沼渣與化肥配施對(duì)甘藍(lán)品質(zhì)產(chǎn)量及土壤質(zhì)量的影響

?；坻? 馮煒弘 尹燕 楊道蘭 李愛兵 何瀟 王璐

摘要：采用田間試驗(yàn)，研究不同量蔬菜廢棄物沼渣與化肥配合基施對(duì)甘藍(lán)產(chǎn)量和品質(zhì)及土壤肥力的影響。結(jié)果表明，與常規(guī)化肥處理相比，適量的沼渣配施化肥可提高甘藍(lán)產(chǎn)量，增加Vc和可溶性糖含量，降低硝酸鹽含量，能活化土壤養(yǎng)分，提升土壤肥力。綜合各方面因素，基施80%常規(guī)化肥（磷酸二銨480 kg/hm2+硫酸鉀復(fù)合肥300? kg/hm2 ）+3 000 kg/hm2沼渣處理最為理想，甘藍(lán)增產(chǎn)14.04%，且明顯改善甘藍(lán)品質(zhì)及土壤肥力。

關(guān)鍵詞：沼渣;化肥;甘藍(lán);產(chǎn)量;品質(zhì);土壤質(zhì)量

中圖分類號(hào)：S635;S147.2? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? 文章編號(hào)：1001-1463（2021）02-0049-06

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2021.02.012

Effects of Biogas Residue and Chemical Fertilizer on Yield，Quality and Soil Quality of Cabbage

NIU Huiting， FENG Weihong， YIN Yan， YANG Daolan， LI Aibing， HE Xiao， WANG Lu

（Lanzhou Agricultural Science and Technology Research Extension Center， Lanzhou Gansu730000， China）

Abstract：Field experiments were conducted to research the effects of different amounts of biogas residue produced by anaerobic fermentation of vegetable wastes with chemical fertilizer on yield， quality and soil fertility of Cabbage. The results showed that compared with conventional chemical fertilizer treatment， appropriate amount of biogas residue combined with chemical fertilizer could increase the yield of Cabbage， increase the content of Vitamin C（Vc）， soluble sugar and reduce the content of nitrate， activate soil nutrients and improve soil fertility. Considering all the factors， it was the most ideal treatment which the basal application of 80% conventional fertilizer （diammonium phosphate 480? kg/hm2+potassium sulfate 300? kg/hm2）+3 000 kg/hm2 biogas residue， the yield of cabbage increased by 14.04%， and the quality and soil fertility of cabbage were significantly improved.

Key words：Biogas residue;Chemical fertilizer;Cabbage;Yield and quality;Soil quality

能源和環(huán)保是近年來(lái)人們關(guān)注的兩大熱門話題[1 ]。沼氣工程因不僅能夠處理廢棄農(nóng)業(yè)廢棄物，還能產(chǎn)生可再生的生物能源而備受關(guān)注，但同時(shí)產(chǎn)生了數(shù)量巨大的發(fā)酵殘余物，無(wú)法被及時(shí)且高效地消納，從而對(duì)環(huán)境造成了二次污染[1 - 3 ]。因此，對(duì)沼氣發(fā)酵殘余物的綜合利用的研究迫在眉睫。

