摘要:為了解決養(yǎng)殖沼液農(nóng)田消納利用過(guò)程中科學(xué)精準(zhǔn)施肥問(wèn)題,本研究對(duì)規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)的沼液進(jìn)行了一年的跟蹤監(jiān)測(cè),結(jié)果顯示沼液中氮、磷、鉀平均含量分別為1238.93、86.33、622.08mg·L-1。根據(jù)水稻不同生長(zhǎng)時(shí)期的營(yíng)養(yǎng)需求,開(kāi)展沼液替代化肥減量施肥試驗(yàn),結(jié)果顯示施用沼液的試驗(yàn)組產(chǎn)量均優(yōu)于對(duì)照組,增產(chǎn)幅度為3.2%~8.7%。試驗(yàn)前后分別對(duì)田塊土壤進(jìn)行采樣,測(cè)定其主要養(yǎng)分和重金屬指標(biāo),結(jié)果表明稻田使用沼液不會(huì)造成鹽漬化,且有助于提升土壤質(zhì)量,對(duì)照GB15618—2018土壤環(huán)境質(zhì)量-農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行),各項(xiàng)重金屬指標(biāo)均低于風(fēng)險(xiǎn)篩選值,對(duì)沼液在水稻種植中的利用提供安全保障。通過(guò)以上研究,初步建立起了沼液-水稻綜合利用科學(xué)施肥模式。
關(guān)鍵詞:沼液;重金屬;種養(yǎng)結(jié)合;生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè);化肥減量
長(zhǎng)期以來(lái),杭州市臨安區(qū)年生豬出欄量在20萬(wàn)~25萬(wàn)頭,一直是杭州地區(qū)第二大生豬養(yǎng)殖菜籃子保供基地。“十三五”杭州市臨安區(qū)成立5個(gè)沼液綜合利用社會(huì)化服務(wù)組織,積極對(duì)接轄區(qū)內(nèi)相應(yīng)養(yǎng)殖場(chǎng)與種植基地,配套完善沼液運(yùn)輸車(chē)、貯液池、輸送管道等,基本完善沼液生態(tài)消納相關(guān)配套設(shè)施設(shè)備。2015—2018年共計(jì)消納沼液35.88萬(wàn)t,為構(gòu)建種養(yǎng)結(jié)合、農(nóng)牧循環(huán)可持續(xù)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
總結(jié)近幾年臨安區(qū)畜牧沼液消納利用過(guò)程中存在的問(wèn)題,主要表現(xiàn)在消納方式相對(duì)比較粗放,未能做到根據(jù)不同作物生長(zhǎng)周期定時(shí)定量精確施肥,缺乏相應(yīng)的監(jiān)測(cè)機(jī)制和評(píng)價(jià)體系。因此,本試驗(yàn)沼液養(yǎng)分動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及其在水稻種植中的應(yīng)用,一是準(zhǔn)確測(cè)定沼液中化學(xué)需氧量(COD)、氨氮濃度及氮、磷、鉀含量;二是根據(jù)水稻不同生長(zhǎng)時(shí)期的營(yíng)養(yǎng)需求,科學(xué)施用沼液替代化肥,測(cè)定水稻產(chǎn)量進(jìn)而評(píng)價(jià)施肥效果;三是監(jiān)測(cè)沼液施肥前后相應(yīng)土壤中銅、鋅鉛、鉻、鎘及砷、汞等重金屬重要指標(biāo)變化,進(jìn)而建立相應(yīng)評(píng)價(jià)體系,為科學(xué)有效的開(kāi)展生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)提供理論依據(jù)和重要參考。
1養(yǎng)殖沼液動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)
1.1養(yǎng)殖沼液來(lái)源、運(yùn)輸、處理及貯存
本試驗(yàn)所用養(yǎng)殖沼液均來(lái)自杭州正興牧業(yè)有限公司沼氣生態(tài)工程處理后的沼液,試驗(yàn)過(guò)程中,根據(jù)不同作物實(shí)際需求,將厭氧發(fā)酵后的沼液直接或氣浮除雜后利用專(zhuān)用運(yùn)輸車(chē)運(yùn)送到水稻或蔬菜基地相應(yīng)的貯存罐(池)備用。
