施肥对灌漠土作物产量、土壤肥力与重金属含量的影响

有机物还田是提升土壤肥力的主要措施,但也存在造成土壤金属污染的潜在风险。为查明不同有机物还田对土壤质量及作物产量的影响,本文通过长期定位试验,研究了无肥对照、常规施化肥(氮磷配施)以及70%常规化肥与牛粪、沼渣、污泥、鸡粪、菌渣和猪粪配施对土壤理化性状、有机碳和氮的固存率、氮磷钾活化系数、作物产量及重金属含量的影响。结果表明:牛粪、沼渣、污泥、菌渣、鸡粪和猪粪与70%化肥配施虽作物产量与常规施化肥相似,但6种有机物处理土壤有机质、全氮和碱解氮含量都较常规施化肥处理显著增加,污泥、鸡粪和猪粪处理土壤全磷与速效磷含量较常规施化肥处理显著增加,而且牛粪、沼渣、鸡粪和猪粪处理的速效钾、土壤磷活化系数和土壤钾活化系数较常规施化肥处理也显著提升。牛粪、沼渣、污泥、菌渣、鸡粪和猪粪处理土壤有机碳固存率为36.42%～71.61%,较常规施化肥处理都显著提高;而其氮固存率为6.47%～49.44%,仅有菌渣处理与常规施化肥处理差异不显著,而其他处理较常规施化肥处理显著增加。长期施鸡粪和菌渣处理的土壤铜含量较常规施化肥处理显著增加,增加量分别为4.17mg·kg~(-1)和14.2mg·kg~(-1);而污泥、鸡粪和菌渣处理的土壤锌含量较常规施化肥处理显著增加,增加量分别为13.53 mg·kg~(-1)、22.60 mg·kg~(-1)和49.73mg·kg~(-1)。综上,等有机质(4 500kg×hm~(-2))的牛粪、沼渣、污泥、菌渣、鸡粪和猪粪可替代30%氮磷肥,作物产量不受影响;不同有机物培肥土壤效果为污泥、鸡粪和猪粪优于牛粪和沼渣,而沼渣的培肥效果略差。为保证土壤环境质量稳定不恶化,种植小麦时有机物铜和锌的年携入量应分别低于53.01g×hm~(-2)和221.30 g×hm~(-2),而种植玉米时应分别低于153.40 g×hm~(-2)和347.04 g×hm~(-2)。     

沼渣与化肥配施对玉米生长及土壤理化性状的影响

本研究以玉米为试材,探讨沼渣与化肥配施对玉米生长和土壤理化性质的影响,以期为沼渣资源化利用提供科学依据。试验共设5个处理,分别为CK(空白)、40%ZF+60%HF(40%沼渣+60%化肥)、60%ZF+40%HF(60%沼渣+40%化肥)、80%ZF+20%HF(80%沼渣+20%化肥)和100%HF(全化肥)。研究结果表明,沼渣施用能提高土壤有机质含量,含量高低与沼渣施用量呈正相关关系。与100%HF处理相比,沼渣与化肥配施在玉米的苗期(05-20)、拔节期(06-05)和抽穗期(06-28)降低了土壤中速效养分和叶片叶绿素含量,在玉米的完熟期(07-20)则提高了其含量。沼渣与化肥不同比例配施均能提高土壤p H值,以80%ZF+20%HF处理为最佳。玉米产量以40%ZF+60%HF处理为最高,但与60%ZF+40%HF处理间无差异。沼渣与化肥配施能提高玉米籽粒的粗蛋白、粗脂肪和粗淀粉的含量,玉米品质以80%ZF+20%HF处理最好。综合分析认为,沼渣替代40%的化肥是沼渣与化肥配施较为合理的比例。     

