• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      生態(tài)敏感區(qū)HDPE沼液長期還田對(duì)水稻產(chǎn)量及土壤理化的影響

      2024-01-03 08:37:14沈云祥馬云浩楊丹宮發(fā)瑩施林林
      農(nóng)業(yè)與技術(shù) 2023年24期
      關(guān)鍵詞:銨態(tài)氮沼液速效

      沈云祥馬云浩楊丹宮發(fā)瑩施林林

      (1.瑞凱企業(yè)管理服務(wù)(張家港)有限公司,江蘇 張家港 215600;2.蘇州市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,江蘇 蘇州 215000)

      前言

      伴隨中國養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展,綠色友好解決養(yǎng)殖廢棄物成為循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中的重要環(huán)節(jié),其中養(yǎng)殖廢棄物沼氣化成為我國農(nóng)牧結(jié)合高值利用的重要途徑[1]。各地大量推廣了“畜禽糞污產(chǎn)沼氣發(fā)電,沼渣沼液還田”的綠色綜合種養(yǎng)模式,如“豬-沼-肥-田”模式。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國規(guī)?;B(yǎng)殖場每萬頭生豬存欄需要處理的沼液量就高達(dá)120~180m3,全國每年排放的沼液達(dá)到了2億t,并且仍呈高速增長趨勢(shì)[2],但如何消納上述天量沼液成為畜牧養(yǎng)殖業(yè)亟待解決的問題。

      目前研究認(rèn)為,稻田生態(tài)系統(tǒng)能大量消納沼液,且對(duì)水稻的生長具有正向促進(jìn)作用。姜麗娜等研究指出,稻田可每年安全承載沼液3000t·hm-2,后季稻可在不施氮鉀肥的條件下獲得與全量化肥等價(jià)產(chǎn)量[3]。王子臣等研究表明,稻田大量消納沼液時(shí),施用量在900t·hm-2條件下能保證水稻增產(chǎn)[4]。同時(shí),王桂良等的研究表明,沼液替代70%的化學(xué)氮肥能提高水稻產(chǎn)量并改善稻米品質(zhì)[5]??傮w而言,利用稻田消納沼液正成為沼液農(nóng)田承載的主要技術(shù)模式[5,6]。同時(shí),沼液作為液態(tài)有機(jī)肥,被認(rèn)為能有效提高土壤肥力。近年的研究認(rèn)為,長期施用沼液能有效提高土壤有機(jī)質(zhì)、總氮、堿解氮、全鉀、有效鉀、總磷和有效磷含量[6-8]。

      但稻田大量消納沼液也存在巨大的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),其中最引人注目的是沼液中殘留重金屬[9]。Tang通過連續(xù)5年的定位試驗(yàn)研究,在每年450t·hm-2沼液施用量條件下,農(nóng)田(稻麥)土壤Cu與Zn含量顯著增加,水稻秸稈和籽粒吸收的Cu和Zn含量隨著沼液施用量增加而顯著提高,同時(shí)5年處理水稻籽粒Cu、Zn、Pb和Cd含量分別為4.24mg·kg-1、33.78mg·kg-1、0.12mg·kg-1和0.035mg·kg-1,仍滿足我國糧食作物安全標(biāo)準(zhǔn)(NY 861-2004)[10],但不可否認(rèn)的是農(nóng)田土壤長期大量承載沼液持續(xù)提高了土壤重金屬含量,盡管短期內(nèi)仍然不超標(biāo)(GB 15618-2018),但探討沼液環(huán)境安全施用的年限閾值刻不容緩。

      同時(shí),沼氣工藝技術(shù)持續(xù)發(fā)展,目前正從傳統(tǒng)沼氣工藝向HDPE工藝(黑膜沼氣池工藝)發(fā)展,HDPE工藝具有建造和運(yùn)營成本低、施工簡單、建設(shè)周期短、運(yùn)行安全性高、工藝流程短和維護(hù)方便等特點(diǎn)[11],但針對(duì)HDPE工藝沼液的稻田承載利用的研究目前尚不多見。尤其重要的是,蘇州市作為工業(yè)強(qiáng)市,農(nóng)業(yè)耕地有限,且處于長江大保護(hù)和太湖保護(hù)的生態(tài)極度敏感區(qū),若沼液大量無序還田勢(shì)必導(dǎo)致作物產(chǎn)量降低和土壤養(yǎng)分失衡。為此本研究在蘇州沿江地區(qū)(張家港)開展HDPE沼液長期施用的定位試驗(yàn),重點(diǎn)研究生態(tài)敏感區(qū)HDPE沼液對(duì)稻田生產(chǎn)力和土壤肥力的影響,為解決本區(qū)域沼液稻田消納提供科學(xué)數(shù)據(jù)。

