董晶晶+應(yīng)曉成+錢俊熹+徐軍+沈新平+費(fèi)玉葉+馬玉婷+沈濤+黃潔+姜多

摘 要：化肥施用過(guò)量導(dǎo)致的環(huán)境污染是目前我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一大問(wèn)題。沼液肥是一種新型有機(jī)肥，在生態(tài)環(huán)境建設(shè)中作用明顯。該文通過(guò)分析長(zhǎng)期施用化肥帶來(lái)的影響及施用沼液有機(jī)肥產(chǎn)生的增益效果，歸納總結(jié)了沼液肥對(duì)大田作物生長(zhǎng)產(chǎn)生的有益效果，為今后開展沼液灌溉農(nóng)田提供研究資料。

關(guān)鍵詞：化肥；沼液；有機(jī)肥

中圖分類號(hào) X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2017）01-0052-03

Abstract：Environmental pollution caused by excessive fertilizer application is a major problem in agricultural production in China.Biogas slurry is a new type of organic fertilizer，playing an important role in the ecological environment.In the paper，through analyzing the effects of long-term application of chemical fertilizer and benefical results by using biogas slurry.We summarized the beneficial effect of biogas fertilizer on the growth of crops，to provide research data for the future development of biogas slurry irrigation.

Key words：Fertilizer；Biogas slurry； Organic fertilizer

1 我國(guó)化肥施用現(xiàn)狀

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，化肥已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必不可少的生產(chǎn)資料[1]。如今，化肥是使用最多、最廣泛的肥料，分為氮肥、磷肥和鉀肥。氮肥有尿素、硝銨等；磷肥有過(guò)磷酸鈣、鈣鎂磷肥等；鉀肥有氯化鉀、硝酸鉀等[2]。

從1980年開始，隨著化肥價(jià)格的不斷下降、我國(guó)耕地資源變得日漸稀缺以及相對(duì)寬松的農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)環(huán)境，特別是農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力機(jī)會(huì)成本的增加，從事農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力的數(shù)量不斷下降，導(dǎo)致勞動(dòng)力需求較多的有機(jī)肥施用量迅速減少，而相對(duì)的化肥施用量迅速增加。1985年，我國(guó)化肥施用量達(dá)到0.18億t，2002年化肥施用量達(dá)0.43億t，較1985年的化肥施用總量上升1.4倍。據(jù)2014年FAO數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)顯示，盡管中國(guó)耕地面積只有世界耕地總面積的7%左右，但化肥施用量卻超過(guò)了世界化肥施用總量的25%，并且化肥投入的數(shù)量還在持續(xù)增加。2011年，國(guó)內(nèi)化學(xué)肥料施用量占到全球施用量的40%左右[3]。2013年，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，我國(guó)化學(xué)肥料施用量為0.51億t[4]，促進(jìn)了我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和實(shí)現(xiàn)了糧食“十一連增”[5]。2014年化學(xué)肥料施用量與2013年相比，氮肥施用量減少531萬(wàn)t，磷肥施用量增加178萬(wàn)t，鉀肥施用量增加282萬(wàn)t[6]。

隨著中國(guó)農(nóng)業(yè)集約化的壓力不斷加大，化肥的投入量和施用強(qiáng)度不斷增加，直接導(dǎo)致化肥投入的面源污染問(wèn)題持續(xù)加重，環(huán)境問(wèn)題日益突出。

2 化肥施用與農(nóng)業(yè)面源污染

化肥是一種特殊產(chǎn)品，關(guān)系到國(guó)計(jì)民生和社會(huì)穩(wěn)定。我國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段，當(dāng)前耕地面積在逐年減少，人口在逐年增加。在提高糧食作物產(chǎn)量的影響因素中，化學(xué)肥料施用是高效增產(chǎn)施肥方式[7]。1998年至2004年，我國(guó)的化肥施用量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，但相應(yīng)的糧食總產(chǎn)量卻在不斷下降，兩者變化趨勢(shì)產(chǎn)生矛盾。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，我國(guó)面臨著幾個(gè)重大問(wèn)題，第一，増施肥料后產(chǎn)量卻不增加；第二，過(guò)量施用化肥；第三，養(yǎng)分利用效率降低。

近20多年來(lái)，因農(nóng)田化肥投入過(guò)量和施肥技術(shù)落后等原因，使得我國(guó)化肥利用率普遍偏低，大量養(yǎng)分通過(guò)降雨沖刷和淋融等方式流向水體，形成了較為嚴(yán)重的面源污染問(wèn)題，嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境，對(duì)農(nóng)村環(huán)境、農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收和農(nóng)民生活產(chǎn)生了較大的負(fù)面影響[8]。

