沼液对土壤有机质含量和肥效的影响

·45· 沼肥是人畜粪便、秸秆等有机物经过厌氧发酵 后产生的残留物，即沼渣和沼液。 沼肥是一种养分 全面、速缓肥效兼备的优质有机肥料，能显著地改 善土壤环境，有效地调节土壤中的水、肥、气、热状 况，促进土壤生态环境良性循环[1]。 为了进一步弄 清沼肥改良土壤的机理， 我们试验研究了青菜地 施用沼液对土壤肥力的影响。 1 试验内容 1.1 试验设计 试验用土壤分为灭菌和不灭菌 2部分， 青菜 地分为施用沼液与不施用沼液 2部分。 试验共设 8个组，每组设 4个平行重复。 具体设计见表 1。 沼液对土壤有机质含量和肥效的影响 张无敌，尹 芳， 李建昌， 刘士清， 陈玉保， 许 玲， 毛 羽 （云南师范大学 可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室；生物能源持续开发利用教育部研究 中心；云南省农村能源工程重点实验室， 云南 昆明 650092） 摘 要：试验研究了施用沼液对土壤改良及土壤有机质含量和肥效的影响。试验分为 8 个组，每组设 4 个重复； 土壤处理分为灭菌和不灭菌 2 部分；青菜种植分为施用沼液与不施用沼液 2 部分。 试验结果表明：施用沼液能 够显著增加土壤有机质、氨态氮、速效钾、速效磷的含量，有利于调节土壤 pH 值。 施用沼液对土壤有显著的改 良效果。 关键词： 沼液； 土壤； 营养； 蔬菜 中图分类号： S216.4; S147.3 文献标志码： A 文章编号： 1671-5292（2008）06-0045-03 Influence of biogas fluid on the organic matter content in soil and its fertilization effect ZHANG Wu-di， YIN Fang， LI Jian-chang， LIU Shi-qing， CHEN Yu-bao， XU Ling， MAO Yu （Key Laboratory of Advanced Technology and Process of Renewable Energy Materials, Ministry of Education; Engineering Research Center of Sustainable Development and Utilization of Biomass Energy, Ministry of Education; Provincial Key Laboratory of Rural Energy Engineering, Yunnan Normal University, Kunming 650092, China） 收稿日期： 2007-02-26。 基金项目： 云南省农业厅推广示范项目（2003222）;云南省农村科技星火燎原计划（2003XH01）。 作者简介： 张无敌（1965-），男，研究员，博士生导师，从事生物质能技术的研究与应用工作。 E-mail：wooti@ynnu.edu.cn Abstract： The experiment study has been carried out on the influence of biogas fluid on the or- ganic matter content in soil and its fertilization effect. The experiment was designed into eight groups, repeated four times four each group, the soils were set into two kinds which are respectively the sterilized one and the natural one; the vegetables were also set into two parts which depend on if bio-slurry is used as fertilizer. This experimental results showed that the biogas fluid could im- prove soil fertility, soil enzymes and soil microorganism quantity. The biogas fluid could also in- crease the content of soil organic matter, the available P, NH4+-N, and the available K remarkably, and is helpful for adjusting the pH value. It showed that biogas fluid could improve soil greatly. Key words： biogas fluid; soil; nutrition; vegetable 表 1 试验设计 Table 1 Test design 组 别 A B C D E F G H a土壤处理 － ＋ － ＋ － ＋ － ＋ b 沼液 － － ＋ ＋ － － ＋ ＋ c青菜 － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ 注： a组“＋”表示土壤在 121℃，1.03 MPa 下灭菌 30 min，“－”表示 不作处理的自然土；b 组“＋”表示施用沼液，“－”表示不施用 沼 液；c组“＋”表示种植青菜，“－”表示不种植青菜。 