張麗萍，孫國峰，王子臣，宗焦，周煒，盛婧

（江蘇省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種養(yǎng)結合重點實驗室，南京 210014）

隨著我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)的集約化和規(guī)?；l(fā)展，畜禽糞污產(chǎn)生量迅速增加。據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部統(tǒng)計測算，全國每年畜禽糞便產(chǎn)生量約38 億t，綜合利用率只有60%左右。畜禽養(yǎng)殖業(yè)所排放的總氮（TN）占農(nóng)業(yè)源排放量的42%，是農(nóng)業(yè)面源污染的主要來源之一，因此畜禽糞污的無害化處理和資源化利用是我國生態(tài)文明建設的緊迫任務和重要內(nèi)容[1-4]。我國的沼液年產(chǎn)量已超過16 億t[5-6]，然而受制于種養(yǎng)剝離的現(xiàn)狀，養(yǎng)殖場周邊配套的農(nóng)田面積十分有限，生產(chǎn)過程中往往為消納沼液而過量施用，造成水稻生長受抑制，如分蘗受限、結實率低等。目前國內(nèi)外對沼液過量施用的安全風險研究主要集中在環(huán)境安全評價，如水環(huán)境風險、土壤重金屬和抗生素累積[7-9]等，對影響水稻生長的限制因子的研究尚未見報道。本文通過研究不同濃度沼液對水稻秧苗生長的影響，旨在明確沼液施用條件下水稻秧苗生長的主要限制因子和沼液施用濃度閾值，為提升稻田沼液施用條件下水稻秧苗生長的安全性和沼液的合理、精準施用提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗用沼液取自位于泰州市的江蘇洋宇生態(tài)農(nóng)業(yè)有限公司養(yǎng)殖豬場，沼液經(jīng)黑膜發(fā)酵后進入貯存池貯存20 d 后施用。沼液原液TN 含量為630 mg·L-1，TP 含量為63 mg·L-1，TK 含量為316 mg·L-1，其中N-N 含量占TN 的84%以上。試驗用土壤取自江蘇常州新北水稻土，土質(zhì)為砂質(zhì)壤土，土壤pH 為6.45，有機質(zhì)含量為29.1 g·kg-1，全氮含量為1.16 g·kg-1，速效磷含量為13.1 mg·kg-1，速效鉀含量為122.9 mg·kg-1。

1.2 試驗設計

1.2.1 沼液濃度梯度試驗

盆缽試驗于2020年7月下旬在網(wǎng)室大棚內(nèi)進行。盆缽直徑30 cm，高30 cm，每個盆缽裝土厚度20 cm，裝土量為10 kg。依據(jù)水稻需N量，試驗盆缽設置7個處理：CK、常規(guī)施化肥（F）、BS1、BS2、BS3、BS4 和BS5，具體施肥量如表1所示。水稻品種為南粳46，種子經(jīng)消毒后育秧，取秧齡20 d、長勢相近的壯苗移栽至盆缽，每盆3 穴，每穴3 株。每個盆缽灌溉量為7.7 L，灌溉水層高度為5 cm。

NH+4-N 和電導率兩個單因素試驗在實驗室培養(yǎng)箱內(nèi)進行。NH+4-N 溶液用氨水溶液配制，設置82、164、246、410、574 mg·L-15 個濃度處理；EC 溶液用分析純KCl配制，設置2、3、4、5、6 mS·cm-15個梯度處理，不施肥和常規(guī)施化肥處理為對照。水稻種子經(jīng)消毒后育秧，同樣取秧齡20 d、長勢相近的壯苗移栽至小盆缽。小盆缽直徑11 cm，高13.5 cm，每個盆缽裝土600 g，水層高度5 cm。人工氣候箱培養(yǎng)參數(shù)為：光照12 h/28 ℃，黑暗12 h/22 ℃，光照強度350μmol·m-2·s-1。

