通过对我省各地沼液沼渣进行取样检测,客观分析沼液沼渣中钠离子的含量,探讨沼液沼渣资源化利用对土壤盐渍化可能存在的影响。结果表明,沼渣中钠离子平均含量为0.113%,沼液中钠离子平均含量为0.016%,沼液沼渣资源化利用存在促进土壤次生盐渍化的潜在风险,依据测算结果,提出控制单位耕地面积沼液沼渣用量、从源头控制土壤中钠离子累积量的建议措施。 Through sampling and testing biogas slurry and biogas residues of Zhejiang province, we have analyzed objectively the sodium content of biogas slurry and biogas residues and explored the possible effects of resource utilization of them on soil salinization. The mean contents of sodium ion in biogas slurry and biogas residues were 0.113% and 0.016% respectively. It shows that the resource utilization of biogas slurry and biogas residues can be used to promote the poten-tial risk of secondary salinization of soil. According to the calculation results, the proposed measures of controling biogas slurry and biogas residues consumption in unit cultivated land area were proposed to control the amount of sodium ion accumulation in soil from the source control unit.
沈月1,叶波2,陆若辉1*
1浙江省农业技术推广中心,浙江 杭州
2浙江省农业生态能源办,浙江 杭州
收稿日期:2018年1月3日;录用日期:2018年1月18日;发布日期:2018年1月25日
通过对我省各地沼液沼渣进行取样检测,客观分析沼液沼渣中钠离子的含量,探讨沼液沼渣资源化利用对土壤盐渍化可能存在的影响。结果表明,沼渣中钠离子平均含量为0.113%,沼液中钠离子平均含量为0.016%,沼液沼渣资源化利用存在促进土壤次生盐渍化的潜在风险,依据测算结果,提出控制单位耕地面积沼液沼渣用量、从源头控制土壤中钠离子累积量的建议措施。
关键词 :沼液沼渣,钠离子,次生盐渍化
Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc.
This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY).
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
次生盐渍化又称“次生盐碱化”,是指由于不合理的耕作灌溉而引起的土壤盐渍化过程,不仅直接危害作物的正常生长,而且也易引发其他相关生产问题。随着设施栽培面积的逐年加大,我国是世界上土壤盐渍化为害最为严重的国家之一,盐渍土总面积据估计 [
沼液沼渣是农作物秸秆、养殖污水、人畜粪尿、厨余垃圾等有机废弃物经沼气池厌氧发酵产生沼气后的残余物。沼液沼渣肥用可以增加土壤有机质含量,可以减少化肥用量 [
主要考虑区域位置、经济条件和畜禽养殖量等因素,选择具有代表性的衢州市龙游县、衢江区、江山市,金华兰溪市、婺城区,杭州余杭区、丽水莲都区、绍兴上虞市、嘉兴桐乡市等10个县(市、区),累计采集样品60个,沼渣、沼液样品各30个。
参照NY525有机肥料标准中的试样处理方法 [
分析测试仪器:热电ICP 6000。
沼渣沼液中钠离子含量见表1。
分析结果可得表2,沼渣中钠离子含量主要分布在0.1%~0.15%,平均含量为0.113%;沼液中钠离子含量主要分布在0.01%~0.025%,平均含量为0.016%;沼渣中钠离子含量是沼液中的10倍。
鉴于运输成本问题,沼液使用多存在一定的区域限制,能使用沼液、沼渣的田块,一般处于多年持续使用状态。依据相关资料 [
沼渣 | 沼液 | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
样品 | 钠离子含量 | 样品 | 钠离子含量 | 样品 | 钠离子含量 | 样品 | 钠离子含量 | |
1 | 0.184 | 16 | 0.123 | 1 | 0.012 | 16 | 0.009 | |
2 | 0.082 | 17 | 0.135 | 2 | 0.020 | 17 | 0.013 | |
3 | 0.060 | 18 | 0.098 | 3 | 0.028 | 18 | 0.018 | |
4 | 0.176 | 19 | 0.106 | 4 | 0.008 | 19 | 0.016 | |
5 | 0.103 | 20 | 0.067 | 5 | 0.011 | 20 | 0.013 | |
