杜彩艷, 魯海燕, 熊艷竹, 孫曦, 孫秀梅, 普繼雄, 張乃明
(1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境資源研究所,昆明 650205; 2.云南省紅河州彌勒市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,云南 紅河 652399; 3.云南省農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,昆明 650201)
隨著我國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)規(guī)?;?、集約化的迅猛發(fā)展,特別是生豬飼養(yǎng)量的快速增加,產(chǎn)生的畜禽糞污量大幅增加[1],畜禽糞污不合理排放帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題也日漸突出[2]。沼液是人畜糞便與秸稈等經(jīng)厭氧發(fā)酵的殘留液體產(chǎn)物,含有氨基酸、腐殖酸、植物生長(zhǎng)素等生物活性物質(zhì),能夠促進(jìn)植物生長(zhǎng)、改善土壤性質(zhì),對(duì)植物整個(gè)生長(zhǎng)周期具有重要的調(diào)控作用[3-4]。沼液在提升農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)、提高種子發(fā)芽率、抗蟲(chóng)抑菌、改善土壤肥力狀況等方面均表現(xiàn)出積極作用,有望成為化學(xué)肥料的高效替代品[5-7]。
張有富等[8]研究了施用化肥、沼液、沼渣、沼液與沼渣配施對(duì)葡萄光合特性及品質(zhì)的影響,結(jié)果表明沼肥在一定程度上增加了土壤中速效氮(N)、速效磷(P)和速效鉀(K)含量,提高葡萄葉片的光合效率,有效提升葡萄品質(zhì)。高劉等[9]研究發(fā)現(xiàn),在香蕉果園中施加沼液配方肥料后,各土層中土壤有機(jī)質(zhì)(soil organic matter,SOM)含量較施用常規(guī)化學(xué)肥料增加2.98%~3.93%,有效P 增加5.59%~18.64%,速效K 增加25.20%~39.20%,明顯改善了土壤質(zhì)量,提高了土壤肥力。沼液以管道噴灌方式用作茶園秋季基肥、春季追肥時(shí),可明顯提升春茶產(chǎn)量和品質(zhì),并且土壤和茶葉中重金屬含量均在安全范圍內(nèi)[10]。鄭學(xué)博等[11]研究發(fā)現(xiàn),沼液與化肥配施既可有效降低化肥施用量,又可顯著增加作物產(chǎn)量,提高土壤有機(jī)質(zhì)和活性有機(jī)質(zhì)含量,增強(qiáng)土壤通透性及保水、保肥能力,增強(qiáng)持續(xù)供肥的能力。雖然沼液中還存在Hg、Cd、Pb、As、Cr 等重金屬以及種類(lèi)繁多的揮發(fā)性有機(jī)成分,但其含量都非常低,在農(nóng)田中累積引起含量超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)比較小,基本不會(huì)引起土壤和水體污染[12-13]。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布了一系列政策性文件鼓勵(lì)畜禽糞污處理后施用于耕地[14-15],種養(yǎng)結(jié)合、循環(huán)發(fā)展是畜禽糞污資源化利用的根本出路,也是解決農(nóng)業(yè)面源污染、踐行綠色發(fā)展理念的重要舉措[16]。