當(dāng)前，農(nóng)業(yè)面源污染已經(jīng)變成主要污染源，嚴(yán)重影響著水體環(huán)境質(zhì)量[9]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界40%左右的陸地面積遭受著農(nóng)業(yè)面源污染的影響，并且在全球不同程度退化的12億hm2耕地土壤中，12%左右耕地退化的根源就是農(nóng)業(yè)面源污染[10]。

現(xiàn)如今，我國(guó)仍處在發(fā)展中階段，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)占主導(dǎo)地位的條件下，由于多年生產(chǎn)方式不當(dāng)、化肥農(nóng)藥的過(guò)量使用，使非點(diǎn)源污染尤其是農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染問(wèn)題更顯突出。農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染對(duì)地表、地下飲用水資源構(gòu)成了極大地威脅，同時(shí)也對(duì)農(nóng)業(yè)的可續(xù)發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重威脅[11]。國(guó)內(nèi)外研究表明，水體富營(yíng)養(yǎng)化與農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染有著很大的聯(lián)系。

為了改變這一現(xiàn)狀，探索有機(jī)肥尤其是沼液肥的應(yīng)用對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響尤為重要。尋找節(jié)本增效措施，開展沼液肥利用，是一項(xiàng)惠及千萬(wàn)農(nóng)民的有效措施[12]。

3 沼液灌溉的影響

沼液作為沼氣厭氧發(fā)酵后的產(chǎn)物，含有豐富的氮、磷、鉀等大量營(yíng)養(yǎng)元素和鈣、銅、鐵、鋅、錳等微量營(yíng)養(yǎng)元素，還含有豐富的氨基酸、單糖、B族維生素、生長(zhǎng)素、赤霉素、各種水解酶、某些植物激素以及對(duì)病蟲害有抑制作用的物質(zhì)或因子[13]。我國(guó)對(duì)沼液的應(yīng)用研究興起于20世紀(jì)70年代末，研究人員投入大量人力物力進(jìn)行研究，至今已在農(nóng)作物產(chǎn)量、品質(zhì)方面得到了許多重要的研究結(jié)論，一些相關(guān)技術(shù)已經(jīng)大面積的推廣應(yīng)用。沼液中的有益物質(zhì)能夠促進(jìn)植物的生長(zhǎng)發(fā)育，增加作物產(chǎn)量以及提高作物品質(zhì)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用。

3.1 沼液灌溉對(duì)作物產(chǎn)量的影響 產(chǎn)量是衡量作物品質(zhì)優(yōu)良的重要指標(biāo)之一，沼液灌溉在作物增產(chǎn)方面有顯著的效果。Garg等[14]研究發(fā)現(xiàn)，沼液不僅有改善土壤物理性質(zhì)（飽和滲透系數(shù)、保濕系數(shù)等），還具有促進(jìn)小麥生長(zhǎng)、增產(chǎn)的功效。Kotchakorn等[51]將沼液應(yīng)用于甜玉米、西紅柿及草莓，也得出同樣的結(jié)果。種子質(zhì)量與作物的產(chǎn)量有著必然的聯(lián)系，通過(guò)朱自芬等[16]的比較試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，沼液浸種比藥劑浸種產(chǎn)量增加約190.88kg/hm2。目前研究較多的是用全沼液代替全化肥的作物增產(chǎn)情況，李建偉等[17]通過(guò)自動(dòng)灌溉沼液確定，充足的全沼液供肥，可獲得比全化肥處理明顯的增產(chǎn)。諸多學(xué)者的研究在一定程度上證實(shí)了沼液能有效促進(jìn)水稻等多種作物增產(chǎn)，目前尚未有合理灌溉沼液導(dǎo)致作物減產(chǎn)的報(bào)導(dǎo)。

