orthophosphorus， available P and total N in different soil depths; however， the impact of biogas slurry on Kjeldahl nitrogen in shallow soil was relatively large; the influence of phosphorus was relatively small， so we can use this as a basis in the process of fertilization.

Key words Minqin;Biogas slurry;Alfalfa;Soil physical and chemical properties

苜蓿是世界上栽培最早、面積最广的多年生豆科植物[1]，是一种优质、高产、高蛋白、适应性强的豆科牧草，在传统农业中发挥着提供饲草和培肥土壤的作用。长期以来对苜蓿的营养价值和产量等方面进行了大量研究[2-5]。在苜蓿地施入不同量的沼液对土壤理化性质和产量有不同的影响，所以在一定程度上影响土壤的肥力状况，进而影响产草量等问题[6-16]。目前，不同沼液施入量对苜蓿地土壤理化性质的研究较少，笔者研究施入不同量的沼液对苜蓿地土壤理化性质的影响，旨在培肥土壤和实现土壤可持续利用。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于腾格里沙漠西南缘、河西走廊东北部石羊河流域下游的民勤西沙窝（薛百乡），地理位置102°59′05″E，38°34′28″N。所在区域北、西、南3面间分布有低山残丘，盆地内多连绵起伏的固定和半固定沙丘、低洼丘间地、戈壁，耕地沿人工跃进渠聚集于盆地中轴线上，人工绿洲以农田、人工灌木林和农田防护林为主，外围多为砂质荒漠化土地。整体地势由西南向东北倾斜;地面平均坡降1‰，海拔1 350 m。研究区日照强烈，干旱少雨，气温变幅大，风大沙多，属于典型干旱荒漠气候。年均气温7.6 ℃，多年平均极端最高气温39.4 ℃，极端最低气温30.8 ℃，年均降水量113.8 mm，年均蒸发量2 604.3 mm，干燥度5.15，年均日照时数2 799.4 h，≥10 ℃积温3 036.4 ℃，无霜期175 d，年均风速2.45 m/s，多年平均瞬时最大风速22.35 m/s，主导风向为西北风，多年平均8级以上大风日数37.7 d，沙尘暴日数26.8 d，年均扬沙日数32.9 d，浮尘日数18.9 d。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设置。

试验设6个处理：①对照样地，不施入沼液，样地面积为51.6 m2，1 m2施入量为0 g;②施入沼液量为0.16 m3;样地面积为53.32 m2，1 m2施入量为3.00 g;③施入沼液量为0.25 m3;样地面积为54.81 m2，1 m2施入量为5.56 g;④施入沼液量为0.34 m3;样地面积为56.38 m2，1 m2施入量为6.03 g;⑤施入沼液量为0.39 m3;样地面积为52.46 m2，1 m2 施入量为7.43 g;⑥施入沼液量为0.5 m3，样地面积为55.68 m2，1 m2施入量为8.98 g。

1.2.2 土壤样品采集。

2019年10月，在民勤综合治沙实验站周围的苜蓿地不同沼液施入量布设6个土壤剖面，3个重复，在取样的剖面上选取3层土壤样品，分别为0～10、10～20和20～30 cm，6个剖面上总共取得的样品数为54个[17-21]。

1.3 测定项目与方法

2019年10月在样地各处理区取土壤样品。土样在实验室自然风干后磨细，分别过0.25 mm筛，供分析测定。土样理化性质采用常规化学方法测定;土壤pH采用玻璃电极法测定。

