全 文 ：中国生态农业学报 2012年 2月 第 20卷 第 2期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Feb. 2012, 20(2): 163−168


* 江苏省农业科技自主创新资金[cx(09)623]和农业废弃物资源化工程技术研究中心开放课题资助
** 通讯作者: 常志州(1957—), 男, 博士, 研究员, 主要研究方向为农业固体废弃物资源化利用。E-mail: czhizhou@hotmail.com
吴华山(1978—), 男, 硕士, 助理研究员, 主要从事农业废弃物资源化利用方面的研究。E-mail: mountain-wu@tom.com
收稿日期: 2011-06-22 接受日期: 2011-09-02
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2012.00163
猪粪沼液施用对土壤氨挥发及玉米产量和品质的影响*
吴华山 郭德杰 马 艳 常志州**
(江苏省农业科学院农业资源与环境研究所 江苏省农业废弃物资源化工程技术研究中心 南京 210014)
摘 要 猪粪沼液含有大量的养分, 如氮、磷、钾、氨基酸、腐植酸等, 但如果不及时施用, 也会带来水体富
营养化问题。沼液替代化肥是目前最有效的利用方式。采用田间试验方法, 在春、夏两季玉米上, 研究了猪粪
沼液不同用量与不同运筹对土壤氨挥发损失以及玉米产量、品质等的影响。结果表明, 夏玉米基施猪粪沼液
氨挥发量大于春玉米, 沼液的氨挥发量明显大于化肥, 且沼液施用量越大, 氨挥发量越大; 由氨挥发导致的氮
素损失量占施肥量的 0.17%~2.16%, 平均为 0.88%。在春玉米中, 单独施用化肥以及化肥与沼液各 50%配施处
理的产量分别为 901.55 kg·667m−2 和 892.71 kg·667m−2, 显著高于其他处理; 纯化肥处理可溶性糖为 103.69
g·kg−1, 显著低于其他处理; 纯化肥处理皮渣率为 9.87%, 显著高于其他处理; 其他品质指标各处理间无显著
差异。在夏玉米中, 总体产量不如春玉米, 纯化肥处理产量为 523.47 kg, 显著高于其他处理, 化肥与沼液各
50%配施处理的产量仅次于纯化肥处理, 为 513.41 kg。纯化肥处理的玉米品质总体上高于纯沼液处理, 但沼液
和化肥各 50%处理玉米品质与纯化肥处理无明显差异。可见, 对玉米植物而言, 以 50%沼液替代化学肥料, 在
技术上可行, 可以获得与化肥处理相同的玉米产量与品质。
关键词 猪粪沼液 玉米 氨挥发 品质和产量
中图分类号: X71 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2012)02-0163-06
Effects of pig manure-biogas slurry application on soil ammonia
volatilization and maize output and quality
WU Hua-Shan, GUO De-Jie, MA Yan, CHANG Zhi-Zhou
(Institute of Agricultural Resources and Environment, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences; Jiangsu Province
Agricultural Waste Resources Engineering Technology Research Center, Nanjing 210014, China)
Abstract Pig manure-biogas slurry contains nutrients such as N, P, K, amino acid, humic acid, etc., and poses eutrophication of
water bodies if not efficiently used. Using biogas slurry as a substitute for chemical fertilizers is best alternative practice. The aim of
this study was to analyze the effects of pig manure-biogas slurry on soil ammonia volatilization and maize output (quantity and qual-