3.2 沼液灌溉對(duì)作物品質(zhì)的影響 農(nóng)作物的品質(zhì)包括維生素、糖分、硝酸鹽以及蛋白質(zhì)和礦質(zhì)元素等因子，其中以維生素C最為重要。因?yàn)槿梭w不能自身合成，需要從蔬菜和水果中攝取。其次是糖分?？扇苄蕴鞘怯绊懣诟械闹饕蛩刂?，并對(duì)作物采后貯藏、運(yùn)輸中的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)變化也有重要影響[18]。不少對(duì)沼液影響作物品質(zhì)的研究表明，施用沼液后，作物品質(zhì)較施用化肥的有顯著的提升。沼液對(duì)于提高作物維生素C含量具有積極影響，對(duì)于作物其他品質(zhì)，如口感、色澤、可溶性糖、還原糖、蛋白質(zhì)等的影響與維生素C類似，當(dāng)沼液用量在合適的范圍內(nèi)時(shí)，對(duì)提高作物上述品質(zhì)具有促進(jìn)作用[19]。除了作物的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，其安全性也是人們關(guān)注的重點(diǎn)。李建偉等[17]利用微噴帶自動(dòng)灌沼液后，西蘭花的品質(zhì)有所提高，安全品質(zhì)也有保證。在沼液農(nóng)田消解利用中，沼液中所含的微量重金屬元素是否會(huì)在農(nóng)產(chǎn)品中積累這一問(wèn)題，也是大眾所關(guān)心的，奚輝等[20]對(duì)茭白不同濃度沼液灌溉的結(jié)果顯示，經(jīng)過(guò)沼液灌溉的茭白均未檢測(cè)出Pb和Cd，Cu和Zn含量也在無(wú)公害食品標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，未發(fā)生重金屬富集現(xiàn)象。

3.3 沼液灌溉對(duì)土壤性質(zhì)的影響 土壤在連續(xù)種植多季后，化肥的長(zhǎng)期、大量施用會(huì)導(dǎo)致無(wú)機(jī)鹽的積累從而增加了土壤的鹽堿度，有機(jī)質(zhì)等含量隨之降低，其團(tuán)粒結(jié)構(gòu)也會(huì)逐漸變差，因此找到良好的土壤改良劑就變得尤為重要。李松林等[21]研究發(fā)現(xiàn)，在水田休閑期進(jìn)行高濃度的沼液淹灌，不僅可以消解和凈化沼液中污染物質(zhì)，還能有效改善土壤養(yǎng)分性質(zhì)，不會(huì)引起土壤中氮、磷和有機(jī)物質(zhì)的過(guò)量積累。亓翠玲等[13]在櫻桃栽培中施用沼液，土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀等養(yǎng)分含量顯著增加，土壤營(yíng)養(yǎng)狀況有效改善，沼渣沼液對(duì)于果園水肥的補(bǔ)充效果較好，具有較高的推廣價(jià)值。這說(shuō)明農(nóng)田經(jīng)過(guò)沼液灌溉后，理化性質(zhì)隨之改善，從而為作物生長(zhǎng)提供一個(gè)良好的環(huán)境，因此，沼液可以作為一種優(yōu)良的土壤改良劑來(lái)使用。

4 沼液對(duì)農(nóng)田面源污染的改善

長(zhǎng)期、大量施用化肥已經(jīng)造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，而沼液具有緩釋、低污染等特點(diǎn)，可以作為一種優(yōu)質(zhì)肥料在一定程度上替代化肥。李文兵[22]的試驗(yàn)結(jié)果表明：有機(jī)氮肥的施肥總量與常規(guī)氮肥相同時(shí)，施用前者的田面水中總氮平均濃度只有施用后者的80%。沼液作為緩釋氮肥可根據(jù)作物的生長(zhǎng)需要提供養(yǎng)分，延遲氮肥釋放，從而減少氨揮發(fā)損失和降低徑流損失，在較短時(shí)間內(nèi)對(duì)于田面水總氮量造成的影響較小，使其含量保持在較低水平[23]。應(yīng)用沼液有機(jī)肥后，農(nóng)田化肥施用量明顯下降，有效降低了農(nóng)田面源污染。

5 小結(jié)

通過(guò)添加沼液有機(jī)肥替代傳統(tǒng)化肥的施入，能大量減少化肥的用量，降低了種植農(nóng)戶的成本投入。沼液有機(jī)肥不僅能提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)，還能作為土壤改良劑，優(yōu)化土壤理化性質(zhì)，增加其有機(jī)質(zhì)含量。通過(guò)增施沼液，減少化肥使用量，從而在一定程度上解決了農(nóng)田面源污染，由此可見，沼液灌溉具有廣闊的前景。應(yīng)利用好沼液肥，構(gòu)建以農(nóng)促牧、以沼促農(nóng)、配套發(fā)展的良性農(nóng)業(yè)循環(huán)系統(tǒng)，對(duì)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的綜合效益，實(shí)現(xiàn)化肥減量化，提高農(nóng)業(yè)資源的利用率大有裨益。

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（責(zé)編：徐煥斗）