現(xiàn)在位置：范文先生網(wǎng)>理工論文>農學論文>農業(yè)生產中液態(tài)有機肥料使用可行性分析

農業(yè)生產中液態(tài)有機肥料使用可行性分析

時間：2022-08-21 09:02:56 農學論文我要投稿

相關推薦

　　農業(yè)生產中液態(tài)有機肥料使用可行性分析

　　引言

　　近年來，我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，已經(jīng)成為促進農村經(jīng)濟發(fā)展，改善農村生產生活的重要經(jīng)濟支柱，但同時，畜禽養(yǎng)殖會產生大量的廢水，處理不當會引起一系列的環(huán)境問題。畜禽養(yǎng)殖廢水是一種富含 N、P 的高濃度有機廢水，直接排放或受雨水沖洗進入水體，會造成地表水、地下水及農田的嚴重污染。養(yǎng)殖廢水中的大量含氮化合物在土壤微生物的作用下，通過氨化、硝化等化學反應過程形成 NO3--N 下滲到地下水，造成地下水中硝酸鹽含量過高，使水質不能用于飲用，嚴重影響人體健康。豬場廢水是典型的高濃度富磷廢水，磷是農業(yè)生產必須的營養(yǎng)元素，其回收利用對于農業(yè)可持續(xù)發(fā)展和控制水體污染具有重要意義。奶牛場廢水中包含約 93%的水、0.7%的蛋白質、0.3%的脂肪、4±5%的乳糖和 0.5±0.6%的鹽分，養(yǎng)分含量較高，具有很高的回用價值。家禽廢水由于氨氮濃度、有機物濃度與總磷濃度較高，直接排放不利于生態(tài)農業(yè)的發(fā)展。發(fā)酵工藝可將養(yǎng)殖廢水發(fā)酵制作液態(tài)有機肥以進行資源化利用，文章設計不同試驗，研究液態(tài)肥的施用對土壤營養(yǎng)元素累積、水稻生理生長的影響，旨在為液態(tài)有機肥料在農業(yè)生產中的應用提供理論和實踐依據(jù)。

　　1 試驗材料與方法

　　1.1 試驗材料

　　供試作物為水稻。供試肥料為生物有機液態(tài)肥料，分別為液態(tài)肥 Z、液態(tài)肥 N、液態(tài)肥 Q,三種液態(tài)肥養(yǎng)分含量如表 1 所示；液態(tài)肥Z 為以養(yǎng)豬廢水為原料發(fā)酵制成，液態(tài)肥 N 和液態(tài)肥 Q 分別以養(yǎng)牛廢水和家禽廢水為原料發(fā)酵制成。

　　試驗裝置采用水桶，在桶一端壁自下而上每 0.15m 有排水管與水套相連，以人工控制土壤水分。試驗用土為南京當?shù)氐牡咎锿寥�，風干后過 2mm 篩，按容重為 1.30g/cm3裝入水桶，每桶土壤重量約為8kg.處理間為隨機區(qū)組設計，重復 2 次。水稻種植密度為 70 株/m2.不同類型液態(tài)肥的施用量如表 2 所示，單獨一種類型液態(tài)肥采用兩種施用量，分別是 8kg/畝和 12kg/畝。

　　1.2 試驗方法

　　在水稻生長期間，單個處理每 15d 采集土樣一次，取樣深度為0-20,20-40cm,并測定土壤基本理化性質。水稻成熟后，采集植株測定單位面積植株氮、磷累積量。主要測量指標包括：

　�。�1）土壤養(yǎng)分測定：速效氮測定（采用堿解擴散法）；速效磷測定（采用 NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法）；有機質測定（采用重鉻酸鉀氧化法）。

　�。�2）土壤孔隙度測定：稱重法。

　�。�3）土壤 pH 值測定：采用 PH 值速測儀對不同土層土壤 PH 值進行測定，型號為 METTLER TOLEDO FE20.