ity). A set of spring and summer maize field experiments were carried out to study the variations in the contents of soil available N, P
and K and ammonia volatilization after application of pig manure-biogas slurry. The results showed that soil ammonia volatilization
after base fertilization was higher in summer maize than in spring maize. Soil ammonia volatilization was significantly higher under
biogas slurry application than under chemical fertilization. Also ammonia volatilization increased with increasing biogas slurry ap-
plication rate. Ratio of N loss by ammonia volatilization to fertilizer N was 0.17%~2.16%, with an average of 0.88%. In spring maize
season, treatment of 100% chemical fertilization, and treatment of 50% biogas slurry N with 50% chemical N yielded 901.55
kg·667m−2 and 892.71 kg·667m−2 maize, remarkably higher than the outputs from other treatments. Dissoluble sugar content under
100% chemical fertilization treatment was 103.69 g·kg−1, much lower than that from other treatments. Also dreg ratio of 100%
chemical fertilization treatment was 9.87%, significantly higher than that of other treatments. The other parameters of maize quality
were not remarkably different among treatments. Summer maize output was lower than that of spring maize. Summer maize yield of
100% chemical fertilization treatment was 523.47 kg·667m−2, the highest in all the treatments. The yield of treatment of 50% biogas
slurry N with 50% chemical N was 513.41 kg·667m−2, the second highest in all the treatments. Maize quality under 100% chemical
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fertilization treatment was higher than that under 100% biogas slurry treatment. However, no significant difference was noted in
maize quality under treatment of 50% biogas slurry N with 50% chemical N. The results suggested that 50% chemical fertilizer N
was replaceable with biogas slurry N in maize cultivation.
Key words Pig manure-biogas slurry, Maize, Ammonia volatilization, Quality and output
(Received Jun. 22, 2011; accepted Sep. 2, 2011)
随着我国经济快速发展和农业产业结构调整与
