沼液作为沼气工程主要的副产物，含有丰富的植物生长所需的矿质与有机营养物质，是一种良好的液体肥料，具有增加产量、改善品质、改良土壤的作用^[1-4]。沼液可代替商品肥料用于基质蔬菜生长等^[5-6]。李胜利等^[7-8]指出，适宜浓度的沼液能够显著改善菇渣基质栽培的小白菜和黄瓜品质、促进氮、磷、钾的吸收积累、提高养分利用率。但沼液中的养分含量不均衡^[9]，需要添加一定的矿质肥料才能满足作物生长需求^[10]。王红宁等^[11]试验指出，沼液与山崎营养液 1 ∶ 1 配比可以作为基质栽培草莓的营养液使用。周静等^[12]指出，将沼液配制的有机营养液稀释 16 倍使用可以有效促进设施西瓜生长、提高产量、改善果实品质。利用沼液配制成营养液用于基质蔬菜生产可以有效节约化学肥料投入，有利于建立更加多元的沼液循环利用模式^[13-16]。

基质栽培通过浇灌营养液维持作物生长发育所需的水肥，可以克服连作障碍的影响，是设施蔬菜生产的重要发展方向^[17]。但目前关于均衡型沼液营养液在基质栽培芹菜、番茄等作物上的研究报道较少。基于此，本试验开展沼液不同处理对基质栽培芹菜和番茄苗期生长、养分吸收的影响研究，为沼液营养液在芹菜和番茄上的高效利用提供技术指导和理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试芹菜（Apium graveolens L.）品种为四季小香芹，番茄（Solanum lycopersicum L.）品种为普罗旺斯。供试沼液为山西省临汾市洪洞县晋丰绿能循环农业园区的固液分离后静置 3 个月以上的沼液。供试商品水溶肥为澳邦农丰（江苏）有限公司生产的尖端 20-20-20+TE 的大量元素水溶肥。供试栽培基质为草炭∶珍珠岩 =2∶1 混配而成，电导率 0.38 dS/m，pH 值 6.65，全氮 1.40 g/kg、全磷 0.57 g/kg、全钾 1.21 g/kg。

1.2 试验设计

试验于 2022 年 5 月至 7 月在山西农业大学山西有机旱作农业研究院沼液资源化利用实验室完成。试验设置清水为对照（CK），4 种不同营养液：WSF 为商品水溶肥营养液（浓度为 1/1500）、 BS 为沼液、BSF1 为沼液营养液 1、BSF2 为沼液营养液 2，BS、BSF1 和 BSF2 的 N 浓度均与 WSF 相同。沼液中 N、P₂O₅、K₂O 含量分别为 968、98、 880 mg/L；BSF1 和 BSF2 的 N、P₂O₅、K₂O 含量均为 5000 mg/L 的均衡型营养液，其中，BSF1 配制方法为在 100 L 的供试沼液中加入 396 g 的 KNO₃、792 g 的 KH₂PO₄、778 g 的尿素；BSF2 配制方法为在 100 L 沼液中加入 690 g 的三聚磷酸钾、855 g 的尿素、 112 g 的磷酸脲。

选用苗龄 30 d 的芹菜幼苗和 40 d 的番茄幼苗，分别定植于装满基质的 210 型双色盆中，每个处理 5 次重复。定植时用清水浇透，3 d 后开始浇灌不同处理液。每 1～2 d 浇灌 200 mL 处理液，CK 浇灌等量的清水，总施肥量如表1 所示。处理周期为 21 d，处理结束后，收取蔬菜的地上部用于测定相关指标。

1.3 指标测定

1.3.1 生长指标测定

在处理期间，每 2～4 d 采用卷尺测量 1 次植物株高（PH），同时采用 SPAD-502 便携式叶绿素仪测定蔬菜不同部位的 5 片叶子的 SPAD，每次测量 5 株。根据株高变化计算蔬菜生长速率（GV， cm/d），GV=（PH_e-PH_s）/t，式中，PH_s、PH_e 分别为处理前后的株高，t 为培养时间。根据多次测量计算 SPAD 平均值（AV），AV=ΣS_i /m， 式中，S_i 为某单次测量的 SPAD，m 为测量次数。处理结束后， 每个处理选取 3 株，测定地上部鲜重（FW），70℃ 烘干 48 h 后测定干重（DW）。

1.3.2 植物养分测定

取 1.3.1 中烘干的蔬菜地上部，分别粉碎后磨细过 0.25 mm 筛，制成样品，测定相应的养分含量。样品采用浓 H₂SO₄-H₂O₂ 消煮后，分别用半微量凯氏定氮法测总氮（TN）含量、钒钼黄比色法测总磷（TP）含量、火焰光度法测总钾（TK）含量。

