張磊，吳志勇，徐曉云，吳志堅(jiān)，邱俊，余峰

（江西省畜牧技術(shù)推廣站，江西 南昌 330046）

在農(nóng)業(yè)上，沼液作為一種有機(jī)肥料在改善土壤性能中的應(yīng)用已有悠久的歷史。沼液富含氮、磷、鉀、鈣、鎂、鋅、銅、硼等諸多營(yíng)養(yǎng)成分)，能夠有效改善土壤的理化性質(zhì)和生物學(xué)性狀，豐富土壤的生物種群[1～4]。對(duì)土壤全量養(yǎng)分和速效養(yǎng)分含量的影響，通過(guò)沼肥利用可改善土壤養(yǎng)分供給的狀況[5～6]。對(duì)土壤中抗生素、金屬、硝酸鹽等有毒有害物質(zhì)沒(méi)有生成積累[7～8]。研究結(jié)果也表明，施用沼液后，土壤的銅、鋅、鉛、鎘含量都在國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)[9]。因而施用沼液不僅可以提高作物產(chǎn)量、改善作物品質(zhì)及提高作物抗病性,而且還能夠減少化肥和農(nóng)藥的施用和對(duì)環(huán)境的污染。其次，沼液是病菌極少的衛(wèi)生肥料，利用沼液對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行上噴下施，能有效地減少病原菌和蟲(chóng)害的危害，對(duì)這些病原菌和蟲(chóng)害的傳播感染途徑起到了堵塞的作用[10]。

水芹菜為水生宿根草本植物，是一種生長(zhǎng)在池沼邊、河邊和水田里的水生蔬菜。其根系發(fā)達(dá)、適應(yīng)能力強(qiáng)，對(duì)富養(yǎng)化水具有較好的凈化能力[11]。本文主要研究水芹菜對(duì)沼液的消納、凈化作用及經(jīng)濟(jì)效益。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試作物：水芹(Oenanthe javanica)，俗稱水芹菜，屬傘形科宿根多年生草本水生植物；水稻：采用中稻品種。農(nóng)田4～9月用于種植水稻，10月至次年3月用于種植水芹菜。

1.2 采樣及測(cè)定方法

1.2.1 土壤采樣及檢測(cè)方法。土壤檢測(cè)必須多點(diǎn)采集混合土樣，以沼液出水口處為原點(diǎn)，成s型取5個(gè)樣本點(diǎn)，0～20cm耕作層土壤，混合后檢測(cè)。重金屬測(cè)定方法：GB/T 14506.30-2010硅酸鹽巖石化學(xué)分析法。

1.2.2 水芹菜采樣及檢測(cè)方法。以沼液出水口處為原點(diǎn)，成s型取5個(gè)樣本并混合后送檢。GB/T 5009.15-2003食品中鎘的測(cè)定；GB/T 5009.11-2003食品中總砷及無(wú)機(jī)砷的測(cè)定；GB/T 5009.17-2003食品中總汞及有機(jī)汞的測(cè)定。

1.2.3 沼液采樣及檢測(cè)方法。采取沼液出水口處沼液送檢。沼液檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)參照有機(jī)肥料NY525-2012測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

通過(guò)對(duì)“豬-沼-水芹菜”循環(huán)養(yǎng)殖場(chǎng)中的水芹菜種植基地施用沼液，并對(duì)沼液及施用沼液后作物水芹菜、水稻及土壤中的重金屬含量變化進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)。

2 結(jié)果與分析

2.1 沼液的養(yǎng)分

沼液取自樂(lè)平金園牧業(yè)有限公司商品豬養(yǎng)殖場(chǎng)，經(jīng)檢測(cè)，沼液的基本理化性質(zhì)是：全氮312.5mg/L，全磷 34.3mg/L，全鉀211.1mg/L，氨態(tài)氮178.0mg/L，CODcr 136.7mg/L，pH 9.43。

2.2 沼液中重金屬含量

表1 沼液中重金屬含量的跟蹤檢測(cè)mg/L

在沼液檢測(cè)中，重金屬含量均符合國(guó)家農(nóng)用灌溉標(biāo)準(zhǔn)（GB 5084-2005），其中沼液中的鉛含量為0.0026，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)限值。

2.3 土壤中重金屬含量的檢測(cè)結(jié)果與分析

土壤分析結(jié)果(圖1)顯示：土壤中的重金屬元素含量均符合國(guó)家二級(jí)土壤環(huán)境控制標(biāo)準(zhǔn)。在飼料添加劑中，為加快生豬生長(zhǎng)，一般會(huì)添加銅、鋅等重金屬元素，而部分未消化的銅、鋅會(huì)通過(guò)糞尿排出體外進(jìn)入土壤里，本次檢測(cè)周期內(nèi)，前4份土壤檢測(cè)樣本為沼液灌溉田間樣本，第5份土壤檢測(cè)樣本為該養(yǎng)殖場(chǎng)上游1km處的田間樣本，從未有沼液灌溉。根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比江西省土壤背景值發(fā)現(xiàn)，豬場(chǎng)上游土壤中銅、鋅含量與土壤背景值相接近，而沼液灌溉土壤中的銅、鋅含量明顯高于土壤背景值，初步分析銅、鋅重金屬隨沼液灌溉沉積在土壤中，因本試驗(yàn)周期內(nèi)土壤檢測(cè)銅、鋅重金屬含量均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，對(duì)于長(zhǎng)期沼液灌溉或其他因素導(dǎo)致重金屬含量升高有待于后續(xù)進(jìn)一步研究。