施用沼肥对土壤和油菜中重金属Cd、As的影响

沼肥是一种在农业生产中广泛应用的有机肥,为了研究施用沼肥对土壤和油菜中重金属含量的影响,以Cd、As为研究对象,用盆栽的方式,以抗病苏州青油菜为种植作物,选取棕壤土,通过基肥与追肥配合施用,研究沼渣与沼液配合施用和猪粪与化肥配合施用对土壤及油菜各部位重金属含量的影响,为沼肥的合理安全利用提供理论依据。试验结果表明:沼渣沼液配合施用和猪粪化肥配合施用可以增加油菜鲜重;沼渣沼液配合施用后,土壤中重金属Cd含量无明显变化,重金属As的含量明显增加,过量施用沼渣沼液后土壤重金属As含量降低;沼渣沼液配合施用会显著降低油菜茎叶部Cd、As含量以及茎叶部Cd、As富集系数。过量施肥对茎叶部Cd、As含量无明显影响,但会增加油菜茎叶部Cd、As富集系数。     

沼肥对保护地土壤酶及其呼吸强度的影响

以等有机质含量的猪粪、沼渣为基肥,追肥(化肥与沼液)以等N、等P、等K进行施用,采用二裂式区组设计的方法研究了沼肥、猪粪、化肥等不同施肥组合对保护地土壤酶活性及其呼吸强度的影响。结果表明,未施任何肥料的对照处理,其土壤磷酸酶、过氧化氢酶活性和土壤呼吸强度最弱。沼渣与沼液配合施用较沼渣与化肥配合施用有利于提高土壤磷酸酶的活性,而施用猪粪或沼渣、施用沼液或化肥对土壤磷酸酶活性的影响差异较小;施肥对土壤过氧化氢酶活性影响较小;施有机肥或有机肥和化肥配施提高了土壤呼吸强度。施用化肥、沼渣分别比施用沼液、猪粪有利于提高土壤呼吸强度。猪粪、沼渣与化肥配合施用分别比与沼液配合施用的土壤呼吸强度高。     

不同沼肥对油菜产量、品质及氮素利用效率的影响

利用温室盆栽试验研究了鸡粪沼肥(鸡粪沼渣、沼液)和牛粪沼肥(牛粪沼渣、沼液)对油菜产量、品质及氮素利用效率的影响。试验共设8个处理,分别为:不施肥(CK),鸡粪沼渣全部做底肥(JZ),鸡粪沼渣做底肥、沼液做追肥(JZ+JY),鸡粪沼液一半做底肥另一半做追肥(JY),牛粪沼渣全部做底肥(NZ),牛粪沼渣做底肥与沼液做追肥(NZ+NY),牛粪沼液一半做底肥另一半做追肥(NY),化肥一半做底肥另一半做追肥(HF),以上处理除空白外均按等氮量施用。研究结果表明,施用鸡粪沼肥比施用牛粪沼肥处理的油菜产量高,JZ、JZ+JY、JY3个处理油菜产量分别为13.8,14.9,14.8 g/盆,分别比牛粪沼肥相同处理(NZ、NZ+NY和NY)高40%,23%和11%。施用鸡粪沼肥处理油菜的硝酸盐含量要比相应施用牛粪沼肥的高,但在Vc含量上差异不显著;鸡粪沼肥氮素利用效率显著高于牛粪沼肥,这可能和鸡粪沼肥比牛粪沼肥速效养分含量高、养分释放快有关系。     

东北高寒区沼渣连年施用对玉米产量、效益和土壤肥力的影响

为了阐明在东北高寒区连年施用沼渣对玉米产量、效益和土壤肥力的影响,于2013年5月至2014年10月在黑龙江省海林市海林农场的玉米试验田进行了沼渣和化肥配施的田间试验。结果表明:连续2年的施用沼渣以及沼渣与化肥配施均能够增加玉米产量,而施用45 000kg/hm~2的沼渣增产幅度最大,全量施用600kg/hm~2化肥的玉米产量小幅减少。施用1t沼渣可替代135.25kg尿素、180.18kg磷酸二铵和107.09kg硫酸钾,产生956.72元的直接经济效益。施用沼渣的各处理与不施肥处理相比,经济效益均显著增加,7 500kg/hm~2沼渣+450kg/hm~2化肥的处理经济效益最高,平均可达到18 066.2元/hm~2。沼渣单施及沼渣与化肥配施后表层土壤pH可提高0.02~0.28个单位,有机质可增加0.14~2.84g/kg,可在一定程度上增加表层土壤中养分的含量。因此,在东北高寒区实际生产中可以考虑合理的配施沼渣替代化肥,实现对沼渣的高效化和经济化的利用。     