1.2檢測(cè)方法
本試驗(yàn)主要測(cè)定沼液的COD、氨氮濃度及氮、磷、鉀含量,檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)如下:HJ828—2017《水質(zhì)化學(xué)需氧量的測(cè)定重鉻酸鹽法》;GB7479—1987《水質(zhì)銨的測(cè)定納氏試劑比色法》;GB11894—1989《水質(zhì)總氮的測(cè)定堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法》;GB11893—1989《質(zhì)總磷的測(cè)定鉬酸銨分光光度法》;GB11904—1989《水質(zhì)鉀和鈉的測(cè)定火焰原子吸收分光光度法》。
1.3監(jiān)測(cè)結(jié)果
2019—2020年,分別對(duì)一年四季不同時(shí)期養(yǎng)殖場(chǎng)沼液進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè),結(jié)果顯示沼液中氮、磷、鉀平均含量分別為1238.93、86.33、622.08mg·L-1。
2沼液-水稻試驗(yàn)
2.1基本情況
試驗(yàn)時(shí)間為2020年1—12月,試驗(yàn)地點(diǎn)為臨安區(qū)板橋鎮(zhèn)洪軍農(nóng)機(jī)專(zhuān)業(yè)合作社秋口村承包地,稻麥輪作,種植水稻品種為春優(yōu)927。
2.2試驗(yàn)內(nèi)容
2.2.1取樣分析
取正興牧業(yè)養(yǎng)殖場(chǎng)沼液,檢測(cè)養(yǎng)分等含量(表2)。在試驗(yàn)田的南北兩邊分別取土樣檢測(cè)土壤養(yǎng)分等指標(biāo)。
2.2.2處理設(shè)計(jì)
設(shè)1個(gè)對(duì)照組,3個(gè)試驗(yàn)組,小區(qū)面積1000m2,重復(fù)3次。對(duì)照CK:習(xí)慣施肥,緩苗后施20kg尿素,除草后施30kg復(fù)合肥(平衡型N-P2O5-K2O15-15-15),后期施10kg尿素。總施肥量氮18.3kg,磷1.96kg,K3.73kg。
試驗(yàn)組1:小麥?zhǔn)崭詈笫?t濃沼液,翻耕,緩苗后不施肥,除草后施15kg復(fù)合肥(平衡型NP2O5-K2O15-15-15),后期不施肥。總施肥量氮18.25kg,磷3.05kg,鉀18.24kg(其中化肥氮2.25kg,磷0.65kg,鉀2.24kg)。試驗(yàn)組2:小麥?zhǔn)崭詈笫?t濃沼液,翻耕,緩苗后不施肥,除草后施7.5kg復(fù)合肥(平衡型N-P2O5-K2O15-15-15)和2t稀沼液,后期不施肥。總施肥量氮18.325kg,磷2.79kg,鉀18.12kg(其中化肥氮1.125kg,磷0.33kg,鉀1.12kg)。
試驗(yàn)組3:小麥?zhǔn)崭詈笫?t濃沼液,翻耕,緩苗后不施肥,除草后施4t稀沼液,后期不施肥。總施肥量氮18.4kg,磷2.52kg,鉀18kg(不施用化肥)。施肥量都以每667m2計(jì)算,考慮到沼液的揮發(fā)和土壤吸附等因素,濃沼液總氮以2.0kg·t-1計(jì)算,總磷以0.3kg·t-1計(jì)算,總鉀以2.0kg·t-1計(jì)算;稀沼液總氮以0.6kg·t-1計(jì)算,總磷以0.03kg·t-1計(jì)算,總鉀以0.5kg·t-1計(jì)算。
2.3結(jié)果與分析
2.3.1水稻產(chǎn)量
2020年10月,于水稻收割前,分別對(duì)試驗(yàn)田塊水稻進(jìn)行采樣,測(cè)定其單位實(shí)粒數(shù)、千粒重、畝產(chǎn)及增產(chǎn)比例等指標(biāo),結(jié)果顯示試驗(yàn)組產(chǎn)量均優(yōu)于對(duì)照組,試驗(yàn)組2的總粒重、總粒數(shù)及畝產(chǎn)指標(biāo)好于其他組。
2.3.2土壤養(yǎng)分指標(biāo)變化