云南省紅河州彌勒市于2020 年列入國(guó)家農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展先行區(qū),在畜禽糞污資源化利用方面,彌勒市境內(nèi)規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)(戶(hù))設(shè)施條件相對(duì)完善,生豬實(shí)行舍養(yǎng),牛大部分實(shí)行舍飼,產(chǎn)生的糞污也基本能夠完成收集工作[17];但是,由于長(zhǎng)期以來(lái)種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)經(jīng)營(yíng)分離,造成種養(yǎng)脫節(jié),畜禽糞污還田比例較低;此外,畜禽糞污還田的多數(shù)種植戶(hù)都是憑借經(jīng)驗(yàn)隨意施用,缺乏科學(xué)技術(shù)指導(dǎo),還田效果差異比較大[18]。因此,本研究以6 年生‘早香蜜桃’為試驗(yàn)材料,通過(guò)連續(xù)2 年的田間定位試驗(yàn),探討等氮量條件下不同比例沼液替代化肥(沼液全氮分別占總氮的10%、20%、30%)對(duì)土壤性質(zhì)和桃生長(zhǎng)、產(chǎn)量、果實(shí)品質(zhì)的影響,以期為沼液還田提供理論支撐。
試驗(yàn)在紅河州彌勒市西二鎮(zhèn)額依村紅河陽(yáng)光果業(yè)有限公司桃子基地(24°41′ N, 103°24′ E,海拔2 033 m)進(jìn)行。供試桃園栽于2015年,供試材料為6 年生‘早香蜜桃’,果園連片面積143 hm2,株行距2 m×3 m,樹(shù)形為自然開(kāi)心形。試驗(yàn)時(shí)間為2019年9月―2021年9月,供試土壤為紅壤土。試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)0—20 cm 土壤pH 4.53,有機(jī)質(zhì)43.53 g.kg-1,堿解氮、有效磷、速效鉀分別為125.65、66.42和439.17 mg·kg-1。供試沼液采自彌勒市西二鎮(zhèn)額依村村委會(huì)養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生并發(fā)酵后的沼液,原料主要以豬糞尿?yàn)橹鳎l(fā)酵時(shí)間3個(gè)月以上。2020 年沼液的養(yǎng)分含量分別為:全氮270 mg·kg-1、全磷30 mg·kg-1、全鉀120 mg·kg-1,土壤有機(jī)質(zhì)(SOM)為0.24%、pH 7.98,抗生素未檢出。2021年沼液中全氮、全磷和全磷含量分別為266、35 和140 mg·kg-1,SOM和pH分別為0.26%和8.04,抗生素未檢出。沼液中重金屬含量詳見(jiàn)表1。
表1 沼液中重金屬含量Table 1 Heavy metal content in biogas slurry (mg·kg-1)
試驗(yàn)于2019年9月—2021年9月在紅彌勒市同一供試果園進(jìn)行,2 年試驗(yàn)處理均相同。試驗(yàn)在2019 年和2020 年10 月底基施腐熟發(fā)酵牛糞5 kg·株-1的基礎(chǔ)上,設(shè)置6 個(gè)追肥處理,各試驗(yàn)處理具體為:不施肥(CK)、農(nóng)戶(hù)習(xí)慣施肥處理(CF)、單施化肥(HF100%)、90%化肥氮+10%沼液氮(HF90%+ZF10%)、80% 化肥氮+20% 沼液氮(HF80%+ZF20%)、70% 化肥氮+30% 沼液氮(HF70%+ZF30%)。選擇樹(shù)齡及樹(shù)勢(shì)基本一致、無(wú)病蟲(chóng)害的桃樹(shù)為試驗(yàn)樹(shù),每處理3株,3次重復(fù),共18個(gè)小區(qū),隨機(jī)區(qū)組排列。
每棵桃樹(shù)全生育期折合施用氮(N)、磷(P2O5)、鉀(K2O)分別為300、100、200 g·株-1(不施肥除外),沼液處理中不足的磷、鉀用化肥補(bǔ)足。農(nóng)戶(hù)習(xí)慣施肥處理為施用復(fù)合肥(15-15-15)1.0 kg·株-1;其他施肥處理中氮肥為尿素(N 46%),磷肥為過(guò)磷酸鈣(P2O515%),鉀肥為硫酸鉀(K2O 50%)。不同處理具體氮肥和沼液施用量詳見(jiàn)表2。
表2 不同處理的施肥量Table 2 Designing of the field experiment
