牛粪沼液和沼渣的肥料效应研究

徐磊　胡昌海　屈旭

摘 要：本研究通过牛粪沼液原液的浸种、浇灌、闷棚实验和沼渣栽种实验，对牛粪沼液和沼渣的肥料效应进行了详细研究。结果显示，沼液浸种西红柿出苗数量在统计期内一直显著高于对照，最终出苗率为70.0%，高于对照18.8%；沼液浇灌苗期西红柿优选腐熟沼液，抗旱性最佳，地上部干物质量积累最高；沼液闷棚试验中，新鲜沼液闷棚的西红柿苗子株高、地上部鲜干重、根干重都最高，略高于腐熟沼液，远高于对照；牛粪沼渣有机肥与蛭石比例为1：4时小麦的出苗率最早达到100%、株高最高27.30cm。研究表明，牛粪厌氧产物沼液和沼渣对西红柿和小麦的肥料效应明显，可以显著促进作物出苗和生物量积累。

关键词：牛粪；沼渣；沼液；肥料效应

中图分类号：S14 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20180532003

近年来，畜禽养殖业向高度集约化、区域化、专业化方向快速发展，养殖粪便污染也逐渐加剧，给生态环境造成了极大的压力[1]，2010年畜禽粪便量达45亿t，严重限制了畜牧业可持续发展，我国逐渐开始重视对畜禽养殖污染的防治工作，《畜牧法》、《畜禽养殖业污染防治管理办法》、《畜禽养殖业污染物排放标准》、《畜禽养殖业污染物防治技术规范》、《全国农村沼气发展“十三五”规划》的出台，越来越多的养殖户由政府引导参与到畜禽养殖粪污的无害化处理中[2]。粪便中含有多种营养物质，但是必须无害化处理才能综合利用，目前，国家提倡粪便肥料化、饲料化和能源化[1]。能源化主要是厌氧发酵成沼气，国外许多学者研究表明，沼气技术应用于畜禽养殖场能够取得较好的经济效益、环保效益以及温室气体的减排效益[3]。畜禽—沼—果模式，是以养殖业排放的粪便通过沼气发酵后施入到土壤，作为种植业的有机肥料，种植业又为养殖业提供饲料，从而形成良性循环。采用先进的工艺和技术，推行牧果结合、牧粮结合、牧菜结合等种养模式，建立畜牧业与种植业紧密结合的生态经济体系，可以解决养殖场环境污染治理问题，同时使畜禽粪便得到高效利用[4]。但是由于厌氧发酵之后的沼渣和沼液含有大量的营养物质[5][6]，直接施用有一定的风险。本研究是针对牛粪厌氧发酵产物沼渣和沼液在西紅柿和小麦上做了详细的苗期施肥研究，以期为合理的使用牛粪沼渣和沼液提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

牛粪沼液原液肥料效应实验：实验室盆栽西红柿，栽培基质为市售蛭石。

牛粪沼渣肥料效应实验：实验室盆栽小麦，栽培基质为沼渣有机肥与蛭石不同配比的混合物。

1.2 试验设计

1.2.1 牛粪沼液浸种西红柿出苗实验

试验设2个处理，分别为水对照和腐熟牛沼液原液浸种，每个处理3个重复。培养钵中于短日照、强光条件下进行发芽试验，室温26℃。每个育苗盘40粒西红柿种子，蛭石培养发芽。

处理1：水浸种。

施肥方法：水浸种5h（对照），置于育苗盘中催芽。

处理2：腐熟牛粪沼液原液浸种。

施肥方法：牛沼液浸种5h，清水冲洗，置于育苗盘中催芽。

1.2.2 牛粪沼液浇灌西红柿苗期肥效试验

实验设3个处理：腐熟沼液原液、新鲜沼液原液和水对照，每个处理3个重复。分别用腐熟沼液、新鲜沼液和水浇灌西红柿（苗龄40d），每隔10d浇1次，共浇3次。观察西红柿生长情况及生物量统计（苗龄60d）。

1.2.3 沼液模拟闷棚试验

实验设3个处理，选取牛粪腐熟的沼液原液和牛粪新鲜沼液原液，对照为水，实验室内模拟闷棚实验，每个处理3个重复。实验盆尺寸为30cm×50cm×40cm，内置田园土（取自农户大棚），每个实验盆施用1L沼液，对照施用1L水，然后包裹黑色保温塑料袋，至于强光下照射，室温28℃。闷棚1个月，晾晒15d，播种西红柿，观察出苗及生长情况，并进行生物量统计（苗龄70d）。

1.2.4 沼渣有机肥对小麦出苗的影响

实验用沼渣有机肥，为牛粪厌氧沼渣经过2次好氧发酵，对照为田园土（取自农户大棚）。实验设8个处理，每个处理3个重复，处理详情见表1，每个营养钵基质土总量为500g，播种20粒小麦种子。统计出苗生长情况及生物量累积（苗龄25d统计株高及地上部生物量）。

