沼液農用綜合利用研究進展

尹冬雪，劉 偉，周罕覓，趙 娜，王升升

(1.河南科技大學農業裝備工程學院，河南洛陽 471000；2.河南科技大學農學院，河南洛陽 471000)

沼液是沼氣厭氧發酵后的產物，因沼氣發酵過程中大量的氮、磷、鉀、氨基酸、B族維生素和生長素被保留下來，其速效養分含量高，作物可快速吸收利用沼液中的養分，不但能提高作物的產量與品質，還具有一定的防病抗逆作用，是優質的有機肥料[1]。但是大量農業生產實踐證明，未被合理利用而被隨意排放廢棄的沼液將會威脅農村的生態環境，因此，在新農村建設過程中，沼液的農用綜合利用是高效消納沼液的有效途徑之一[2]。國內外關于沼液農用的研究較多，但具體分類、系統全面闡述的研究相對較少。基于此，筆者將沼液農用的研究進展進行系統概述，以期為沼液農用相關研究提供參考。

1 沼液農用綜合利用途徑

1.1肥料

1.1.1葉面噴肥。沼液含有作物生長所需的水溶性營養成分，作為速效水肥適宜用作根外施肥，且作物的噴施效果明顯[3-4]。在農業生產中，沼液既可單獨用于葉面噴施，又可與農藥、化肥、生長劑等混合進行葉面噴施[5]。常健[5]研究表明，沼液在噴施前應進行澄清、過濾處理，施用濃度應根據作物品種、時節、長勢和氣溫而定，一般為600～1 500 kg/hm2。研究顯示，葉面噴施沼液后可顯著增加葉片厚度，提高作物葉面葉綠素含量，從而增強作物光合作用，提高產量[2]。此外，沼液因能滿足作物各生育期所需營養，噴施沼液有促進作物生長平衡，調節作物生長代謝的效果。在果樹栽培中，噴施沼液可促進果樹花芽分化、保花保果、果實增重，使果品光澤度更好，提高其商品果率[6]。

1.1.2灌溉為主的根部追肥。沼液適用于作物根部追肥，為避免燒壞秧苗，通常沼液與水適當比例混合進行農業灌溉。目前，沼液灌溉的方式主要分為漫灌和溝槽灌溉，隨著沼液過濾技術和節水灌溉技術的發展，沼液滴灌易堵的問題得以解決，因此，沼液滴灌可有效促進水肥一體化，提高沼液施肥的精準性[5]。廖誠[7]研究表明，對白菜施加沼液進行根部追肥，白菜產量可達51 850.95 kg/hm2，增產18.5%，增加凈產值9 310.50元/hm2。此外，沼液具有促進白菜生長、提早成熟、結球緊實、品質改善及提高商品率的效果。研究表明，設施蔬菜更適用于沼液根部追肥，合理配施可提高有機蔬菜品質、產量及環境效益[5]。

1.1.3有機肥直接還田。研究顯示，沼液可提高作物品質與產量，改善土壤酶的活性[8]，因此，沼液可制成固態肥或液態肥直接還田施用。研究表明，沼液中配以適當比例的氨基酸、腐殖酸、黃腐酸及多種生物復合菌體制成的固態有機肥，能夠促進作物成熟期，提高作物抗寒、抗鹽堿，預防病蟲害的能力，提高農作物的綜合品質；此外，施用該固態有機肥可使葉菜類蔬菜作物增產20%～30%，油、糧、棉作物增產10%～20%，食用菌增產15%～20%，根塊類作物增產15%～25%。液體有機沼肥集沼液和腐殖酸功效于一體，富含營養成分，施用液體沼肥有助于土壤中難溶性氮、磷、鉀元素的溶解，從而增強土壤中有機肥的速效性和長久性[5]。

