牛糞沼液和沼渣的肥料效應研究

徐磊　胡昌海　屈旭

摘 要：本研究通過牛糞沼液原液的浸種、澆灌、悶棚實驗和沼渣栽種實驗，對牛糞沼液和沼渣的肥料效應進行了詳細研究。結果顯示，沼液浸種西紅柿出苗數量在統計期內一直顯著高于對照，最終出苗率為70.0%，高于對照18.8%；沼液澆灌苗期西紅柿優選腐熟沼液，抗旱性最佳，地上部干物質量積累最高；沼液悶棚試驗中，新鮮沼液悶棚的西紅柿苗子株高、地上部鮮干重、根干重都最高，略高于腐熟沼液，遠高于對照；牛糞沼渣有機肥與蛭石比例為1：4時小麥的出苗率最早達到100%、株高最高27.30cm。研究表明，牛糞厭氧產物沼液和沼渣對西紅柿和小麥的肥料效應明顯，可以顯著促進作物出苗和生物量積累。

關鍵詞：牛糞；沼渣；沼液；肥料效應

中圖分類號：S14 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180532003

近年來，畜禽養殖業向高度集約化、區域化、專業化方向快速發展，養殖糞便污染也逐漸加劇，給生態環境造成了極大的壓力[1]，2010年畜禽糞便量達45億t，嚴重限制了畜牧業可持續發展，我國逐漸開始重視對畜禽養殖污染的防治工作，《畜牧法》、《畜禽養殖業污染防治管理辦法》、《畜禽養殖業污染物排放標準》、《畜禽養殖業污染物防治技術規范》、《全國農村沼氣發展“十三五”規劃》的出臺，越來越多的養殖戶由政府引導參與到畜禽養殖糞污的無害化處理中[2]。糞便中含有多種營養物質，但是必須無害化處理才能綜合利用，目前，國家提倡糞便肥料化、飼料化和能源化[1]。能源化主要是厭氧發酵成沼氣，國外許多學者研究表明，沼氣技術應用于畜禽養殖場能夠取得較好的經濟效益、環保效益以及溫室氣體的減排效益[3]。畜禽—沼—果模式，是以養殖業排放的糞便通過沼氣發酵后施入到土壤，作為種植業的有機肥料，種植業又為養殖業提供飼料，從而形成良性循環。采用先進的工藝和技術，推行牧果結合、牧糧結合、牧菜結合等種養模式，建立畜牧業與種植業緊密結合的生態經濟體系，可以解決養殖場環境污染治理問題，同時使畜禽糞便得到高效利用[4]。但是由于厭氧發酵之后的沼渣和沼液含有大量的營養物質[5][6]，直接施用有一定的風險。本研究是針對牛糞厭氧發酵產物沼渣和沼液在西紅柿和小麥上做了詳細的苗期施肥研究，以期為合理的使用牛糞沼渣和沼液提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

牛糞沼液原液肥料效應實驗：實驗室盆栽西紅柿，栽培基質為市售蛭石。

牛糞沼渣肥料效應實驗：實驗室盆栽小麥，栽培基質為沼渣有機肥與蛭石不同配比的混合物。

1.2 試驗設計

1.2.1 牛糞沼液浸種西紅柿出苗實驗

試驗設2個處理，分別為水對照和腐熟牛沼液原液浸種，每個處理3個重復。培養缽中于短日照、強光條件下進行發芽試驗，室溫26℃。每個育苗盤40粒西紅柿種子，蛭石培養發芽。

處理1：水浸種。

施肥方法：水浸種5h（對照），置于育苗盤中催芽。

處理2：腐熟牛糞沼液原液浸種。

施肥方法：牛沼液浸種5h，清水沖洗，置于育苗盤中催芽。

1.2.2 牛糞沼液澆灌西紅柿苗期肥效試驗

實驗設3個處理：腐熟沼液原液、新鮮沼液原液和水對照，每個處理3個重復。分別用腐熟沼液、新鮮沼液和水澆灌西紅柿（苗齡40d），每隔10d澆1次，共澆3次。觀察西紅柿生長情況及生物量統計（苗齡60d）。

1.2.3 沼液模擬悶棚試驗

實驗設3個處理，選取牛糞腐熟的沼液原液和牛糞新鮮沼液原液，對照為水，實驗室內模擬悶棚實驗，每個處理3個重復。實驗盆尺寸為30cm×50cm×40cm，內置田園土（取自農戶大棚），每個實驗盆施用1L沼液，對照施用1L水，然后包裹黑色保溫塑料袋，至于強光下照射，室溫28℃。悶棚1個月，晾曬15d，播種西紅柿，觀察出苗及生長情況，并進行生物量統計（苗齡70d）。

1.2.4 沼渣有機肥對小麥出苗的影響

實驗用沼渣有機肥，為牛糞厭氧沼渣經過2次好氧發酵，對照為田園土（取自農戶大棚）。實驗設8個處理，每個處理3個重復，處理詳情見表1，每個營養缽基質土總量為500g，播種20粒小麥種子。統計出苗生長情況及生物量累積（苗齡25d統計株高及地上部生物量）。