所有施肥處理均于2020 和2021 年的5(開(kāi)花初期)和7月(坐果初期),距主干80~100 cm 處南北方向各挖一條長(zhǎng)100 cm,寬、深各20 cm 的澆灌溝,將化肥、沼液+化肥分2次(每次為試驗(yàn)設(shè)計(jì)用量的1/2)施入各試驗(yàn)小區(qū)。其中化肥處理將肥料撒入施肥溝,上覆適量挖出的熟土拌勻,肥土充分混合后再覆剩余的土,施肥后進(jìn)行澆水;沼液+化肥處理每次按1∶4 比例兌水進(jìn)行澆灌,同時(shí)按試驗(yàn)設(shè)計(jì)補(bǔ)充相應(yīng)的化學(xué)肥料;CF 處理除施肥量與HF 100%處理不同外,施用時(shí)期及方法均相同。各處理除施肥措施外,其它管理措施均按當(dāng)?shù)爻R?guī)進(jìn)行。
1.3.1土壤樣品的采集與測(cè)定 分別于試驗(yàn)前和采收果實(shí)后在樹(shù)冠垂直投影內(nèi)外20 cm 范圍內(nèi)選取樣點(diǎn),每株樹(shù)對(duì)角線4 個(gè)點(diǎn)取樣,每個(gè)處理由3 株樹(shù)的土壤混合而成,采用“S”形取樣法采集0—20 cm 土壤樣品,土壤樣品自然風(fēng)干磨細(xì)過(guò)篩后備用。
分析測(cè)試指標(biāo)包括土壤pH、SOM、堿解氮、有效磷、速效鉀、交換性鈣(Ca)、交換性鎂(Mg)、有效鋅(Zn)、有效錳(Mn)、有效銅(Cu)和有效鐵(Fe)。其中土壤pH 及SOM、堿解氮、有效磷、速效鉀含量均參照《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》[19]測(cè)定;土壤交換性鈣、交換性鎂、有效鋅、有效錳、有效銅和有效鐵含量采用ASI(Agro services international)法[20]測(cè)定。
1.3.2桃樹(shù)生長(zhǎng)及果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)的測(cè)定 葉片:5 月下旬果實(shí)成熟時(shí),每個(gè)處理每株樹(shù)隨機(jī)采集樹(shù)冠外圍的中部功能葉100 片,共300 片。采用H2SO4-H2O2消化凱氏定氮法、釩鉬黃比色法、火焰光度計(jì)法測(cè)定葉片氮、磷、鉀含量,采用分光光度法測(cè)定葉片葉綠素含量[20]。
枝條:每個(gè)處理每株樹(shù)東南西北方向隨機(jī)選取1年生枝條10~20根,分別采用卷尺、游標(biāo)卡尺測(cè)定枝條的長(zhǎng)度、粗度。
果實(shí)品質(zhì):果實(shí)成熟時(shí),統(tǒng)計(jì)單株結(jié)果數(shù),同時(shí)采集果實(shí),每個(gè)處理每株樹(shù)隨機(jī)采集樹(shù)冠外圍中部果實(shí)10 個(gè),共30 個(gè),用于測(cè)定果實(shí)單果品質(zhì)和產(chǎn)量指標(biāo)等。
品質(zhì)指標(biāo)包括果實(shí)硬度、可溶性糖、可溶性固形物、維生素C、可滴定酸含量。其中果實(shí)硬度采用“ 水果硬度法測(cè)定”(NY/T2009—2011)[21];可溶性固形物采用NY/T2637—2014 國(guó)標(biāo)法[22]測(cè)定;Vc 含量采用GB5009.86—2016 國(guó)標(biāo)法[23]測(cè)定;可滴定酸和可溶性總糖含量分別采用GB/T 12456—2008[24]、NY/T 2742—2015[25]方法測(cè)定。
于果實(shí)成熟時(shí)統(tǒng)計(jì)單株結(jié)果數(shù),同時(shí)采集果實(shí),調(diào)查果實(shí)單果質(zhì)量并計(jì)算產(chǎn)量,公式如下。
式中,縮值系數(shù)為0.9[18]。
以2 年的土壤理化性狀、中微量元素含量和果實(shí)品質(zhì)的平均結(jié)果為基礎(chǔ),試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2013 和SPSS 19.0 軟件進(jìn)行處理,并利用新復(fù)極差法(Duncan)進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)(P?0.05)。