糠醛渣、沼渣与化肥配施对制种玉米田理化性质和酶活性的影响

在河西走廊制种玉米田设置定位试验,研究糠醛渣、沼渣与化肥配施对制种玉米田理化性质和酶活性影响。结果表明:施用糠醛渣、沼渣可以有效降低土壤容重,提高土壤孔隙度,使土壤疏松;糠醛渣配施化肥可有效提高土壤有机质、速效钾、CEC与pH;而沼渣配施化肥可有效提高土壤碱解氮与速效磷。糠醛渣配施化肥可有效提高土壤过氧化氢酶与转化酶活性;沼渣配施化肥处理可有效提高土壤碱性磷酸酶与脲酶活性,在河西走廊利用糠醛渣与沼渣配施化肥可以有效改善土壤性质,利于土壤的有效循环利用。     

有机无机肥配施对旱地作物养分利用率及氮磷流失的影响

采用2年的田间小区试验,研究猪粪、猪粪堆肥或沼渣沼液与化肥配施对春玉米-小白菜轮作地氮磷径流损失与肥料利用率的影响.结果表明,有机无机肥配施可明显减少旱地氮素流失,NH+-N和NO3--N流失量占总氮流失的比例为49.08％～52.02％,且地表氮素径流损失量随着猪粪堆肥用量的增加而降低;与施纯化肥相比,以20％的猪粪堆肥N与80％化肥N配施可分别降低氮素径流损失28.95％,2年总氮肥利用率提高8.13％.以猪粪堆肥或沼渣沼液与化肥配施可明显降低磷素径流损失,并提高磷、钾肥利用率;与施纯化肥相比,以20％的猪粪堆肥氮或沼渣沼液氮与80％的化肥氮配施可分别减少磷素流失4.74％和2.76％,2年总磷肥利用率分别提高1.06％和2.75％,2年总钾肥利用率分别提高2.62％和11.48％.     

施用沼渣肥料对水稻产量及土壤环境的影响

将秸秆废弃物生物发酵产生的沼渣作为原料,添加不同辅助材料,制成4种肥料(以下简称“沼渣肥料”),以水稻为研究对象,设置不施肥(CK)、常规施肥(FP)、沼渣有机肥(T1)、沼渣生物有机肥(T2)、沼渣有机无机复混肥料(T3)和沼渣复合微生物肥料(T4)共6个处理,研究其肥效价值及其对水稻产量、土壤理化性质、酶活性及微生物等多项指标的影响,为秸秆的资源化利用提供理论支持。结果表明,与FP处理相比,施用沼渣肥料水稻产量均有所提高,其中T4处理水稻产量最高,达到9571 kg/hm²;沼渣肥料处理较FP处理可有效降低施氮量18.59%～19.70%,提高氮肥利用率1.37%～11.04%。沼渣肥料处理较FP处理降低了土壤有效态Cd和稻米Cd含量,并降低稻米的Cd富集系数;另外,还可以提高土壤脲酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶活性及土壤呼吸强度。在土壤团聚体含量(WR0.25)方面,各施肥处理均显著高于CK,沼渣肥料处理仅T1、T4处理WR0.25高于FP处理,其余处理差异不显著;微生物数量方面,T3、T4处理土壤细菌和放线菌数量均有显著增加。沼渣肥料在多项指标中均优于常规施肥,其中T4处理水稻增产效果最好,对土壤环境的改善效果也     

蓝藻沼肥对土壤的影响

采用不结球小白菜四季青盆栽实验,设置新鲜蓝藻(T1)、当年蓝藻发酵沼渣沼液(T2)、前一年蓝藻发酵沼渣沼液(T3)、化学肥料(T4)、空白对照(CK)5个施肥处理,研究了施用蓝藻发酵沼渣沼液对土壤的影响。实验结果表明T2和T3处理土壤全N含量相对处理前土壤(CK0)增加了49.1%和12.3%;土壤有效P含量相对CK0增加了52.3%和11.7%;土壤有机质含量相对CK0增加了33.3%和14.1%;土壤pH分别减少了0.16和0.23个单位,均有显著差异,同时植株产量和株高相对空白对照(CK)有显著提高。     

