沼液對玉米德單123產(chǎn)量及土壤肥力的影響

姚光偉， 付怡， 汪文靜

(1.開化縣新農(nóng)村建設(shè)中心，浙江 開化 324300； 2.開化縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 開化 324300；3.開化縣樂豐農(nóng)業(yè)科技有限公司，浙江 開化 324300)

沼液是有機物質(zhì)在厭氧池內(nèi)經(jīng)過發(fā)酵產(chǎn)生的代謝物，屬于高濃度的有機廢水。厭氧發(fā)酵后形成的沼液富含作物所需的氮、磷、鉀及各種氨基酸、維生素、蛋白質(zhì)、生長素等，其中丁酸對病菌有明顯的抑制作用；此外，沼液中的氨、銨鹽和某些抗生素對農(nóng)作物病蟲害有直接的防治作用[1]，因此,沼液可以作為“生物農(nóng)藥”用于防治病蟲害。沼液的主要養(yǎng)分為速效態(tài)養(yǎng)分，且速效營養(yǎng)能力強，養(yǎng)分可利用率高，能迅速被農(nóng)作物吸收利用，并有明顯的抗病、壯苗、增產(chǎn)和改善土壤環(huán)境質(zhì)量的作用[2-3]。沼液的水質(zhì)特性使農(nóng)作物吸收極快，既有速效性，又兼具緩效性。沼液中含有大量氮、磷、鉀、氨基酸、腐殖酸以及多種微量元素等養(yǎng)分，對促進(jìn)農(nóng)作物的新陳代謝，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量、品質(zhì)和改良土壤理化性狀都有很大作用，是重要的優(yōu)質(zhì)有機肥資源[4-5]。研究表明，馬鈴薯種植施用沼液沼渣3 000～90 000 kg·hm-2，其產(chǎn)量較未施用處理增產(chǎn)8.0%～35.5%，且隨著施用量的增加而增加[6]。在番茄種植中，按照一定比例的沼渣替代常規(guī)肥料可以增加番茄的生物量，改善番茄的農(nóng)藝性狀和品質(zhì)，對開花期和結(jié)果期均有一定程度的改善和提早[7-8]。此外,沼液發(fā)酵物中銨態(tài)氮含量比常規(guī)肥料高，施用沼液可以顯著提高馬鈴薯和冬小麥的產(chǎn)量[9]；楊靜等[10]研究發(fā)現(xiàn)，在沼液施用量為1 600和2 128 mL時，生菜的產(chǎn)量和干物質(zhì)積累量大幅度提高；毛曉月等[11]發(fā)現(xiàn)，施用沼液對芥菜有顯著效果，提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)、降低重金屬含量等。施用沼液種植玉米，與常規(guī)施肥處理和清水處理相比，對改善玉米品質(zhì)和提高玉米產(chǎn)量均有顯著效果[12]。因此，為了使沼液在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到推廣利用，探索沼液資源化利用中最佳經(jīng)濟(jì)效益下的適宜施用量，為沼液合理利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 大田沼液肥效觀察試驗

大田觀察試驗設(shè)在開化縣華埠鎮(zhèn)大郡村長征家庭農(nóng)場玉米基地，118°16′21″E，28°58′0″N，砂壤土，肥力中等偏上，pH 5.75～6.04，有機質(zhì)21.6～24.4 g·kg-1,全氮 1.34～1.61 g·kg-1，全磷1.28～2.00 g·kg-1，全鉀21.3～23.0 g·kg-1，陽離子交換量8.00～9.56 cmol·kg-1，有效磷245.4～261.5 mg·kg-1,速效鉀226～368 mg·kg-1(表1)。觀察區(qū)總面積為250.8 m2，分設(shè)4個小區(qū)(其中1個為化肥對比小區(qū))，小區(qū)面積62.7 m2。前作為直播油菜。

表1 試驗區(qū)土壤基本理化性質(zhì)

玉米試驗品種為德單123。作基肥的沼液由桐村鎮(zhèn)黃石村沼氣集中供氣工程提供，由衢州出入境檢驗檢疫局綜合技術(shù)服務(wù)中心檢測，結(jié)果沼液含全氮(以N計)4.7 g·kg-1，磷(以P2O5計)8.3 g·kg-1，鉀(以K2O計)7.6 g·kg-1，銅5.80 mg·kg-1，鋅33.0 mg·kg-1，砷<1 mg·kg-1。

1.2 處理設(shè)計

設(shè)4個沼液處理，處理1、處理2、處理3及處理4(對照區(qū))，每667 m2分別施用沼液20、15、10和0 t(不施沼液，化肥對照區(qū))。均于2021年5月6日在翻耕后施入沼液作基肥，隨后再進(jìn)行1次翻耕，使沼液分布均勻。對照區(qū)6月3日在玉米株高10 cm左右每667 m2施用硫酸鉀復(fù)合肥16 kg，6月24日玉米拔節(jié)孕穗期667 m2施用45%硫酸鉀復(fù)合肥(復(fù)合肥N、P2O5、K2O含量分別為15%)21.3 kg進(jìn)行追肥。玉米大田管理，各小區(qū)除施用不同沼液外，其他管理措施一致，并同一天完成。小區(qū)長16.5 m、寬3.8 m，面積62.7 m2，每個小區(qū)點直播8行，每行勻間苗52株，每小區(qū)留苗416株。