圖1 土壤中重金屬含量的跟蹤檢測(cè)

2.4 水芹菜中重金屬含量的檢測(cè)結(jié)果與分析

有研究表明，蔬菜對(duì)重金屬元素的吸收、累積能力與蔬菜種類、重金屬元素有重要關(guān)系，同種蔬菜對(duì)不同重金屬的吸收也有較大差異，重金屬在蔬菜體內(nèi)各部位的累積狀況不盡相同（薛艷，2005）[12]。在試驗(yàn)周期內(nèi)，重金屬含量值雖有短期波動(dòng)，但總體含量累積呈上升趨勢(shì)，說(shuō)明長(zhǎng)期施用沼液后，重金屬在水芹菜中的累積呈上升趨勢(shì)。在周期試驗(yàn)內(nèi)，重金屬汞、砷未檢出，重金屬鉛略高于國(guó)家蔬菜標(biāo)準(zhǔn)，其它重金屬的含量均符合國(guó)家蔬菜標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)檢測(cè)，沼液中重金屬鉛的含量較低，分析水芹菜新型人工濕地對(duì)土壤中鉛的富集能力較強(qiáng)。

圖2 水芹菜中重金屬含量的跟蹤檢測(cè)

2.5 水稻中重金屬含量的檢測(cè)結(jié)果與分析

表2 水稻中重金屬含量的跟蹤檢測(cè)mg/kg

對(duì)于輪作的水稻中重金屬含量數(shù)據(jù)（表2）表明：秸稈及稻谷中鉛、鉻的含量高于最高留限值，鎘的含量正好為最高留限值0.2mg/kg。有研究表明，目前我國(guó)受鉛（Pb）、鎘（Cd）污染的耕地面積超過(guò)耕地總面積的20%，稻谷是農(nóng)作物中較易吸收重金屬的作物[13～16]。而對(duì)全國(guó)稻谷抽檢結(jié)果表明，有近1/4市場(chǎng)銷售稻米鉛超標(biāo)，1/5市場(chǎng)銷售稻米鎘超標(biāo)[17]。本次試驗(yàn)周期為一年，輪作水稻為一季，對(duì)于水稻中鉛、鎘含量的超標(biāo)有待進(jìn)行多次檢測(cè)分析。同時(shí)，稻谷鉛、鎘的含量要高于秸稈中的含量，可能是鉛、鎘易在作物果實(shí)內(nèi)積累的原因造成。對(duì)比生長(zhǎng)期較長(zhǎng)的水稻和生長(zhǎng)期較短的水芹菜，除兩者均未檢測(cè)到的汞外，水稻中鉻、鎘、銅、鋅重金屬的含量均要高于水芹菜，分析可能是生長(zhǎng)周期越長(zhǎng)的作物，對(duì)施用沼液后土壤中重金屬的富集作用越明顯，導(dǎo)致作物中的重金屬含量越高的原因，也有可能是不同作物品種對(duì)重金屬的富集差異較大所致。

2.6 沼液種植水芹菜測(cè)產(chǎn)結(jié)果

2015年3月，根據(jù)試驗(yàn)方案，組織省、市相關(guān)專家進(jìn)行水芹菜現(xiàn)場(chǎng)測(cè)產(chǎn)工作。經(jīng)專家現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，利用沼液種植水芹菜單茬產(chǎn)量平均為7 007±732.8 kg/0.067hm2,每0.067hm2年產(chǎn)水芹菜14t。該基地水芹菜面積總計(jì)為21.3hm2，按每季收獲2茬計(jì)，年產(chǎn)水芹菜總計(jì)可達(dá)4 473t。

3 “豬-沼-水芹菜”經(jīng)濟(jì)模式及其效益分析

3.1 “豬-沼-水芹菜”循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式

為解決沼液排放對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的污染，該場(chǎng)經(jīng)過(guò)多年探索，綜合利用當(dāng)?shù)厮锓N植水芹菜，水田4～9月用于種植水稻，10月至次年3月用于種植水芹菜。沼液是一種原生態(tài)的液體肥料，含有豐富的氮、磷、鉀、氨基酸、蛋白質(zhì)、鈣、硼、硒、鋅、維生素、赤霉素、丁酸、吲哚乙酸等豐富的營(yíng)養(yǎng)元素及抗生素，在為作物提供營(yíng)養(yǎng)的同時(shí)也有著殺菌、殺蟲(chóng)的功效，是發(fā)展有機(jī)種植農(nóng)業(yè)的最佳肥料和生物農(nóng)藥。該場(chǎng)利用沼液種植水芹菜，既減少化肥的使用，又免去農(nóng)藥的使用，實(shí)現(xiàn)有機(jī)蔬菜的生產(chǎn)。