优化, 农村规模养殖场数量大幅度增加[1]。目前, 全
国畜禽粪便年产生量超过 25 亿 t[2]。为了改善养猪
场周边的卫生状况, 保护生态环境, 很多生猪养殖
场相继建造了沼气工程, 把养殖废弃物集中进行厌
氧发酵产沼气, 以实现动物排泄物无害化处理[3−5]。
沼气工程在产生大量清洁能源的同时, 还会产生大
量的沼液, 如沼液得不到及时有效地利用或净化处
理, 仍然会对环境产生污染。从资源化利用和循环
经济的角度考虑, 沼液处理最直接、最有效的方式
就是农田回用[6]。
沼液中含有大量氮、磷、钾、氨基酸、腐植酸
以及多种微量元素等养分, 对提高农作物的产量、
品质和改良土壤理化性状都有积极作用, 是重要的
优质有机肥资源[7]。因此, 将沼液作为肥料加以利用
是目前最可行的方式。研究表明, 施用沼液能显著
提高多种蔬菜的产量和品质, 且能有效提高植株的
抗病害能力, 降低农药及化肥用量[8−10]。沼液农田回
用不但可以有效地替代农田的部分化肥用量, 而且
能够极大地利用沼液中的养分 , 降低环境排放风
险。近年来, 虽然有沼液在粮食作物生产上的应用
研究报道, 关于沼液对玉米产量和品质影响的研究
也有相关文献[11−14], 但大都建立在盆栽或小面积田
间试验的基础上, 且为单季试验结果; 而有关沼液
施用后土壤氨挥发变化的研究尚少见报道。为此 ,
在田间条件下, 连续两季研究了猪粪沼液及其配比
对土壤氨挥发及玉米产量及品质的影响, 以期为沼
液的资源化利用提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料
试验地点为江苏省农业科学院六合基地大田 ,
土壤类型为马肝土, 土壤质地均匀、地形平整, 之前
未施用过沼液。土壤基本理化性质为: 有机质 13.82
g·kg−1, 全氮 1.92 g·kg−1, 碱解氮 139.83 g·kg−1, 有效
磷 32.59 g·kg−1, 速效钾 118.51 g·kg−1。
玉米品种为“京甜 2号”, 玉米播种分为春、夏两
季, 分别于 4 月 25 日和 8 月 5 日播种, 采用人工挖
穴点播方式, 株距 0.35 m, 行距 0.45 m。
沼液取自六合动物科学基地规模化猪场的沼气
工程, 存放时间大于 30 d, 养分含量 N 0.35 g·L−1,
P2O5 0.11 g·L−1, K2O 0.26 g·L−1
1.2 试验设计
1.2.1 施肥量与施肥方式
根据土壤肥力情况和当地种植模式, 确定玉米
的肥料用量为 N 225 kg·hm−2、P2O5 75 kg·hm−2、K2O
75 kg·hm−2, 基肥用 N-P-K(15-15-15)的复合肥, 追肥
用尿素。
沼液用量设计以满足作物氮素需要为原则, 根
据沼液中氮含量, 计算沼液的用量, 以保证施用沼
液各处理中施氮量与化学肥料处理中施氮量相等。
沼液中含有一定的磷、钾, 经过计算在满足氮需要
的情况下, 沼液中磷、钾也已经满足了玉米的磷、
钾需要量。
肥料施用方法: 沼液作基肥施用时, 在土地翻
耕之后旋耕之前, 采用浇灌方式施入; 作追肥施用
时, 采用根部条式冲施。化学肥料作基肥时, 于玉米
播种后, 在玉米种穴旁将化学肥料施入, 然后用土
覆盖; 作追肥时, 直接在玉米根部附近撒肥。春玉米
基肥施用日期为当年 4 月 25 日, 追肥为 6 月 25 日;
夏玉米基肥施用日期为 8月 5日, 追肥为 9月 25日。
1.2.2 试验设计
设 6个处理: CK, 施用化学肥料, 氮肥基肥 40%,
追肥 60%, 磷钾肥一次性作基肥施用; 处理A, 全部
用沼液替代化学氮肥, 基肥∶追肥=4∶6; 处理 B,
沼液用量为处理 A 的 125%, 基追肥比例同处理 A;
处理 C, 肥料氮的 75%用沼液, 25%为化学氮肥, 氮
的基追比=4∶6, 基肥和追肥中的沼液氮和化肥氮
均为 3∶1; 处理 D, 用 75%的沼液氮和 25%的化肥
氮, 氮的基追比=4∶6, 其中基肥全部用沼液, 追肥
中, 总氮量的 35%来自沼液, 25%来自化学氮肥; 处
理 E, 用 50%的沼液和 50%的化学氮肥, 氮的基追比
=4∶6, 基肥和追肥中的沼液和化肥用量均各占
50%。以上处理中除 B外用氮量相同, B的用氮量为
其他处理的 1.25倍。
以上每个处理 3 次重复, 共 18 个小区, 每个小
区长 26 m, 宽 2.8 m, 面积为 72.8 m2。排水沟宽 0.3 m,
每个小区种植玉米 468株。
1.2.3 测定项目及方法
观测和记录全生育期玉米生长情况, 收获期对
不同小区的玉米产量进行收获计产。土壤有机质测定:
在土地翻整后、春玉米播种前采样, 采用重铬酸钾容
第 2期 吴华山等: 猪粪沼液施用对土壤氨挥发及玉米产量和品质的影响 165