　�。�4）土壤陽離子交換量：NH4Cl-（NH4）2C2O4法。

　�。�5）植株養(yǎng)分測定：全氮（H2SO4-H2O2消煮，奈氏比色法）；全磷（H2SO4-H2O2消煮，釩鉬黃比色法）。

　　2 試驗結果與討論

　　2.1 液態(tài)肥施用對土壤速效養(yǎng)分含量的影響

　　一般氮素在土壤中以有機化合物的形態(tài)存在，依靠土壤中含氮有機物的不斷分解轉化成無機態(tài)氮化合物，速效氮的特性是易溶于水，也稱水解氮，是速效性養(yǎng)分，供植物吸收，吸濕性強，其含量的多少是短期供氮水平的指標，氮是植物生長發(fā)育不可或缺的營養(yǎng)元素之一，測定土壤中速效氮的含量對植物的施肥管理有著重要的意義。表 3 所示為液態(tài)肥施用下土壤速效氮含量隨移栽時間的動態(tài)變化，總體來看，土壤速效氮含量呈上升趨勢，增幅在 1.11%-5.53%,峰值出現(xiàn)在 15d,45d 和 75d,說明基肥、追肥和穗肥的施用對土壤速效氮含量的增加有顯著作用，75d 之后土壤速效氮含量呈下降趨勢，但降幅不明顯，105d 時土壤 0-20cm,20-40cm 速效氮含量大于同土層基土速效氮含量�；� 0-20cm 土層的速效氮含量為 113.7mg/kg,移栽 15d 后（即基肥施用后），速效氮含量的增幅在 9.6%-17.5%,其中處理 N2 增幅最大，Q2 次之，為 14.9%;基土 20-40cm 土層速效氮含量為 107.4%,移栽 15d 后（即基肥施用后），土壤速效氮含量的增幅在 8.65%-12.01%,仍以處理 N2 最大。三組處理相比，結果表明，液態(tài)肥 N2 處理效果最好。

　　土壤速效磷作為土壤有效磷貯庫中對作物最為有效部分，能直接供作物吸收利用，因而是評價土壤供磷能力的重要指標。表 4 所示為土壤速效磷的動態(tài)變化，與土壤速效氮變化規(guī)律較為相似，土壤速效磷含量的峰值點出現(xiàn)在移栽后 15d,45d 和 75d,說明施肥對于土壤中速效磷含量的增加有顯著影響。0-20cm 土層的速效磷增幅總體高于 20-40cm,說明液態(tài)肥的施用對土壤速效磷含量增加的作用主要體現(xiàn)在表層土壤，計算發(fā)現(xiàn)，移栽后 105d,0-20cm 不同液態(tài)肥處理土壤速效磷含量的增幅為 5.32%-19.29%,20-40cm 不同液態(tài)肥處理土壤速效磷含量的增幅為 1.02%-7.63%,液態(tài)肥 N 與液態(tài)肥 Q 土壤 20-40cm 速效磷含量基本沒有變化。對不同液態(tài)肥之間土壤速效磷含量情況對比發(fā)現(xiàn)，移栽后 105d,0-20cm 土壤速效磷含量最高的處理為 N2,達到 35.87mg/kg,Q2 次之，為 34.27mg/kg,說明液態(tài)肥處理 N 與液態(tài)肥處理 Q 對增加表層土壤速效磷含量效果顯著。