沼渣是人畜糞便、秸稈等多種農(nóng)業(yè)廢棄物經(jīng)過(guò)厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣后剩余的固體物 質(zhì)[4 ]，其中含有豐富的有機(jī)質(zhì)、微量元素、腐殖酸及氮、磷、鉀等元素[5 ]，能有效提高作物的產(chǎn)量、品質(zhì)和改善土壤質(zhì)量，具有速緩兼?zhèn)涞墓δ?，是?yōu)質(zhì)的有機(jī)肥[6 ]。近年來(lái)，一些學(xué)者已經(jīng)對(duì)以動(dòng)物糞便為原料的沼渣配施化渣配施化肥對(duì)蔬菜品質(zhì)的影響進(jìn)行了研究。如李澤碧等[6 ]研究了沼渣與化肥配施對(duì)萵筍產(chǎn)量和品質(zhì)的影響;邱桃玉等[7 ]研究了沼渣與化肥配施對(duì)豆角、白菜產(chǎn)量和品質(zhì)及土壤質(zhì)量的影響，發(fā)現(xiàn)沼渣配施化肥能顯著提高蔬菜的產(chǎn)量和品質(zhì)，同時(shí)又能起到改良土壤的作用。我們研究了以蔬菜廢棄物為原料厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼渣對(duì)甘藍(lán)產(chǎn)量和品質(zhì)及土壤質(zhì)量的影響，以期為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中施用沼渣提高蔬菜品質(zhì)和土壤質(zhì)量方面提供參考。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗(yàn)地基本情況

試驗(yàn)于2019年1月20日至5月20日在蘭州市榆中吉江牧業(yè)公司試驗(yàn)地進(jìn)行，試驗(yàn)地土壤質(zhì)地為砂質(zhì)壤土。土壤耕層含有機(jī)質(zhì)15.03 g/kg、全氮0.85 g/kg、速效磷56.0 mg/kg、速效鉀174.0 mg/kg、堿解氮82.3 mg/kg，pH 8.03。

1.2? ?供試材料

指示甘藍(lán)品種為中甘21號(hào)，由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所提供。供試沼渣取自蘭州市榆中吉江牧業(yè)公司150 m3沼氣系統(tǒng)正常發(fā)酵的發(fā)酵殘余物，發(fā)酵原料為花椰菜廢棄物與牛糞按體積比為2∶1的比例混合[8 ]，花椰菜廢棄物采自蘭州市榆中縣蔣家營(yíng)村的農(nóng)田，牛糞采自蘭州市榆中縣莊園奶牛場(chǎng)。供試沼渣含有機(jī)質(zhì)23.69 g/kg、全氮10.65 g/kg、全磷8.42 g/kg、全鉀6.73 g/kg、速效磷885.1 mg/kg、速效鉀1 543.3 mg/kg、堿解氮82.3 mg/kg，pH 7.43。供試的化學(xué)肥料為磷酸二銨（N 18%，P2O5 46%）、硫酸鉀復(fù)合肥（N∶P∶K=16∶16∶16）、尿素（N 46%）、純硫酸鉀（K2O 52%）。

1.3? ?試驗(yàn)方法

試驗(yàn)共設(shè)6個(gè)基肥處理，分別為CK（常規(guī)化肥）、T1（80%常規(guī)化肥+1 800 kg/hm2沼渣）、T2（80%常規(guī)化肥+2 400 kg/hm2沼渣）、T3（80%常規(guī)化肥+3 000 kg/hm2沼渣）、T4（80%常規(guī)化肥+3 600 kg/hm2沼渣）、T5（80%常規(guī)化肥+4 200 kg/hm2沼渣）。即CK施磷酸二銨600 kg/hm2、硫酸鉀復(fù)合肥375 kg/hm2，T1施磷酸二銨480 kg/hm2、硫酸鉀復(fù)合肥300 kg/hm2、沼渣1 800 kg/hm2，T2施磷酸二銨480 kg/hm2、硫酸鉀復(fù)合肥300 kg/hm2、沼渣2 400 kg/hm2，T3施磷酸二銨480 kg/hm2、硫酸鉀復(fù)合肥300 kg/hm2、沼渣3 000 kg/hm2，T4施磷酸二銨480 kg/hm2、硫酸鉀復(fù)合肥300 kg/hm2、沼渣3 600 kg/hm2，T5施磷酸二銨480 kg/hm2、硫酸鉀復(fù)合肥300 kg/hm2、沼渣4 200 kg/hm2。采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)3次，試驗(yàn)面積667 m2。每小區(qū)定植6 000株，目標(biāo)產(chǎn)量55 500 kg/hm2。按照日常的田間管理模式，供應(yīng)充足的水肥。沼渣、磷酸二銨和硫酸鉀復(fù)合肥全部做基肥在定植前7 d一次施入，氮肥（尿素）和純硫酸鉀移栽后作為追肥分3次施入。所有處理追肥施用方法相同，追肥施用量具體見表1。于2019年3月20日定植苗齡為60 d的甘藍(lán)苗，株距25 cm，行距45 cm。于5月20日采收。

