沼液农用综合利用研究进展

尹冬雪，刘 伟，周罕觅，赵 娜，王升升

(1.河南科技大学农业装备工程学院，河南洛阳 471000；2.河南科技大学农学院，河南洛阳 471000)

沼液是沼气厌氧发酵后的产物，因沼气发酵过程中大量的氮、磷、钾、氨基酸、B族维生素和生长素被保留下来，其速效养分含量高，作物可快速吸收利用沼液中的养分，不但能提高作物的产量与品质，还具有一定的防病抗逆作用，是优质的有机肥料[1]。但是大量农业生产实践证明，未被合理利用而被随意排放废弃的沼液将会威胁农村的生态环境，因此，在新农村建设过程中，沼液的农用综合利用是高效消纳沼液的有效途径之一[2]。国内外关于沼液农用的研究较多，但具体分类、系统全面阐述的研究相对较少。基于此，笔者将沼液农用的研究进展进行系统概述，以期为沼液农用相关研究提供参考。

1 沼液农用综合利用途径

1.1肥料

1.1.1叶面喷肥。沼液含有作物生长所需的水溶性营养成分，作为速效水肥适宜用作根外施肥，且作物的喷施效果明显[3-4]。在农业生产中，沼液既可单独用于叶面喷施，又可与农药、化肥、生长剂等混合进行叶面喷施[5]。常健[5]研究表明，沼液在喷施前应进行澄清、过滤处理，施用浓度应根据作物品种、时节、长势和气温而定，一般为600～1 500 kg/hm2。研究显示，叶面喷施沼液后可显著增加叶片厚度，提高作物叶面叶绿素含量，从而增强作物光合作用，提高产量[2]。此外，沼液因能满足作物各生育期所需营养，喷施沼液有促进作物生长平衡，调节作物生长代谢的效果。在果树栽培中，喷施沼液可促进果树花芽分化、保花保果、果实增重，使果品光泽度更好，提高其商品果率[6]。

1.1.2灌溉为主的根部追肥。沼液适用于作物根部追肥，为避免烧坏秧苗，通常沼液与水适当比例混合进行农业灌溉。目前，沼液灌溉的方式主要分为漫灌和沟槽灌溉，随着沼液过滤技术和节水灌溉技术的发展，沼液滴灌易堵的问题得以解决，因此，沼液滴灌可有效促进水肥一体化，提高沼液施肥的精准性[5]。廖诚[7]研究表明，对白菜施加沼液进行根部追肥，白菜产量可达51 850.95 kg/hm2，增产18.5%，增加净产值9 310.50元/hm2。此外，沼液具有促进白菜生长、提早成熟、结球紧实、品质改善及提高商品率的效果。研究表明，设施蔬菜更适用于沼液根部追肥，合理配施可提高有机蔬菜品质、产量及环境效益[5]。

1.1.3有机肥直接还田。研究显示，沼液可提高作物品质与产量，改善土壤酶的活性[8]，因此，沼液可制成固态肥或液态肥直接还田施用。研究表明，沼液中配以适当比例的氨基酸、腐殖酸、黄腐酸及多种生物复合菌体制成的固态有机肥，能够促进作物成熟期，提高作物抗寒、抗盐碱，预防病虫害的能力，提高农作物的综合品质；此外，施用该固态有机肥可使叶菜类蔬菜作物增产20%～30%，油、粮、棉作物增产10%～20%，食用菌增产15%～20%，根块类作物增产15%～25%。液体有机沼肥集沼液和腐殖酸功效于一体，富含营养成分，施用液体沼肥有助于土壤中难溶性氮、磷、钾元素的溶解，从而增强土壤中有机肥的速效性和长久性[5]。