可再生能源 Renewable Energy Resources 第 26 卷 第 6 期 2008 年 12 月 Vol.26 No.6 Dec. 2008 ·46· 可再生能源 Renewable Energy Resources 第 26 卷 第 6 期 2008 年 12 月 Vol.26 No.6 Dec. 2008 1.2 试验材料 沼液取自于以人、畜粪便为发酵原料的、正常 运行的户用沼气池，氨态氮含量为 250.5 mg/kg，速 效磷含量为 30.4 mg/kg， 速效钾含量为 189.3 mg/ kg，pH值为 7.02。 青菜苗购自昆明市郊区苗圃。 试验用土取自云南师范大学菜园内， 有机质 含量为 14.84 g/kg，氨态氮含量为 20.13 mg/kg，速效 磷含量为 25.13 mg/kg， 速效钾含量为 48.66 mg/ kg，pH值为 8.05。 1.3 试验方法 1.3.1试验方式 本研究采用室内盆栽方式进行试验。 试验于 2005年 11月 29日开始进行，首先对 部分土样进行灭菌处理， 然后将各处理土样按试 验设计分装入花盆中，每盆装 1.5 kg 土壤。 11 月 30 日，将青菜苗定植于 E~H 组中， A~D 组（不种 植青菜苗）作为对照组。 移栽后分别向 C，D，G，H 组土壤中施入 100 ml 质量分数为 10％的沼液；分 别向 A，B，E，F 组土壤中施入 100 ml 清水。 青菜 苗成活后，每隔 3 d，分别向 C，D，G，H 组土壤中 施入 50 ml 沼液原液，分别向 A，B，E，F 组土壤中 施入 50 ml 水。 其它日常管理相同。 1.3.2测定指标 每间隔 10 d取土样进行分析。 ①测定土壤水分含量、pH值。 ②测定土壤有机质、氨态氮、速效磷、速效钾 含量。 1.3.3土壤理化性质分析测定方法 将土壤在（105±5） ℃下烘干，可以测定其含 水量；用酸度计测定土壤 pH 值；在（550±20）℃下 灼烧土壤， 采用称重的方法可以得到土壤有机质 的含量；采用半微量凯氏定氮法测定氨态氮含量； 采用钼兰比色法测定速效磷含量[2],[3]；采用改良四 苯硼钠比浊法测定速效钾含量。 2 结果与讨论 2.1 土壤中养分的变化 对各个处理组土壤的氨态氮、 速效钾、 速效 磷、有机质含量和 pH值进行跟踪测定。 由表 2 可以看出，A，B 组氨态氮含量变化甚 微；C，D 组氨态氮含量不断增加，表明施用沼液 后有利于提高土壤氮素水平；E，F 组氨态氮含量 随青菜的生长而下降，后虽有回升，但总体含量有 所减少；在 G，F 组中，由于沼液提供了丰富的氨 态氮，虽然氮在青菜生长过程中被利用，但试验后 期土壤中氨态氮含量仍维持较高水平； 灭菌土壤 氨态氮含量比不灭菌土壤低。测试结果表明，施用 沼液对于增加土壤氨态氮含量有一定促进作用。 由表 3 可以看出，A，B 组速效钾含量变化不 大；C，D 组速效钾含量逐渐升高，这与施用沼肥 有关。在青菜生长期，土壤中速效钾含量随青菜生 长进程呈现有规律的变化。 G，H组速效钾含量先 缓慢增加，后又降低，在第 30天下降到最低点，后 又回升。测试结果表明，施用沼液有利于提高土壤 中速效钾含量。 由表 4可以看出，各处理土壤中速效磷含量 mg/kg 表 4 土壤中速效磷含量的变化 Table 4 The change of P2O5 in soil 处理 定植前 第 10 天 第 20 天 第 30 天 第 40 天 第 50 天 效果 A 25.38 24.78 33.47 38.87 30.83 40.06 增加 B 25.38 28.79 26.89 27.96 29.39 32.18 略增加 C 25.38 28.76 42.66 56.88 65.83 75.08 增加明显 D 25.38 29.34 38.82 52.31 66.13 68.81 增加 E 25.38 21.56 19.59 9.35 16.78 20.87 降低 F 25.38 20.75 16.87 10.83 12.7 18.79 降低 表 2 土壤中氨态氮含量的变化 Table 2 The Change of NH3-N in soil 处理 定植前 第 10 天 第 20 天 第 30 天 第 40 天 第 50 天 效果 A 20.13 20.65 20.85 21.33 20.45 19.83 基本不变 B 20.13 20.01 20.06 19.98 19.87 20.11 基本不变 C 20.13 26.98 32.77 37.95 36.85 39.66 增加 D 20.13 25.78 29.27 33.76 35.85 38.68 增加 E 20.13 17.15 19.97 11.38 16.33 19.75 降低回升 F 20.13 19.79 18.19 13.35 13.98 17.38 降低回升 G 20.13 23.85 25.62 20.76 25.76 30.73 增加 H 20.13 23.21 24.75 22.78 23.78 25.77 增加 mg/kg mg/kg 表 3 土壤中速效钾含量的变化 Table 3 The change of K2O in soil 处理 定植前 第 10 天 第 20 天 第 30 天 第 40 天 第 50 天 效果 A 48.66 49.01 49.66 49.88 52.66 52.21 略增 B 48.66 48.65 48.66 48.62 48.66 50.66 基本不变 C 48.66 98.21 120.73 163.22 165.51 181.91 增加明显 D 48.66 82.37 110.76 138.96 142.15 170.15 增加 E 48.66 48.78 42.23 25.83 35.13 40.69 降低 F 48.66 48.16 46.13 37.11 38.13 42.83 降低 G 48.66 89.32 112.33 105.68 113.31 130.41 增加明显 H 48.66 70.62 100.18 99.5 121.75 111.23 增加 ·47· 张无敌，等 沼液对土壤有机质含量和肥效的影响 的变化规律与氨态氮含量的变化规律一致， 试验 前后土壤中速效磷含量的变化量分别为 4.68， 4.8，49.7，43.43， -4.51， -6.59，11.62，11.37 mg/kg。 