1.4? ?測(cè)試項(xiàng)目與方法

1.4.1? ? 品質(zhì)分析測(cè)定? ? 采用2，6-二氯靛酚滴定法（GB5009.86 — 2016）測(cè)定維生素C含量[9 ];采用3，5-二硝基水楊酸比色法（GB6194-86）測(cè)定可溶性糖含量;采用磺基水楊酸比色法測(cè)定硝酸鹽[10 ]。

1.4.2? ? 土壤理化性質(zhì)測(cè)定? ? 有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效鉀、速效磷、pH測(cè)定均參照白寶璋等[10 ]的方法。

1.5? ?數(shù)據(jù)分析方法

數(shù)據(jù)采用WPS Office和SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和方差分析。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?不同施肥處理對(duì)甘藍(lán)產(chǎn)量的影響

從表2可知，除處理T1產(chǎn)量較對(duì)照略降低外，其余處理均表現(xiàn)為較對(duì)照增產(chǎn)。其中處理T5增產(chǎn)最高，比常規(guī)化肥（CK）增產(chǎn)16.45%，表明沼肥施用量越高，產(chǎn)量越高;處理T5與處理T4差異不顯著，與其余處理均差異顯著。處理T1、處理T2、處理T3、處理T4與CK均差異顯著。考慮到成本因素，處理T3更符合要求。

2.2? ?不同施肥處理對(duì)甘藍(lán)品質(zhì)的影響

由表3可知，沼渣配施化肥的所有處理（處理T1～T5）Vc含量均有所增加，增幅為1.43%～11.60%，均與CK差異顯著。其中處理T3的 Vc含量最高，與其他處理相比均有明顯增加;其次是處理T2、處理T1;處理T4、處理T5較低，但均高于CK。這與李澤碧等[6 ]在研究沼液、沼渣與化肥配施對(duì)萵筍產(chǎn)量和品質(zhì)的影響時(shí)的結(jié)論相似，表明適量沼渣配施化肥可以提高甘藍(lán)中的Vc含量，但沼渣用量不宜過(guò)多。一般來(lái)說(shuō)，經(jīng)發(fā)酵后的尾菜沼渣富含鉀元素及微量元素，不僅可以促進(jìn)作物的吸收，而且可以有效地提高果實(shí)的品質(zhì)[6 ]。

配施沼渣處理的甘藍(lán)可溶性糖含量均比對(duì)照顯著增加，其中處理T5最高，其次是處理T4、處理T3，處理T1最低。說(shuō)明施用沼渣可以有效地提高可溶性糖含量，處理T5與處理T4差異不顯著，與其余處理差異顯著;處理T3與處理T4差異不顯著，但均與處理T1、處理T2、CK差異顯著。考慮到充分利用沼渣、節(jié)約成本的因素，處理T3更符合要求。

不同的沼渣施用量均可以降低硝酸鹽含量，與對(duì)照相比差異均達(dá)顯著水平。處理T3硝酸鹽含量減少效果最明顯，比常規(guī)施肥的對(duì)照處理減少19.59%;其次是處理T4、處理T5，分別減少15.93%、11.98%。配施沼渣能明顯減少甘藍(lán)中的硝酸鹽含量，但隨著沼渣量的增加，硝酸鹽含量降低率反而呈下降趨勢(shì)，這與李澤碧等人[6 ]的結(jié)果一致，說(shuō)明適量沼渣與化肥配施可以有效減少蔬菜中硝酸鹽的含量[11 ] ，沼渣施用量過(guò)大會(huì)增加蔬菜中的硝酸鹽含量[12 ]。