1.1.4改良土壤。研究表明，沼液作为肥料，可增加土壤微生物数量，提高土壤酶活性。冯丹妮等[9]在水旱轮作地施用沼液的试验表明，沼液可以改善农田土壤结构，增加微生物数量，促进土壤微生物的均衡生长，并提高土壤酶活性，增加土壤有机质的含量，降低土壤细菌/真菌值[10]。李轶等[11]研究发现，沼液追施有利于土壤中微生物种群的均匀分布和均衡生长，同时有利于提高土壤磷酸酶的活性，提高土壤呼吸强度。叶旭君等[12]研究表明，连续施用沼液的农田中土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷和速效钾的含量比施用化肥的土壤高，土壤密度下降，孔隙度提高。常健[5]研究表明，施用沼液可显著增加土壤有机质、速效钾、速效磷、氨态氮的含量，且有利于调节土壤pH。由此可见，沼液有利于土壤酶活性的提高和微生物的生长[8]。

1.2养殖与栽培

1.2.1有机饲料。沼液中含有促进畜禽生长的氨基酸、铜、锌、铁等微量元素，可以作为畜禽养殖和淡水养殖的饵料。研究表明，饲料中拌入沼液喂食生猪，可缩短生猪育肥期，促进生猪生长，降低料肉比，喂沼液比喂清水的猪育肥期缩短32 d，日均增重35～129 g/头，料肉比下降12.9%[13]；沼液投入鱼塘，可以提高鱼塘叶绿素含量和浮游生物量，减少溶解氧的消耗，改善水质，提高鱼苗成活率、成鱼品质及单产量[14-15]。研究显示，施用适当沼液的鱼塘，浮游生物数量增长12.1%，含氧量比普通鱼塘高13.8%，水解氮量提高15.5%，铵盐含量提高52.9%，磷酸盐含量增加11.8%，鱼质量增长41.3%[16]。此外，将沼液拌在鸡饲料中喂鸡，可以明显改善鸡的营养发育，增加鸡的体重，提前产蛋期，提高产蛋量，并对粪便有显著的除臭作用。沼液配以精饲料喂兔，可增加兔毛产量。沼液配以饲料喂牛，可促进奶牛产奶量。此外，沼液可以用来饲养蚯蚓，蚯蚓因含高蛋白质和高营养物质可以用作畜禽的饲料添加剂[17]。

1.2.2作为培养基，制备微生物絮凝剂。微生物絮凝剂是微生物代谢的具有絮凝活性的产物，因其无毒、高效、无二次污染的特点而备受人们关注[18]。然而，微生物絮凝剂产生菌的培养基通常以蛋白胨、尿素、酵母膏等作为氮源，以葡萄糖/蔗糖作为碳源，其生产成本较高，一定程度上影响了微生物絮凝剂的推广[19]。沼液因营养丰富，含有大量小分子有机物，有较高的利用价值。裴瑞林[20]利用养猪废水作为产絮菌B-737的廉价替代培养基，使培养基成本降低了90%左右；马放等[19]利用秸秆制备并获得了微生物絮凝剂，并以牛粪沼气发酵的沼液为底物，制取的微生物絮凝剂产率达到4.2 g/L；Zhao等[21]研究表明，利用沼液与传统培养基5∶1进行配比可以获得理想的絮凝率。裴瑞林[20]研究表明，产絮微生物可以有效利用沼液中丰富的碳源、氮源、磷源及其他营养成分进行细胞生长和微生物絮凝剂的合成，这说明以沼液作为产絮微生物的廉价培养基，对于提高微生物絮凝剂产量、絮凝活性及降低其生产成本具有现实意义。

