菜葉沼氣液施肥對毛竹林生長的影響

譚汝強(qiáng) 譚宏超 李星勇 楊曼秋

(1 云南珍竹農(nóng)業(yè)科技有限公司 云南嵩明 661700；2 云南師范大學(xué)竹類研究所 昆明 650500；3 云南省花卉示范園區(qū)管理委員會 昆明 650500；4 云南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 昆明 650500)

毛竹(Phyllostachyspubescens)又名楠竹、江南竹、孟宗竹等，為禾本科剛竹屬竹種，是我國竹類資源中面積最大，竹材、竹筍產(chǎn)量最高的竹種，也是經(jīng)濟(jì)價值最大的竹種[1-3]。沼氣是以人畜家禽糞便、農(nóng)作物秸稈、農(nóng)產(chǎn)品廢棄物等多種物質(zhì)為原料，在密閉環(huán)境下經(jīng)過微生物發(fā)酵而產(chǎn)生的混合氣體。沼氣有多種用途，可用于燃燒發(fā)電、供暖、照明、蔬菜保鮮、農(nóng)作物種子儲存等，此外還可用作內(nèi)燃機(jī)燃料及應(yīng)用于化工生產(chǎn)中[4]。沼液是沼氣發(fā)酵的殘留物，含有豐富的養(yǎng)分和生物活性物質(zhì)，常被作為液體肥料施用于各種作物，具有明顯的增產(chǎn)和改善作物品質(zhì)的效果[5-6]。目前，關(guān)于施用沼液對農(nóng)作物增產(chǎn)和改善作物品質(zhì)的研究較多[5-8]，而竹林沼液施肥及其對竹子生長的影響研究較少。為了減少毛竹林種植基地施用化學(xué)肥料所帶來的土壤和環(huán)境污染問題，試驗(yàn)研究了菜葉沼氣液對毛竹林生長的影響，以期為竹林的綠色生產(chǎn)提供解決方案。

1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)于云南珍竹農(nóng)業(yè)科技有限公司的嵩明縣小街鎮(zhèn)的基地進(jìn)行。該處氣候?qū)俦眮啛釒Ъ撅L(fēng)渦流氣候類型，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，四季如春，干濕分明，年平均氣溫14.1 ℃，年平均降雨量996 mm，年日照約2 073 h，無霜期200～220 d。小街鎮(zhèn)水利資源豐富，境內(nèi)溝渠縱橫，灌溉方便。

2 材料與方法

2.1 沼氣液制備

沼氣液采用鮮白菜、生菜、青菜等蔬菜的廢葉片，經(jīng)過粉碎，輸入到厭氧環(huán)境中發(fā)酵所得。試驗(yàn)采用2種設(shè)施制備沼氣液：IC塔和普通密封池。IC塔為直徑10 m、高40 m的厭氧發(fā)酵塔，發(fā)酵溫度為60～80 ℃，發(fā)酵時間為30 d。普通密封池的容積為5 000 m3，發(fā)酵溫度為25～40 ℃，發(fā)酵時間依據(jù)試驗(yàn)需要而定。

2.2 試驗(yàn)方法

在嵩明縣選擇立地條件、毛竹林分狀況、立竹株數(shù)、立竹度、坡度及其他經(jīng)營措施基本一致的地塊作為試驗(yàn)區(qū)。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，對不同研究內(nèi)容進(jìn)行不同的區(qū)組劃分和處理。各試驗(yàn)樣地面積均為10 m × 10 m，各類試驗(yàn)均重復(fù)3次。利用SPSS軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

試驗(yàn)于2018年2月進(jìn)行，即竹子出筍前15～30 d。沼液施用方式為澆灌。

2.2.1 沼液對不同年齡毛竹林生長的影響試驗(yàn)

選擇竹齡為1年、2年、3年、4年、5年和6年生的毛竹林，對各竹齡竹林的樣地分別進(jìn)行施用沼液(原液稀釋2倍)和不施用沼液2種處理的試驗(yàn)。施肥90 d后，分別測定各試驗(yàn)竹林的平均地徑、平均高、單位面積平均株數(shù)。

2.2.2 沼液適宜濃度試驗(yàn)

以3年生毛竹林作為試驗(yàn)林進(jìn)行沼液濃度對毛竹林生長的影響試驗(yàn)。設(shè)置6種沼液濃度：原液以及將原液稀釋1倍、2倍、3倍、4倍、5倍，以不施肥沼液作為對照，施用后90 d調(diào)查竹林生長情況。

2.2.3 沼液施用量試驗(yàn)

以3年生毛竹林作為試驗(yàn)林，將沼液原液稀釋2倍后施入林地。設(shè)置4種沼液施用量：200、400、600、800 kg/100 m2，以不施用沼液作為對照，施用后90 d調(diào)查竹林生長情況。

2.2.4 沼液來源試驗(yàn)

以3年生毛竹林作為試驗(yàn)林，采用IC塔及普通密封池2個沼源的沼液進(jìn)行試驗(yàn)。將沼液原液稀釋2倍，每100 m2竹林施用400 kg。施用后90 d調(diào)查竹林生長情況。

