沼液沼渣對改善農村土壤質量效果分析

宋海軍

(河南工程學院 資源與環境學院， 河南 鄭州 451191)

隨著農村能源利用結構的優化調整，沼氣工程發展迅速，但沼氣生產的同時會產生大量沼液沼渣，如不合理利用，必然對土壤環境和地下水環境造成危害[1-2]。沼液沼渣是一種優質高效的有機肥料，其含有多種微量元素、腐殖酸、維生素和生長素等，這些營養物質可利用率高，能迅速被吸收利用[3]，可以平衡植物養分，提高養分物質，改善土壤的理化性質，提高土壤保持水分和養分能力，提高土壤的整體質量[4]。科學合理地應用在農作物和果蔬上，可提高農作物和果蔬的產量、改善品質、提高抗性、預防病蟲害[5-7]。可見，沼液沼渣在改良土壤、提高肥力、保護植被、增加糧食產量等方面都有積極作用[8]。同時減少農藥、化肥的使用量，降低生產成本，提高農產品品質，經濟、生態、社會效益顯著。沼液沼渣不僅能促進我國農村產業結構的調整，而且對推動生態農業建設有著重要意義[9]。目前，國內對沼液沼渣的綜合利用方面的研究較多，但真正涉及到沼液沼渣對土壤質量改善的定量化研究的專家學者卻很少。為了促進在更大范圍內對沼液沼渣的綜合利用，本次研究通過理論分析和實證分析相結合的方法，對沼氣戶和非沼氣戶土壤里速效鉀、速效磷、全氮、有機質平均含量進行比較，定量對比分析了沼液沼渣對改善農村土壤質量效果，為進一步推廣沼氣建設提供定量化支持。

1 研究方法

1.1 樣品采集

為了解沼液沼渣對改善農村土壤質量效果，選擇河南省農村戶用沼氣池建設使用較早、推廣較為普遍的新鄭市和莊鎮老莊劉村，地力條件相似、土質大致相同且具有代表性的6戶沼氣戶和3戶非沼氣戶作為研究對象，其中沼氣戶中采用“三位一體”和“四位一體”生態模式的各有3戶，沼氣戶農田中的沼液沼渣使用量在80%以上，非沼氣戶農田完全使用化肥，土壤采樣測定選在秋季進行，土樣采集采取網格布點法。

1.2 測定方法

土壤測定項目與測定方法見表1[10]。

表1 土壤測定項目與測定方法

2 結果與分析

沼氣戶使用沼液沼渣代替化肥，由于沼液沼渣中含有多種氨基酸、抗生素、生長激素以及微量元素，提高了土壤養分含量，大大改善了土壤質量。

2.1 土壤中速效鉀含量對比分析

對比情況見圖1。從圖中可以看出沼氣戶土壤中速效鉀平均含量為356.28 mg·kg-1，是非沼氣戶的4倍，遠高于土壤養分分級標準1級標準，非沼氣戶土壤中速效鉀平均含量僅為87.64 mg·kg-1，只能達到土壤養分分級標準4級標準，顯然沼氣戶土壤中速效鉀養分含量比較豐富。

圖1 土壤中速效鉀含量對比圖

2.2 土壤中速效磷含量對比分析

土壤中速效磷含量對比情況見圖2。從圖中可以看出沼氣戶土壤中速效磷平均含量為93.62 mg·kg-1，是非沼氣戶的3.7倍，高于土壤養分分級標準1級標準134%，說明沼氣戶土壤中速效磷的平均含量非常豐富，而非沼氣戶土壤中速效磷的平均含量為25.31 mg·kg-1，僅達到土壤養分分級標準2級標準。

圖2 土壤中速效磷含量對比圖

2.3 土壤中全氮含量對比分析

土壤中全氮含量對比情況見圖3。從圖中可以看出使用了沼渣沼液后，沼氣戶土壤中全氮的平均含量0.16%，達到土壤養分分級標準3級，非沼氣戶土壤中全氮的平均含量為0.064%，低于土壤養分分級標準4級，可見，非沼氣戶土壤中全氮的平均含量明顯低于沼氣戶，僅為沼氣戶的40%。

圖3 土壤中全氮含量對比圖

2.4 土壤中有機質含量對比分析

土壤中有機質含量對比情況見圖4。從圖中可以看出沼氣戶土壤中有機質含量為3.62%，為土壤養分分級標準2級，非沼氣戶土壤中有機質平均含量為1.66%，僅為土壤養分分級標準3級，沼氣戶土壤中有機質平均含量是非沼氣戶的2.18倍，可見沼氣戶土壤中有機質含量較為豐富。

圖4 土壤中有機質含量對比圖

2.5 不同生態模式對比分析

從監測結果來看，不同生態模式土壤養分差異較大，實施“四位一體”沼氣生態模式的3個沼氣戶土壤中速效鉀、速效磷、全氮和有機質的平均含量均高于實施“三位一體”沼氣生態模式的3個沼氣戶，從圖5和圖6可以看出，實施“四位一體”沼氣生態模式的沼氣戶土壤中的速效鉀平均含量為516.94 mg·kg-1，速效磷含量為145.75 mg·kg-1，全氮平均含量為0.22%，有機質平均含量為4.86%。而實施“三位一體”生態模式的3個沼氣戶土壤中的速效鉀平均含量為195.62 mg·kg-1，速效磷含量為41.49 mg·kg-1，全氮平均含量為0.098%，有機質平均含量2.38%。土壤中速效鉀、速效磷、全氮和有機質的含量分別減少了321.32 mg·kg-1，104.26 mg·kg-1，0.12%，2.48%。主要原因是實施“四位一體”沼氣生態模式的蔬菜大棚沼渣沼液使用量大，而養分流失相對較少。

圖5 不同生態模式速效鉀和速效磷含量對比圖

圖6 不同生態模式全氮和有機質含量對比圖

3 結論

土壤監測結果表明，沼氣戶土壤中速效鉀、速效磷、全氮、有機質平均含量明顯高于非沼氣戶，沼氣戶土壤中速效鉀的平均含量是非沼氣戶的4倍，提高了268.64 mg·kg-1，速效磷的平均含量是非沼氣戶的3.7倍，提高了68.31 mg·kg-1，二者均明顯高于土壤養分分級1級標準，全氮的含量比非沼氣戶提高了0.096%，達到了土壤養分分級3級標準，有機質的含量比非沼氣戶提高了1.96%，達到了土壤養分分級2級標準。同時從監測結果可以看出，實施“四位一體”沼氣生態模式沼氣戶土壤中速效鉀、速效磷、全氮、有機質含量都明顯高于實施“三位一體”生態模式的沼氣戶。可見，沼液沼渣的使用對減少農村化肥使用量，增加土壤養分，改善土壤質量，提高農業生產具有重要意義，應在河南省乃至全國大力推廣沼液沼渣的綜合利用。