1.1.4改良土壤。研究表明，沼液作為肥料，可增加土壤微生物數量，提高土壤酶活性。馮丹妮等[9]在水旱輪作地施用沼液的試驗表明，沼液可以改善農田土壤結構，增加微生物數量，促進土壤微生物的均衡生長，并提高土壤酶活性，增加土壤有機質的含量，降低土壤細菌/真菌值[10]。李軼等[11]研究發現，沼液追施有利于土壤中微生物種群的均勻分布和均衡生長，同時有利于提高土壤磷酸酶的活性，提高土壤呼吸強度。葉旭君等[12]研究表明，連續施用沼液的農田中土壤有機質、全氮、速效氮、速效磷和速效鉀的含量比施用化肥的土壤高，土壤密度下降，孔隙度提高。常健[5]研究表明，施用沼液可顯著增加土壤有機質、速效鉀、速效磷、氨態氮的含量，且有利于調節土壤pH。由此可見，沼液有利于土壤酶活性的提高和微生物的生長[8]。

1.2養殖與栽培

1.2.1有機飼料。沼液中含有促進畜禽生長的氨基酸、銅、鋅、鐵等微量元素，可以作為畜禽養殖和淡水養殖的餌料。研究表明，飼料中拌入沼液喂食生豬，可縮短生豬育肥期，促進生豬生長，降低料肉比，喂沼液比喂清水的豬育肥期縮短32 d，日均增重35～129 g/頭，料肉比下降12.9%[13]；沼液投入魚塘，可以提高魚塘葉綠素含量和浮游生物量，減少溶解氧的消耗，改善水質，提高魚苗成活率、成魚品質及單產量[14-15]。研究顯示，施用適當沼液的魚塘，浮游生物數量增長12.1%，含氧量比普通魚塘高13.8%，水解氮量提高15.5%，銨鹽含量提高52.9%，磷酸鹽含量增加11.8%，魚質量增長41.3%[16]。此外，將沼液拌在雞飼料中喂雞，可以明顯改善雞的營養發育，增加雞的體重，提前產蛋期，提高產蛋量，并對糞便有顯著的除臭作用。沼液配以精飼料喂兔，可增加兔毛產量。沼液配以飼料喂牛，可促進奶牛產奶量。此外，沼液可以用來飼養蚯蚓，蚯蚓因含高蛋白質和高營養物質可以用作畜禽的飼料添加劑[17]。

1.2.2作為培養基，制備微生物絮凝劑。微生物絮凝劑是微生物代謝的具有絮凝活性的產物，因其無毒、高效、無二次污染的特點而備受人們關注[18]。然而，微生物絮凝劑產生菌的培養基通常以蛋白胨、尿素、酵母膏等作為氮源，以葡萄糖/蔗糖作為碳源，其生產成本較高，一定程度上影響了微生物絮凝劑的推廣[19]。沼液因營養豐富，含有大量小分子有機物，有較高的利用價值。裴瑞林[20]利用養豬廢水作為產絮菌B-737的廉價替代培養基，使培養基成本降低了90%左右；馬放等[19]利用秸稈制備并獲得了微生物絮凝劑，并以牛糞沼氣發酵的沼液為底物，制取的微生物絮凝劑產率達到4.2 g/L；Zhao等[21]研究表明，利用沼液與傳統培養基5∶1進行配比可以獲得理想的絮凝率。裴瑞林[20]研究表明，產絮微生物可以有效利用沼液中豐富的碳源、氮源、磷源及其他營養成分進行細胞生長和微生物絮凝劑的合成，這說明以沼液作為產絮微生物的廉價培養基，對于提高微生物絮凝劑產量、絮凝活性及降低其生產成本具有現實意義。

1.2.3無土栽培營養液。無土栽培是用人工化學合成液作營養液替代土壤環境，但營養液制作成本偏高，存在一定的技術難度且不易推廣。利用沼液含有的營養成分及微量元素制成無土栽培營養液栽培蔬菜，同樣可滿足蔬菜作物的營養需求，達到增產效果，同時，沼液用于無土栽培的技術制作流程簡單、成本低，更易推廣[5]。目前沼液多應用于水培油菜、小白菜和生菜。喬一飛等[22]利用不同濃度沼液，對水培油菜產量及品質的影響研究表明，沼液能夠有效提高油菜的品質和產量。吳冬青等[23]研究表明，沼液可以提高快菜的產量，并提高VC、粗纖維和可溶性糖的含量。薛延豐等[24]研究發現，藍藻沼液作為培養液可明顯提高青椒、番茄、黃瓜3種蔬菜的產量。龐天德等[25]利用牛糞發酵液作為蔬菜栽培的營養液，結果表明，沼液的施用不僅可以提高蔬菜產量，還能降低蔬菜發病率，改善蔬菜品質，節約成本[26-27]。