1.3.3 养分吸收利用计算

参考文献^[18-20]中的方法，计算施肥对蔬菜生长的贡献，包括以下指标：

养分积累量（NAA，g）= 干重 × 养分含量；

肥料生理效率（PEF，kg/kg）= 地上部干重/ 地上部养分积累量；

肥料农学效率（AEF，kg/kg）=（施肥处理地上部干重－对照地上部干重）/ 施肥量；

肥料利用率（UEF，%）＝（施肥处理地上部养分积累量－对照地上部养分积累量）/ 施肥量 ×100；

肥料贡献率（CRF，%）=（施肥处理地上部干重－对照地上部干重）/ 施肥处理地上部干重 × 100。

1.3.4 综合评价

选用蔬菜 GV、SPAD、生物量（BW）、AEF、 UEF5 个指标，对不同营养液的应用效果进行综合评价。为消除量纲的影响，利用均值法（F_i =X_i ÷ $\stackrel{-}{X}$） 将数据进行标准化处理，然后采用累加法获得不同处理的得分（S=ΣF_i），其中，F_i 为各指标的初始化值；X_i 为各指标实测值；$\stackrel{-}{X}$ 为不同处理的同一指标的平均值；S 为总得分。

1.3.5 数据分析

数据经 Excel2013 整理后，采用 SPSS 25.0 进行单因素方差分析，并采用 Duncan 法进行差异显著性检验（P<0.05），使用 Origin Pro 2021 作图。

2 结果与分析

2.1 沼液营养液对蔬菜生长和生物量的影响

2.1.1 沼液营养液对蔬菜生长的影响

如图1 所示，随处理时间延长，WSF、BSF1 和 BSF2 处理的番茄和芹菜株高逐渐超过 BS 和 CK。从 GV 看，CK、WSF、BS、BSF1、BSF2 处理的芹菜 GV 分别为 0.38、0.74、0.37、0.80、0.77 cm/d，番茄 GV 分别为 1.04、1.23、0.84、1.55、1.35 cm/ d。与 CK 相比，BS 处理的芹菜、番茄 GV 分别降低了 2.63%、19.23%； 而 WSF、BSF1、BSF2 处理的番茄 GV 分别提高了 18.27%、49.04%、29.81%，芹菜 GV 分别提高了 94.74%、110.53%、102.63%。可以看出，所有处理中 BSF1 对 2 种蔬菜具有明显的促进作用。

注：GV 为蔬菜生长速率。

2.1.2 沼液营养液对蔬菜生物量的影响

如图2 所示，与 CK 相比，WSF、BSF1、BSF2 处理的番茄 FW 分别显著增加了 92.21%、204.03%、 204.12%，DW 分别增加了 82.58%、137.33%、135.58%； 芹菜的 FW 分别显著增加了 87.50%、81.53%、78.63%， DW 分别显著增加了 55.98%、85.42%、73.46%。 BS 处理的芹菜和番茄 FW 和 DW，与 CK 差异不显著。与 WSF 处理相比，BSF1 和 BSF2 处理显著增加了番茄的 FW 和 DW。综合以上分析可以看出，BS 处理不能保证 BW 积累，而通过沼液配肥 （BSF1、BSF2）可以达到或超过 WSF 处理的 BW 水平。

注：不同小写字母表示同一指标处理间差异显著（P<0.05）。FW 为鲜重，DW 为干重。

2.2 沼液营养液对蔬菜 SPAD 的影响

如图3 所示，随处理时间的延长，WSF、BSF1 和 BSF2 处理的蔬菜SPAD 逐渐高于BS 和 CK 处理。与 CK 相比，WSF、BSF1 和 BSF2 处理的芹菜SPAD 平均值分别提高了17.04%、27.86%、 32.71%，番茄SPAD 平均值分别提高了10.48%、17.64%、16.51%。可见，BSF1、BSF2 处理的 2 种蔬菜的 SPAD 均超过了 WSF 和 BS 处理，说明 BSF1、BSF2 处理可以提高番茄、芹菜的叶绿素含量。

注：AV 表示同一处理的 SPAD 平均值。

2.3 沼液营养液对蔬菜养分积累的影响

如表2 所示，不同处理对芹菜地上部 TK 含量的影响差异不显著，但对 TN 和 TP 含量的影响呈现差异化，与 CK 相比，WSF、BSF1、BSF2 处理显著提高了芹菜地上部 TN 和 TP 含量，分别提高了 39.36%、53.19%、45.74% 和 40.82%、73.47%、 63.27%； 而 BS 处理的芹菜 TN、TP 含量差异不显著。不同处理对番茄地上部 TP 含量差异不显著，对 TN 和 TK 含量的影响表现不同，与 CK 相比，WSF、BSF1、BSF2 处理显著提高了番茄地上部 TN 含量，分别为 25.89%、36.61%、26.79%，而 BS 处理的作用不明显；与 CK 相比，BSF1、BSF2 提高了番茄地上部 TK 含量，分别提高了 39.86%、 34.86%，而 WSF、BS 处理的差异不明显。