水芹菜種植方式：水芹菜在9～10月進(jìn)行移栽，年前收獲第一茬。3～5月收獲第二茬。利用沼液種植的水芹菜，大小勻稱、青綠無(wú)渣、無(wú)絲嫩脆、口感好、香氣濃，深受客戶青睞。樂(lè)平金園牧業(yè)有限公司總種植面積21.3hm2，有效的解決了近300名農(nóng)村勞動(dòng)力的就業(yè)。綜合利用豬場(chǎng)沼液發(fā)展水芹菜種植業(yè)，發(fā)展“豬-沼-菜”三位一體的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，使沼液成為了農(nóng)民致富的法寶。

3.2 效益分析

3.2.1 經(jīng)濟(jì)效益。水芹菜在8～9月進(jìn)行移栽，年前收獲第一茬，0.067 hm3產(chǎn)量為7 007 kg，凈菜率為70%，平均售價(jià)5元/kg，收益約2.45萬(wàn)元。3～5月收獲第二茬，平均產(chǎn)量約7 007kg，凈菜率為70%，平均售價(jià)1.5元/kg，收益約1.05萬(wàn)元。每0.067hm2年產(chǎn)值為3.18萬(wàn)元，該示范基地種植面積將近21.3 hm3，年產(chǎn)值達(dá)1 020萬(wàn)元;在節(jié)省化肥及農(nóng)藥方面，該場(chǎng)以種植水芹菜為主，輪作一季水稻，據(jù)測(cè)算平均每年可節(jié)約化肥200kg左右，按每噸復(fù)合肥3 000元計(jì)算，每0.067hm2化肥需600元左右，基地種植面積達(dá)21.3hm2，可節(jié)約19萬(wàn)元/年。

3.2.2 社會(huì)和生態(tài)效益。采用水芹菜新型人工濕地模式，加大對(duì)有機(jī)廢物的治理和綜合利用,調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局和產(chǎn)品結(jié)構(gòu),以更少的資源消耗、更低的環(huán)境污染,使有限的農(nóng)業(yè)自然資源能夠持續(xù)利用，對(duì)實(shí)現(xiàn)“實(shí)干興贛、綠色崛起”目標(biāo)要求具有深遠(yuǎn)而重大的意義。

樂(lè)平金園牧業(yè)有限公司年出欄商品豬2萬(wàn)頭，年產(chǎn)生沼液約5.4萬(wàn)m3，沼液中含有COD、氨氮、總磷約160t、15t和2.5t，不經(jīng)有效處理直接排放會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染?；啬戤a(chǎn)水芹菜4 473t，根據(jù)陳微[18]、吳志勇[19]等研究結(jié)果推算，每年種植水芹菜消納的沼液為2.36萬(wàn)m3，可以消納COD、氨氮、總磷約 70t、6.6t、1.09t。同時(shí)，公司采用“豬-沼-水芹菜”循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，有效解決化肥、農(nóng)藥對(duì)土壤的侵蝕和所造成的環(huán)境污染，增加了土壤養(yǎng)分和能量循環(huán)，提高了土壤保持養(yǎng)分和保持水的能力，彌補(bǔ)了礦物肥料的空缺增加生物種群的多樣化，維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4 討論與結(jié)論

4.1 施用沼液的土壤中的鉛、鉻、汞、砷、銅、鋅等重金屬含量經(jīng)跟蹤監(jiān)測(cè)均符合《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 15618-2008）的國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其中，采集的豬場(chǎng)上游田間土壤樣本中銅、鋅重金屬含量值低于沼液灌溉土壤的含量值，說(shuō)明沼液中銅、鋅重金屬在土壤中存在累積作用。但由于沼液成分的復(fù)雜性和土壤重金屬在土壤中的富集效應(yīng)和隱蔽效應(yīng)，因此，未來(lái)沼液在長(zhǎng)期施用的過(guò)程中產(chǎn)生的重金屬?gòu)?fù)合污染效應(yīng)在土壤和作物重金屬含量的影響還需進(jìn)一步探究。

4.2 本研究對(duì)沼液、水芹菜產(chǎn)品等進(jìn)行跟蹤檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，鉛、鎘、鉻、汞、砷5種重金屬含量均低于《食品中污染物限量》（GB 2762-2012）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，沼液中鉛的含量為0.0026，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)限值，土壤中的重金屬鉛含量低于《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 15618-2008）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，但水芹菜中鉛含量卻略高于《食品中污染物限量》（GB 2762-2012）標(biāo)準(zhǔn)，分析水芹菜本身可能對(duì)重金屬鉛有一定富集能力，但富集機(jī)理尚不明確，有待后續(xù)試驗(yàn)跟蹤分析。

4.3 在“沼液-水芹菜-水稻”輪作模式中，對(duì)于生長(zhǎng)周期更長(zhǎng)的水稻而言，由于水稻對(duì)重金屬的富集作用造成了部分重金屬含量明顯要高于水芹菜，且鉛、鎘、鉻重金屬存在不同程度的超標(biāo)現(xiàn)象，分析認(rèn)為“沼液-水芹菜-水稻”輪作模式值得進(jìn)一步研究與推敲。

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