量法−外加热法 ; 土壤氨挥发测定: 采用通气法 [15],
在施肥后当天开始, 每个小区设置 6个重复, 每 24 h
采集 1 次, 直到各处理间氨挥发量无显著差异, 且
几乎检测不到氨为止; 沼液中全氮、全磷、全钾测
定: 沼液施用前取样测定, 取样、分析方法依据参考
文献[16]; 籽粒粗淀粉、可溶性糖测定 : 详细参照
GB-5006—85, 蒽酮比色法测定 ; 籽粒淀粉黏度及
籽粒皮渣率测定: 按刘萍等[11]的方法。
1.3 数据处理
试验数据基于 SAS 9.1 软件和 Microsoft Excel
进行计算和作图分析。
2 结果与分析
2.1 不同施肥处理对土壤氨挥发的影响
在玉米基肥和追肥施用后, 进行土壤氨挥发测
定, 各个时期氨挥发结果见图 1。



图 1 不同施肥处理春玉米基肥(a)和追肥(b)、夏玉米基肥(c)和追肥(d)后不同时间的土壤氨挥发量
Fig. 1 Soil ammonia volatilization rate after spring maize base fertilizer (a), spring maize dressing fertilizer (b), summer maize base
fertilizer (c) and summer maize dressing fertilizer (d) under different fertilization treatments
CK: 施化肥, 基追比为 4∶6, 磷钾肥一次性作基肥施用; A: 沼液替代全部化学氮肥, 基追比为 4∶6; B: 沼液用量为处理 A的 125%, 基
追比同处理 A; C: 75%沼液氮和 25%化肥氮, 氮的基追比为 4∶6, 基肥和追肥中的沼液氮和化肥氮比均为 3∶1; D: 75%沼液氮和 25%化肥氮,
氮基追比为 4∶6, 其中基肥全部用沼液, 追肥中的沼液氮和化肥氮比为 7∶5; E: 50%沼液氮和 50%化肥氮, 氮的基追比为 4∶6, 基肥和追肥的
沼液氮和化肥氮用量均各占 50%。下同。CK: 100% chemical fertilizer, ratio of base fertilizer to dressing fertilizer was 4∶6. P and K were used as
base fertilizer. A: 100% biogas slurry, ratio of base to dressing fertilizer was 4∶6. B: application rate of biogas slurry was 125% that of A with the
same ratio of base to dressing fertilizer. C: 75% N was supplied by biogas slurry and the rest was by chemical fertilizer with ratio of base to dressing N
of 4∶6, the ratio of biogas slurry N to chemical N was 3∶1 in both base and dressing fertilizers. D: 75% N was supplied by biogas slurry and the rest
was by chemical fertilizer with ratio of base to dressing N of 4∶6, base fertilizer N was all from biogas slurry, the ratio of biogas slurry N to chemical
N was 7∶5 in dressing fertilizer. E: 50% N was supplied by biogas slurry and the rest was by chemical fertilizer with ratio of base to dressing N of
4∶6, the ratio of biogas slurry N to chemical N was 1∶1 both in base and additional fertilizers. The same below.

由图 1可知, 玉米施肥后第 1 d土壤氨挥发量最
高, 随着时间的推移, 挥发量越来越少。比较 6个施
肥处理在施肥后 5 d内的累积氨挥发量, B最大, 其
次是 A, CK最小。表明沼液用量直接影响累积氨挥
发量, 沼液用量越大, 其氨挥发量越高。本试验发现
化肥施后也有少量的氨挥发, 与报道的“尿素施用后
氨挥发滞后在数天后发生”的结果不完全相同 [15,17],
这可能与本试验土壤中碱解氮含量较高有关 [9]; 此
外, 观测到 CK 在第 5 d 左右有 1 个氨挥发的高峰,
表明施用纯化学肥料在该时期氨挥发量达到最大 ,
这与王朝辉、李红梅等[15,17]的研究结果相吻合。
根据氨挥发损失量 , 计算得到不同处理在不
同施肥时期因氨挥发而导致的氮损失量 , 结果见
图 2。


图 2 两季玉米不同施肥处理在不同施肥时期氨挥发导
致的氮损失总量
Fig. 2 N loss by soil ammonia volatilization of all fertilization
treatments in different fertilization times of maize in two seasons
同一施肥时期不同小写字母表示各施肥处理间差异显著(P<
0.01) Different small letters in the same fertilization time show signifi-
cant difference of loss capacity among the treatments (P < 0.01).
166 中国生态农业学报 2012 第 20卷


