随着种植业和养殖业的集约化和规模化发展,沼气工程成为畜禽养殖场粪便及其养殖污水处理和循环利用的重要环节之一21。连续、大量的沼液如不能及时消纳,会对环境造成二次污染3-4。沼液的及时消纳已成为制约沼气工程发展的限制性因素。沼液中含有氮磷钾和中微量元素,已有大量研究探讨了沼液替代化肥后对土壤养分供应和对植物生长的影响5-7。沼液中不仅含有植物所需要的养分元素,还包含多种生理活性物质(吲哚乙酸、赤霉  素、细胞分裂素)和抗生素(喹啉酮类),具有促进生长、抑菌、刺激、提高抗逆性等功效。


养殖过程中作为饲料添加剂的重金属元素通过饲料一畜禽一粪便一沼液一土壤一植物的途径,导致沼液施用存在使土壤和农产品重金属积累的潜在风险:刘思辰9分析了******约100个沼液样品中重金属的含量,认为猪粪沼液重金属含量高于牛场沼液,沼液中Hg和Cd超标的风险较大;李尧琴对重庆市5个养猪场的沼液检测发现,沼液中As严重超标,Hg和Cd轻微超标;赵麒淋的研究表明施用沼液增加土壤中Cd,Cr,Hg含量和玉米籽粒中Cd,Cr,Pb含量。

沼气工程的原料、工艺等不同会导致沼液的养


分、重金属含量也不同;而不同作物的需肥规律和需肥量也各不相同。因此不同原料的沼液应用于不同的作物,其效果不同。本文通过对长期施用沼液的土壤进行采样分析,研究施用沼液对土壤养分和重金属含量、农产品的重金属含量的影响,以期为沼液的安全利用、降低土壤被重金属污染的风险提供参考依据。


材料和方法


1.1试验地点


2016年9月19日采集山东省烟台蓬莱市刘家沟镇从未施用沼液的苹果种植基地(A)、山东省烟台蓬莱市刘家沟镇园艺场苹果种植基地(B)、山东烟台蓬莱市北沟镇徐家集村葡萄种植基地(C)以及冬天沼气工程中直接浇灌沼液的自留土地(D)的土壤样品。

所施沼液为山东烟台某沼气工程鸡粪沼液。其理化性质见表


各采样点沼液施用情况:

B:面积50亩,土地平整,连续施用沼液8年,沼液施用量为开花前5m3·677m-2,谢花后7

67m-2,果实膨大期前5m3·677m-2,采果后

3·67m2,共22m3·677m2。全年不施用有机肥,只在果实膨大期时施用高钾水溶肥料15g·677m-

C:面积466667m2,土地平整,连续施用沼液8年,3月初~11月底结合浇水,每隔半个月施用沼液一次,同时施用水溶肥料。全年施用沼液量约10m3·677m-2,葡萄采摘后施用有机肥1t·677m-2。

D面积66667m2,土地平整,玉米生长期间根据墒情大水漫灌;玉米收获至第2年种植前,连续多次采用大水漫灌至土壤饱和含水量。连续施用沼液8年,全年沼液的施用量约50m3·677m2。


1.2样品的采集与测定


采样点的确定:以连续平整的约677m2土地为采样单元,采用对角线布点,采集5个土样,混匀。A,B,C,D共4个采样单元,分别采集0~20cm,2040cm和40~60cm深的土样,共12个样品。

采样后放置于阴凉处风干。然后分别测定其速