1.3沼液浸種研究顯示，沼氣微生物的代謝物主要包含3類：主要營養元素氮、磷、鉀等，浸種時為種子發芽及幼苗生長提供營養；微量元素鈣、銅、鐵、錳、鋅、鉬等，浸種時可滲透到種子細胞內，刺激種子發芽及生長；生物活性物質水解酶、氨基酸、生長素、單糖、赤霉素、腐殖酸、B族維生素以及抗生素等，對作物生長發育具有重要的調控作用。通過浸種，這些物質可激活種子內部的酶，刺激胚細胞分裂，促進細胞生長，縮短種子發芽時間，使種子苗齊苗壯[28]。李保英等[29]研究表明，沼液浸種較清水浸種發芽率提高5%～10%，秧苗葉色深綠、長勢好、發病輕、抗逆性強。在同等栽培條件下，經過沼液浸種后的植株病株率減少5%～10%，移栽后植株返青快，分蘗早，生長旺盛，產量可提高5%～8%。董保成等[6]研究表明，沼液浸種可使棉花增產9%～20%，小麥增產5%～7%，水稻增產5%～10%，玉米增產5%～10% 。此外，沼液浸種可提高作物抗逆性，避免低溫傷害。種子浸泡吸水后進入萌動狀態，外界的溫度過低將抑制種子正常的生命活動。然而沼液的溫度比清水高，種子處在適溫的環境條件下，新陳代謝更加活躍，有利于種子萌芽，提高種子發芽率[16]。綜上所述，沼液浸種具有抗寒、抗病、抗逆的作用[30]。

研究顯示，沼液可以防治水稻紋枯病、西瓜枯萎病、玉米螟、蚜蟲、小麥赤霉病、水稻白葉枯病。用沼液或添加少量農藥的沼液噴施蘋果和柑橘，可防治蚜蟲、紅蜘蛛、螨等蟲害[33]。夏春龍等[34]研究表明，噴施沼液蟲害率比清水處理降低了41.0%。尚斌等[35]研究發現，牛場沼液可顯著抑制辣椒和番茄的疫病病菌。劉豐玲等[36]研究結果顯示，噴施沼液可有效減輕冬小麥蚜蟲和銹病的發病率。曹云等[37]通過提高沼液氨濃度，達到增強土壤疫霉菌的抑制效能。由此可見，沼液對作物的病蟲害有較強的防治作用。

2 結語

沼液因營養價值豐富，用途廣泛，被廣泛應用于農業生產中，但過量、盲目、不當使用沼液，也可能帶來一些負面影響。如何處理好沼液安全、高效、再利用與農業環境、農產品品質產量、農民收入之間的關系，成為今后的研究方向。首先，應建立完善的沼液產品施用標準，加強對沼肥的質量監控與管理，尤其要嚴格控制和監管沼肥的衛生標準，防止抗生素、重金屬污染物超標，減少有毒、有害物質的排放，保護農業環境不受破壞；其次，應探索沼液處理的新技術和沼液綜合應用的新領域，開發更環保的有機肥料、水培營養液等商品化沼液復合肥，并盡量降低沼液有機肥料成本，使農民有能力、有意愿地使用綠色環保的沼液肥料；再次，將沼液的安全利用納入農業綜合開發建設，使其發展有更多的政策和資金保障，在確保種養均衡發展的前提下，大力推進循環農業的發展，促進生態效益、社會效益和經濟效益的和諧發展，推動我國社會主義新農村建設。

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