沼液与化肥配合基施对大棚番茄产量和品质的影响

采用不同比例沼液与化肥配合做基肥施用来研究沼液施用对番茄产量和品质的影响,以期为沼液的资源化合理利用提供理论参考。基于N平衡原理,本研究采用完全随机区组设计,共设计了7个基肥处理,分别为CK(空白)、CF(常规施肥)、HF(化肥)、ZF(沼液)、ZF80%+HF20%(80%沼液+20%化肥)、ZF50%+HF50%(50%沼液+50%化肥)、ZF20%+HF80%(20%沼液+80%化肥)。研究结果表明,与化肥处理相比,在番茄定植后的40和80 d沼液配施所占的比例越大,其对土壤有效养分和有机质含量抑制作用越强,但在番茄定植后160 d沼液对土壤有效养分和有机质含量却有明显的促进作用。沼液与化肥配施提高了番茄叶片叶绿素含量,其中以ZF80%+HF20%处理最高,且在番茄定植后的40、80、160 d分别比CF和HF处理提高了19.60%、11.91%、2.92%和184.25%、23.08%、35.03%。沼液与化肥配施还提高了土壤阳离子交换量和重金属含量,且含量的高低与沼液施用量呈正相关关系。沼液与化肥配施提高了番茄果实中Vc和可溶性糖含量,降低了可滴定酸含量,虽然ZF处理中检测到重金属,但均未超过国家标准,可以忽略不计。番茄产量以ZF80%+HF20%处理最高,分别是CK、CF、HF、ZF、ZF50%+HF50%和ZF20%+HF80%处理的2.58、1.05、1.02、1.05、1.01和1.01倍。综合分析认为,ZF80%+HF20%能明显提高土壤养分含量,改善土壤生态环境,促进番茄产量提高和品质改善。     

沼液替代化肥对麦季CH4、N2O排放及温室效应的影响

采用遮光密闭箱和气相色谱法,研究了化肥、化肥＋稻草、50%沼液＋50%化肥、100%沼液4个处理下麦季CH4和N2O的排放特征,并运用全球增温潜势（GWP）对麦季CH4和N2O排放的温室效应进行了估算。研究结果表明,与化肥处理相比,化肥＋稻草处理显著（P〈0.05）提高了麦季CH4和N2O排放通量,使其所产生的GWP及单位产量的GWP显著（P〈0.05）增加,分别提高了57.90%和52.00%;而100%沼液、50%沼液替代化肥处理减少了麦季GWP及单位产量的GWP,分别降低了25.39%、10.88%和24.16%、10.97%,主要是由于沼液处理降低了麦季N2O排放总量。可见,稻麦轮作条件下沼液替代化肥措施会降低稻茬麦季的综合温室效应。     

水葫芦发酵沼液对紫叶莴苣生长和品质的影响

利用田间小区试验研究了等氮量下不同比例水葫芦发酵沼液对紫叶莴苣生长、产量、氮磷钾养分吸收量及茎部品质的影响。结果表明,沼液替代化肥氮比例为50%、75%和100%处理莴苣产量分别比100%化肥氮处理增加9.1%、16.1%和10.3%。但基肥中化肥的比例上升能促进莴苣苗期的生长和提高氮的吸收,而沼液作为追肥较单施化肥更能促进莴苣的生长和养分的吸收。同时沼液氮施用比例增加,莴苣商品化率提高。和100%化肥处理相比,沼液施用比例为50%、75%和100%处理硝酸盐含量分别降低了13.6%、14.3%和11.3%。沼液氮施用比例为50%~100%处理中,100%沼液氮施用处理其可溶性糖、Vc含量和游离氨基酸含量都最低,而75%沼液氮施用比例下可获得最高的氨基酸、可溶性糖和Vc含量。研究认为,沼液基施效果比单施尿素等化学肥料效果稍差,但追施沼液比化肥更加促进了莴苣的生长和养分吸收,并缩短莴苣的生长期,提高其商品率。综合莴苣生长趋势、生物量及商品化率和品质来看,沼液替代75%化肥氮比例是最佳施用比例。     