由表3 可知,不同施肥處理對(duì)土壤pH 影響較小。與CK 相比,施肥處理提高了土壤pH(除HF100%處理外),且沼液處理土壤的pH 隨沼液施用量的增加而增加;其中以HF70%+ZF30%處理土壤pH 的增加幅度最大,較CK 增加8.46%,但各處理間差異不顯著。與CK 相比,施肥處理提高了土壤SOM 含量,其中CF、HF100%、HF90%+ZF10%、HF80%+ZF20%和HF70%+ ZF30%處理的有機(jī)質(zhì)含量較CK 分別提高1.28%、0.13%、1.59%、3.41%和4.63%,以HF70%+ZF30%處理土壤有機(jī)質(zhì)含量最高,為45.20 g·kg-1,但各處理間差異不顯著。
表3 不同施肥處理下的土壤pH和有機(jī)質(zhì)含量Table 3 Soil pH and organic matter content under different fertilization treatments
氮(N)是土壤中最為活躍的大量營(yíng)養(yǎng)元素之一,速效氮含量在一定程度上反映了土壤氮素的供應(yīng)強(qiáng)度。由圖1 可知,不同施肥處理對(duì)土壤中堿解氮含量存在明顯影響;與CK 相比,施肥處理提高了土壤中堿解氮含量,其中以HF70%+ZF30%與HF80%+ZF20%處理的土壤堿解氮含量最高,分別為CK 的1.52 和1.46 倍,且這2 個(gè)處理間無(wú)顯著差異,但均顯著高于CK、CF 和HF100%處理(P?0.05)。
圖1 不同施肥處理下的土壤速效養(yǎng)分含量Fig. 1 Soil quick-available nutrient content under different fertilization treatments
與CK 相比,施肥處理顯著提高了土壤中速效磷含量(圖1),其中以HF70%+ZF30%處理土壤中速效磷含量最高,為93.72mg·kg-1;其次為HF80%+ZF20%處理,為87.13 mg·kg-1;且這2 個(gè)處理間差異不顯著,但均顯著高于對(duì)照CK、CF 和HF100%處理(P?0.05)。
不同施肥處理顯著提高了土壤中速效鉀含量(圖1)。其中以HF70%+ZF30%處理土壤中速效鉀含量最高;HF80%+ZF20%和HF90%+ZF10%處理次之;這3 個(gè)處理的土壤速效鉀含量分別為769.17、751.67和747.08 mg·kg-1,且處理間差異不顯著,但均顯著高于對(duì)照CK、CF 和HF100%處理(P?0.05)。由此可見(jiàn),沼液與化肥配施可提高土壤中速效養(yǎng)分含量。
由表4可知,不同施肥處理均有效提高了土壤中微量元素含量。與CK相比,施肥提高了土壤中交換性鈣、交換性鎂含量,其中以HF70%+ZF30%處理最高,分別為594.79、168.75 mg·kg-1;不同用量沼液處理的土壤交換性鈣和交換性鎂含量表現(xiàn)為隨沼液施用量的增加而增加的趨勢(shì),但各處理間差異不顯著。不同施肥處理明顯提高了土壤中有效鋅含量,其中以HF70%+ZF30%處理的提高幅度最大,較CK 顯著提高23.40%(P?0.05),其他施肥處理間差異不顯著。施肥明顯提高了土壤有效錳含量,其中CF、HF90%+ZF10%、HF80%+ZF20%、HF70%+ZF30% 處理顯著高于CK 和HF100%處理。不同施肥處理也提高了土壤有效銅、有效鐵含量,均以HF70%+ZF30%處理含量最高。由此可見(jiàn),沼液和化肥配施可有效提高土壤中交換性鈣、交換性鎂、有效鋅、有效錳、有效銅和有效鐵含量。
表4 不同處理下土壤中微量元素的有效含量Table 4 Available content of trace elements in soils under different treatments(mg·kg-1)
2.4.1不同施肥處理對(duì)桃葉片氮、磷、鉀含量的影響 由圖2 可以看出,不同施肥處理提高了桃葉片中氮、磷、鉀含量。其中,以HF70%+ZF30%處理葉片的氮、磷、鉀含量最高,分別為37.10、1.88、24.19 g·kg-1;其次為HF80%+ZF20%處理,且這2 個(gè)處理間葉片氮、鉀含量差異不顯著,但葉片磷含量差異顯著(P?0.05)。由此說(shuō)明,沼液與化肥配施能夠有效地促進(jìn)桃葉片對(duì)氮、磷、鉀的吸收。
