随着集约化畜禽养殖业的迅速发展,江淮平原地区的畜禽粪便产生排放量也在急剧增加,从而畜禽粪便排放造成的农业环境压力在逐年增大,这些问题已经成为畜禽养殖业和区域社会经济发展的重要制约因素。为了江淮平原集约化养殖业的畜禽粪便污染问题能够得到很好的解决,能源沼气工从而程得到广泛的应用。然而,畜禽粪便经沼气发酵工程无害化处理后产生的沼液由于缺乏匹配的土地资源承载和相应的利用技术,江淮平原地区的规模化养殖场沼液未能得到有效利用,由于沼液利用不当或直接排放造成环境污染事件时有发生。因此,在以沼气为纽带的污染治理工程中,明确相应种植模式下的沼液农田承载力,探索相应的沼液施用技术,实施种养结合,构建农牧循环模式具有重要的实际意义。肥东县民族乡是合肥市重要养殖和设施蔬菜种植基地,本文选择具有代表性的规模化养殖场为研究对象,通过设施大棚豆角—杭椒轮作试验,研究沼液不同施用量对蔬菜产量、氮磷养分的吸收的影响,基于系统氮磷平衡基础估算沼液的安全施用量,结合不同土层的氮磷养分含量与分布,评估设施豆角—杭椒轮作种植制度下的沼液安全承载力,并进行经济效益分析,以期为江淮平原设施蔬菜种植生产中农田沼液安全承载力提供理论依据及技术支撑。本文的研究结果如下:(1)沼液施用量为400 m~3/hm~2豆角产量最高达2719.30 kg/667m~2。而最高沼液施用量800 m~3/hm~2豆角产量为1987.94 kg/667m~2,不施用沼液豆角产量最低1660.32 kg/667m~2豆角生物量和养分在沼液施用为400 m~3/hm~2,沼液最佳经济效益施用量为400 m~3/hm~2左右。沼液施用量为600 m~3/hm~2时,杭椒产量最高达到2706.34 kg/667m~2。沼液最高施用量800 m~3/hm~2时,杭椒产量为2664.97 kg/667m~2,不施用沼液杭椒产量最低为2119.80 kg/667m~2。从杭椒产量和生物量看,杭椒的沼液最佳经济效益施用量为400 m~3/hm~2-600 m~3/hm~2左右。(2)根据设施种植系统氮磷的平衡与富余分析,周年豆角——杭椒两季作物在处理400 m~3/hm~2时最多吸收氮为18.49 kg/667m~2。根据氮磷平衡,氮在两季作物沼液施用量为200 m~3/hm~2时,基本达到平衡状态。两季作物在处理400 m~3/hm~2时最多吸收磷为2.65 kg/667m~2。根据磷平衡假设估算,磷在两季作物沼液施用量为200 m~3/hm~2与400 m~3/hm~2之间时基本达到平衡状态。(3)根据不同施用量对土壤氮磷含量变化的结果来看,施用沼液能有效改善土壤肥力,提高土壤氮磷含量,但过高沼液施用也会带来潜在环境风险。不同时期土壤全氮在沼液处理为200 m~3/hm~2时,含量变化幅度最小,土壤全氮基本处于平衡状态。土壤全氮含量没有随着沼液施用量的增加而增加,未表现出土壤全氮累积现象,土壤碱解氮含量也表现出相似的规律。在沼液处理为200 m~3/hm~2时,土壤有效磷含量变化幅度最小,除表层土壤有效磷有明显提升外,其他土层基本处于平衡状态,从磷素平衡的角度评估,沼液的安全施用量初步估计在400 m~3/hm~2左右。设施土壤中磷素累积主要表现在0-10cm土壤中,当沼液施用超过400 m~3/hm~2时,土壤下层有效磷含量会上升和累积。(4)豆角种植的最佳经济效益沼液施用量为400 m~3/hm~2,产值最高达到7885.19元/667m~2。杭椒种植的最佳经济效益沼液施用量为600 m~3/hm~2时,产值最高达到10285.26元/667m~2。本试验以全年蔬菜经济产值角度看,大棚蔬菜农田沼液最佳经济效益施用量约为是800—1200 m~3/hm~2。(5)设施豆角—杭椒种植系统以氮素平衡的沼液年安全承载量为400m~3/hm~2,而以磷素平衡的沼液年安全承载力为800 m~3/hm~2。