注：不同小写字母表示同一指标不同处理间差异显著（P<0.05）。下同。

2.4 沼液营养液对蔬菜养分吸收利用的影响

由表3 可知，与 CK 相比，BSF1、BSF2 处理显著提高了蔬菜的 NAA 和 PEF，而 BS 处理影响不显著；WSF 处理则显著提高 2 种蔬菜的 NAA，而对蔬菜 PEF 影响不显著。与 CK 相比，WSF、BSF1、BSF2 处理的芹菜 NAA 分别提高了 100.08%、116.49%、 106.55%，番茄 NAA 分别提高了 95.50%、224.65%、 217.43%。与 CK 相比，WSF、BSF1、BSF2 处理的芹菜 PEF 分别提高了23.90%、35.02%、39.98%，番茄 PEF 分别提高了 47.95%、67.59%、79.92%。

与 WSF 处理相比，BS 处理显著降低了 2 种蔬菜的 AEF、UEF、CRF，而 BSF1 和 BSF2 处理显著提高了番茄的 AEF、UEF、CRF，而对芹菜影响不显著。与 WSF 处理相比，BS 处理的芹菜 AEF、UEF、CRF 分别降低了 78.57%、85.16%、80.52%，番茄的分别降低了 41.58%、78.74%、59.02%。而 BSF1、BSF2 处理的番茄 AEF、UEF、CRF 分别显著提高了 78.24%、135.11%、 36.60% 和 85.63%、127.56%、41.83%。

2.5 综合评价

通过对不同营养液的应用效果进行综合评价，结果如表4 所示。不同营养液在基质栽培芹菜、番茄上的应用效果均表现为 BSF1>BSF2>WSF>BS。说明 BSF1 和 BSF2 的应用效果优于 WSF，二者有利于基质芹菜、番茄生长、提高肥料利用率，其中 BSF1 为最优的均衡型沼液营养液的配制方案。

注：GV 为蔬菜生长速率，DW 为干重，UEF 为肥料利用率，AEF 为肥料农学效率。

3 讨论

3.1 沼液营养液对基质栽培蔬菜生长的影响

水肥供应决定了基质栽培蔬菜的生长和产量。试验结果显示，不同处理对 2 种蔬菜 GV 和 BW 的影响作用均表现为 BSF1>BSF2>WSF>BS>CK，说明了单独施用沼液不能有效保证基质栽培蔬菜良好的生长和生物量积累^[21]，而沼液配肥满足了基质蔬菜生长的养分需求，进而促进了生长^[22]。但李娇等^[23]的试验结果显示，单独施用沼液可提高芹菜的株高、叶绿素含量与产量；滕云飞等^[24]的试验结果也显示，与化肥相比，猪粪沼液可以显著提高基质栽培番茄生物量；另外，单独沼液施用还对甜瓜^[25]、樱桃番茄^[13]的生长具有良好的促进效果。本试验与上述试验结果差异的原因可能在于供试沼液类型及其养分含量不同^[26]。本课题组在西瓜上应用的试验结果^[12，27]也表明，沼液配肥、沼液与营养液配施才可以保证西瓜良好生长、改善西瓜品质。BSF1 和 BSF2 处理对蔬菜生长促进作用优于 WSF 处理，可能原因在于沼液中含有较为丰富的有机碳、氨基酸和生长调节物质等有机养分，进而会刺激作物生长。

3.2 沼液营养液对基质栽培养分吸收利用的影响

从养分吸收积累来看，与 WSF、BS 处理相比，BSF1 和 BSF2 处理均显著提高了 2 种蔬菜的 NAA、AEF、UEF、CRF。可见，均衡型沼液营养液可以有效提高基质栽培蔬菜对肥料养分的吸收利用，这与杨鑫等^[28]的试验结论一致。郑学博等^[29]也指出，沼液配施化肥还可提高旱地红壤地区花生的氮、磷 AEF 和 PEF。本试验的 BS 处理并没有达到提高养分吸收利用的效果，与孟清波等^[30]报道的单独沼液促进了辣椒氮、磷和钾吸收的结果不一致，可能原因在于试验采用基质栽培方式及采用的蔬菜不同，这还需进一步通过比较试验验证。

综合生长和养分利用情况可以看出，BSF1 的应用效果优于 BSF2 和 WSF，原因在于 BSF1 添加的速效态矿质元素更容易被基质栽培蔬菜吸收利用。虽然沼液中的抗生素和重金属含量较高，但不具有环境风险^[31]。但以沼液为基础配制为符合相关标准的液体肥料，一般采用浓缩或添加大量营养物质的方法，进而极大地增加了成本和化肥投入量，同时也不利于沼液的大量还田利用。因此，基于沼液的配肥利用将是沼液还田利用的主要方向，对于提高沼液利用效率和效果具有重要意义。

4 结论

BSF1 和 BSF2 沼液营养液可以促进基质栽培芹菜、番茄的生长和生物量累积，有利于提高 TN 含量、NAA 和 PEF，进而提高了 AEF、UEF、CRF，其中 BSF1 为最优均衡型沼液营养液的配制方案。

参考文献