由图 2 可见, 夏玉米基肥土壤氨挥发量大于春
玉米, 这是因为土壤氨挥发量直接受到气温高低的
影响[15−16], 全年 4次施肥分别于 3月、6月、8月和
10月进行, 8月份的气温最高、3月份的气温最低, 因
而表现出氨挥发量夏季高于春季。
施用沼液的各处理土壤氨挥发量均显著高于对
照, 表明沼液比纯化肥的氨挥发高。各施肥时期均
以 B 处理氨挥发量最大, 其他 4 个处理在各施肥时
期的挥发量差异不显著。除 B 外, 其他处理的施氮
量相同, B 明显高于 A, 是因为前者沼液施用量, 即
氮用量大于后者。其他各处理间, 虽然沼液用量有
差异, 但氨挥发总量差异均不显著。
2.2 不同施肥处理对土壤养分的影响
在两季玉米收获后, 分别测定各施肥处理的土
壤养分含量, 结果见表 1。
根据试验结果, 相对于初始土壤养分含量, 两
次收获后, CK 的碱解氮均有较大幅度下降, 施用纯
沼液的A和 B碱解氮含量均有所升高, 且 B高于A。
其他沼液与化肥配合施用的处理, 土壤碱解氮也有
小幅度提高。这表明施用沼液对于保持和提高有效
氮量有一定作用。CK的有效磷有所提高, 速效钾差
异不显著。而其他施用沼液的处理两种养分均有所
下降, 具体原因还有待进一步分析。
2.3 不同施肥处理对玉米产量的影响
对不同施肥处理玉米出苗情况以及产量性状进
行分析, 结果见表 2。
由表 2 可以看出, 春、夏两季玉米均是施用化
肥处理的出苗率最高, 而基肥用纯沼液处理的出苗
率均相对较低, 其他处理间无显著差异, 表明沼液
施用对玉米种子发芽有一定的负面影响。
从测产结果看, 春玉米中处理 E 产量最高, 其次
为CK和C, 全部施用沼液的处理产量最低, 基肥没有
用化肥的处理 D产量也较低; 实际产量水平 CK最高,
E与 CK相差不大, 其他处理排序与测定产量相同。
夏玉米中, 各施肥处理间的玉米出苗情况以及
产量差异规律与春玉米几乎一致 , 出苗率依然是
CK最高, 其产量也最高, E与 CK相差不大。施用纯
沼液的 A和 B处理产量明显较低, B的产量高于 A,
说明当沼液中养分与化学肥料相等时, 沼液中养分
还不能完全满足玉米生长。

表 1 不同施肥处理下两季玉米收获后土壤养分含量变化
Table 1 Changes of soil available nutrients after harvest of maize in two seasons under different fertilization treatments mg·kg−1
春玉米收获后 After harvest of spring maize 夏玉米收获后 After harvest of summer maize
处理
Treatment 碱解氮
Alkali-hydrolysis nitrogen
有效磷
Available phosphorus
速效钾
Available potassium
碱解氮
Alkali-hydrolysis nitrogen
有效磷
Available phosphorus
速效钾
Available potassium
CK 115.46±8.35c 33.16±2.95a 121.16±8.80a 121.28±14.82c 39.46±3.97a 142.16±9.83a
A 167.57±11.82ab 23.58±3.44b 109.87±11.08a 168.09±8.33ab 17.28±1.98bc 127.45±4.75a
B 196.42±17.04a 20.58±2.92b 111.78±10.56a 180.71±5.09a 19.92±0.32b 124.66±5.86a
C 153.19±9.08b 24.67±1.09ab 107.42±6.87a 158.02±13.32ab 16.87±0.87bc 120.62±3.97a
D 149.53±9.39bc 22.88±1.56b 107.57±4.56a 143.90±8.65bc 11.09±1.06c 124.58±4.49a
E 158.35±12.73b 26.32±2.40ab 110.76±4.76a 143.97±3.58bc 19.18±1.18b 127.31±6.35a
同列不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.01), 下同。Different small letters in the same column show significant difference among
treatments (P < 0.01). The same below.