测试结果表明， 施用沼液有利于提高土壤中速效 磷含量。 由表 5 可以看出, 各处理土壤中有机质含 量的变化规律与氨态氮含量的变化规律一致。 测 试结果表明，施用沼液有利于提高土壤中有机质 含量。 由图 1 可以看出，各个处理的 pH 值在不同 时期略有波动。 C，D，G，H 组的 pH 值波动较大。 E，F组与 G，H组 pH值在第 40天时最低，后又回 升。 测试结果表明，施用沼液各处理组的 pH值低 于不施沼液的各处理组，灭菌组与不灭菌组的 pH 值变化不大。 2.2 土壤理化性质的相关分析 土壤养分， 尤其是土壤有机质是土壤微生物 生长代谢所需要的重要的 C 源和 N 源，为了探讨 不同处理土壤的有机质与各养分之间的关系，将 上述土壤性质进行相关分析，其相关系数见表 6。 采用 SPSS12.0统计分析软件进行相关分析， 其方法是输入变量数据后，单击 Analyze，选择 Correlate中的 Bivariate命令项。 由表 6 可知，土壤中有机质与养分含量密切 相关。 氨态氮、速效钾、速效磷与有机质的相关系 数分别为 0.663，0.581，0.501。 速效磷与氨态氮含 量密切相关。 3 结束语 各处理组土壤养分（有机质、氨态氮、速效钾、 速效磷） 含量变化规律基本一致， 即先降低后升 高。 沼液组试验前后土壤养分含量变化高于不施 沼液组，差异极显著；不灭菌土壤组高于灭菌土壤 组，差异不显著；青菜组低于无青菜组，差异显著。 施用沼液可明显提高蔬菜土壤的养分含量。 土壤 pH 值变化不大，各处理间略有不同，沼液组低于 清水组，但差异不显著。 参考文献： [1] 张无敌.沼气发酵残留物利用基础[M].昆明：云南科技 出版社，2002. [2] 山东省土壤肥料研究所.土壤肥料分析[M].北京：农业 出版社，1979. [3] 劳家圣 .土壤农化分析手册 [M].北京 ：农业出版社 ， 1988.图 1 土壤中 pH 值的变化 Fig.1 The change of the pH value in soil 8.2 8.1 8.0 7.9 7.8 7.7 7.6 7.5 0 10 20 30 40 50 时间/d pH 值 A B C D E F G H 表 6 土壤理化性质的相关分析 Table 6 The correlation analysis on the phys-chemical properties of soil 指标 有机质 氨态氮 速效钾 速效磷 有机质 1.00 氨态氮 0.663* 1.00 速效钾 0.581* 0.102 1.00 速效磷 0.501* 0.515** 0.569* 1.00 注：* 表示 P<0.05，** 表示 P<0.01 表 5 土壤中有机质含量的变化 Table 5 The change of organic matter content in soil g/kg 处理 定植前 第 10 天 第 20 天 第 30 天 第 40 天 第 50 天 效果 A 14.84 14.61 14.76 14.81 14.51 17.87 增加 B 14.84 14.87 14.78 14.58 14.97 14.96 不变 C 14.84 17.94 18.54 25.46 26.01 28.02 增加 D 14.84 16.10 19.37 21.77 23.91 25.47 略增加 E 14.84 14.42 12.02 13.38 16.34 13.62 降低 F 14.84 14.60 13.55 13.29 13.83 13.53 降低 G 14.84 15.62 16.37 23.10 16.43 26.61 增加明显 H 14.84 15.12 15.51 18.17 17.33 22.65 增加 续表 4 处理 定植前 第 10 天 第 20 天 第 30 天 第 40 天 第 50 天 效果 G 25.38 28.79 31.76 49.2 43.71 37.00 增加 H 25.38 27.18 29.24 38.96 50.38 36.75 增加 我国西部首个秸秆发电厂启动 11 月 3 日，投资 9 000 万美元的我国西部首个秸秆 沼气发电厂正式落户成都崇州，另有 10 余座秸秆电厂已 经纳入在建议程。根据项目规划，秸秆沼气发电厂可回收 崇州 2.6 万 hm2耕地所产秸秆等废弃农作物，年产 1.8 亿 kWh 电力，解决 9 万个家庭全年用电问题。 据悉，这座占地 13 hm2的秸秆沼气发电厂正式运转 后，所生产电力将全部输入成都电网，对于采用秸秆沼气 生产的电力，政府将按国家规定以优惠价收购。 （和风） !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 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