　　2.2 液態(tài)肥施用對土壤基本理化性質的影響

　　土壤容重用來表示單位原狀土壤固體的重量，是衡量土壤松緊狀況的指標。容重的大小是土壤值低、結構、孔隙等物理性狀的綜合反映，同時也受外部因素，如降雨、灌水、耕作活動的影響。一般對于同一質地的土壤來說，容重的大小，則可以大體反映出土壤結構狀況。容重越小（不低于 1.14），土壤越疏松，結構性好，反之，表明土壤緊實，結構性差。表 5 中所示施用液態(tài)肥前后土壤容重的變化。CK處理容重各土層容重均有所上升，尤其是最下層（0-60cm）土壤容重，上升幅度最大，達到 8.46%,試驗結束時，該層土壤容重為 1.41g.cm-3,說明比較其他土層而言，該層土壤結構性較差；施用液態(tài)肥的處理，容重整體呈下降趨勢，各土層容重變化規(guī)律較為一致，0-20cm土層容重最小，20-40cm 土層次之，40-60cm 土層容重最大。施用液態(tài)肥后，土壤容重的降幅在 0.71%-7.69%,其中 Q1 降幅較小，0-20cm,20-40cm,40-60cm 分別降低了 3.08%,2.31%,0%,說明液態(tài)肥 Q 雖有改良土壤容重的效果，但相比其他處理而言效果較差；N2處理降幅較大，0-20cm,20-40cm,40-60cm 分別降低了7.69%,3.84%,3.07%,0-20cm 土壤容重降幅大于該土層其他處理。對試驗前后土壤容重的分析結果表明，適當施用液態(tài)肥可降低土壤容重，改善土壤結構，對不同液態(tài)肥處理容重降幅的比較分析發(fā)現(xiàn)，N2,Z2 處理土壤容重整體降幅較大，改良效果較好。

　　孔隙狀況影響水、氣含量，也就影響?zhàn)B分的有效化和保肥供肥能力，還影響土壤的增溫與穩(wěn)溫，因此土壤松緊度和孔隙狀況對土壤肥力的影響是巨大的，同時也對作物生長有重要作用。如果土壤過于緊實，總孔隙度小，其中小孔隙多，大孔隙少，影響作物的根系生長；土壤過于疏松時，總孔隙度增大，植物扎根不穩(wěn)，容易倒伏。土壤孔性取決于土壤質地、松緊度、有機質含量和結構等土壤本身性狀的影響，另外一些外部因素如耕作、施肥、灌溉、排水等人為措施對土壤孔隙的影響很大，因而它一直處于動態(tài)變化之中。表中所示試驗前后孔隙度變化可直觀地看出液態(tài)肥施用對土壤孔隙度的影響。CK 處理孔隙度呈下降趨勢，其中 40-60cm 降幅大于 0-20 cm與 20-40cm 土層，這與嚴潔與彭世彰等的研究成果相互印證。液態(tài)肥處理中，表層土壤的孔隙度升高幅度相對較高，而 0-60cm 土壤基本沒有變化，這說明各處理的孔隙度上層好于下層，0-20cm,20-40cm,40-60cm 各液態(tài)肥處理孔隙度的增幅分別為 3.90%-10.75%,1.52%-8.33%,0.51%-2.25%,說明液態(tài)肥對孔隙度的改善主要體現(xiàn)在對于表層土壤孔隙度的改善，而 0-60cm 土層除 Z2 有所下降以外，其余均出現(xiàn)較小幅度的上升，這可能由于短期施用液態(tài)肥對深層土壤的改良效果不能立竿見影，后續(xù)試驗應著重觀測連續(xù)施用液態(tài)肥對深層次土壤孔隙度的影響。比較液態(tài)肥處理對改善土壤孔隙度的效果發(fā)現(xiàn)，N2 處理 0-20cm 孔隙度增加 10.75%,顯著高于其他處理；Q2 處理次之，達到 8.72%;Z1 處理僅為 3.99%,相對較差，就改善孔隙度這一單因素而言，N2 與 Q2 為推薦處理。

　　土壤酸堿性是土壤的重要化學性質，對土壤微生物的活性、礦物質和有機質的分解起著重要用，并影響土壤養(yǎng)分元素的釋放、固定和遷移。表中可看出，試驗前后土壤 PH 均在合理范圍，試驗初始時土壤 pH 均為 5.84,一季水稻種植結束時，各處理土壤 PH 值均有所下降，0-20cm,20-40cm,40-60cm 土層土壤 PH 值呈遞增趨勢。CK 處理 PH 降幅最大，0-20cm,20-40cm,40-60cm 土層分別下降了5.14%,3.77%和 0.41%,液態(tài)肥處理土壤 PH 值下降幅度遠小于 CK 處理，0-20cm,20-40cm,40-60cm 土層 PH 值降幅在 0.86% -2.40% ,0.68% -1.71%,0.17%-1.31%,上層土壤 PH 值降幅大于下層土壤。