圖2 不同處理下的桃葉片N、P、K含量Fig. 2 Contents of N, P and K in peach leaves under different treatments
2.4.2不同施肥處理對(duì)桃葉片和枝條生長(zhǎng)的影響 由表5 可知,施肥處理增加了桃枝條的長(zhǎng)度與粗度,但各處理間差異不顯著。與CK 相比,施肥顯著提高了桃葉片的葉綠素a 含量(P?0.05)。不同施肥處理中以HF70% +ZF30%處理葉片的葉綠素a 含量最高,各施肥處理間差異不顯著,但均顯著高于CK(P?0.05)。施肥提高了桃葉片的葉綠素b 含量,但各處理間差異不顯著。由此表明,沼液與化肥合理配施對(duì)促進(jìn)桃葉片生長(zhǎng)和枝條伸長(zhǎng)、增粗均有一定作用。
表5 不同處理下的桃葉片和枝條生長(zhǎng)情況Tab. 5 Growth of peach leaves and branches under different treatments
圖3顯示,施肥處理明顯提高了桃的產(chǎn)量,較CK 增產(chǎn)0.80%~12.24%;其中,以HF70%+ZF30%和HF80%+ZF20%處理的桃產(chǎn)量較高,分別為74 751.45和73 053.60 kg·hm-2;HF90%+ZF10%處理次之,為69 681.60 kg·hm-2,顯著低于HF70%+ZF30%和HF80%+ZF20%處理(P?0.05)。不同施肥處理對(duì)桃果實(shí)品質(zhì)的影響情況如圖4 所示。不同施肥處理均顯著提高了桃果實(shí)的果皮硬度(P?0.05),且沼液處理的果實(shí)硬度顯著高于非沼液處理,其中以HF70%+ZF30%處理桃的果皮硬度最高,HF80%+ZF20%處理次之。不同沼液用量的處理中,桃的果皮硬度隨沼液用量增加呈升高趨勢(shì)。施肥處理明顯提高了桃果實(shí)的Vc含量,其中以HF70%+ZF30%處理最高,HF80%+ZF20%處理次之;3 個(gè)沼液處理間無(wú)顯著差異,但均顯著高于CK 和100%HF 處理(P?0.05)。 HF70%+ZF30%處理桃的可溶性固形物的含量最高,HF80%+ZF20%處理次之,且2個(gè)處理間無(wú)顯著差異,但均顯著高于其他處理(P?0.05)。CK 處理的可滴定酸含量最高,較CF、HF100%、HF90%+ZF10%、HF80%+ZF20%和HF70%+ZF30%處理分別高9.01%、4.50%、7.21%、9.91%和23.42%。施肥處理明顯提高了桃果實(shí)的可溶性糖含量,其中以HF70%+ZF30%處理最高,為8.34%,顯著高于其他處理(P?0.05)。由此可見(jiàn),HF70%+ZF30%處理桃的果實(shí)品質(zhì)最優(yōu),表明沼液與化肥的合理配施能為桃果實(shí)品質(zhì)的改善提供充足的養(yǎng)分。
圖3 不同處理下的桃產(chǎn)量Fig. 3 Yield of peach under different treatments
圖4 不同處理下的桃果實(shí)品質(zhì)Fig. 4 Fruit quality of peach under different treatments
pH 作為重要的土壤化學(xué)性質(zhì)直接影響土壤中各養(yǎng)分元素的存在形態(tài)和其對(duì)植物的有效性。本研究中,除HF100%處理外其他施肥處理均提高了土壤pH,其中以HF70%+ZF30%處理土壤的pH 最高。該結(jié)果與高劉等[9]和徐玲等[26]的研究結(jié)果一致,與蔡茂等[27]的研究結(jié)果有差異。其主要原因可能是本試驗(yàn)供試沼液pH 呈堿性(8.04),其中的OH-中和了部分土壤H+,而蔡茂等所用的沼液為酸性[23]。