2.3? ?不同施肥處理對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響

由表4可知，甘藍(lán)收獲后，所有處理的土壤堿解氮、速效磷、速效鉀含量均高于施肥前的本底值。施用沼渣的所有處理土壤堿解氮含量均高于對(duì)照，其中處理T3土壤堿解氮增加效果最明顯，比本底值高6.60%，均與其余處理差異顯著。這與閆兆鵬等[13 ]在小麥上的研究結(jié)果相似，說(shuō)明沼渣與化肥配施有利于增加土壤中的堿解氮含量。

施用沼渣的所有處理速效磷均顯著增加，且沼渣量越大，土壤速效磷的含量增加越明顯。其中處理T5的速效磷含量最高，比土壤本底值增加11.57%，分別是處理T1、處理T2、處理T3、處理T4的1.06倍、1.02倍、1.01倍、1.01倍，與其余處理均差異顯著，這與閆兆鵬等[13 ]的試驗(yàn)結(jié)果相似，表明沼渣大量配施化肥有效促進(jìn)了土壤中速效磷含量的提高。

與CK相比，其余處理均能使土壤中的速效鉀含量顯著增加，且沼渣量越大，速效鉀含量會(huì)越高。其中處理T5使土壤中速效鉀的含量增加最明顯，比土壤本底值增加13.46%，與其余處理差異均顯著;其次是處理T3、處理T4，二者差異不顯著，但與其余處理差異均顯著?？梢娬釉c化肥配施對(duì)土壤中速效鉀的影響與速效磷的變化趨勢(shì)相似，這可能是由于沼渣與化肥配施能增加土壤速效鉀的緩效時(shí)間，從而保證植株生長(zhǎng)的吸收利用[14 ]。

2.4? ?不同施肥處理對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的影響

如圖1所示，沼渣配施化肥的所有處理（處理T1～T5）與施常規(guī)化肥（CK）相比較，均顯著地提高了土壤的有機(jī)質(zhì)含量。其中處理T5含量最高，比對(duì)照增加12.56%;其次是處理T3、處理T4。這可能是由于沼渣中的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化快，能夠迅速地促進(jìn)土壤中有機(jī)質(zhì)含量的增加[15 - 16 ]?？紤]成本因素，處理T3更適用于生產(chǎn)。

2.5? ?不同施肥處理對(duì)土壤pH的影響

不同施肥處理對(duì)土壤 pH變化的影響如圖2所示。不同量的沼渣施肥處理都能顯著降低土壤的pH，其中處理T3降低土壤堿性的效果最明顯，這與王遠(yuǎn)遠(yuǎn)[14 ]的結(jié)論相似，說(shuō)明施沼渣對(duì)土壤的酸堿度有一定的緩沖作用，可降低土壤的堿性，使其接近中性。

3? ?結(jié)論

試驗(yàn)表明，以蔬菜廢棄物為原料厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼渣配合化肥作基肥均可提高甘藍(lán)的產(chǎn)量，增加可溶性糖含量及土壤中有機(jī)質(zhì)含量。其中磷酸二銨480 kg/hm2+硫酸鉀復(fù)合肥300 kg/hm2+沼渣4 200 kg/hm2處理效果最明顯，磷酸二銨480 k/hm2g+硫酸鉀復(fù)合肥300 kg/hm2+沼渣3 000 kg/hm2處理、磷酸二銨480 kg/hm2+硫酸鉀復(fù)合肥300 kg/hm2+沼渣3 600 kg/hm2處理、磷酸二銨480 kg/hm2+硫酸鉀復(fù)合肥300 kg/hm2+沼渣4 200 kg/hm2處理間差異均不顯著。沼渣配合化肥作基肥均能增加土壤中速效磷與速效鉀的含量，其中磷酸二銨480 kg/hm2+硫酸鉀復(fù)合肥300 kg/hm2+沼渣4 200 kg/hm2處理的含量最高。沼渣配合化肥作基肥均可增加甘藍(lán)中維生素C含量和降低硝酸鹽含量，且能增加土壤中堿解氮的含量以及調(diào)節(jié)土壤pH，其中磷酸二銨480 kg/hm2+硫酸鉀復(fù)合肥300 kg/hm2+沼渣3 000 kg/hm2處理效果最佳。

