论文部分内容阅读
沼液是由人畜粪便、农作物秸秆等各种有机物经过厌氧发酵后的残余物,含有丰富的植物生长必需的大量和微量元素,各种水解酶等生物活性物质,以及对病虫害有抑制作用的物质,是优质的有机肥。沼液农用越来越广,但迄今对农田的沼液承受能力仍不清楚,具体表现在沼液农用对土壤环境质量的影响如何,高产、优质、安全的粮食生产的最佳沼液使用范围如何等方面。四川省是畜禽养殖业和农业大省,畜禽养殖场沼液农用,是农业废弃物资源化利用的重要途径,对畜禽养殖业、农业的和谐发展具有重要意义。本研究将沼液的资源化利用与农业生产相结合,针对山丘区沼液科学农用的问题,利用以通威饲料饲养的大型养猪场的猪粪尿为原料进行发酵的沼液(CODcr为7033mg/L,总氮为323.2 mg/L,氨氮为290.0 mg/L),以水稻为研究对象,在四川省邛崃市以黄壤母质发育而来的水稻土上进行大田种植,设置不同的沼液施用量,以清水和常规化肥为对照,研究沼液对水稻生长发育、产量、品质、食品安全及土壤环境质量的影响,探究适宜山丘区水稻种植的沼液用量。主要研究结果有:施用沼液能明显促进水稻分蘖,提高成穗率、叶片叶绿素含量,促进干物质积累,其增产效果明显。随着沼液用量的增加,产量逐渐增加,但是当沼液用量超过2000kg/666.7m2时,水稻产量又会下降,甚至低于常规化肥处理。当沼液施用量在750~1250kg/666.7m2时,水稻生长发育较好,且产量处于最高水平,比清水对照和常规化肥处理的产量分别提高12.21%~15.52%和6.78%~9.93%。稻米蛋白质含量随沼液施用量的增加呈先增后降的趋势,所有沼液处理的稻米蛋白质含量均大于9.0%,当沼液用量在1000~1500kg/666.7m2时,蛋白质含量处于最高水平。稻米铁、锰含量与沼液施用量呈极显著对数正相关;稻米钙、镁含量均随沼液施用量的增加呈先升后降的趋势。当沼液用量在1000~1500kg/666.7m2时,稻米中矿质元素的含量均处于最高水平。从水稻生长、产量和营养品质考虑,当沼液用量在1000~1250kg/666.7m2时,水稻生长发育较好,且产量和营养品质均处于最高水平。稻米亚硝酸盐含量随沼液施用量的增加先降后升,且均符合食品限量标准,当沼液用量在1000~1500kg/666.7m2时,稻米亚硝酸盐含量处于最低水平。稻米中铅、镉、镍含量与沼液施用量呈极显著的线性正相关,铬、铜含量与沼液施用量呈极显著的指数正相关;沼液施用量对稻米砷、汞含量影响不显著;稻米锌含量随沼液施用量的增加呈先升后降的趋势。但是当在沼液施用量超过1673kg/666.7m2时,稻米中铜含量将超过食品卫生限量标准(10.0mg/kg);当沼液施用量超过1790 kg/666.7m2时,稻米中铅含量将超过食品限量标准,其余所有沼液处理的稻米重金属含量均在食品限量标准范围内,可安全食用。从食品安全考虑,当沼液用量在1000-1500kg/666.7m2时,稻米中重金属含量处于较低水平,且均在食品限量标准范围内,可安全食用。从水稻产量、稻米品质和食品安全三方面综合考虑,当沼液用量在1000-1250kg/666.7m2时,水稻产量较高,稻米品质优良、安全,施用沼液的经济效益较高。施用沼液可以显著提高土壤pH值,有效防止土壤酸化;显著提高土壤全氮、碱解氮、速效磷、速效钾等养分含量;而有机质和CEC则随沼液施用量的增加呈先升后降的趋势;土壤有效铁、锰、铜、锌、钙等含量均随沼液施用量的增加呈先升后降的趋势,而土壤镁含量则不断升高。当沼液用量在1000-1750kg/666.7m2时,土壤各种大量元素及中、微量元素有效态的含量均处于较高水平。沼液处理后,所有土壤中铅、镉、铬、砷、汞、镍等重金属的含量与处理前相比均有不同程度的升高,但基本都在国家标准范围内:铅和汞含量均符合国家二级标准:铬、砷、镍含量均符合国家一级标准;而镉含量(包括清水对照)虽超过土壤环境质量二级标准,但稻米镉含量均符合食品限量标准。当沼液用量在1250-1500kg/666.7m2时,土壤中各重金属的含量均处于较低水平。从土壤肥力和土壤环境质量状况考虑,当沼液施用量在1250-1500kg/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,从水稻产量、稻米品质、食品安全以及土壤肥力和土壤环境质量等方面综合考虑,在四川山丘区以黄壤母质发育而来的水稻土上,用以通威饲料饲养的大型养猪场的猪粪尿为原料进行发酵的沼液(CODCr为7033 mg/L,总氮为323.2 mg/L,氨氮为290.0mg/L)作肥源种植水稻的最佳施用量是1250kg/666.7m2左右,此时沼液农用的经济和环境效益达到最佳权衡。