沼液稻田消解对水稻生产、土壤与环境安全影响研究

为研究稻田消解沼液对水稻安全生产、土壤肥力及质量的影响,评价沼液施用后对水体及大气环境污染的风险,提出稻田沼液消解安全容量,在浙江省嘉兴市青紫泥田(属脱潜潴育型水稻土)上,进行3a定位田间小区试验,考察了不同沼液用量下水稻产量、稻谷及土壤中有害重金属含量差异,测定了稻田氨挥发通量及田面水、下渗水氮含量,并确定了稻田沼液消解容量。结果表明,连续3a、每年水稻生长季施灌沼液135～540kgN·hm-2的范围内,水稻产量与全化肥区持平或略有增产,施灌沼液处理的稻谷中有害重金属镉、铅、汞、砷含量没有明显增加;除高沼液用量处理土壤速效钾、缓效钾含量明显增加外,其他土壤肥力指标没有明显增加,土壤中重金属含量也没有明显积累;施用沼液处理田面水中铵态氮含量明显高于全化肥处理,但对土壤下渗水氮含量影响较小;2倍氮沼液用量下,水田消解中氨挥发量占总氮投入量的13%,高于全化肥处理10倍以上。在水稻生产安全、农产品安全、土壤质量可持续、农田水环境友好的前提下,水稻生长季沼液稻田消解的安全容量为540kgN·hm-2·a-1;氨挥发是目前沼液稻田消解中主要的环境风险。

穗肥期沼液消解对稻田水体氮素的影响

为研究农田沼液安全消纳及农业面源污染源头减量减排技术,通过设置不同量沼液消解处理,监测了稻田穗肥期水体氮素动态变化情况。结果表明：水稻穗肥期沼液消解明显增加了田面水总氮浓度,且随沼液施灌量的增加而增大。在施灌3d后田面水总氮含量出现明显的下降趋势。与施灌后1d比较,各处理总氮浓度降解率达51.10%～78.36%。300%沼液替代化肥处理在施灌后1～7d对下渗水40cm处和60cm处总氮的影响均超过了常规施肥处理,200%沼液替代化肥处理在施灌后的1～7d对下渗水40cm处总氮的影响超过了常规施肥处理,对60cm处总氮的影响1～5d略高于常规施肥处理,7d后低于常规施肥处理,而100%沼液替代化肥处理对下渗水总氮的影响总体上呈现低于常规施肥处理的趋势。沼液消解对水体氮素的影响以铵态氮为主,对下渗水硝态氮的影响较小。可见,施灌沼液后的前3d是稻田生态系统消解沼液中氮素的关键时期,也是控制稻田径流氮损失的关键时期。从下渗水水质安全考虑,水稻穗肥期沼液一次消解安全量应控制在100%沼液替代化肥处理（折合沼液用量141.18t/hm2）范围内。