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沼液是禽畜粪便等有机物经过厌氧发酵后的残留液体,属于高浓度有机废水。厌氧发酵后形成的沼液不仅含有可满足农作物生长发育所需的丰富营养物质,还含有某些可以抑制病虫害的有效因子。因此,沼液能够满足植物正常生长发育的养分需要及防治农作物病虫害,改善土壤质量。为了探索生产生活废弃物的资源化利用,本研究利用沼液替代常规化肥和农药进行芥菜种植,以探讨沼液对农作物生产的影响,为沼液农用提供理论参考,因地制宜地指导农业生产,降低农业生产成本,对实现“废弃物(养殖、种植废弃物和生活垃圾)—沼液—种植”的循环无公害农业模式具有重要的理论和实践意义。本研究以芥菜为研究对象,采用田间对照试验,着眼于沼液对芥菜农艺性状、产量、营养品质及病虫害防治和土壤环境质量的影响,并为沼液替代化肥和农药施用提供科学依据。其主要研究结果如下。(1)与化肥对照(小区B)相比,施用沼液的小区芥菜产量有所提高,芥菜营养品质有所改善,芥菜矿质元素的含量也有一定程度的增加,芥菜重金属含量有所降低。当沼液施用量控制在83333-108333 kg·hm-2时(小区H-J),芥菜产量相对最高;当沼液施用量控制在91667-108333 kg·hm-2时(小区I-J),芥菜生长发育优良;当沼液施用量控制在91667-108333 kg·hm-2时(小区I-J),芥菜各营养品质均优;当沼液施用量控制在108333-125000 kg·hm-2时(小区J-K),芥菜矿质元素含量均处于较高水平;当沼液施用量控制在41667-108333 kg·hm-2时(小区C-J),芥菜重金属含量均低于小区 B,施用沼液的小区芥菜重金属含量均未超过GB2762-2012食品安全国家标准中相对应的标准限值。从沼液施用对芥菜产量、品质及重金属含量影响综合来看,当沼液施用量控制在91667-108333 kg·hm-2时(小区I-J),芥菜生长优良,产量较高,品质最佳,环境效益较好。(2)施用沼液可改善土壤基本理化性质,提高土壤矿质元素含量,与常规化肥对照相比,施用沼液的小区土壤重金属含量较低,可确保土壤不受重金属污染,其效果优于常规化肥。在施用沼液的小区中土壤pH值均高于化肥对照(小区B),说明施用沼液可有效防治土壤酸化;当沼液施用量控制在108333-125000 kg·hm-2时(小区J-K),土壤有机质含量相对最高;在沼液施用量控制在91667-108333 kg·hm-2时(小区I-J),土壤全氮、碱解氮、速效钾和有效磷含量相对最高,当沼液施用量控制在58333-83333 kg·hm-2时(小区E-H),土壤阳离子交换量相对处于较高水平;当沼液施用量控制在91667-108333 kg·hm-2时(小区I-J),土壤矿质元素含量相对较高;当沼液施用量控制在41667-141667kg·hm-2时(小区C-L),土壤重金属含量均低于化肥对照(小区B),且符合国家土壤环境质量标准二级标准(GB 15618-1995)限值。研究认为当沼液施用量控制在91667-108333 kg·hm-2时(小区I-J),土壤肥力较高,环境质量较好。(3)适量沼液喷施对芥菜病虫害防治有良好作用。当沼液施用量控制在1750-2500kg·hm-2时(小区I-L),芥菜虫口密度接近施药对照(小区B);当沼液施用量控制在2250-2500 kg·hm-2时(小区K-L),芥菜虫害率和病情指数均相对最低且接近小区B。因此,当沼液施用量控制在2250-2500 kg·hm-2时(小区K-L),芥菜病虫害防治效果相对最好。综上所述,施用沼液与清水对照(CK1)和化肥对照(CK2)相比,施用沼液能显著提高芥菜产量,保证芥菜品质优良,提高土壤环境质量,同时对芥菜病虫害防治效果良好,但需要控制在一定施用量范围内并合理施用才能保证芥菜生长的需求,提高沼液的利用效益。当代替化肥的沼液施用量控制在91667-108333 kg·hm-2时(小区I-J),芥菜生长优良,产量较高,品质最佳,土壤环境效益最好;当替代农药喷施的沼液量控制在2250-2500kg·hm-2时(小区K-L),芥菜病虫害防治效果较好。