调节pH对沼液稻田灌溉肥效和环境的影响
近年来，应用沼液灌溉稻田替代部分化肥，已经成为农村废弃物资源化的一条重要途径。沼液成分复杂，能提供作物生长所必需的营养成分。然而，大量施灌沼液也可能造成土壤、水、大气的污染。大量的研究都侧重于讨论沼液直接灌溉稻田后对稻田生态系统的影响。本文立足于沼液作为一种优质的有机肥在水稻生产上取得良好效果的基础上，研究调节沼液pH对稻田灌溉每个周期的土壤肥力、微生物群落结构、酶活性、田面水氨挥发、以及土壤重金属含量和有效态的变化，分析稻田沼液消解过程中田面水中氮素的动态变化，并根据研究结果对稻田施灌沼液的安全性做出评价。主要结论有:
1、稻田灌溉调节了pH的沼液后，土壤氮、磷、钾以及有机质含量都随沼液的施入有不同程度地提高。施用沼液后田面水pH值先有一个短时的下降，随后上升;在处理初期降低田面水pH值，且施入量越大pH越低;处理5天以后与对照组pH值无显著差异。施入沼液后土壤脲酶、过氧化氢酶、转化酶活性都明显高于对照组，其中土壤脲酶、过氧化氢酶活性与沼液的施入量成正相关。当施用调整pH的沼液时，施用2倍氮(2N)，4倍氮(4N)沼液使土壤的脲酶活性显著降低，对转化酶和过氧化氢酶无显著影响。
2、随沼液施灌量的增加，田面水中总氮、可溶性氮、铵态氮浓度相应增加，削减到空白处理浓度水平所需要的时间相对延长。降低沼液的pH值后，田面水硝态氮浓度受影响不明显，但田面水铵态氮浓度降低，降低了稻田氨挥发速率及氨挥发量。氨挥发速率在施灌后第3天达到峰值，其后迅速降低，直至第六天趋于平缓，可见，施灌沼液后6天内是稻田氨挥发损失的关键时期。调低沼液pH值能够减少氨挥发，增加沼液在稻田生态系统中的肥效。
3、利用PCR-DGGE技术对施灌后期土壤微生物群落结构多样性测定可以得到，施用沼液可以增加土壤微生物生物群落多样性，且各处理相似性保持在74％-90％之间。调节沼液的pH后，同一沼液调pH处理与未调pH处理间细菌群落结构相似性仍在83％以上，说明调低沼液的pH对细菌群落结构稳定性影响很小，微生物的稳定有利于生态环境的健康稳定和沼液消减的正常进行。在正常的沼液处理水平，不会明显破坏土壤微生物生态区系的健康稳定。
4、施灌调节pH的沼液后，耕层中Cr有累积迹象;Cu、Pb表层含量高;Cr的移动强，迁移作用明显，Cd次之;现有沼液施灌水平下，土壤重金属含量未因施灌沼液有显著提高，监测期内土壤重金属含量均符合国家土壤环境质量二级标准(GB/15618-1995)。降低施灌沼液的pH值后，土壤重金属总量未发生明显变化，但土壤中重金属有效态均相对施灌未调整pH沼液不同程度地呈现升高趋势。
5、施灌调节pH后的沼液，氨挥发量发生显著变化，其中4倍氮调整pH处理(4N*，文中以*号表示)沼液氨挥发量显著低于未调酸的4N处理，三次灌溉氨挥发量分别减少了50.30％，32.87％和53.49％;施用1倍氮调酸处理(1N*)和2倍氮调酸处理(2N*)沼液处理在第一次和第三次施灌的时候氨挥发量显著低于施用1N和2N处理。验证了pH值是氨挥发影响的重要因素的结论。施用沼液越多，调酸对稻田环境影响越大，其中施用4N*处理减少幅度最大，有利于田面水氮素的保存，减少氨挥发造成的氮素损失。
pH调节;沼液灌溉;稻田;细菌群落结构;生态系统
浙江大学
硕士
农业资源利用
吕军;李艾芬
2013
中文
S511.06;S273.5
66
2013-06-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）