1.2.3无土栽培营养液。无土栽培是用人工化学合成液作营养液替代土壤环境，但营养液制作成本偏高，存在一定的技术难度且不易推广。利用沼液含有的营养成分及微量元素制成无土栽培营养液栽培蔬菜，同样可满足蔬菜作物的营养需求，达到增产效果，同时，沼液用于无土栽培的技术制作流程简单、成本低，更易推广[5]。目前沼液多应用于水培油菜、小白菜和生菜。乔一飞等[22]利用不同浓度沼液，对水培油菜产量及品质的影响研究表明，沼液能够有效提高油菜的品质和产量。吴冬青等[23]研究表明，沼液可以提高快菜的产量，并提高VC、粗纤维和可溶性糖的含量。薛延丰等[24]研究发现，蓝藻沼液作为培养液可明显提高青椒、番茄、黄瓜3种蔬菜的产量。庞天德等[25]利用牛粪发酵液作为蔬菜栽培的营养液，结果表明，沼液的施用不仅可以提高蔬菜产量，还能降低蔬菜发病率，改善蔬菜品质，节约成本[26-27]。

1.3沼液浸种研究显示，沼气微生物的代谢物主要包含3类：主要营养元素氮、磷、钾等，浸种时为种子发芽及幼苗生长提供营养；微量元素钙、铜、铁、锰、锌、钼等，浸种时可渗透到种子细胞内，刺激种子发芽及生长；生物活性物质水解酶、氨基酸、生长素、单糖、赤霉素、腐殖酸、B族维生素以及抗生素等，对作物生长发育具有重要的调控作用。通过浸种，这些物质可激活种子内部的酶，刺激胚细胞分裂，促进细胞生长，缩短种子发芽时间，使种子苗齐苗壮[28]。李保英等[29]研究表明，沼液浸种较清水浸种发芽率提高5%～10%，秧苗叶色深绿、长势好、发病轻、抗逆性强。在同等栽培条件下，经过沼液浸种后的植株病株率减少5%～10%，移栽后植株返青快，分蘖早，生长旺盛，产量可提高5%～8%。董保成等[6]研究表明，沼液浸种可使棉花增产9%～20%，小麦增产5%～7%，水稻增产5%～10%，玉米增产5%～10% 。此外，沼液浸种可提高作物抗逆性，避免低温伤害。种子浸泡吸水后进入萌动状态，外界的温度过低将抑制种子正常的生命活动。然而沼液的温度比清水高，种子处在适温的环境条件下，新陈代谢更加活跃，有利于种子萌芽，提高种子发芽率[16]。综上所述，沼液浸种具有抗寒、抗病、抗逆的作用[30]。

研究显示，沼液可以防治水稻纹枯病、西瓜枯萎病、玉米螟、蚜虫、小麦赤霉病、水稻白叶枯病。用沼液或添加少量农药的沼液喷施苹果和柑橘，可防治蚜虫、红蜘蛛、螨等虫害[33]。夏春龙等[34]研究表明，喷施沼液虫害率比清水处理降低了41.0%。尚斌等[35]研究发现，牛场沼液可显著抑制辣椒和番茄的疫病病菌。刘丰玲等[36]研究结果显示，喷施沼液可有效减轻冬小麦蚜虫和锈病的发病率。曹云等[37]通过提高沼液氨浓度，达到增强土壤疫霉菌的抑制效能。由此可见，沼液对作物的病虫害有较强的防治作用。

2 结语

沼液因营养价值丰富，用途广泛，被广泛应用于农业生产中，但过量、盲目、不当使用沼液，也可能带来一些负面影响。如何处理好沼液安全、高效、再利用与农业环境、农产品品质产量、农民收入之间的关系，成为今后的研究方向。首先，应建立完善的沼液产品施用标准，加强对沼肥的质量监控与管理，尤其要严格控制和监管沼肥的卫生标准，防止抗生素、重金属污染物超标，减少有毒、有害物质的排放，保护农业环境不受破坏；其次，应探索沼液处理的新技术和沼液综合应用的新领域，开发更环保的有机肥料、水培营养液等商品化沼液复合肥，并尽量降低沼液有机肥料成本，使农民有能力、有意愿地使用绿色环保的沼液肥料；再次，将沼液的安全利用纳入农业综合开发建设，使其发展有更多的政策和资金保障，在确保种养均衡发展的前提下，大力推进循环农业的发展，促进生态效益、社会效益和经济效益的和谐发展，推动我国社会主义新农村建设。

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