施用沼液对柑桔产量和品质以及土壤环境的影响

利用沼气发酵处理规模畜禽养殖场废水是综合治理畜牧业污染的主要途径之一,但大量沼液出路问题亟待解决。通过柑桔栽培过程中不同沼液灌溉量的多重复随机区组田间小区试验,对沼液不同灌溉量处理与常规施用化肥的对照处理进行了对比,结果表明,施用沼液可促进柑桔生长,对衡量土壤质量的几种重金属含量等基本无不利影响,且土壤中总氮、有机质等有所增加。用300000kg·hm-2沼液浇灌替代化肥,可使柑桔增加产量8.59%,还可增加柑桔果实可溶性固形物含量,沼液处理A的果实中总糖比化肥对照提高0.6个百分点,总酸降低0.262百分点,果实糖酸比明显提高,糖酸比与施用化肥的对照相比差异达显著水平（P〈0.05）,改善了柑桔的部分品质指标。合理施用沼液进行柑桔灌溉不仅可以减少作物化肥施用量,还能缓解规模养殖场污水处理的排放压力。     

沼液对河西绿洲葡萄园土壤微生物功能多样性的影响

为探明使用沼液对土壤质量的影响，明确土壤微生物功能多样性对沼液使用量和使用年限的响应，在甘肃祁连葡萄观光园进行等氮量替代和增施沼液处理，采用Biolog方法测定土壤微生物功能多样性。结果表明：（1）100%等氮量沼液处理的土壤微生物群落代谢活性最小，替代33%氮量处理的土壤微生物群落代谢活性最高，连续两年使用沼液的处理间差异大于一年。（2）试验地土壤微生物利用的主要碳源为碳水化合物类，使用沼液能够显著提高土壤微生物对氨基酸类和羧酸类碳源的利用率。连续两年使用沼液条件下，增施沼液处理（133%和167%）效果优于等氮量替代处理。（3）与单施化肥对照相比，使用沼液处理仅在提高土壤微生物均一度指数方面存在优势，且增施沼液处理（133%和167%）效果优于等氮量替代处理。（4）主成分分析表明，沼液使用量和使用年限对土壤微生物碳源利用水平以及代谢多样性的影响有差异，且使用年限增加能使各处理间变异程度增大。（5）碳水化合物类和氨基酸类碳源是引起不同沼液用量处理土壤微生物功能群分异的主要碳源，其中碳水化合物类是使用年限增加后土壤微生物群落变化的敏感碳源。（6）Pearson相关性分析表明，该试验地土壤微生物功能多样性与土壤有机质、碱解氮呈正相关关系，与速效磷、速效钾呈负相关关系。综上，长期使用沼液（尤其是沼液与化肥配施）有利于提高土壤微生物代谢活性和土壤微生物群落功能多样性，且当沼液使用量较大时能达到完全取代化肥的效果。     

沼液化肥全氮配比对土壤微生物及酶活性的影响

通过田间试验,研究了N-P2O5-K2O(120-90-135 kg/hm2)施用量相同的条件下,沼液化肥不同全氮配比(沼液全氮分别占0%、15%、30%、45%和100%)对旱地红壤微生物(细菌、真菌、放线菌)数量、酶(脲酶、脱氢酶)活性和硝化强度的影响。结果表明,随沼液全氮比例的增加,土壤细菌、放线菌、真菌数量均呈倒"U"形增加,且较单施化肥处理(未施沼液)分别提高3.88%~40.78%、1.64%~31.15%、28.21%~79.49%。随着花生生育进程的推进,脲酶活性随沼液全氮比例增加而升高;脱氢酶活性先降低,开花期后升高。沼液全氮45%处理显著提高了花生结荚期和收获期土壤脲酶、脱氢酶活性和硝化强度。利用主成分分析对土壤微生物活性进行综合评价,依据主成分解释总变量和碎石图提取了2个主成分反映原变量的92.13%的信息。第1主成分主要综合了细菌、真菌、放线菌数量、微生物总量和硝化强度的信息;第2主成分主要综合了脲酶、脱氢酶活性的信息。主成分综合得分图直观地显示了等氮磷钾条件下沼液化肥全氮配比对旱地红壤微生物活性的综合影响。具体为BS30BS45BS100BS15NPKCK。因此,等氮磷钾条件下沼液全氮15%~100%处理有利于提高土壤微生物活性,特别是沼液全氮30%处理,同时其花生籽粒产量也达到了最大值(2 875 kg/hm2)。     