表 2 不同施肥处理两季玉米生长状况及产量
Table 2 Growth characters and output of maize under different fertilization treatments in two seasons
生长季
Growth
season
处理
Treatment
出苗率
Germination rate
(%)
玉米棒重量
Average weight of
maize cob (g)
百粒重
100-seed weight
(g)
实际产量
Actual output
(kg·666.7m−2)
测定产量
Statistical output
(kg·666.7m−2)
单根秸秆平均鲜重
Average weight of fresh
culm per plant (g)
CK 92.52±2.45a 240.74±13.23ab 27.84±1.43a 901.55±25.43a 944.45±14.39b 624.24±26.94c
A 87.62±4.22ab 224.37±9.33e 25.32±2.11c 839.40±34.55d 881.40±21.33e 657.88±22.92a
B 86.013±3.95b 229.91±11.09d 25.64±1.93c 852.83±25.21c 898.22±17.42d 659.92±24.29a
C 88.90±5.93ab 237.28±10.24bc 26.12±3.74bc 878.45±19.09b 925.76±13.94c 642.36±19.90b
D 86.74±1.65ab 233.52±8.03cd 25.51±2.80c 869.59±38.27b 909.24±21.93d 604.80±18.95d
春玉米
Spring
maize




E 89.13±2.94ab 242.86±16.75a 27.45±1.11ab 892.71±27.03a 959.03±17.30a 652.63±15.09a
CK 79.60±2.09a 187.17±13.45a 24.73±1.21a 523.47±19.49a 565.56±10.22a 372.41±15.30a
A 74.24±2.10b 175.92±12.74b 22.76±0.78a 455.93±15.95b 504.19±9.93c 345.89±11.94c
B 76.69±4.91ab 176.67±9.84b 22.64±1.54a 465.21±19.34b 518.31±14.90c 350.08±12.08c
C 78.57±3.84ab 181.67±4.09ab 24.19±2.75a 508.90±21.02a 520.39±15.39bc 346.33±14.76c
D 76.21±2.11ab 178.50±9.10b 23.55±4.32a 466.88±9.04b 517.21±11.46c 342.47±14.07c
夏玉米
Summer
maize




E 76.85±5.32ab 181.25±11.39ab 24.66±2.25a 513.41±18.49a 554.55±14.85ab 361.24±9.09b

第 2期 吴华山等: 猪粪沼液施用对土壤氨挥发及玉米产量和品质的影响 167


根据不同施肥处理的产量水平, 表明施用纯沼
液(尤其是基肥)不能完全满足玉米增产的需要, 而
化肥对玉米生长有很重要的作用。比较 6 个不同施
肥处理, 以 50%的沼液替代化学肥料, 可以获得与
化学处理基本相同的产量。
2.4 不同施肥处理两季玉米籽粒品质分析
根据农业部 NY/T532—2002关于鲜食玉米品尝
标准进行品尝分析, 品尝人员确定 6 个不同施肥处
理的气味、色泽、糯性、皮的厚薄、柔嫩性和风味,
其结果均差别不大(表 3)。

表 3 不同施肥处理两季玉米籽粒品质状况
Table 3 Quality analysis of maize under different fertilization treatments in two seasons
淀粉黏度性状
Character of starch mucosity degree (Pa·S) 生长季
Growth
season
处理
Treatment
粗淀粉
Crude starch
(g·kg−1)
可溶性糖
Dissoluble sugar
(g·kg−1)
皮渣率
Dreg ratio
(%) 峰值
Peak value
崩解值
Collapse value
终值
Death value
糊化温度
Past temperature
(℃)
CK 454.56±9.16a 103.69±6.06c 9.87±0.34a 2.07±0.08a 1.16±0.11b 1.26±0.10a 71.45±0.32b
A 466.96±17.01a 112.69±6.11bc 8.37±0.49b 2.32±0.18a 1.21±0.08ab 1.49±0.20a 75.77±0.24a
B 475.32±19.08a 125.19±7.53ab 8.12±0.88b 2.47±0.12a 1.29±0.10ab 1.45±0.08a 75.78±0.56a
C 494.46±13.19a 139.42±5.93a 7.97±0.61b 2.40±0.23a 1.45±0.12a 1.35±0.05a 76.05±0.98a
D 479.54±18.29a 115.77±7.16bc 8.56±0.25b 2.37±0.21a 1.21±0.14ab 1.44±0.13a 76.33±0.22a
春玉米
Spring
maize