      1 材料與方法

      田間試驗(yàn)開展于2018—2022年,地點(diǎn)位于蘇州張家港市常陰沙農(nóng)場,位于N31.81°,E120.83°。試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),處理分別為不施肥空白(CK)、傳統(tǒng)施肥(NPK)、沼液替代100%氮肥(BS),每個(gè)處理重復(fù)3次。小區(qū)面積60m2,四周做田埂后用黑膜覆蓋,為防止串肥田埂高度為20cm。小區(qū)具有獨(dú)立進(jìn)排水口和流量計(jì),沼液通過管道進(jìn)入田塊,并利用流量計(jì)計(jì)量沼液施用量。

      試驗(yàn)參考常陰沙地區(qū)水稻季常規(guī)施肥量,施氮20kg·667m-2,施磷3.5kg·667m-2,施鉀8kg·667m-2。氮肥采用尿素(46%N),磷肥為過磷酸鈣(12%P2O5),鉀肥為氯化鉀(60%K2O)。其中,NPK處理中35%氮肥作為基肥(移栽前),35%氮肥分2次作為分蘗肥(移栽后7d和14d)和30%氮肥作為穗肥(拔節(jié)期);100%磷肥作為基肥;50%鉀肥作為基肥,50%鉀肥作為穗肥。

      BS處理中施氮量與NPK處理一致,其中,25%沼液作為基肥,25%沼液分2次作為分蘗肥,25%沼液作為穗肥,25%沼液作為保花肥。BS處理中磷鉀肥施用方式同NPK處理。其中,沼液的N含量為0.08%,P2O5含量0.049%,K2O含量為0.06%,pH為7.55,砷含量為0.3mg·L-1,銅含量為12.5mg·L-1,鋅含量為10.2mg·L-1,鎘含量為0.2mg·L-1,鉻含量為2.3mg·L-1。

      水稻品種為當(dāng)?shù)爻R?guī)品種“南粳46”。采用人工移栽方式,株行距為30cm×20cm。除施肥外,其余田間作業(yè)與水稻日常管理參考本地常規(guī)方式。

      2022年水稻成熟后測(cè)定水稻實(shí)產(chǎn)。同時(shí)取0~20cm土壤樣品風(fēng)干,磨細(xì)后過10目和100目篩,測(cè)定土壤pH、有機(jī)質(zhì)、總氮、總磷、總鉀、速效磷、速效鉀、堿解氮等[12]。同時(shí)采用ICP-OES法測(cè)定土壤中Cu、Zn、Cr和Cd含量[13],采用原子熒光法測(cè)定土壤中As含量[14]。

      2 統(tǒng)計(jì)與分析

      數(shù)據(jù)收集采用Excel 2010,統(tǒng)計(jì)分析采用Minitab 19。原始數(shù)據(jù)先進(jìn)行方差齊性和正態(tài)性檢驗(yàn),滿足條件后進(jìn)行方差分析,并在0.05水平上采用LSD法進(jìn)行多重比較。

      3 結(jié)果與分析

      3.1 水稻產(chǎn)量

      結(jié)果表明,施用沼液水稻產(chǎn)量顯著高于傳統(tǒng)施肥和無肥處理,見表1,BS處理水稻產(chǎn)量較NPK處理水稻實(shí)產(chǎn)高11.7%,較CK處理水稻實(shí)產(chǎn)高19.0%。分析水稻產(chǎn)量構(gòu)成可知,施用沼液替代化學(xué)氮肥未顯著影響水稻穗數(shù),但BS處理穗數(shù)必CK處理穗數(shù)高4.9%。施用沼液顯著提升了每穗粒數(shù),其中BS處理每穗粒數(shù)較NPK和CK處理高7.1%和15.1%。施用沼液有利于提升水稻結(jié)實(shí)率,BS處理結(jié)實(shí)率比NPK處理高4.6%,但與CK處理間無顯著差異。千粒重指標(biāo)在不同處理間較為穩(wěn)定,無顯著差異。

      表1 2022年水稻實(shí)產(chǎn)與產(chǎn)量構(gòu)成

      3.2 土壤養(yǎng)分指標(biāo)