1.3 取樣與測定

水稻移栽后，分別在灌溉后的0、1、3、5、7 d 和10 d 收集田面水和土壤溶液，測定氮素含量和EC 值。第10 d 采收秧苗，測定鮮質(zhì)量、株高和根系黃化率等指標，每個處理4 個重復。水稻秧苗收獲后用濾紙拭干水分，稱量鮮質(zhì)量并測量株高；將水稻主根系大于1/2 變?yōu)辄S色的定義為黃色根系，記錄每株水稻幼苗的黃色主根數(shù)，再調(diào)查每株幼苗總主根數(shù)，計算黃色根系的比例[10]。TN 和NH+4-N 采用連續(xù)流動分析儀（SAN++System，SKALAR，Netherlands）測定。EC 值使用精密電導率儀（DDS-307A，上海雷磁）測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016 和SPSS 17.0 進行數(shù)據(jù)整理統(tǒng)計分析和相關性分析，多重比較采用Duncan 法，相關性分析采用Pearson法。采用Excel 2016做圖。

2 結果與分析

2.1 秧苗生長指標

秧苗鮮質(zhì)量、株高均呈現(xiàn)隨著沼液濃度增加而降低的趨勢（圖1）。具體來看，等N 量沼液替代化肥施用（BS1）對秧苗生長最有利，生物量較化肥（F）處理增加35.8%，BS2 處理次之，生物量增加15.2%。BS3、BS4 和BS5 處理的秧苗生物量較F 處理分別降低了9.64%、6.06%和35.5%，其中，BS5 與F 處理間生物量差異顯著。沼液濃度對秧苗株高影響程度低于生物量，BS1 處理的株高顯著高于其他處理，較F 處理提高了8.93%。而BS3、BS4 和BS5 處理秧苗株高較F 處理均有不同程度降低，降幅達3.21%～15.7%，其中，BS4、BS5與F處理間株高差異顯著。

秧苗根系黃化率與秧苗鮮質(zhì)量、株高的規(guī)律相反，呈現(xiàn)隨著沼液濃度增加而升高的趨勢。具體來看，秧苗根系黃化率受沼液濃度影響較大，BS1、BS2處理秧苗根系黃化率與F 處理間無顯著性差異，其中BS1 處理秧苗根系黃化率略低于F 處理；而BS3、BS4和BS5 處理根系黃化率均顯著高于F 處理，分別提高了28.1%、46.9%和96.9%（P＜0.05）。由此可見，高濃度沼液會對水稻秧苗生長產(chǎn)生明顯的抑制作用。

2.2 田面水和土壤溶液中TN和NH+4-N濃度變化

2.3 田面水和土壤溶液的EC值變化

圖3 表明，與不施肥處理相比，施用沼液后會增加田面水和土壤溶液EC 值。沼液施用當天，田面水的EC值隨著沼液施用量的增加而增加。隨著施用時間延長，中高濃度沼液施用后田面水EC 值呈現(xiàn)迅速下降的趨勢。具體來看，除BS1外，BS2到BS5處理的田面水EC 值均大幅下降，分別從初始的2.55～5.39 mS·cm-1下降到施用后10 d 的1.83～2.27 mS·cm-1，降幅達28.2%～57.9%。土壤溶液EC 值隨著施用時間的延長則變化較小，低量沼液施用處理土壤溶液EC 值呈現(xiàn)略有增加的趨勢，而高量沼液施用處理土壤溶液EC值變化表現(xiàn)為緩慢下降趨勢，BS2到BS5處理沼液施用當天的土壤溶液EC 值分別為2.20～5.10 mS·cm-1，施用10 d后EC值為3.03～4.01 mS·cm-1。

2.4 秧苗鮮質(zhì)量與NH+4-N等指標相關性分析

秧苗鮮質(zhì)量與土壤溶液EC 值可用y=-0.514 9x+5.118 2（n=5，R2=0.920 4）方程來擬合，以常規(guī)施肥秧苗鮮質(zhì)量為參照，擬合結果表明，水稻秧苗對土壤溶液EC 值的最大耐受值為3.2 mS·cm-1，與聯(lián)合國糧農(nóng)組織公布的數(shù)據(jù)相近。同時，土壤溶液EC 值與施用的沼液EC值也呈現(xiàn)顯著正相關關系，可用y=0.330 6x+2.152 4（n=5，R2=0.958 0）方程來擬合，由此擬合結果推測，水稻秧苗對沼液EC 值的最大安全耐受閾值為3.3 mS·cm-1。

2.5 秧苗生長主要限制因子分析

3 討論

3.1 影響水稻生長的限制因子

3.2 沼液安全施用閾值

4 結論