2 結果與分析

2.1 沼液浸種對西紅柿發芽的影響

由表2和圖1可以看出，水對照最終出苗21棵，出苗率為51.2%；牛沼液浸種西紅柿出苗情況一直高于水對照，2.13的出苗率水對照均值為34.2%，牛沼液為42.5%；2.15出苗率水對照為41.5%，牛沼液為47.5%；2.17出苗率水對照為46.3%，牛沼液為60%；2.19出苗率水對照為48.8%，牛沼液為62.5%；2.21號出苗率水對照為51.2%，牛沼液為70.0%。

2.2 澆灌沼液對西紅柿苗期株高、鮮干重及抗逆性的影響

沼液澆灌具有速效性，葉片濃綠，長勢比對照明顯，新鮮沼液>腐熟沼液>水對照，但是第2次澆灌沼液后新鮮沼液澆灌的西紅柿出現了倒伏現象，第3次澆灌之后倒伏嚴重，停止澆灌，腐熟沼液澆灌沒有出現倒伏現象，如圖3。

第2次澆灌沼液之后的10d未澆水，進行抗旱實驗，抗旱性表現為腐熟沼液>新鮮澆灌>水對照，如圖2；由表3可以看出，新鮮沼液澆灌地上部鮮重最高為10.51g，株高亦最高52.29cm，但是干物質積累略低于腐熟沼液，各項指標均遠高于水對照；腐熟沼液澆灌地上部干物質積累最高，為1.11g，略高于新鮮沼液澆灌的地上部鮮重，其他各項指標遠高于水對照。

2.3 沼液悶棚對西紅柿出苗及其性狀的影響

由表4可以看出，用新鮮沼液悶棚的西紅柿苗子株高、地上部鮮干重、根干重都最高，略高于腐熟沼液，遠高于水對照，但是根據前期實驗記錄，新鮮沼液悶棚苗期有一定的病害出現，腐熟沼液出苗效果最好，沒有病害。

2.4 牛糞沼渣對小麥苗期株高及地上部生物量的影響

由表5和圖4小麥出苗數量和出苗率可以看出，處理VII出苗較快，并在11月22日全部出苗，并且出苗整齊，其次為蛭石（處理III），出苗相對較慢，并且出苗不整齊，遠高于田園土對照和純沼渣有機肥。最終的出苗率為VII>III>VI>IV>VIII>V>II>I。

3 結論與討論

通過本研究發現，牛糞厭氧產物沼渣和沼液對西紅柿和小麥的肥料效應明顯，利用牛糞沼液浸種能顯著促進西紅柿出苗，出苗率遠高于水對照（水對照為51.2%，牛沼液為70.0%），且植株葉色濃綠，莖稈粗壯。通過用沼液原液澆灌苗期西紅柿可以看出，能顯著促進作物生長，沼液含有天然植物刺激素，具有速效性[7] [8]；植株的各項指標均比對照有成倍的增長，且施用沼液的植株抗逆性大大增強，有顯著的抗旱性。沼液悶棚實驗，西紅柿的各項指標均比水對照有明顯的提高，地上部鮮重增幅達到260%以上，株高增幅32%以上，地上部、根干重增加280%以上。針對沼液本研究選用新鮮和腐熟沼液對照試驗，結果顯示，新鮮沼液的速效性稍好于腐熟沼液，但是有其自身的缺點，比如悶棚試驗中苗期出現了明顯的白斑病，澆灌試驗中，出現了倒伏現象，這是由于新鮮沼液中含有少量致病菌及物料沒有完全腐熟導致的，所以實際推廣使用中推薦使用腐熟沼液。

沼渣對小麥出苗的肥效實驗中，純沼渣栽種小麥與田園土比較影響不大，后期出苗率低于田園土，但是在與蛭石不同配比試驗中，以有機肥：蛭石為1：4出苗數量、出苗率、株高均為最高，鮮重略低于處理VI，但是差異不顯著。這是由于牛糞沼渣有機肥本身含有一定的養分，以及產品pH偏堿性，如果不加稀釋直接使用效果欠佳，推薦按照最佳比例使用。關于沼液的最佳使用比例以及沼渣沼液的大田肥料效應有待進一步研究。

參考文獻

[1]王胤晨，袁揚，張錦華，等.牛糞的處理及資源化利用[J].中國牛業進展[J].2015：338-344.

[2]李淑芹，胡玖坤.畜禽糞便污染及治理技術[J].可再生能源，2003（1）：21-23.

[3]卞有生.生態農業中廢棄物的處理與再生利用[M].北京：化學工業出版社，2005.

[4]LeeY，NirmalakhandanN.Electricityproductioninmembranelessmicrobialfuelcellfedwithlivestockorganicsolidwaste[J].BioresourceTechnology，2011，102（10）：5831-5835.

[5]甘宏信，程萱，項小敏，王海富.不同蔬菜品種施用沼液與化肥效果對比試驗[J].上海蔬菜.2015（2）.

[6]王遠遠，劉榮厚.沼液綜合利用研究進展[J].安徽農業科學.2007（4）.

[7]鄭宏啟.生物刺激素的發展動向與其在設施農業中的應用[J].營銷界（農資與市場），2015（7）：97-98.

[8]柳紅，李江.淺議生物刺激素在農業中的作用[J].青海農技推廣，2015（2）：55-56.

作者簡介：徐磊（1982-），女，山東省蒼山縣，中級農藝師，研究生，研究方向：沼渣沼液的資源化利用的研究；高永新（1977-），男，山東省章丘市，中級工程師，研究生，研究方向：有機廢棄物的資源化利用的研究。