在自然界,植物能够以其生理整合能力响应环境胁迫和养分供给。沼液是一种传统的优质有机肥料,然而随着中国规模化猪场和沼气工程的发展,沼液的数量巨大,组成更加复杂。大型养猪场周围的土地使用空间有限。剩余沼气在中国各地区造成了较大的环境负荷,威胁着食品安全和人类健康。传统的土地消纳和现代的污水治理工艺都不能全面解决这一问题。水培作为一种新型环保的现代化蔬菜栽培技术,有效解决了蔬菜等农作物生产受土壤资源短缺和自然条件的制约。沼液用于设施化水培技术有利于养猪企业将规模化养殖和沼液设施化利用联合起来,形成一个零排放的全闭合绿色循环农业模式。因此研究植物在沼液水培环境中的生理响应和生长特征有利于探讨植物的抗逆生理反应机理,并指导水培生产实践。文章首先研究了水生植物水稻(Oryza sativa)、水芹(Oenanthe javanica)、西洋菜(Nasturtium officinale)和陆生植物养心菜(Sedum aizoon)、富贵菜(Gynura divaricata)、草莓(Fragaria ananassa)、旱芹(Apiumgraveolens),在不同来源沼液及其不同稀释倍数沼液下进行水培时所受到的环境胁迫和生理响应。研究结果表明:用同一种猪场沼液水培不同的植物时(水芹和西洋菜,水芹和旱芹),沼液的最佳稀释倍数相同;而用不同猪场的沼液水培同一种植物(水芹),其最佳稀释倍数是不同的。三种不同的沼液的最佳稀释倍数分别为45、20和30倍,其电导率值在0.54-0.61ms/cm之间,总氮含量在17.9-28.9mg/L之间,总磷含量在0.62-4.5 mg/L之间,总钾含量在17.8-26.7 mg/L。最佳稀释倍数是植物对不同稀释倍数下存在的各种抑制因素和有利因素的自我平衡和选择的结果。在最佳稀释倍数下,水生植物和陆生植物表现出较强的生理适应能力,能较好地存活、生长。水稻有完整的生长周期,可开花结出稻穗产出稻米;水芹和西洋菜亦能生长、开花、结籽;草莓能开花结果;富贵菜、养心菜和旱芹等具有较好的生物生长量。最佳稀释倍数沼液中的营养成分基本可以满足以上所述植物的生长发育的需要。然而各类植物在不同稀释倍数沼液下,都受到了一定程度的环境胁迫,表现在生物量指标、生理指标和形态指标上有一定程度的改变。如稻米和草莓产量质量比对照显著差异,各植物在生长量等指标上也显著小于对照。草莓开花结果的时间比土种对照提前,可能是草莓植株对逆境胁迫的反应。其次文章对沼液原液及稀释后沼液水培环境的胁迫因子分别作了分析。在此基础上提出植物专用沼液添加配方,其原理是将沼液稀释到最佳倍数后对照植物现有的营养液专用配方,将缺乏的元素浓度换算为对应的化合物浓度,从而形成具有可操作性的沼液添加配方。沼液添加配方栽培实验结果显示,沼液添加配方相对于普通营养液配方,提高了水芹的鲜重日增率、鲜重比、净光合速率、蒸腾速率、叶绿素、根系酶活性、可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C,降低了水芹的硝酸盐含量和胞间CO2浓度,而其株高、叶面积、根系长度、根表面积、总根数、气孔导度与营养液配方无显著差异。水芹的生长量和品质都得到了很大提升。各项指标也远优于土种对照栽培的水芹。沼液添加配方在提升水芹品质和生理生长指标方面是有效的。研究成果可为沼液资源化利用的新途径提供理论参考。