　　2.3 液態(tài)肥施用對水稻生理生長的影響

　　2.3.1 液態(tài)肥施用對水稻株高的影響

　　株高對形成水稻產量群體有重要的意義，植株過高，營養(yǎng)體生長過旺，與生殖生長競爭養(yǎng)分，最終會影響產量；植株過矮，營養(yǎng)體生長不良，不能為生殖生長提供必要的養(yǎng)分，也會降低產量。在一定的程度上可以通過增加施肥量來增加株高和產量，但過度施肥使得株高過高，容易造成水稻倒伏和減產。從總體來看，液態(tài)肥施用下，較低施肥量與較高施肥量相比，株高明顯低于較高施肥，說明在一定的施肥范圍內，水稻株高與施肥量呈正相關。表 6 中可以看出，20d 時不同處理水稻株高已有差異，其中 CK處理最低，僅為 23.8cm,N2 處理最高，達到 35.9cm;20d 后水稻株高增長顯著，但并非一直增長；100d 時，水稻株高為 84.5cm-110.0cm,仍以 CK 株高最低，為 84.5cm,Q1 最高，達到 110.0cm.液態(tài)肥 Q1 與Q2 之間的株高差異不大，這從側面說明施肥量并非越大越好。圖 1中株高變化更為直觀，總體來看，不同處理株高變化可分為三個階段，20d-30d 為快速增長，30d-75d 為緩慢增長，75d-100d 各處理株高變化不大。就株高這一單因素來看，Q1 與 N2 肥效較好，對株高增長的影響顯著。

　　2.3.2 液態(tài)肥施用對水稻葉綠素含量的影響

　　光合作用是水稻葉綠素利用二氧化碳和水把光能轉變成化學能的過程，所以在一定的范圍內，水稻葉片的葉綠素含量和水稻葉片氮素營養(yǎng)、葉片顏色、水稻產量、水稻品質存在著密切關系。水稻對養(yǎng)分的變化反應敏感，為了獲得高產、優(yōu)質的水稻，生產上通過將水稻葉片葉綠素含量變化引起的葉色變化作為營養(yǎng)管理、水稻氮素營養(yǎng)狀況跟蹤和科學施肥判斷的重要指標。而施肥條件將影響葉片中葉綠素 a 和葉綠素 b 的含量，通過影響光合作用進而影響作物產量。表 7 所示為葉綠素含量速測儀所測在液態(tài)肥施用條件下，水稻葉綠素含量的動態(tài)變化，由于光合作用減弱，葉片開始衰老，水稻成熟期時葉綠素含量有所下降，整體來看，水稻葉綠素衰退的時間在移栽后 75d 左右，75d 達到峰值，這種變化趨勢也由于水稻生長過程中，前期作物不斷積累營養(yǎng)，后期由于生理代謝的需要，營養(yǎng)物質不斷地轉化到籽粒中，符合植物生長的源庫流協(xié)調機制。對于同一類液態(tài)肥，施氮量較高的處理其水稻葉綠素含量高于施氮量較低的處理；液態(tài)肥 N2 的水稻葉綠素含量總體要略高于其他處理，移栽 75d時其葉片相對葉綠素含量達到 38.9;CK 處理水稻葉綠素含量減低，說明 CK 處理水稻植株的營養(yǎng)狀況相對較差。