與水稻種植前相比較,對(duì)照組養(yǎng)分指標(biāo)略有下降,試驗(yàn)組土壤鹽分和水解性氮變化不大,其他指標(biāo)都有所升高,尤其是有效磷有顯著提高,表明稻田使用沼液不會(huì)造成鹽漬化,有助于提升土壤質(zhì)量。
2.3.3土壤重金屬指標(biāo)變化
試驗(yàn)期內(nèi)在水稻種植前后,分別對(duì)試驗(yàn)田塊土壤進(jìn)行采樣,測(cè)定其銅、鋅、鉛、鉻、鎘及砷、汞、等重金屬重要指標(biāo),對(duì)照GB15618—2018土壤環(huán)境質(zhì)量-農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)[6],各項(xiàng)指標(biāo)均低于風(fēng)險(xiǎn)篩選值。
3討論
我國(guó)是全球第一大豬肉生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó),為使養(yǎng)殖排泄物得到能源化利用,國(guó)家大力發(fā)展沼氣工程,由此伴隨著大量沼液處置問(wèn)題。由于沼液中含有大量氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素,以及鐵、鋅、銅和氨基酸等微量元素,故可作為有機(jī)養(yǎng)分、化肥減量增效的重要原料,并通過(guò)農(nóng)田灌溉途徑得以利用,這種方式已成為當(dāng)前沼液資源化利用的重要方式。但隨著生豬養(yǎng)殖規(guī)模化程度的快速提升,養(yǎng)殖產(chǎn)生的沼液量大且集中,使得周邊農(nóng)田難以安全消納。同時(shí),人們對(duì)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境要求越來(lái)越高,沼液無(wú)害化處理和安全利用的矛盾也日益突出[1]。
本研究通過(guò)對(duì)大型養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣生態(tài)工程產(chǎn)生的沼液進(jìn)行一周年的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),基本探明了沼液的養(yǎng)分隨季節(jié)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律,為沼液資源化利用的精準(zhǔn)化提供了科學(xué)依據(jù)[2]。通過(guò)開(kāi)展沼液-水稻施肥試驗(yàn),不僅有效減少化肥施用量,還能夠提高產(chǎn)量,增產(chǎn)幅度為3.2%~8.7%。試驗(yàn)田塊土壤養(yǎng)分指標(biāo)檢測(cè)顯示稻田使用沼液不會(huì)造成鹽漬化,且有助于提升土壤質(zhì)量。試驗(yàn)田塊土壤重金屬監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示均在風(fēng)險(xiǎn)篩選值內(nèi),對(duì)沼液在水稻種植中的利用提供安全保障,初步建立起沼液-水稻綜合利用施肥模式[3]。
參考文獻(xiàn):
[1]沈阿林,奚輝,姜銘北,等.養(yǎng)殖沼液生態(tài)循環(huán)利用模式的建立與運(yùn)行效果[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué),2019,60(8):1271-1274.
[2]王強(qiáng),劉銀秀,邊武英,等.浙江省規(guī)模養(yǎng)豬場(chǎng)沼渣液養(yǎng)分特征和農(nóng)田利用適宜性分析[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2019,38(5):1158-1164.
[3]李華,羅娜,馬潔,等.沼液灌溉對(duì)農(nóng)田土壤及產(chǎn)地環(huán)境影響研究進(jìn)展[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué),2019,60(8):1317-1321.
作者：羅學(xué)明1,許育新2∗,程妙坤3,葉峰1,錢(qián)定海4,安文浩2,陳喜靖2,沈佳欒4∗
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