1.4 数据分析

数据作图用Excel 2003软件完成，数据方差分析由SPASS 13.0软件完成[21-25]。

2 结果与分析

2.1 不同沼液施入量对苜蓿地土壤含水率的影响

施入不同量的沼液对苜蓿地土壤含水率的影响见图1。从图1可以看出，苜蓿草地 0～10 cm 土层内土壤平均含水量随着施入沼液量的增大呈先增后降的变化趋势。当施入量为0.16 m3时，土壤含水量最高，不施入沼液的次之，施入量为0.5 m3时，土壤含水率最低;苜蓿草地土层深度为10～20 cm时，随着沼液施入量的增大，土壤含水率呈降低趋势，不施入沼液的对照处理土壤含水率最高，而沼液施入量最大时，土壤含水率反而最低;苜蓿草地土层深度为20～30 cm时，施入量为0的对照最大，而当施入量为0.25 m3时，土壤含水率最低，之后随着沼液施入量的增加土壤含水率先增加后减少，由此可见，土壤含水率和沼液的施入量恰好相反，随着沼液量施入增多，土壤含水率减小，而对照样地没有施入沼液反而土壤含水率最高，由此可见，在土壤中施入肥料反而会降低土壤含水率，所以在施肥时，要注意施入量。其具体原因还有待进一步观察。

2.2 不同沼液施入量对产草量的影响

由图2可知，对于苜蓿产草量的鲜重而言，当施入沼液量为0.16 m3时产草量的鲜重最大，即产草量最大，为2 653.5 kg/hm2，此外，随着施入量的增加产草量较为平缓上升，即沼液施入量0.16 m3是最佳施入量;而对于干重而言，当施入沼液量为 0.16 m3时，产草量的干重也最大为916.5 kg/hm2，但当施入量为0.34 m3时干重为906.0 kg/hm2，比0.39 m3时（880.5 kg/hm2）高，其具体原因可能是鲜草的含水率较低。

2.3 不同沼液施入量对苜蓿地土壤粒度的影响

由图3可知，施入沼液量的大小对土壤黏粒的影响最小，一直处于平缓趋势，而对于粉粒而言，没有施入沼液的对照样地，在土层深度为20～30 cm时，粉粒处于最大，之后一直处于缓慢降低趋势，而粗砂粒在对照样地随着土层深度的加深而降低，处理②、⑤和⑥的粗砂粒呈上升趋势，且相对较高，处理③和④粗砂粒相对较低，且随着土层的加深粗砂粒减少;细砂粒整体表现为前4个处理呈上升趋势，但处理⑤和⑥细砂粒处于降低趋势，整体而言随着土层深度的加深细砂粒在土壤深度为10～20 cm时最高。由此可见，施入不同量的沼液，對细砂粒和粗砂粒的影响较大，而对黏粒和粉粒的影响不大;就土层深度而言，土层为20～30 cm的粗砂粒和细砂粒随着沼液量的增加而增加。

2.4 不同沼液施入量对土壤物理性质的影响

由图4可知，pH和有机质随着施入沼液量的增加几乎没有变化，表明施入沼液量并不影响有机质和pH;而电导率没有施入沼液的对照最大，之后随着施入沼液量的增多，电导率的变化不大，而对于土层深度而言，对照和处理②和④，随着土层深度的增加电导率增加，其他处理③、⑤和⑥都随着土层的增加电导率减小。

2.5 不同沼液施入量对土壤化学性质的影响

由图5可知，随着施入沼液量的增加和土层深度的增加，正磷、速效P和全N的量几乎没有变化，由此可见，沼液的施入量对不同土层深度的正磷、速效P和全N无影响;而凯氏氮随着沼液施入量的增加呈上升趋势，处理⑤达到最大，处理⑥凯氏氮有所降低，而土层深度的影响，除对照随着土层深度的增加凯氏氮增加，而处理②土层深度为10～20 cm的凯氏氮的量最大，凯氏氮土层深度为0～10和20～30 cm时比土层深度为10～20 cm低，之后随着沼液施入量的增加凯氏氮的量为0～10 cm>10～20 cm>20～30 cm，由此可知，沼液对浅层土壤凯氏氮的影响相对较大;沼液对总磷的影响逐渐上升，但幅度相对较小，所以沼液的施入量也会影响正磷，随着土层深度的增加，正磷含量减小，除对照和处理⑥是10～20 cm的含量高于其他2个土层深度。

3 结论与讨论

（1）施入不同量的沼液对苜蓿地土壤含水率的影响，土壤含水率和沼液的施入量恰好相反，随着沼液量施入增多，土壤含水率减小，而对照样地没有施入沼液反而土壤含水率最高，由此可见，在土壤中施入肥料反而会降低土壤的含水率，所以在施肥时，要注意施入量。其具体原因还有待进一步观察。