從整體上來(lái)看，在6個(gè)施肥處理中，磷酸二銨480 kg/hm2+硫酸鉀復(fù)合肥300 kg/hm2+沼渣3 000 kg/hm2處理最為理想，能夠有效地提高甘藍(lán)產(chǎn)量、改善品質(zhì)及土壤肥力，更適合在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 姜靈偉，陳? ?銳. 沼肥種類及不同施氮量對(duì)芹菜品質(zhì)影響研究[J].? 中國(guó)沼氣，2020，38（1）：80-84.

[2] ARIF SANIA，LIAQUAT RABIA，ADIL MANAL.? Applications of materials as additives in anaerobic digestion technology[J].? Renewable and Sustainable Energy Reviews，2018，97：354-366.

[3] ZIDAN？譒EK ALEKSANDER，BLINC ROBERT，JEGLICˇCˇ ANTON，et al.? Climate changes，biofuels and the sustainable future[J].? International Journal of Hydrogen Energy，2009，34（16）：6980-6983.

[4] 丁躍林.? 沼肥綜合利用技術(shù)[J].? 生態(tài)環(huán)境， 2001（2）：17-18.

[5] 中國(guó)農(nóng)學(xué)會(huì).? 美麗鄉(xiāng)村100問[M].? 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2014.

[6] 李澤碧，王正銀.? 沼液、沼渣與化肥配施對(duì)萵筍產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].? 中國(guó)沼氣，2006，

24（1）：27-30.

[7] 邱桃玉，劉德江.? 施用沼肥對(duì)蔬菜產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤性狀的影響[J].? 中國(guó)沼氣，2010，

28（6）：44-47.

[8] 尹? ?燕，王興田，楊道蘭，等.? 牛糞與花椰菜廢棄物混合比例對(duì)厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣的影響[J]. 中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2017，38（1）：116-119;123.

[9] 中華人民共和國(guó)國(guó)家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)，國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局.? 食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中抗壞血酸的測(cè)定：GB 5009.86 —2016[S].? 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2016.

[10] 白寶璋，王景安，孫玉霞，等.? 植物生理學(xué)測(cè)試技術(shù)[M].? 北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，1993.

[11] 徐衛(wèi)紅，王正銀，權(quán)月梅，等.? 沼液對(duì)萵筍和生菜硝酸鹽含量及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響[J].? 農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，2003，19（2）：34-37.

[12] 齊? ?英，陳慧民，劉? ?慧.? 沼肥對(duì)減少蔬菜硝酸鹽積累的量化研究[J].? 可再生能源，2003（5）：35-36.

[13] 閆兆鵬，孫嘉洵，楊守軍，等.? 沼肥施用對(duì)小麥產(chǎn)量及土壤理化性質(zhì)的影響[J] .? 海峽科技與產(chǎn)業(yè)，2019（1）：170-172.

[14] 王遠(yuǎn)遠(yuǎn).? 蔬菜廢棄物沼氣發(fā)酵工藝條件及沼氣發(fā)酵殘余物綜合利用技術(shù)的研究[D].? 上海：上海交通大學(xué).? 2008：99-107.

[15] 樊文華，劉晉峰，王志偉，等.? 施用沼肥對(duì)溫室土壤養(yǎng)分和重金屬含量的影響[J].? 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011（1）：1-4.

[15] 張志剛，楊金梅，楊權(quán)社.沼渣栽培平菇配方篩選試驗(yàn)[J].? 甘肅農(nóng)業(yè)科技，2011（2）：25-26.

（本文責(zé)編：楊? ?杰）