田间沼渣肥力效果的试验研究

武志峰+杨春+张艳丽+多银海

摘要：以津优一号黄瓜为试验材料，研究沼渣与牛粪配比对黄瓜产量、品质及土壤肥力的影响。结果表明，用适当比例的沼渣代替基肥中的复合肥，植株的各项生长指标及产量均明显优于单一施用复合肥;土壤中过氧化酶、蔗糖酶、多酚氧化酶及磷酸酶的活性化有显著提高;可促进黄瓜的生长，提高黄瓜的品质，有效改善土壤肥力与理化性状。

关键词：沼渣;黄瓜;土壤肥力

中图分类号：S634        文献标识码：A        文章编号：0439-8114（2014）21-5139-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2014.21.021

Amount and Effect of Biogas Residue in Field

WU Zhi-feng1，YANG Chun1，ZHANG Yan-li2，DUO Yin-hai3

（1. Hebei University of Engineering， Handan 056038，Hebei，China;2. Hebei Shengwei Basic Industry FRP Products Co.Ltd， Hengshui 053100，Hebei，China;3.  Henshui Haoyuan Cow Breeding Co. Ltd， Hengshui 053700，Hebei，China）

Abstract： Jinyou No. 1 cucumbers was used to study on the effect of different ratios of biogas residue and cattle manure on yield， quality and soil fertility. The results showed that proper ratio of biogas residue in base fertilizer improved growing index and yield of the plant， better than the single application of compound fertilizer. Adding different proportions of biogas residue in base fertilizer， the activity of peroxidase， sucrase， polyphenol oxidase and phosphatase was significantly improved. Replacing compound fertilizer with a certain proportion of biogas residue promoted the growth of cucumber， enhanced its quality and improved soil fertility and physicochemical properties.

Key words：  biogas residue; cucumber; soil fertility

近年来，沼气产业的迅猛发展为我国节能减排提供了巨大支持，但其发酵残留给周边环境带来了新的压力。由于生产沼气的原料不同，沼气池产出的沼渣、沼液所含的氮、磷、钾、氨基酸、生长素、赤霉素、单糖、维生素、铁、铜、锌及锰等含量也各不相同[1]。为消纳沼渣盲目给田间施肥，将会给田间生产带来不良影响，也会污染土壤和水质。本研究从农学和环境角度出发研究沼渣与沼液在黄瓜种植上的合理用量，以减少化肥的投入，为黄瓜种植利用沼渣与沼液提供理论参考[2]。

1  材料与方法

1.1  供试材料

田间试验于2014年1月至6月在河北省阜城黄瓜大棚中进行，供试黄瓜为津优一号，试验沼渣来自于衡水昊远奶牛养殖有限公司，以奶牛粪污为原材料的400 m3的大型厌氧沼气工程。

1.2  测试方法

土壤微生物的测试方法采用稀释涂平板计数法进行微生物数量的检测[3]，分别测定样品中细菌、放线菌、真菌的数量;土壤酶活测定方法分别为邻苯三酚比色法测定多酚氧化酶活、比色法测定磷酸酶活、3，5-二硝基水杨酸比色法测定蔗糖酶活、高锰酸钾滴定法测定过氧化氢酶活。

肥效比较试验共设3个处理，第一为沼渣肥处理，第二为50%的沼渣肥和50%的奶牛粪混合处理，第三为奶牛粪处理，以未施用底肥的处理为对照。移苗前按75 000 kg/hm2的用量底施相应的肥料，每处理设3次重复，每个小区16 m2，随机排列。生育期间主要测定并记录如下指标：初花期时间、结果期时间、黄瓜产量、不同时期根际土壤中微生物（真菌、细菌、放线菌）的数量，土壤中酶的活性（蔗糖酶、磷酸酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶）。

2  沼渣肥效的确定

2.1  不同施肥处理对黄瓜生长发育的影响

本试验采用初花期和结果期作为两个生育时期指标，分析不同肥料对黄瓜生长发育的影响。由表1可知，施用肥料能够加快黄瓜的生长发育，使黄瓜初花期缩短、提早进入结果期。不施肥对照比各肥料处理的初花期时间延长7～8 d，差异达极显著水平。添加肥料能够使黄瓜的结果期明显延长，各肥料处理间差异不显著。由于施用肥料促进了黄瓜的营养生长、延长了黄瓜生殖生长的时间[4]，使施肥各处理的产量均极显著高于对照，其中牛粪处理、1/2牛粪+1/2沼渣处理、沼渣处理分别比对照增产9.73%、8.76%、7.46%，3个肥料处理之间的差异不显著。