E 472.45±10.01a 127.32±7.34ab 8.23±0.13b 2.35±0.25a 1.24±0.10ab 1.43±0.04a 75.80±0.42a
CK 521.24±14.23ab 97.43±9.16a 12.98±0.85bc 1.86±0.06b 1.03±0.11b 0.41±0.10b 71.02±0.14ab
A 547.37±10.94a 80.22±9.90a 14.65±0.51a 1.94±0.13b 1.4±0.07ab 0.49±0.08ab 72.08±0.02a
B 499.53±10.57b 88.81±8.36a 13.28±0.83ab 2.24±0.1ab 1.56±0.27a 0.59±0.04ab 71.57±0.60ab
C 519.67±8.43ab 95.04±5.27a 12.75±0.64bc 2.41±0.30a 1.44±0.22a 0.65±0.13a 71.83±0.28a
D 511.97±7.43ab 90.17±10.61a 13.47±0.54ab 1.92±0.22b 1.34±0.07ab 0.45±0.08ab 70.43±0.74b
夏玉米
Summer
maize




E 486.56±12.99b 99.27±8.62a 11.38±0.97c 2.03±0.20ab 1.39±0.10ab 0.46±0.06ab 72.10±0.78a

刘萍等[12]研究表明, 玉米口感与粗淀粉和可溶性
糖含量呈正相关, 与皮渣率呈负相关。春玉米中, 各施
肥处理粗淀粉含量无显著差异; C 的可溶性糖含量显
著高于其他处理, 其次是 B和 E, CK最低; CK的皮渣
率显著高于其他处理。因此, 总体上 C 的品质优于其
他处理, CK的品质最差, 其他处理间无显著差异。
处理 D所施沼液和化肥用量虽然与 C相同, 但
D的玉米品质较 C低, 这是由于施肥方法不同而引起
的。处理 E与 C均为沼液、化肥同时配合施用, 处理
E玉米品质虽然比 C略差, 但相对较优; 两个纯沼液
处理中, B的品质相对较好, 而 A的品质较差。试验
结果表明, 施用沼液对玉米品质有一定的提升, 但仅
施沼液, 会因肥力供应不足, 导致玉米品质较差。
根据刘萍等[12]的研究, 玉米品质与峰值黏度、终
值黏度、崩解值呈显著正相关。通过黏度分析也可以
看出, 春玉米中, CK的峰值、崩解值和终值相对最低,
淀粉糊化温度显著低于其他处理, 其他施用沼液的处
理均相差不大, 也表明用沼液能提高玉米的品质。
第 2季夏玉米的品质总体差于第 1季。与第 1季
不同的是, 第 2季 E的品质明显优于其他处理, 而 CK
与 C 也相对较优, 且相差不大。这表明在第 2 季玉
米种植中, 依然是沼液与化肥配合施用的效果最好,
但需要化肥的比例比第 1季有所提高。其余 3个处理
的品质都较差, 且 A品质最差, B和 D略优于 A, 表
明施用纯沼液不能完全满足玉米品质需求, 但增加
沼液用量或者沼液中配合化肥对提高品质有一定的
效果。D 的沼液用量与 C 相同, 但最终品质相差很
大, 进一步说明基肥中施用化肥的重要性。
与第 1 季玉米淀粉黏度相比, 第 2 季玉米淀粉黏
度的峰值、终值和崩解值明显比第 1 季玉米低。处理
间比较, CK 的这 3 项指标较低, 进一步证明了沼液
对提升玉米品质有一定帮助。
3 讨论
施用沼液的土壤氨挥发大于纯化肥, 且沼液施
用量越大, 氨挥发越大。本试验沼液的氨挥发总量
较低, 6个施肥处理由氨挥发导致的氮素损失量只占
施肥量的 0.17%~2.16%, 平均为 0.88%。这可能有 3
个方面的原因: 一是由于沼液浓度较低, 且已经存
放过一段时间, 氮的浓度较低; 二是由于沼液施用
量大, 部分沼液因为地表径流和土壤中大孔隙产生
优先流而流失 [18]; 三是沼液施入土壤后, 在硝化细
菌的作用下, 转化为硝态氮, 而不再挥发[19]。
虽然各处理施用沼液的总氮量与化肥总氮量一
致, B处理的总氮量甚至更高, 即便是提高沼液用量,
增加总养分, 玉米产量依然达不到纯化肥处理的水
平。根据氨挥发测试结果, 氨挥发不是氮损失的主
要途径。分析可能的原因: 一是沼液用量过大, 超过
田间持水量, 再加上大孔隙流的损失, 因而导致沼
液中养分还未被土壤吸附或者作物吸收时, 大量养
分随沼液流失 , 而降低了其养分对当季作物有效
性。二是玉米种植有其特殊性, 是人工点播, 行距和
168 中国生态农业学报 2012 第 20卷