猪粪沼液施用对土壤氨挥发及玉米产量和品质的影响

猪粪沼液含有大量的养分,如氮、磷、钾、氨基酸、腐植酸等,但如果不及时施用,也会带来水体富营养化问题。沼液替代化肥是目前最有效的利用方式。采用田间试验方法,在春、夏两季玉米上,研究了猪粪沼液不同用量与不同运筹对土壤氨挥发损失以及玉米产量、品质等的影响。结果表明,夏玉米基施猪粪沼液氨挥发量大于春玉米,沼液的氨挥发量明显大于化肥,且沼液施用量越大,氨挥发量越大;由氨挥发导致的氮素损失量占施肥量的0.17%~2.16%,平均为0.88%。在春玉米中,单独施用化肥以及化肥与沼液各50%配施处理的产量分别为901.55 kg.667m?2和892.71 kg.667m?2,显著高于其他处理;纯化肥处理可溶性糖为103.69 g.kg?1,显著低于其他处理;纯化肥处理皮渣率为9.87%,显著高于其他处理;其他品质指标各处理间无显著差异。在夏玉米中,总体产量不如春玉米,纯化肥处理产量为523.47 kg,显著高于其他处理,化肥与沼液各50%配施处理的产量仅次于纯化肥处理,为513.41 kg。纯化肥处理的玉米品质总体上高于纯沼液处理,但沼液和化肥各50%处理玉米品质与纯化肥处理无明显差异。可见,对玉米植物而言,以50%沼液替代化学肥料,在技术上可行,可以获得与化肥处理相同的玉米产量与品质。     

沼液对水稻生长产量及其重金属含量的影响

沼气发酵残余液（沼液）是一种典型的优质有机物料，目前我国每年产生2亿多吨的沼液，农业生产中寻求沼液的资源化利用，对避免环境二次污染和实现畜禽养殖业的生态可持续发展具有重大的现实意义和社会意义。在田间小区试验条件下，以粳稻‘亚优红一号’（OryzasativaL．）为试材，就沼液作为肥源代替化学肥料施用对其营养生长、稻谷产量及稻米中重金属含量的影响作了初步探讨。结果表明，沼液作基肥，追肥施复合肥获得的水稻产量最高，达55．9g·plant^-1。虽然与当地习惯施肥（基肥和追肥施复合肥）相比稻谷产量没有明显差异，但是基肥用沼液代替化学肥料，显著降低了水稻生产成本。同时，沼液作基肥，迫施复合肥明显促进了水稻分蘖和生长，虽然稻米中Cu、Cd含量没有显著变化，但强化了稻米Fe、zn营养，显著降低了Pb含量，明显提升了稻米营养品质。可是，试验结果也显示，沼液完全代替化学肥料施用对水稻生长及其产量形成是不利的。     

沼液不同施用量对水稻产量及稻米品质的影响

沼液是一种含有丰富氮磷钾等营养元素和钙、铜、铁、锌、锰等中微量营养元素的优质有机肥,将其应用于农业生产对提高作物产量和农产品品质有重要的意义。将沼液的资源化利用与农业生产相结合,在四川省邛崃市进行种植试验,以水稻为供试材料,以清水和当地常规施肥（化肥）为对照,设置不同的沼液施用量,研究了沼液农用对稻谷产量及稻米营养品质的影响,为优质大米的生产以及沼液的合理利用和科学处理提供依据。结果表明,施用沼液增产效果明显,沼液用量在11.25～18.75t·hm^-2时稻谷的产量较高,比清水对照和常规化肥处理分别提高12.21%～15.52%和6.78%～9.93%;同时,沼液还可以提高稻米中蛋白质的含量,强化稻米中Fe、Mn、Ca、Mg等矿质营养,有助于提升稻米营养品质。