2.2  不同施肥处理对黄瓜根部土壤微生物的影响

不同时期，施用肥料对土壤中放线菌数量的影响差异很大如图1所示，由图1可知，黄瓜苗期和开花期规律性不大，黄瓜结果期沼渣及1/2沼渣+1/2牛粪两个处理的放线菌数量高于牛粪处理及对照，该时期放线菌数量的增加对调节土壤微生态平衡、抑制土传病原真菌的繁殖具有重要意义。

施加不同肥料对土壤中真菌数量的影响不同，添加沼渣能够减少土壤中真菌的数量，黄瓜生育期沼渣处理中真菌的数量均小于其他处理。1/2沼渣+1/2牛粪处理的真菌数量也低于对照。而牛粪肥对真菌数量的影响则不一致，苗期高于对照，开花期和结果期低于对照。

细菌是土壤中数量最多的微生物，研究发现1/2牛粪+1/2沼渣处理细菌数量最高，其次为沼渣处理，对照的细菌数量最低。

分析不同施肥处理对土壤中真菌、细菌及放线菌数量的影响，发现施用沼渣具有降低真菌数量、提高细菌及放线菌数量的作用，使土壤微生物群落向理想的方向发展。

3  不同施肥处理对土壤酶活性的影响

3.1  土壤过氧化酶活性的变化

过氧化氢酶广泛存在于土壤和生物体中，是生物细胞的保护酶，具有促进过氧化氢分解、防止其对生物体产生毒害的作用，其活性与土壤有机质含量及微生物数量有关。由表2可知，各施肥处理与对照相比具有提高黄瓜苗期、花期、瓜期和拉秧期土壤中过氧化氢酶活性的作用，各处理之间差异较小。

3.2  土壤蔗糖酶酶活性的变化

蔗糖酶主要来自于植物根系及微生物，是表征土壤生物活性的重要水解酶。由表3可知，各试验组蔗糖酶活性表现出相同的变化规律，随着时间推移土壤蔗糖酶活性迅速提高，在黄瓜旺盛生长期前后酶酶活性出现高峰，此后酶活开始下降。沼渣处理的蔗糖酶酶活性在各个生育时期均高于其他处理，其中花期、瓜期及拉秧期对照的酶活性均最低。表明施用沼渣或其他肥料能够刺激土壤中微生物种群的增加，使蔗糖酶酶活性增加。

3.3  土壤多酚氧化酶活性的变化

多酚氧化酶主要参与土壤中的酚氧化过程，酚氧化为琨是腐殖质形成的第一个阶段，因而多酚氧化酶是腐殖化过程的媒介，与土壤肥力有重要关系。由表4可知，施肥具有增加土壤中多酚氧化酶活性的作用，其中黄瓜苗期以沼渣处理多酚氧化酶活性的增加幅度最大，这是由于沼渣中含有大量腐殖酸，且沼渣中的微生物能促进土壤的腐殖酸化过程。黄瓜花期、瓜期和拉秧期以1/2沼渣+1/2牛粪处理多酚氧化酶酶活性的增幅最大。

3.4  土壤磷酸酶活性的变化

磷酸酶是一种水解酶，能酶促土壤中有机磷化合物水解，提高土壤中磷素的有效性。由表5可知，随着黄瓜的生长，磷酸酶活性逐渐上升，在植物生长中期达最大值，而后下降。不同的肥料处理使黄瓜不同生育时期酶活性增加程度不同，但无论是花期、瓜期还是拉秧，肥料处理的土壤磷酸酶活性均高于对照，其中花期和瓜期施肥处理与不施肥对照之间差异较大，生育后期施肥处理与对照之间差异减小。

