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文檔簡介
1、面對沼氣工程普遍化和規(guī)?;?沼液的合理處置顯得尤為重要,目前已建或在建的大中型沼氣工程中,絕大多數(shù)的沼液采取就近農(nóng)地消納,僅有極少部分采用環(huán)保達標(biāo)排放。經(jīng)過厭氧發(fā)酵后產(chǎn)生的沼液中仍然含有大量的化學(xué)需氧量(COD)、總氮(TN)、氨氮(NH4+-N)、總磷(TP),加上沼液還田缺乏相應(yīng)的技術(shù)指導(dǎo),不合理的沼液灌溉將給作物安全和土壤環(huán)境帶來一定的壓力。本論文采用盆栽試驗,研究水稻(Oryzasativa)、萵筍(Lactucasatiua)
2、、黑麥草(Loliunperenne)三種不同利用方式下,沼液還田對作物產(chǎn)量、安全性的影響,探討不同施灌水平對土壤、上覆水和下滲水的影響,評價沼液還田的環(huán)境效應(yīng),為了解農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)消解沼液潛力提供理論和技術(shù)依據(jù)。
沼液還田可以顯著提高作物產(chǎn)量。水稻增產(chǎn)率為29.84%~112.69%,萵筍增長率為67.39%~88.24%,黑麥草鮮草增產(chǎn)率為53.04%~96.64%,干草增產(chǎn)率為13.04%~19.03%。但值得注意的是
3、,植物產(chǎn)量并沒有隨著沼液灌溉強度的增加而持續(xù)增長,高施灌水平的沼液反而會阻礙作物生長,降低作物產(chǎn)量,因此沼液還田的用量必須控制在適當(dāng)范圍。
沼液還田對植物硝酸鹽的影響不大,萵筍、黑麥草植株體內(nèi)的硝酸鹽遠遠低于國家標(biāo)準限值.植物可食部分重金屬均未超過國家限量標(biāo)準,但高施灌水平已造成沼液中重金屬在植物體內(nèi)累積,水稻As含量和萵筍的Pb含量均接近國家限量標(biāo)準,存在安全風(fēng)險;而黑麥草遠遠低于標(biāo)準限量,所用沼液的量尚不足以造成黑麥草
4、重金屬污染。在保證作物安全的前提下,以消納最大量沼液為目標(biāo),水稻單季施灌量應(yīng)控制在2970m3/hm2以內(nèi),萵筍單季施灌量應(yīng)控制在1584m3/hm2以內(nèi),黑麥草單季施灌量應(yīng)控制在2112m3/hm2以內(nèi)。
不同土地利用方式下,沼液還田對土壤的理化性質(zhì)影響不同,在淹水環(huán)境下,沼液提高了土壤的pH值,在旱地耕作方式下,施灌沼液處理pH有所下降,但總體變化不大。沼液還田方式能有效提高土壤中養(yǎng)分元素含量,改善土壤肥力,在三種土地
5、利用方式下,盆栽試驗表層土壤中的有機質(zhì)、N素、P素均出現(xiàn)增長趨勢,特別是硝態(tài)氮的累積明顯,并隨著沼液灌溉強度的增大而增大。
沼液還田處理會使表層土壤中Cu、Zn、Pb、Cd、As等重金屬出現(xiàn)一定的增長,但單季施灌沼液不會導(dǎo)致重金屬含量超過國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準的限量范圍,沼液中重金屬在土壤中累積風(fēng)險較小,所用沼液灌溉量尚不足以對土壤安全造成威脅。盆栽試驗中,水稻單季施灌3960m3/hm2處理、萵筍單季施灌2112m3/hm
6、2處理和黑麥草單季施灌2112m3/hm2處理均符合要求。沼液農(nóng)田消解利用的適宜用量及施用周期,有待進行長期定位研究。
施灌沼液對水稻上覆水的影響很小,各處理上覆水pH變化不大,COD、N素、P素在經(jīng)過一個波動變化以后在水稻生長后期趨于逐漸趨于平衡,和對照保持一致。上覆水中重金屬元素含量在整個生長過程中變化不大,且含量很低,單季施灌沼液不會對水稻地表徑流造成污染。
施灌沼液對下滲水的影響明顯,水稻盆栽試驗中,
7、高處理的養(yǎng)分淋溶嚴重,超出水稻生態(tài)系統(tǒng)承受范圍,COD、TN、氨氮、硝態(tài)氮、TP、DP在第8次灌溉后,均出現(xiàn)大幅度增長趨勢。旱地耕作方式下,萵筍、黑麥草高施灌處理下滲水中的養(yǎng)分含量也明顯高出對照,對水環(huán)境造成威脅。施灌沼液對下滲水中重金屬含量也有一定的影響,但在被試植物的整個生長過程中,各處理下滲水Cu、Zn、Pb、As的含量均遠遠低于地下水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(GB/T14848-93),而Cd的含量偏高可能與沼液本底值有關(guān)。在保證上覆水和下
8、滲水安全的前提下,以消納最大量沼液為目標(biāo)水稻單季施灌量應(yīng)控制在2970m3/hm2以內(nèi),萵筍單季施灌量應(yīng)控制在1320m3/hm2以內(nèi),黑麥草單季施灌量應(yīng)控制在1320m3/hm2以內(nèi)。
在本試驗條件下,從沼液還田的角度出發(fā),以環(huán)境安全最大承載量為首要目標(biāo),以植物安全最大承載量為第二目標(biāo),水稻單季施灌量應(yīng)控制在2970m3/hm2以內(nèi),萵筍單季施灌量應(yīng)控制在1320m3/hm2以內(nèi),黑麥草單季施灌應(yīng)控制在1320m3/hm
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