SOM 為作物生長(zhǎng)提供所必需的營(yíng)養(yǎng)成分,促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成,影響土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,增加土壤的保水保肥能力及緩沖性能[26,28]。本研究中,不同施肥處理均提高了SOM含量,以HF70%+ZF30%處理的SOM 含量最高。這與以往的研究結(jié)果基本一致[9,26]。施用沼液能提高SOM,其原因是沼液中含有的難以降解和未完全降解的有機(jī)物進(jìn)入土壤后,在土壤微生物的作用下不斷降解,最終轉(zhuǎn)變?yōu)镾OM 補(bǔ)充至土壤中所致。此外,本研究中沼液和化肥配施可有效提高土壤pH 和SOM 含量,但各處理間差異不顯著,其原因可能是土壤SOM 和pH 的改變需要時(shí)間累積,本研究?jī)H剛開(kāi)始施用沼液2 年,后期連續(xù)施用可能會(huì)對(duì)土壤pH和SOM含量產(chǎn)生顯著影響。
氮、磷、鉀是土壤中的大量元素,是土壤肥力的重要指標(biāo)。劉高等[9]和鄭學(xué)博等[11]的研究發(fā)現(xiàn),施用沼液能提高土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量。本研究亦表明,不同比例沼液和化肥配施均不同程度地提高了土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量,其中以HF70%+ZF30%處理土壤的堿解氮、有效磷和速效鉀含量最高。其主要原因是沼液含有許多可促使土壤微團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成的物質(zhì)(如腐殖酸、生長(zhǎng)素等),能增加土壤的孔隙空間,提升土壤水氣通透性能,同時(shí)還能給沼液中的微生物種群提供良好的環(huán)境以分解、釋放和轉(zhuǎn)化土壤養(yǎng)分,保證土壤水肥水平,提升土壤速效養(yǎng)分含量[25];而沼液和化肥合理配施,對(duì)土壤肥力的提升效果更為顯著[29]。
從本研究結(jié)果來(lái)看,沼液與化肥配施處理土壤中微量元素的有效含量都高于CK(對(duì)照)、CF(常規(guī)施肥)和HF100%處理,這與前人研究結(jié)果基本一致[30]。此外,本研究發(fā)現(xiàn),沼液與化肥配施處理土壤中有效錳、有效鐵、有效鋅和有效銅含量發(fā)生顯著變化,但是對(duì)土壤交換性鈣、鎂含量影響較小,這與前人的研究結(jié)果一致[31]。沼液能夠提高土壤中微量元素有效含量,其原因可能是沼液可以活化土壤中作物生長(zhǎng)所需的銅、鐵、鋅等微量元素所致。值得注意的是,銅、鋅等作為重金屬元素,其在土壤中的數(shù)量一旦超過(guò)國(guó)家農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值,會(huì)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、農(nóng)作物生長(zhǎng)或土壤生態(tài)環(huán)境存在風(fēng)險(xiǎn)。研究表明,沼液重金屬含量非常低,在農(nóng)田中積累引起含量超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)較小,基本不會(huì)對(duì)土壤和水體造成污染[12-13]。但楊樂(lè)等[32]以施用化肥為對(duì)照,通過(guò)5 年田間小區(qū)試驗(yàn),研究了沼液灌溉對(duì)綠洲設(shè)施蔬菜地土壤質(zhì)量的影響,結(jié)果證實(shí),連續(xù)施用沼液會(huì)導(dǎo)致表層土壤重金屬元素顯著累積,土壤存在重金屬超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)。因此,為了確保耕地長(zhǎng)期施用沼液的安全性,避免二次污染,首先要考慮從源頭上科學(xué)控制畜禽養(yǎng)殖飼料中重金屬的含量,從而有效降低沼氣工程發(fā)酵原料中重金屬元素含量;其次要長(zhǎng)期定位監(jiān)測(cè)土壤重金屬含量,評(píng)估重金屬污染風(fēng)險(xiǎn),以此調(diào)整農(nóng)田沼液施用量,確保沼液的安全施用。