本試驗采用點直播方式，于2021年5月9日進(jìn)行播種，5月15日開始出苗，5月27日進(jìn)行勻苗，勻密補稀，勻苗時為2葉1心，采用拉繩等距方式勻苗，每小區(qū)留苗416株(折每667 m24 425株)。8月21日全田進(jìn)行人工采收，分小區(qū)進(jìn)行測產(chǎn)，并取具代表性樣穗20穗進(jìn)行室內(nèi)考種，從播種到成熟全生育期為104 d。

2 結(jié)果與分析

2.1 施用不同量沼液玉米的生育期相對一致

從表2可以看出,各施肥處理間玉米生育期和各生長時期的差異不明顯，成熟期基本一致。

表2 不同處理玉米的生育期

2.2 施用沼液玉米的經(jīng)濟(jì)性狀優(yōu)于化肥

從表3可以看出，沼液處理玉米株高為225～229 cm，均比處理4(對照區(qū))高，處理1、2、3株高均超過225 cm ,比處理4高出49～53 cm；穗長16.4～17.44 cm，比處理4的15.02 cm長1.38～2.42 cm；穗行數(shù)為13.6～14.0行，比處理4的13.2行多；穗粒數(shù)382.8～418.0粒，均比處理4多；百粒重37.77～38.73 g，均比處理4重。

表3 不同處理玉米的經(jīng)濟(jì)性狀

2.3 施用沼液玉米的增產(chǎn)效果明顯

從表3可以看出，3個沼液處理每667 m2的產(chǎn)量在592.67～754.18 kg。其中處理1產(chǎn)量為592.67 kg；最高產(chǎn)量為處理2，達(dá)754.18 kg；其次為處理3，產(chǎn)量為610.42 kg。分別比處理4(對照區(qū))的526.32 kg增長12.60%、43.29%和15.97%。

2.4 施用沼液后土壤基本理化性狀得到改善

從表4可以看出，3個沼液處理試驗后的土壤酸堿度(pH)比施用前提高了0.39～0.51；全氮含量比施用前提高了0.02%～0.05%；有效磷含量比施用前提高了42.00～84.70 mg·kg-1；速效鉀含量比施用前提高了35～69 mg·kg-1。

表4 施用沼液后的土壤基本理化性質(zhì)

3 小結(jié)與討論

趙新穎等[13]的試驗表明，沼液用于玉米栽培可提高玉米的各項經(jīng)濟(jì)性狀和產(chǎn)量,表現(xiàn)為生長勢強、莖稈粗壯、果穗大、產(chǎn)量提高等特點。本試驗肥效觀察，玉米株高、穗長、穗行數(shù)、穗粒數(shù)、百粒重均高于對照區(qū)(化肥區(qū))，其中尤以處理2最好，穗長、穗行數(shù)、穗粒數(shù)、產(chǎn)量最高；處理3的試驗效果次之，其百粒重最高；處理1的試驗效果第3，株高最高，禿頂最短，穗行數(shù)與處理2相同。施用沼液對于增加玉米產(chǎn)量效果明顯，施用沼液的3個處理每667 m2平均產(chǎn)量為652.42 kg,比處理4(化肥區(qū))的526.32 kg增產(chǎn)23.9%，同時每667 m2可節(jié)省45%三元復(fù)合肥37.23 kg，增效明顯。沼液處理后的土壤，基本理化性質(zhì)明顯改善，土壤酸堿度(pH)分別提高8.0%、7.0%和9.0%，調(diào)酸效果明顯；全氮含量分別比施用前提高0.50、0.20和0.30 g·kg-1；有效磷含量分別比施用前提高60.50、84.70和42.00 mg·kg-1；速效鉀含量分別比施用前提高69、36和35 mg·kg-1。與甘福丁等[14]的試驗結(jié)果一致，施用沼液可促進(jìn)玉米生長,增加產(chǎn)量,能夠改善土壤理化性質(zhì)。

沼液富含農(nóng)作物所需的氮、磷、鉀及各種氨基酸、維生素等營養(yǎng)元素，主要養(yǎng)分為速效態(tài)養(yǎng)分，能迅速被農(nóng)作物吸收利用。本試驗肥效觀察表明，沼液可作為玉米基肥使用，玉米經(jīng)濟(jì)性狀良好，增產(chǎn)增效明顯，改善了土壤酸度，對沼液資源化利用具有積極意義。因本次肥料試驗設(shè)計不完善，并且只做了一年試驗，試驗結(jié)果只能作為參考，有待做進(jìn)一步的試驗研究，指導(dǎo)沼液資源的利用和開發(fā)。