株距较大, 施用化肥可以条施或者穴施, 提高肥料
利用率; 而沼液为漫灌, 导致大量沼液未能及时被
玉米根系接触, 影响养分吸收。三是试验中沼液处
理的出苗率都低于纯化肥处理, 这也是影响玉米产
量的一个重要原因, 施用沼液导致出苗率低的具体
原因, 有待进一步研究。
由于沼液养分含量低, 一次性施用量大, 因此
施用沼液的过程也是对作物灌溉的过程。已有研究
表明 [20−22], 随灌溉水量增加, 会造成肥料浪费并对
地下水质量安全带来极大威胁。根据苗文芳等[23]的
研究, 玉米对氮素吸收和转化的影响, 不仅仅在于
氮肥类型、氮肥施用时期、使用量和肥水互作等方
面, 不同灌溉时间和灌溉次数对玉米氮素吸收和转
化也有很大影响。因此, 在以后的研究中, 不仅仅要
注意沼液中的养分, 也要考虑到施用沼液时水分对
玉米养分吸收的影响。
从试验中看出 , 两季玉米全生育期 50%沼液
+50%化肥配比处理的产量和品质总体上超过其他配
比, 且总产量接近纯化肥处理, 玉米品质甚至超过纯
化肥处理, 表明该施肥方式和配比在本试验中获得
了较好的效果。一方面相对于纯沼液处理, 沼液用量
减少 1/2 后, 能被土壤所保持的沼液比例增加, 流失
的养分减少, 沼液的利用率得到大幅度提高; 另一方
面化肥又提供了养分保障。因此, 在该施肥方案的基
础上, 如何改进沼液施用方法或如何提高沼液的利
用率, 降低化肥的施用量, 有待进一步研究。
4 结论
沼液的氨挥发量显著高于纯化学肥料。土壤氨挥
发量直接受到气温高低的影响, 8 月份的夏玉米基肥
氨挥发总量最大, 3月份的春玉米基肥氨挥发量最少。
施用沼液可以提高土壤碱解氮水平, 但对土壤
中有效磷和速效钾含量没有明显影响。沼液可以为
玉米生长提供一定的肥力, 但不能完全替代化学肥
料, 尤其是基肥必须有化肥的配合施用, 才能保证
玉米生长对氮素的需求。
根据两季玉米试验结果, 施用纯沼液玉米出苗
率低于沼液+化肥配比处理和纯化肥处理, 施用纯沼
液的玉米产量也低于其他处理。施用纯沼液处理玉
米产量较低的主要原因是沼液中有效养分利用率较
低, 今后应在如何提高沼液利用率上进一步研究。
用沼液替代部分化学肥料对玉米品质提升有一
定的效果。本试验中, 沼液对春玉米品质的提升效
果高于夏玉米。沼液与化肥配施处理玉米产量高于
纯沼液处理, 沼液在玉米全生育期代替 50%的化肥
氮进行配施时, 玉米产量与施用纯化学肥料结果相
当。因此, 利用全生育期 50%沼液+50%化肥氮养分
进行配施, 不仅可以有效节约化肥, 也能达到纯化
肥效果, 是理想的施肥方式。
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