      研究表明,盡管統(tǒng)計(jì)上仍無顯著差異,但長期施用沼液(2018—2022)可有效提升土壤有機(jī)質(zhì)含量,見圖1a。BS處理土壤有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到25.2g·kg-1,比NPK和CK處理高8.2%和21.2%。長期施用沼液可顯著提升土壤全氮含量,見圖1b,本研究中BS處理土壤全氮較NPK和CK處理分別提升5%和23.5%。長期施用沼液對(duì)土壤全磷有提升趨勢(shì),見圖1c,盡管在0.05水平上仍未達(dá)到顯著差異,但BS處理土壤全磷較NPK和CK處理提高2.2%和10.0%。長期施用沼液對(duì)土壤全鉀有提升趨勢(shì),見圖1d,在0.05水平上仍未達(dá)到顯著差異,但BS處理土壤全鉀較NPK和CK處理提高6.9%和20.3%。

      注:圖中誤差線為標(biāo)準(zhǔn)差,不同小寫字母表示在0.05水平上有顯著差異;下同。圖1 不同處理間土壤有機(jī)質(zhì)、總氮、總磷和總鉀含量

      長期施用沼液顯著提升了土壤銨態(tài)氮含量,見圖2a,BS處理土壤銨態(tài)氮含量較NPK和CK處理提高27.2%和110%。長期施用沼液提升了土壤速效磷含量,見圖2b,但未達(dá)到顯著差異,BS處理土壤速效磷含量較NPK和CK處理提高13.2%和35.3%。長期施用沼液有利于提升土壤速效鉀含量,見圖2c,BS處理土壤速效鉀含量顯著高于CK處理,但與NPK處理間仍無顯著差異,BS處理土壤速效鉀含量較NPK處理提高9.8%。長期施用沼液肥土壤pH值有降低趨勢(shì),見圖2d,BS處理與NPK處理pH值無變化,但較CK降低0.2個(gè)單位。

      圖2 不同處理間土壤銨態(tài)氮、有效磷含量、速效鉀含量和土壤pH值

      3.3 土壤重金屬含量

      長期施用沼液顯著提高了土壤中砷元素含量,見圖3a,其中BS處理較NPK和CK處理砷含量分別提高85.7%和64.1%,但參考農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(GB 15618-2018),所有處理均在安全范圍以內(nèi)(20mg·kg-1)。長期施用沼液顯著提高了土壤中銅元素含量,見圖3b,其中BS處理較NPK和CK處理銅含量分別提高75.7%和78.7%,參考農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn),所有處理均在安全范圍以內(nèi)(100mg·kg-1)。長期施用沼液顯著提高了土壤中鋅元素含量,見圖3c,其中BS處理較NPK和CK處理鋅含量分別提高142.8%和88.3%,參考農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn),所有處理均在安全范圍以內(nèi)(300mg·kg-1)。長期施用沼液未顯著提高了土壤中鎘元素含量,見圖3d,平均Cd含量為0.3mg·kg-1。參考農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn),所有處理均在安全范圍以內(nèi)(0.6mg·kg-1)。長期施用沼液未顯著提高土壤中鉻元素含量,見圖3e,平均Cr含量為57.6mg·kg-1。參考農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn),所有處理均在安全范圍以內(nèi)(250mg·kg-1)。

      圖3 不同處理間土壤砷、銅含量、鋅含量、鎘含量和鉻含量

      4 討論

      沼液作為養(yǎng)殖業(yè)主要廢棄物,含有大量氮磷鉀等養(yǎng)分元素,是優(yōu)質(zhì)的肥料來源,提高了作物產(chǎn)量和土壤質(zhì)量[15]。但為促進(jìn)生豬生長,在生豬養(yǎng)殖過程中常常添加As、Cu和Zn等微量元素[16]。因此,沼液中也含有部分重金屬元素,上述微量元素的添加極大增加了土壤質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)[17]。為科學(xué)合理施用沼液,土壤長期定位觀測(cè)實(shí)驗(yàn)是主要的研究方法。湯逸帆等的研究表明,連續(xù)施用沼液5年仍然安全可控[18]。但由于土壤組成、農(nóng)業(yè)耕作方式和環(huán)境容忍度等差異,上述結(jié)論并不能推廣,特別是在一些生態(tài)敏感區(qū)。張家港作為長江下游典型的生態(tài)敏感區(qū),土壤主要為灰潮砂土,土種為黃夾沙土,保肥保水性能差,沼液的大量施用極易引起環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。因此,定位觀測(cè)沼液的施用具有重要意義。