2.2.5 沼液不同發(fā)酵時間試驗(yàn)

以3年生毛竹林作為試驗(yàn)林，設(shè)置9種沼液發(fā)酵時間：30、60、90、120、150、180、210、240、270 d。沼液施用后90 d調(diào)查竹林生長情況。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同年齡毛竹林施用沼液的效果

調(diào)查分析結(jié)果顯示(表1)，不同年齡毛竹林施用沼液后其生長指標(biāo)均明顯優(yōu)于對照林分。方差分析結(jié)果顯示，兩者的差異均達(dá)極顯著水平(P<0.01)。綜合各生長指標(biāo)及林分的實(shí)際生長情況發(fā)現(xiàn)，3年生竹林施用沼液后其生長表現(xiàn)最佳。

表1 沼液對不同年齡竹林生長的影響

3.2 沼液濃度對毛竹林生長的影響

統(tǒng)計(jì)分析顯示(表2)，不同濃度沼液對竹林生長的影響不同，沼液濃度過高或過低都會抑制毛竹林的生長，施用原液不僅會抑制毛竹林的生長，還會出現(xiàn)燒竹現(xiàn)象，與對照林分的生長差異達(dá)極顯著水平(P<0.01)。綜合各項(xiàng)生長指標(biāo)，施用稀釋2倍的沼液毛竹林各項(xiàng)生長指標(biāo)表現(xiàn)最好。

表2 施用不同濃度沼液毛竹林生長效果

3.3 沼液施用量對毛竹林生長的影響

竹林施用沼液的量不同，對竹林生長的影響也不同(表3)。在一定施用量范圍內(nèi)，施用沼液越多，越能促進(jìn)毛竹林的生長，但是當(dāng)施用量達(dá)到800 kg/100 m2時，不僅會抑制毛竹林的生長，還會出現(xiàn)燒竹現(xiàn)象。在試驗(yàn)設(shè)置的施用量梯度中，與對照組相比，施用沼液600 kg/100 m2毛竹生長效果最好。

表3 不同沼液施用量對3年生毛竹林影響結(jié)果

3.4 不同沼源的沼液對毛竹林的影響

對不同沼源的沼液試驗(yàn)效果顯示(表4)，沼液來源不同，對竹林生長的影響也不同，其中來自密封池的沼液對竹林平均地徑和單位面積株數(shù)的影響極顯著地高于來自IC塔的沼液效果(P<0.01)，對竹林高生長的影響2種來源的沼液沒有顯著差異(P>0.05)。

表4 不同沼源的沼液對3年生毛竹林影響結(jié)果

3.5 不同發(fā)酵時間的沼液對毛竹林生長的影響

施用9種發(fā)酵時間的沼液后竹林的生長情況見表5。可以看出，在一定發(fā)酵時間內(nèi)，施用沼液對毛竹林生長有促進(jìn)作用；但是發(fā)酵時間應(yīng)適宜，發(fā)酵時間過長會抑制竹子的生長，時間過長不僅促進(jìn)生長的效果不明顯而且沼液生產(chǎn)效率低。綜合各方面條件，沼液發(fā)酵時間為150 d左右為好。

表5 不同發(fā)酵時間的沼液對毛竹林生長的影響

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

施用適宜的沼液對毛竹林生長具有明顯的促進(jìn)作用。沼液對不同年齡的毛竹林影響不同，以3年生的毛竹林施用效果最明顯。沼液的發(fā)酵時間、沼液濃度以及施用量都影響著沼液的施用效果，試驗(yàn)結(jié)果顯示，沼液發(fā)酵150 d左右、原液稀釋2倍、施用量600 kg/100 m2對竹林生長的促進(jìn)效果最好。此外，不同發(fā)酵原理制備的沼液其作用也有差異，本試驗(yàn)中以來自普通密封池的沼液對毛竹林生長的促進(jìn)效果較好。

4.2 討論

毛竹是我國經(jīng)濟(jì)價值最大的竹種，而在毛竹林經(jīng)營過程中，竹筍、竹材的持續(xù)產(chǎn)出會帶走大量的土壤養(yǎng)分，為維持毛竹林的可持續(xù)經(jīng)營水平和立地生產(chǎn)力，需要及時補(bǔ)充土壤養(yǎng)分[9]。但如果過度依賴化學(xué)肥料，不僅會引起竹林土壤酸化、板結(jié)、養(yǎng)分失衡等問題[10-12]，而且還會導(dǎo)致竹產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量下降、土壤重金屬含量超標(biāo)、區(qū)域水體富營養(yǎng)化等環(huán)境問題[10-13]。將沼液作為肥料進(jìn)行毛竹林養(yǎng)分補(bǔ)充，既解決了環(huán)境污染問題，也在一定程度上補(bǔ)充了土壤養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)的損失，是一種保持環(huán)境和經(jīng)濟(jì)雙贏的竹林經(jīng)營措施[9]，適宜在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。