4  结论

用一定比例的沼渣代替基肥中的复合肥，能够加快黄瓜的生长发育，使黄瓜初花期缩短、提早进入结果期，牛粪处理、1/2牛粪+1/2沼渣处理、沼渣处理3个处理的肥效无显著差别。施用肥料对土壤中放线菌数量的影响在不同时期差异很大，1/2牛粪+1/2沼渣处理使黄瓜开花期和结果期土壤中放线菌数量增加最为明显;沼渣的生物活性作用改变了土壤的微生态环境，从而有效抑制了土传真菌病害的发生，在黄瓜各生长期土壤中真菌数量下降最为明显;1/2牛粪+1/2沼渣处理细菌数量最高，沼渣处理次之。总之，在基肥中添加一定比例的沼渣代替复合肥，可促进黄瓜生长，提高黄瓜品质，有效地改善土壤肥力与理化性状[5]。

参考文献：

[1] 康凌云，赵永志，曲明山，等.施用沼渣沼液对设施果类蔬菜生长及土壤养分积累的影响[J].中国蔬菜，2011（22/24）：57-62.

[2] 王卓理，耿鹏旭.开发沼气对发展循环经济型生态农业的纽带作用[J].湖北农业科学，2011（5）：1913-1915.

[3] 吴万军，邓洪波，于金秀.蔬菜施用沼渣合理用量试验[J].北京农业，2010（S）：59-61.

[4] 潘  军，李化银，张一卉，等.沼气肥在日光温室黄瓜栽培上的应用效果[J].山东农业科学，2013（5）：82-84.

[5] 李  彧，蒋芳玲，明村豪，等.沼渣与复合肥配比对普通白菜产量、品质及土壤肥力的影响[J].中国蔬菜，2012（22）：63-66.

（责任编辑  韩  雪）

2.2  不同施肥处理对黄瓜根部土壤微生物的影响

不同时期，施用肥料对土壤中放线菌数量的影响差异很大如图1所示，由图1可知，黄瓜苗期和开花期规律性不大，黄瓜结果期沼渣及1/2沼渣+1/2牛粪两个处理的放线菌数量高于牛粪处理及对照，该时期放线菌数量的增加对调节土壤微生态平衡、抑制土传病原真菌的繁殖具有重要意义。

施加不同肥料对土壤中真菌数量的影响不同，添加沼渣能够减少土壤中真菌的数量，黄瓜生育期沼渣处理中真菌的数量均小于其他处理。1/2沼渣+1/2牛粪处理的真菌数量也低于对照。而牛粪肥对真菌数量的影响则不一致，苗期高于对照，开花期和结果期低于对照。

细菌是土壤中数量最多的微生物，研究发现1/2牛粪+1/2沼渣处理细菌数量最高，其次为沼渣处理，对照的细菌数量最低。

分析不同施肥处理对土壤中真菌、细菌及放线菌数量的影响，发现施用沼渣具有降低真菌数量、提高细菌及放线菌数量的作用，使土壤微生物群落向理想的方向发展。

3  不同施肥处理对土壤酶活性的影响

3.1  土壤过氧化酶活性的变化

过氧化氢酶广泛存在于土壤和生物体中，是生物细胞的保护酶，具有促进过氧化氢分解、防止其对生物体产生毒害的作用，其活性与土壤有机质含量及微生物数量有关。由表2可知，各施肥处理与对照相比具有提高黄瓜苗期、花期、瓜期和拉秧期土壤中过氧化氢酶活性的作用，各处理之间差异较小。

3.2  土壤蔗糖酶酶活性的变化

蔗糖酶主要来自于植物根系及微生物，是表征土壤生物活性的重要水解酶。由表3可知，各试验组蔗糖酶活性表现出相同的变化规律，随着时间推移土壤蔗糖酶活性迅速提高，在黄瓜旺盛生长期前后酶酶活性出现高峰，此后酶活开始下降。沼渣处理的蔗糖酶酶活性在各个生育时期均高于其他处理，其中花期、瓜期及拉秧期对照的酶活性均最低。表明施用沼渣或其他肥料能够刺激土壤中微生物种群的增加，使蔗糖酶酶活性增加。