      本研究結(jié)果揭示了在稻季用沼液替代化學(xué)氮肥能顯著提高早熟晚粳產(chǎn)量,與常規(guī)化肥處理相比,主要通過提高每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率進(jìn)行調(diào)控。上述結(jié)果與侯福銀等研究一致[19]。這與沼液中氮元素主要為銨態(tài)氮為主有關(guān),水稻在關(guān)鍵生育期主要依靠銨態(tài)氮提供氮營養(yǎng)[20]。沼液中磷鉀元素也為水稻促花保花提供了營養(yǎng)基礎(chǔ)。同時(shí),沼液中含有大量氨基酸和次生代謝產(chǎn)物,為提高水稻的抗逆性提供了基礎(chǔ)[21]。因此,采用沼液替代化學(xué)氮肥可顯著提升長江下游沿江地區(qū)水稻產(chǎn)量。

      土壤理化性質(zhì)表明,長期施用沼液可有效提升土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全鉀、銨態(tài)氮、速效磷、速效鉀和陽離子交換量。其中,BS處理的土壤全氮和銨態(tài)氮含量均顯著高于NPK處理,上述結(jié)果與宋德剛等的研究一致[22]。這也與沼液中存在大量的銨態(tài)氮有關(guān)。同時(shí),由于沼液中含有大量銨態(tài)氮,如何避免由于滲漏、揮發(fā)和徑流導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)面源污染值得進(jìn)一步研究[1]??傮w而言,通過沼液的持續(xù)施用,土壤基礎(chǔ)地力得到有效提升,特別是土壤氮素供給能力。

      經(jīng)過5年的連續(xù)施用沼液,土壤中As、Cu和Zn含量顯著增長,但未超過國家標(biāo)準(zhǔn)(GB 15618-2018),Cr和Cd的含量未有顯著變化。上述結(jié)果表明,在沿江灰潮砂土地區(qū),連續(xù)5年的沼液施用暫不會(huì)對(duì)土壤環(huán)境造成嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)。但考慮到沼液中As、Cu和Zn等元素的含量較高,持續(xù)累計(jì)必定會(huì)導(dǎo)致環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),特別是沼液大量長期施用后[9]。因此,從源頭減少或控制As、Cu和Zn一類重金屬的添加是解決沼液農(nóng)田施用的主要途徑。

      5 結(jié)論

      通過連續(xù)5年的沼液還田試驗(yàn),沼液100%替代化學(xué)氮肥能顯著提高水稻產(chǎn)量,主要途徑是提供每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率。沼液替代化學(xué)氮肥能顯著提升土壤供氮水平,提高土壤全氮和銨態(tài)氮含量。同時(shí),沼液替代化學(xué)氮肥能提升土壤有機(jī)質(zhì)、全鉀、速效磷、速效鉀和CEC等。沼液替代化學(xué)氮肥對(duì)土壤中As、Cu和Zn的增加具有顯著貢獻(xiàn),但對(duì)Cd和Cr無顯著貢獻(xiàn)??傮w而言,沼液還田可提升水稻產(chǎn)量和土壤質(zhì)量,但也增加了土壤安全風(fēng)險(xiǎn)。未來需要針對(duì)沼液的安全施用進(jìn)一步進(jìn)行研究。

      猜你喜歡
      銨態(tài)氮沼液速效
      不同質(zhì)地土壤銨態(tài)氮吸附/解吸特征
      不同鹽堿化土壤對(duì)NH+4吸附特性研究
      不同殺螨劑對(duì)柑桔紅蜘蛛速效與持效性防治田間試驗(yàn)
      土壤速效鉀測(cè)定方法的影響因素
      綠色科技(2016年16期)2016-10-11 06:53:51
      沼液能否預(yù)防病蟲
      大棚絲瓜沼液高產(chǎn)栽培技術(shù)
      上海蔬菜(2016年5期)2016-02-28 13:18:05
      有機(jī)質(zhì)對(duì)城市污染河道沉積物銨態(tài)氮吸附-解吸的影響*
      施用不同有機(jī)物料對(duì)山地果園紅壤速效氮磷鉀含量的影響
      沼液喂豬有講究
      豫中植煙區(qū)土壤速效養(yǎng)分的空間變異分析
      安远县| 南漳县| 武平县| 凭祥市| 车险| 绥滨县| 河津市| 宝清县| 高碑店市| 汤原县| 左云县| 北京市| 潢川县| 衡山县| 大兴区| 勐海县| 和硕县| 抚顺市| 夹江县| 友谊县| 杨浦区| 江永县| 大渡口区| 苗栗市| 浦东新区| 阳新县| 峨眉山市| 太谷县| 潼关县| 咸阳市| 东莞市| 田东县| 政和县| 安陆市| 皋兰县| 文水县| 新和县| 东乌| 昂仁县| 隆昌县| 杭锦旗|