　　圖 2 中可以更直觀地看出液態(tài)肥施用條件下，水稻葉綠素含量的變化，其中 CK 處理的曲線基本一直位于最下方，說明 CK 處理各生育期葉綠素含量均低于液態(tài)肥處理，營養(yǎng)狀況不佳。N2 處理曲線位于最上方，Q2 次之，說明，N2 與 Q2 對水稻葉綠素含量的增加效果顯著，也從側面說明施用液態(tài)肥 N 與液態(tài)肥 Q 的水稻營養(yǎng)狀況較優(yōu)�？傮w來看，葉綠素的變化隨時間分為三個階段，20-30d 為快速增長階段，各液態(tài)肥處理增幅較為一致，CK 處理增幅較低；30d-75d 為緩慢增長階段；75d-100d 為衰退階段。

　　3 結束語

　　綜合上述分析，三種液態(tài)有機肥均表現(xiàn)出很高的肥效，并且對土壤中氮磷養(yǎng)含量的增加、土壤物理化學特性和土壤生理生長有重要影響，具體內容總結如下：

　�。�1）液態(tài)肥對土壤中速效氮和速效磷含量有速進作用，土壤中施用液態(tài)肥后，土壤速效氮和速效磷含量隨施用時間呈先上升后下降趨勢，三種處理中，液態(tài)肥 N2 處理效果最好，液態(tài)肥處理 N 與液態(tài)肥處理 Q 對增加表層土壤速效磷含量效果顯著。

　�。�2）液態(tài)肥對土壤基本物理化學特性有很大影響，三種處理對土壤容重有明顯的減少作用，對三種不同液態(tài)肥處理容重降幅的比較分析發(fā)現(xiàn)，N2,Z2 處理土壤容重整體降幅較大，改良效果較好。就改善孔隙度這一單因素而言，N2 與 Q2 處理最好。

　　（3）液態(tài)肥對水稻生理生長影響顯著，液態(tài)肥施用下，較低施肥量與較高施肥量相比，株高明顯低于較高施肥，說明在一定的施肥范圍內，水稻株高與施肥量呈正相關。液態(tài)肥對葉綠素的影響顯著，水稻葉綠素的變化隨時間分為三個階段，20-30d 為快速增長階段，各液態(tài)肥處理增幅較為一致，CK 處理增幅較低；30d-75d 為緩慢增長階段；75d-100d 為衰退階段。

　　參考文獻

　　[1]梁進，李袁琴，楊平。畜禽養(yǎng)殖廢水處理技術探討[J].四川環(huán)境，2011,30（6）：139-143

　　[2]姜海，雷昊，白璐，等。不同類型地區(qū)畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用管理模式選擇---以江蘇省太湖地區(qū)為例 [J]. 資源科學，2015,12:2430-2440.

　　[3]李寒冰。畜禽養(yǎng)殖的污染現(xiàn)狀及防治對策[J].煤炭與化工，2016,1:158-160.

　　[4]張淑芬。畜禽養(yǎng)殖生產中污水的來源及危害[J].現(xiàn)代畜牧科技，2016,2:148.

　　[5]席天元，劉慶華，雷逢進，等。有機肥液態(tài)施入對番茄產量和品質的影響[J].山西農業(yè)科學，2014,7:697-700.

　　[6]朱昌雄，李瑞波。液態(tài)有機碳肥概述[J].磷肥與復肥，2013,4:16-18.

　　[7]汪紅霞。有機肥施用對土壤有機質變化及其組分影響的研究[D].河北農業(yè)大學，2014.

　　[8]陳秀蓮，魏曉瓊，吳德淼。液態(tài)有機碳肥對蕹菜品質的影響[J].中國果菜，2014,12:67-69.

　　[9]王菲。有機液態(tài)肥對行道樹土壤和地上植物生長的影響[J].黑龍江農業(yè)科學，2015,3:19-22.

　　[10]楊夏孟。有機肥料配合施用對土壤養(yǎng)分、烤煙生長及品質的影響[D].河南農業(yè)大學，2012.

　　[11]馬寧。有機肥腐解過程銅鋅形態(tài)變化及其生物有效性研究[D].西北農林科技大學，2008.