3.3  土壤多酚氧化酶活性的变化

多酚氧化酶主要参与土壤中的酚氧化过程，酚氧化为琨是腐殖质形成的第一个阶段，因而多酚氧化酶是腐殖化过程的媒介，与土壤肥力有重要关系。由表4可知，施肥具有增加土壤中多酚氧化酶活性的作用，其中黄瓜苗期以沼渣处理多酚氧化酶活性的增加幅度最大，这是由于沼渣中含有大量腐殖酸，且沼渣中的微生物能促进土壤的腐殖酸化过程。黄瓜花期、瓜期和拉秧期以1/2沼渣+1/2牛粪处理多酚氧化酶酶活性的增幅最大。

3.4  土壤磷酸酶活性的变化

磷酸酶是一种水解酶，能酶促土壤中有机磷化合物水解，提高土壤中磷素的有效性。由表5可知，随着黄瓜的生长，磷酸酶活性逐渐上升，在植物生长中期达最大值，而后下降。不同的肥料处理使黄瓜不同生育时期酶活性增加程度不同，但无论是花期、瓜期还是拉秧，肥料处理的土壤磷酸酶活性均高于对照，其中花期和瓜期施肥处理与不施肥对照之间差异较大，生育后期施肥处理与对照之间差异减小。

4  结论

用一定比例的沼渣代替基肥中的复合肥，能够加快黄瓜的生长发育，使黄瓜初花期缩短、提早进入结果期，牛粪处理、1/2牛粪+1/2沼渣处理、沼渣处理3个处理的肥效无显著差别。施用肥料对土壤中放线菌数量的影响在不同时期差异很大，1/2牛粪+1/2沼渣处理使黄瓜开花期和结果期土壤中放线菌数量增加最为明显;沼渣的生物活性作用改变了土壤的微生态环境，从而有效抑制了土传真菌病害的发生，在黄瓜各生长期土壤中真菌数量下降最为明显;1/2牛粪+1/2沼渣处理细菌数量最高，沼渣处理次之。总之，在基肥中添加一定比例的沼渣代替复合肥，可促进黄瓜生长，提高黄瓜品质，有效地改善土壤肥力与理化性状[5]。

参考文献：

[1] 康凌云，赵永志，曲明山，等.施用沼渣沼液对设施果类蔬菜生长及土壤养分积累的影响[J].中国蔬菜，2011（22/24）：57-62.

[2] 王卓理，耿鹏旭.开发沼气对发展循环经济型生态农业的纽带作用[J].湖北农业科学，2011（5）：1913-1915.

[3] 吴万军，邓洪波，于金秀.蔬菜施用沼渣合理用量试验[J].北京农业，2010（S）：59-61.

[4] 潘  军，李化银，张一卉，等.沼气肥在日光温室黄瓜栽培上的应用效果[J].山东农业科学，2013（5）：82-84.

[5] 李  彧，蒋芳玲，明村豪，等.沼渣与复合肥配比对普通白菜产量、品质及土壤肥力的影响[J].中国蔬菜，2012（22）：63-66.

（责任编辑  韩  雪）

2.2  不同施肥处理对黄瓜根部土壤微生物的影响

不同时期，施用肥料对土壤中放线菌数量的影响差异很大如图1所示，由图1可知，黄瓜苗期和开花期规律性不大，黄瓜结果期沼渣及1/2沼渣+1/2牛粪两个处理的放线菌数量高于牛粪处理及对照，该时期放线菌数量的增加对调节土壤微生态平衡、抑制土传病原真菌的繁殖具有重要意义。

施加不同肥料对土壤中真菌数量的影响不同，添加沼渣能够减少土壤中真菌的数量，黄瓜生育期沼渣处理中真菌的数量均小于其他处理。1/2沼渣+1/2牛粪处理的真菌数量也低于对照。而牛粪肥对真菌数量的影响则不一致，苗期高于对照，开花期和结果期低于对照。