（2）施入不同量的沼液对苜蓿产草量鲜重和干重的影响，不管是苜蓿草产量的鲜重还是干重都是当施入沼液量为0.16 m3时产草量的鲜重和干重达到最大，即苜蓿地沼液施入量0.16 m3为最佳施入量。

（3）施入沼液量的大小对土壤黏粒的影响最小，一直处于平缓趋势，而对于粉粒而言，没有施入沼液的对照样地粉粒最大;所以施入沼液量对黏粒和粉粒的影响不大，对细砂粒和粗砂粒的影响较大，且随着沼液施入量的增加，细砂粒和粗砂粒呈上升趋势;而不同土壤深度对细砂粒的影响，在前4个处理中土层深度为10～20 cm时，细砂粒的含量最大，而处理⑤和处理⑥土层深度为10～20 cm的细砂粒最小;而粗砂粒未呈现规律。

（4）施入沼液量的增加对pH和有机质几乎没有影响，而电导率没有施入沼液的对照最大，之后随着施入沼液量的增多，电导率缓慢降低。而土层深度对电导率的影响也未呈现规律。

（5）沼液施入量的增加对于不同土层深度的正磷、速效P和全N无影响;但沼液对浅层土壤凯氏氮的影响相对较大;沼液对总磷的影响逐渐上升，但幅度相对较小，而土层深度的影响总磷在处理⑤没有规律，而其他处理都是在土层为10～20 cm时最高，呈“U”字型;凯氏氮在土层深度上未呈现规律变化。

安徽农业科学 2021年

参考文献

[1]罗天琼，刘正书，莫本田，等.12种紫花苜蓿干草产量与土壤养分变化的关系分析[J].中国草地，1998（2）：29-32，71.

[2]孙启忠，桂荣.影响苜蓿草产量和品质诸因素研究进展[J].中国草地，2000，22（1）：57-63.

[3]马其东，高振生，洪绂曾，等.黄河三角洲地区苜蓿生态适应性研究[J].草地学报，1999，7（1）：28-38.

[4]李玉山.苜蓿生产力动态及其水分生态环境效应[J].土壤学报，2002，39（3）：404-411.

[5]姚玉霞，李云.宁夏不同地区紫花苜蓿的营养成分分析[J].安徽农业科学，2011，39（36）：22344-22345，22410.

[6]储玲，晋松，吴学峰，等.铜污染对天蓝苜蓿幼苗生长及活性氧代谢的影響[J].生态学杂志，2006，25（12）：1481-1485.

[7]储玲，刘登义，王友保，等.铜污染对三叶草幼苗生长及活性氧代谢影响的研究[J].应用生态学报，2004，15（1）：119-122.

[8]何振立.污染及有益元素的土壤化学平衡[M].北京：中国环境科学出版社，1998：209-243.

[9]施积炎.海州香薷和鸭跖草铜吸收机理和分子形态研究[D].杭州：浙江大学，2004.

[10]王国庆，骆永明，宋静，等.土壤环境质量指导值与标准研究I·国际动态及中国的修订考虑[J].土壤学报，2005，42（4）：666-673.

[11]韦革宏，马占强.根瘤菌-豆科植物共生体系在重金属污染环境修复中的地位、应用及潜力[J].微生物学报，2010，50（11）：1421-1430.

[12]张志权，束文圣，廖文波，等.豆科植物与矿业废弃地植被恢复[J].生态学杂志，2002，21（2）：47-52.

[13]赵斌，林会，绍江.微生物学实验[M].北京：科学出版社，2002.

[14]周建军，周桔，冯仁国.我国土壤重金属污染现状及治理战略[J].中国科学院院刊，2014，29（3）：315-320.

[15]JENKINSON D S，LADD J N.Microbial biomass in soil：Measurement and turnover[M]//PAUL E A，LADD J N.Soil biochenistry.Vol 5.New York：Marcel Dekker，1981：415-471.

[16]DORAN J W，COLEMAN D C，BEZDICEK D F，et al.Defining soil quality for a sustainable environment[M].Madison，WI：Soil Science Society of America and American Society of Agronomy，1994.