6 | 0.059 | 21 | 0.101 | 6 | 0.018 | 21 | 0.022 | |
7 | 0.127 | 22 | 0.065 | 7 | 0.011 | 22 | 0.009 | |
8 | 0.110 | 23 | 0.106 | 8 | 0.009 | 23 | 0.017 | |
9 | 0.108 | 24 | 0.111 | 9 | 0.021 | 24 | 0.021 | |
10 | 0.083 | 25 | 0.134 | 10 | 0.023 | 25 | 0.027 | |
11 | 0.112 | 26 | 0.147 | 11 | 0.026 | 26 | 0.010 | |
12 | 0.099 | 27 | 0.142 | 12 | 0.020 | 27 | 0.013 | |
13 | 0.106 | 28 | 0.137 | 13 | 0.021 | 28 | 0.009 | |
14 | 0.123 | 29 | 0.133 | 14 | 0.016 | 29 | 0.009 | |
15 | 0.156 | 30 | 0.085 | 15 | 0.014 | 30 | 0.010 | |
平均 | 0.113 | 平均 | 0.016 | |||||
表1. 沼液沼渣中钠离子含量 (单位:%)
沼渣 | 钠离子含量 | ≤0.05% | 0.05%~0.10% | 0.10%~0.15% | ≥0.15% |
---|---|---|---|---|---|
样品数/个 | / | 9 | 17 | 4 | |
沼液 | 钠离子含量 | 0.005%~0.010% | 0.010%~0.015% | 0.015%~0.025% | ≥0.025% |
样品数/个 | 6 | 9 | 12 | 3 |
表2. 沼液沼渣中钠离子含量区间分布
作物 投入 时间 | 水稻 | 小麦 | 油菜 | 花椰菜 | 番茄 | 辣椒 | 西瓜 | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1年 | 沼液kg | 30,000 | 30,000 | 4000 | 5000 | 5500 | 13,000 | 10,000 |
沼渣kg | 100 | 100 | 1000 | 1500 | 2500 | 5000 | 2500 | |
所含Na+ g | 4913 | 4913 | 1770 | 2495 | 3705 | 7730 | 4425 | |
折算为NaCl g | 12,496 | 12,496 | 4501 | 6346 | 9424 | 19,664 | 11,255 |
表3. 农田钠离子投入量测算
以连续5年使用沼液、沼渣测算钠离子累计投入量,水稻、小麦、油菜、花椰菜、番茄、辣椒、西瓜按表3所示投入沼渣、沼液的量测算,5年每666.7 m2耕地累计投入钠离子分别为24,565 g、24,565 g、8850 g、12,475 g、18,525 g、38,650 g、22,125 g,相当于62,480 g、62,480 g、22,505 g、31,730 g、47,120 g、98,320 g氯化钠所含钠离子的量。
1) 沼液沼渣资源化利用存在促进土壤次生盐渍化的潜在风险。钠离子在土壤中累积导致的盐渍化,由于表象上分析存在pH不发生变化的可能,甚至可能会趋向中性,因此容易被忽视。但土壤溶液中的钠离子浓度高,会直接导致土壤胶体上交换性钠离子百分率偏高,有研究表明 [
2) 沼液沼渣资源化利用可能会影响植物的生长发育。钠离子过多会破坏叶绿素,影响植物的光合作用与生长发育。植物细胞里的钠离子浓度过高时,细胞膜上原有的钙离子就会被钠离子所取代,使细胞膜出现微小的漏洞,膜产生渗漏现象,导致细胞内的离子种类和浓度发生变化,核酸和蛋白质的合成和分解的平衡受到破坏,从而严重影响植物的生长发育,直至死亡。
3) 鉴于沼液沼渣肥用对土壤盐渍化影响的研究尚不成熟,大多数的生态消纳着眼于沼液沼渣具有一定肥效的直接功能性,对潜在的副作用尚无有效手段,笔者对沼液沼渣的肥用提出以下两点建议:
一是应制订施用标准。沼液沼渣的资源化利用是实现化肥减量、解决养殖制约因子的最直接和有效的途径,但有必要研究提出各类农作物品种、不同土壤种类、不同降雨条件下的沼液沼渣的适宜施用量、施用方法等,制订沼液沼渣施用的指导标准,将沼液沼渣融入农业生产的肥料体系之中。根据浙江以二熟制为主导的种植模式,建议每年同一田块最多只能有一季作物使用沼液沼渣,并且最好在雨季前半个月使用,有利于利用雨季降低土壤中钠离子的累积量。
二是单位耕地面积用量必须受限。过度施用沼液势必增加土壤被污染、被盐渍化的风险,应规定单位面积的土地、一定时期内沼液沼渣肥用的最大量,即用量必须受限。尤其在葡萄、柑橘、茶叶等多年生作物栽培区域,十分有必要限值沼液沼渣的用量,鉴于沼渣的钠离子含量是沼液的10倍,建议多年生作物限用沼渣作为肥料。
沈月,叶波,陆若辉. 沼液沼渣资源化利用对土壤次生盐渍化的潜在影响 Potential Effects of Biogas Slurry and Biogas Residues Resource Utilization on the Secondary Salinization of Soil[J]. 土壤科学, 2018, 06(01): 22-26. http://dx.doi.org/10.12677/HJSS.2018.61003