施用沼液对土壤养分的影响开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

我国目前大力发展农村沼气事业，不仅会对我国的能源结构进行优化调整，为增强国家能源安全能力发挥了积极的作用。同时农业废弃物的处理能够合理有效的利用这些废弃物不仅可以改善环境同时也可以增加农民收入，也可以很大程度上的改善农村生活条件，全国沼气十三五规划中提到我国可用于沼气的农业废弃物资源潜力巨大。据测算我国每年产生的农作物秸秆10.4亿吨，可收集资源量约9亿吨，尚有1.8亿吨的秸秆未得到有效利用，规模化畜禽养殖每年产生畜禽粪污20.5亿吨，仍有56未得到有效利用7100万吨，农村沼气可生产沼肥，农村沼气每年可生产沼肥7100万吨，按氮素折算可减施310万吨化肥，可为农民年增长节支近500亿元。与此同时我国的大田作物播种面积广，达到了24.82亿亩，亩均化肥使用量21.9千克，远高于世界平均水平，欧盟的2.5倍。沼液中的总氮、铵态氮和铵态氮浓度可分别达到1~1.8 g/l和600~1200 mg/l，总磷浓度也可以达 30~60 mg/l，具有较高的资源利用价值。目前的研究认为，施用沼液灌溉农田可通过提高土壤中的氮磷钾含量、有机质的含量、微量元素含量、微生物总量等方式提升土壤肥力。沼液中的有机质含量高，能够对土壤中的有机质进行补充，同时也可以促进团粒结构的形成，疏松土壤，达到提高土壤通气性和保水保肥能力的效果,还可用来调节土壤ph;[1] 。有国外学者在德国5个沼液灌溉田进行取样分析，分析结果显示，土壤有机质含量均有所增加。[3] 沼液中含有胡敏酸和富里酸等具有高官能团的物质，能够提高土壤缓冲酸碱变化的能力，防止土壤酸化，改良盐碱地; [5]在江苏省滨海盐碱地的实验研究中发现施用沼液后土壤的ph都有所下降，并在最终都产生了显著性差异，但要引起注意的是该盐碱地采用的是碱性沼液却还是出现了ph降低的现象具体原因还待进一步的实验研究。[13]同时沼液中富含氮、磷、钾等植物所需大量元素及钙、镁、硫、硼等中微量元素，营养较为全面，也能够起到调节土壤中各养分含量比例的作用，有效降低土壤板结程度，[4] 在施用沼液后可使土壤全氮的含量提高6.80、全磷提高13.16与全钾含量提高25.04，铵态氮提高19. 9、速效磷提高21. 1与速效钾含量提高35. 8，同时使有机质含量有较为明显提高，约31. 6。[2]沼液中含有抗生素一类生物农药，对危害农作物生长的农业害虫红蜘蛛、黄蜘蛛平均防治率达到了 90 以上，可以有效减少农药使用率，降低经济成本;同时沼液的施用还可以调节微生物组成和酶的活性，抑制有害的病原菌繁殖，加速被固定的养分的活化和释放;可以全部或部分替代化肥，从而降低化肥的使用量，减少农业的面源污染。同时沼液的施用还可以提升农作物的质量，使植物能够均衡吸收各种养分，从而增加植物抗性;含有纤维素、多种酶、氨基酸、腐植酸和植物激素等活性物质，利于植物吸收，可以促进植物的生长，增加产量和品质。张无敌等人研究发现沼液能够改善土壤中蔗糖酶、无 机焦磷酸酶、脲酶、多酚氧化酶和磷酸酯酶的酶活性。[26]其不仅可以参与土壤中各营养元素的释放与贮存，还能够起到促进土壤中腐殖质的形成和发育的效果。此外还有论文指出施用沼肥可以降低土壤中一些重金属的有效态的含量。研究结果表明, 沼液可降低镉污染的危害, 并且可以提高土壤质量。其降低土壤镉危害的机理可能有以下几种途径1)沼液含有的养分可以促进生菜的生长发育, 稀释并降低了植物体内镉的浓度和危害;2)沼液中的有机物质降低了土壤中有效镉的含量, 从而减轻了对根系的危害。

沼液的长期施用可能会导致土地的二次盐碱化。有研究指出，短期施用沼液的确是会提高土壤氮磷钾等养分含量，但其长期施用的风险同样不可忽视，一来长期的施用沼液可能会导致土壤中电导率上升，盐分的快速积累，有可能导致土壤生态环境的破坏。

沼液的长期施用还可能会造成抗生素的富集为日后的病虫害防治留下隐患，有些地区施用的沼液来自于猪粪等一些畜禽养殖厂，为了提高经济效益，可能会使用一定量的抗生素，短期之内可能会减少农业病虫害，但从长远的角度去看可能会造成农业害虫的种群抗药性提高为日后的防治埋下隐患，其次长期食用这种地中的蔬菜，对人类健康造成的影响也值得我们注意。

2. 研究的基本内容和问题

二、研究的目标、内容(一)、在大量的使用化肥下，不仅带来了生产成本的提高，而且在一些地区还导致了土壤板结、地力下降、土壤和水体污染等问题。动物粪便经过发酵后形成的沼液，其中含有大量氮、磷、钾等植物所需的营养元素，同时含有铁、锌、锰等多种微量元素，各类氨基酸、维生 素、蛋白质、生长素、糖类、核酸等对土壤有益的有机成分也较为丰富;但同时也会排放硫化氢、甲基硫醇、一氧化二氮等有害气体以及抗生素、重金属等对环境无益的成分。目前，对沼液施用影响农林土壤的研究结果不完全一致，甚至有些还得出了相反结论，究其原因一方面可能是因为试验所使用的沼液来源、沼液发酵时间及沼渣分级过滤不一致，才造成沼液的养分、理化性状有所不同;另一方面，土壤种类繁多，其本身性状和结构也较为复杂，同时关于沼液影响土壤的过程与机制了解较少。本文现有沼液施用情况进行分析归纳，以期为今后的沼液长期合理施用，为沼液资源化利用和可持续发展提供一些参考。

拟解决的问题

对文献中所提到的沼液施用与土壤养分之间的关系进行数据收集和整理，以期得到一个直观的数据。

3. 研究的方法与方案

研究方法

大量的文献收集，从中寻找有关沼液使用后对土壤有机质、氮磷钾的影响效果。将其绘制成表格，并利用excel对沼液施用量与有机质氮磷钾前后变化量进行相关性检验。

4. 研究创新点

无

5. 研究计划与进展

研究计划

首先利用一个月的时间进行文献的搜索收集与整理，然后再利用一周左右的时间进行数据的整理分析及计算。并对所得结果进行分析。

预期进展