细菌是土壤中数量最多的微生物，研究发现1/2牛粪+1/2沼渣处理细菌数量最高，其次为沼渣处理，对照的细菌数量最低。

分析不同施肥处理对土壤中真菌、细菌及放线菌数量的影响，发现施用沼渣具有降低真菌数量、提高细菌及放线菌数量的作用，使土壤微生物群落向理想的方向发展。

3  不同施肥处理对土壤酶活性的影响

3.1  土壤过氧化酶活性的变化

过氧化氢酶广泛存在于土壤和生物体中，是生物细胞的保护酶，具有促进过氧化氢分解、防止其对生物体产生毒害的作用，其活性与土壤有机质含量及微生物数量有关。由表2可知，各施肥处理与对照相比具有提高黄瓜苗期、花期、瓜期和拉秧期土壤中过氧化氢酶活性的作用，各处理之间差异较小。

3.2  土壤蔗糖酶酶活性的变化

蔗糖酶主要来自于植物根系及微生物，是表征土壤生物活性的重要水解酶。由表3可知，各试验组蔗糖酶活性表现出相同的变化规律，随着时间推移土壤蔗糖酶活性迅速提高，在黄瓜旺盛生长期前后酶酶活性出现高峰，此后酶活开始下降。沼渣处理的蔗糖酶酶活性在各个生育时期均高于其他处理，其中花期、瓜期及拉秧期对照的酶活性均最低。表明施用沼渣或其他肥料能够刺激土壤中微生物种群的增加，使蔗糖酶酶活性增加。

3.3  土壤多酚氧化酶活性的变化

多酚氧化酶主要参与土壤中的酚氧化过程，酚氧化为琨是腐殖质形成的第一个阶段，因而多酚氧化酶是腐殖化过程的媒介，与土壤肥力有重要关系。由表4可知，施肥具有增加土壤中多酚氧化酶活性的作用，其中黄瓜苗期以沼渣处理多酚氧化酶活性的增加幅度最大，这是由于沼渣中含有大量腐殖酸，且沼渣中的微生物能促进土壤的腐殖酸化过程。黄瓜花期、瓜期和拉秧期以1/2沼渣+1/2牛粪处理多酚氧化酶酶活性的增幅最大。

3.4  土壤磷酸酶活性的变化

磷酸酶是一种水解酶，能酶促土壤中有机磷化合物水解，提高土壤中磷素的有效性。由表5可知，随着黄瓜的生长，磷酸酶活性逐渐上升，在植物生长中期达最大值，而后下降。不同的肥料处理使黄瓜不同生育时期酶活性增加程度不同，但无论是花期、瓜期还是拉秧，肥料处理的土壤磷酸酶活性均高于对照，其中花期和瓜期施肥处理与不施肥对照之间差异较大，生育后期施肥处理与对照之间差异减小。

4  结论

用一定比例的沼渣代替基肥中的复合肥，能够加快黄瓜的生长发育，使黄瓜初花期缩短、提早进入结果期，牛粪处理、1/2牛粪+1/2沼渣处理、沼渣处理3个处理的肥效无显著差别。施用肥料对土壤中放线菌数量的影响在不同时期差异很大，1/2牛粪+1/2沼渣处理使黄瓜开花期和结果期土壤中放线菌数量增加最为明显;沼渣的生物活性作用改变了土壤的微生态环境，从而有效抑制了土传真菌病害的发生，在黄瓜各生长期土壤中真菌数量下降最为明显;1/2牛粪+1/2沼渣处理细菌数量最高，沼渣处理次之。总之，在基肥中添加一定比例的沼渣代替复合肥，可促进黄瓜生长，提高黄瓜品质，有效地改善土壤肥力与理化性状[5]。

参考文献：

[1] 康凌云，赵永志，曲明山，等.施用沼渣沼液对设施果类蔬菜生长及土壤养分积累的影响[J].中国蔬菜，2011（22/24）：57-62.

[2] 王卓理，耿鹏旭.开发沼气对发展循环经济型生态农业的纽带作用[J].湖北农业科学，2011（5）：1913-1915.

[3] 吴万军，邓洪波，于金秀.蔬菜施用沼渣合理用量试验[J].北京农业，2010（S）：59-61.

[4] 潘  军，李化银，张一卉，等.沼气肥在日光温室黄瓜栽培上的应用效果[J].山东农业科学，2013（5）：82-84.

[5] 李  彧，蒋芳玲，明村豪，等.沼渣与复合肥配比对普通白菜产量、品质及土壤肥力的影响[J].中国蔬菜，2012（22）：63-66.

（责任编辑  韩  雪）