氮是葉綠素的主要組成部分,葉片氮含量的增加有利于葉綠素的合成,從而有利于光合作用及碳水化合物的合成。磷在促進(jìn)碳水化合物的合成、運(yùn)輸及對(duì)蛋白質(zhì)的合成與分解都起著重要作用[33]。鉀在植物體內(nèi)的存在形態(tài)與氮、磷不同,主要以離子態(tài)存在,鉀是許多酶的活化劑,其作用為通過(guò)促進(jìn)光合作用及碳水化合物的合成、運(yùn)輸,蛋白質(zhì)的合成等,促進(jìn)果樹(shù)生長(zhǎng)、提高果實(shí)品質(zhì),同時(shí)影響果樹(shù)對(duì)其他元素的吸收[34],并影響氮、磷、鈣、鎂等多種元素在果樹(shù)體內(nèi)的吸收與運(yùn)轉(zhuǎn),以及調(diào)節(jié)各個(gè)元素之間的比例關(guān)系[35]。本試驗(yàn)條件下,沼液和化肥配施能促進(jìn)桃樹(shù)對(duì)氮、磷、鉀的吸收,增加葉片氮、磷、鉀含量,以HF70%+ZF30%處理桃葉片氮、磷、鉀含量最高,該結(jié)果與王晨冰等[36]的研究結(jié)論相似。
葉片葉綠素含量反映了植物體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)狀況,葉綠素在植物光合作用的反應(yīng)中吸收光能并參與原初反應(yīng),植物葉片中葉綠素含量直接決定著光合效率[37]。本研究中,HF70%+ZF30%處理葉片的葉綠素含量始終高于其他處理,而HF100%處理葉片的葉綠素含量低于CF 和沼液化肥配施處理,說(shuō)明,沼液與化肥配施可以提高植物葉片的葉綠素含量,一方面可能是因?yàn)檎右簩儆趦?yōu)質(zhì)的液體有機(jī)肥,與無(wú)機(jī)化肥配合施用具有相互促進(jìn)的效果,可改善土壤結(jié)構(gòu),增加土壤水氣通透性能和養(yǎng)分含量[1,29];另一方面沼液中含有的鈣、鎂、鐵、銅、鋅等礦質(zhì)元素為葉綠素主要組分,在葉綠素的生物合成中起到催化或其他作用[34]。ZF70%+HF30%處理在提高葉片葉綠素含量和光合速率的同時(shí),為枝條的健壯生長(zhǎng)提供了充足的光合產(chǎn)物,與前人研究結(jié)果一致[38]。
沼液中含有多種作物所需的水溶性營(yíng)養(yǎng)成分,養(yǎng)分可利用率高,速效營(yíng)養(yǎng)能力強(qiáng),進(jìn)行田間施用時(shí)能提高作物產(chǎn)量。本試驗(yàn)條件下,沼液與化肥配施可提高桃產(chǎn)量,這可能是由于沼液施用促進(jìn)了光合速率和葉片生長(zhǎng),進(jìn)而提高了果實(shí)產(chǎn)量[1,39]。不同施肥處理對(duì)桃果實(shí)品質(zhì)具有改善作用,但對(duì)不同品質(zhì)指標(biāo)影響不同。本研究表明,不同施肥處理均能夠提高桃果實(shí)的果皮硬度及可溶性固形物、可溶性糖和Vc 含量,同時(shí)降低可滴定酸含量,且以HF70%+ZF30%處理效果最好。該結(jié)果與高煒城[18]的研究結(jié)果一致。沼液與化肥配施能明顯提升桃的品質(zhì),其原因一方面是由于沼液具有改良土壤的能力,可以提高土壤肥力[26]、促進(jìn)作物根系生長(zhǎng)和活力,進(jìn)而增強(qiáng)了作物對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收,從而影響作物體內(nèi)碳水化合物的合成與分配,提高了作物品質(zhì)[9];另一方面沼液中含有豐富的氨基酸、腐殖質(zhì)、有機(jī)小分子物質(zhì)及生物活性物質(zhì),對(duì)改善作物品質(zhì)起關(guān)鍵作用。此外,沼液屬于液體有機(jī)肥料,通過(guò)促進(jìn)果樹(shù)部分生理指標(biāo)的變化,使得果樹(shù)整體的光合作用效果增強(qiáng),最終影響果實(shí)的糖酸代謝,有利于生產(chǎn)出更高品質(zhì)的水果[29]。