2 结果与分析

2.1 沼液浸种对西红柿发芽的影响

由表2和图1可以看出，水对照最终出苗21棵，出苗率为51.2%；牛沼液浸种西红柿出苗情况一直高于水对照，2.13的出苗率水对照均值为34.2%，牛沼液为42.5%；2.15出苗率水对照为41.5%，牛沼液为47.5%；2.17出苗率水对照为46.3%，牛沼液为60%；2.19出苗率水对照为48.8%，牛沼液为62.5%；2.21号出苗率水对照为51.2%，牛沼液为70.0%。

2.2 浇灌沼液对西红柿苗期株高、鲜干重及抗逆性的影响

沼液浇灌具有速效性，叶片浓绿，长势比对照明显，新鲜沼液>腐熟沼液>水对照，但是第2次浇灌沼液后新鲜沼液浇灌的西红柿出现了倒伏现象，第3次浇灌之后倒伏严重，停止浇灌，腐熟沼液浇灌没有出现倒伏现象，如图3。

第2次浇灌沼液之后的10d未浇水，进行抗旱实验，抗旱性表现为腐熟沼液>新鲜浇灌>水对照，如图2；由表3可以看出，新鲜沼液浇灌地上部鲜重最高为10.51g，株高亦最高52.29cm，但是干物质积累略低于腐熟沼液，各项指标均远高于水对照；腐熟沼液浇灌地上部干物质积累最高，为1.11g，略高于新鲜沼液浇灌的地上部鲜重，其他各项指标远高于水对照。

2.3 沼液闷棚对西红柿出苗及其性状的影响

由表4可以看出，用新鲜沼液闷棚的西红柿苗子株高、地上部鲜干重、根干重都最高，略高于腐熟沼液，远高于水对照，但是根据前期实验记录，新鲜沼液闷棚苗期有一定的病害出现，腐熟沼液出苗效果最好，没有病害。

2.4 牛粪沼渣对小麦苗期株高及地上部生物量的影响

由表5和图4小麦出苗数量和出苗率可以看出，处理VII出苗较快，并在11月22日全部出苗，并且出苗整齐，其次为蛭石（处理III），出苗相对较慢，并且出苗不整齐，远高于田园土对照和纯沼渣有机肥。最终的出苗率为VII>III>VI>IV>VIII>V>II>I。

3 结论与讨论

通过本研究发现，牛粪厌氧产物沼渣和沼液对西红柿和小麦的肥料效应明显，利用牛粪沼液浸种能显著促进西红柿出苗，出苗率远高于水对照（水对照为51.2%，牛沼液为70.0%），且植株叶色浓绿，茎秆粗壮。通过用沼液原液浇灌苗期西红柿可以看出，能显著促进作物生长，沼液含有天然植物刺激素，具有速效性[7] [8]；植株的各项指标均比对照有成倍的增长，且施用沼液的植株抗逆性大大增强，有显著的抗旱性。沼液闷棚实验，西红柿的各项指标均比水对照有明显的提高，地上部鲜重增幅达到260%以上，株高增幅32%以上，地上部、根干重增加280%以上。针对沼液本研究选用新鲜和腐熟沼液对照试验，结果显示，新鲜沼液的速效性稍好于腐熟沼液，但是有其自身的缺点，比如闷棚试验中苗期出现了明显的白斑病，浇灌试验中，出现了倒伏现象，这是由于新鮮沼液中含有少量致病菌及物料没有完全腐熟导致的，所以实际推广使用中推荐使用腐熟沼液。

沼渣对小麦出苗的肥效实验中，纯沼渣栽种小麦与田园土比较影响不大，后期出苗率低于田园土，但是在与蛭石不同配比试验中，以有机肥：蛭石为1：4出苗数量、出苗率、株高均为最高，鲜重略低于处理VI，但是差异不显著。这是由于牛粪沼渣有机肥本身含有一定的养分，以及产品pH偏碱性，如果不加稀释直接使用效果欠佳，推荐按照最佳比例使用。关于沼液的最佳使用比例以及沼渣沼液的大田肥料效应有待进一步研究。

参考文献

[1]王胤晨，袁扬，张锦华，等.牛粪的处理及资源化利用[J].中国牛业进展[J].2015：338-344.

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

[3]卞有生.生态农业中废弃物的处理与再生利用[M].北京：化学工业出版社，2005.

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

[5]甘宏信，程萱，项小敏，王海富.不同蔬菜品种施用沼液与化肥效果对比试验[J].上海蔬菜.2015（2）.

[6]王远远，刘荣厚.沼液综合利用研究进展[J].安徽农业科学.2007（4）.

[7]郑宏啟.生物刺激素的发展动向与其在设施农业中的应用[J].营销界（农资与市场），2015（7）：97-98.

[8]柳红，李江.浅议生物刺激素在农业中的作用[J].青海农技推广，2015（2）：55-56.

作者简介：徐磊（1982-），女，山东省苍山县，中级农艺师，研究生，研究方向：沼渣沼液的资源化利用的研究；高永新（1977-），男，山东省章丘市，中级工程师，研究生，研究方向：有机废弃物的资源化利用的研究。