沼液农用对玉米产量、品质及土壤环境质量的影响研究

摘要

沼液作为人畜粪便等有机物在厌氧条件下充分发酵后的液体残余物，不仅含有N、P、K等营养元素，而且含有丰富的腐殖酸、有机质、氨基酸、生长激素、抗生素、微量元素等营养物质，是一种腐熟水溶性速效肥。目前，沼液在农业生产上的应用越来越广泛。
　　 本试验以正红6号玉米为供试材料，利用养猪场猪尿粪发酵的沼液，按照随机区组排列的试验设计，设置不同的沼液量处理梯度，针对四川山丘区沼液农用对当地玉米产量、品质及土壤环境质量的影响，种植玉米的沼液适宜施用量以及当地土壤沼液农用环境承受力状况等问题，在四川省资阳市临江镇大型养猪场的责任地上开展了玉米大田试验。本试验的具体研究结果如下：
　　 1、沼液农用对玉米生长发育、农艺性状的影响
　　 从玉米的生育进程和农艺性状的表现来看，各施肥处理生育期和生育时期的差异不明显，全生育期最大相差3d，施用沼液能促进玉米的生长发育，各农艺性状表现较好，从而使玉米表现出良好的生长状态，特别是当沼液施用量在5000～7000kg/667m2的范围内时，沼液对玉米生长发育的促进作用与常规化肥相当。
　　 2、提高玉米产量和品质的最佳沼液施用范围
　　 施用沼液能明显提高玉米产量、改善营养品质、提高矿质元素含量，并促进籽粒对氮、磷、钾素的吸收。综合沼液提高玉米产量和品质的因素来考虑，本研究认为，当沼液施用量控制在5000～7000kg/667m2的范围内时，玉米的产量最高、品质最佳。
　　 3、控制玉米中重金属含量的沼液最佳施用范围
　　 玉米铜(Cu)、锌(Zn)的含量随着沼液施用量的增加总体上呈逐渐上升的趋势，但最大含量均低于食品中Cu、Zn的限量标准(Cu:10mg/kg，Zn:50mg/kg)。与《食品中污染物限量》(GB2762-2005)的限值相比，施用沼液的各处理玉米铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr)、镍(Ni)、砷(As)、汞(Hg)的含量均低于相应的污染物限量标准（其中Hg未检出），在本试验范围内，说明沼液农用不会引起食品重金属污染，所种植的玉米符合食品卫生标准的要求。综合考虑，就本次试验而言，当沼液施用量控制在4000～5000kg/666.7m2的范围内时，玉米重金属含量均低于常规化肥处理，施用沼液与施用常规化肥相比能明显降低玉米重金属含量，从而能在一定程度上提高食品安全。
　　 4、兼顾土壤肥力和土壤环境质量的沼液最佳施用范围
　　 与玉米种植前相比，施用沼液能在一定程度上提高土壤pH值，防止土壤酸化；随着沼液施用量的增加，土壤全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量均不同程度地提高，且沼液处理的最大含量均超过常规施肥处理的含量，施用沼液对改善土壤理化性质效果明显。沼液能明显提高土壤矿质元素的含量，当沼液施用量控制在4000～7000kg/666.7m2的范围内时，土壤矿质元含量均处于较高的水平。随着沼液施用量的增加，土壤重金属含量有不同程度地上升。与玉米种植前相比，所有施用沼液的处理土壤Cr、As的含量符合国家土壤环境质量一级标准，Pb、Cd、Ni、Hg的含量符合国家土壤环境质量二级标准。当沼液施用量控制在4000～6000kg/666.7m2的范围内时，土壤重金属含量处于较低的水平。
　　 从土壤肥力和土壤环境质量状况的角度来看，在本试验范围内，当沼液施用量控制在4000～6000kg/666.7m2时，土壤肥力较高，环境质量较好，施用沼液的环境效益较高。
　　 综上所述，在本试验范围内，从玉米的生长发育、产量、品质、食品安全、土壤肥力及土壤环境质量等方面综合考虑，在四川山丘区的紫色土上种植玉米的沼液（养猪场猪粪尿厌氧发酵的沼液）最佳施用范围为5000～6000kg/666.7m2，此时沼液农用的经济效益和环境效益达到最佳平衡。

目录

文摘

英文文摘

项目基金资助

1 前言

1.1 研究背景及意义

1.2 文献综述

1.2.1 沼液浸种技术在作物生产上的应用

1.2.2 长期施用化肥对土壤环境质量的影响

1.2.3 施用沼液对土壤环境质量的改良作用

1.3 研究内容

1.3.1 沼液农用对玉米产量和品质的影响

1.3.2 沼液农用对土壤环境质量的影响

1.3.3 确定沼液的适宜施用量和当地土壤对沼液农用的承受能力

1.4 拟解决的问题

2 材料与方法

2.1 供试材料

2.2 试验地点

2.3 试验设计

2.4 主要栽培管理措施

2.5 调查测定项目与方法

2.5.1 生育期的记录

2.5.2 收获及考种

2.5.3 玉米品质指标的测定

2.5.4 沼液测定指标及分析方法

2.5.5 土壤样品采集、测定指标及分析方法

2.6 数据处理

3 结果与分析

3.1 不同施肥处理对玉米生育进程的影响

3.2 不同施肥处理对玉米农艺性状的影响

3.3 不同施肥处理对玉米产量的影响

3.4 不同施肥处理对玉米品质的影响

3.4.1 不同施肥处理对玉米营养品质的影响

3.4.2 不同施肥处理对玉米氮磷钾含量的影响

3.4.3 不同施肥处理对玉米矿质元素含量的影响

3.4.4 不同施肥处理对玉米重金属含量的影响

3.5 不同施肥处理对土壤基本理化性质的影响

3.5.1 土壤基本理化性质的变化比较

3.5.2 种植玉米后土壤基本理化性质的变异分析

3.6 不同施肥处理对土壤矿质元素含量的影响

3.6.1 土壤矿质元素含量的变化比较

3.6.2 沼液施入量与土壤矿质元素含量的相关性

3.6.3 不同施肥处理下土壤矿质元素含量的变异分析

3.7 不同施肥处理对土壤重金属含量的影响

3.7.1 土壤重金属含量的变化比较

3.7.2 不同施肥处理下土壤重金属含量的变异分析

3.7.3 施用沼液后土壤重金属含量及安全性评价

4 讨论与结论

4.1 讨论

4.1.1 沼液农用对玉米生育进程和农艺性状的影响

4.1.2 沼液农用对玉米产量的影响

4.1.3 沼液农用对玉米营养品质的影响

4.1.4 沼液农用对玉米氮磷钾含量的影响

4.1.5 沼液农用对玉米矿质元素含量的影响

4.1.6 沼液农用对玉米重金属含量的影响

4.1.7 沼液农用对土壤基本理化性质的影响

4.1.8 沼液农用对土壤矿质元素含量的影响

4.1.9 沼液农用对土壤重金属含量的影响

4.2 结论

4.2.1 沼液农用对玉米生长发育的影响

4.2.2 提高玉米产量和品质的最佳沼液施用范围

4.2.3 控制玉米重金属含量的沼液最佳施用范围

4.2.4 兼顾土壤肥力和土壤环境质量的沼液最佳施用范围

参考文献

致谢