摘要 以浙江省海宁市同仁养殖场和三联养殖场的调查分析为基础 ,同时引用其他方面的实例,介绍将畜禽粪便的发酵产物(包括沼气、沼液和沼渣)进行综合利用的方式。
关键词 沼液;沼渣;综合利用
中图分类号 S141文献标识码 A文章编号 1004-8421(2007)12-070-02
随着我国人民生活水平的不断提高,对肉类食品的需求也在急剧地增加,传统的分散型养殖愈加不能满足人们对肉类的需要,集约化的大型养殖场应运而生。虽然集约化的养殖可以有效降低养殖的成本,更好地对畜禽进行防疫,但是由于畜禽养殖过于集中,粪便的排放也相对集中,大大超过了当地环境的承受能力,给当地的环境造成了巨大的压力[1-3]。畜禽粪便对土地总体负荷警戒安全值以0.4为宜,而全国总体平均水平已经达到0.49,对生态环境构成了明显的威胁态势[4],同时也给当地居民的健康带来影响,制约了养殖场本身的可持续发展。由于畜禽粪便中含有丰富的生物质能,将其转化利用不仅可以在一定程度上解决上述问题,而且可以获得能量,发酵产生的沼液、沼渣也可以作为很好的有机肥料。
长期以来农业生产中化肥施用量大,有机肥料用量不足,导致土壤酸化板结、土壤养分比例失调、病虫害加重和产品质量下降等问题日益突出。人、畜粪便和各种农作物秸秆等投入沼气池内经密封发酵后的残余物统称为沼肥 (包括沼液和沼渣),沼肥养分全面,含有丰富的腐殖酸等有机物质,对提高农产品的产量、质量和改良土壤理化性状都有积极作用,是重要的优质有机肥资源[5-7]。
1 沼液的综合利用
沼液的营养成分很高,但因投料量和加水量的不同,其养分含量都会有所不同。一般情况下,人畜粪便通过沼气池的厌氧发酵形成的沼液中,全C平均含量 2.03 mg/ml,全 N平均含量0.392.03 mg/ml,全P平均含量0.37 mg/ml,全 K平均含量2.06 mg/ml,铵态 N平均含量0.296 mg/ml,速效P平均含量 0.073 mg/ml,速效 K平均含量1.76 mg/ml,同时,还有10多种金属离子[8]。因此,可以直接将沼液作为有机肥灌溉到农田中,或者是把它作为叶面肥直接喷施均能达到很好的效果。还可以利用沼液来浸种,提高种子的出芽率和以后的生长能力,或者将沼液作为一种无毒、无残留的农药用于防治农业病虫害。
1.1 沼液作为叶面肥
沼液中离子状营养成分富集,是一种速效水肥,用于作物尤其是蔬菜叶面施肥,收效快,利用率高,能够及时补给蔬菜生长对养分的需求。叶面喷施的沼液取自正常产气50 d以上的沼气池中的滤清液。根据实践,苗期嫩叶蔬菜叶面喷施,沼液应稀释10~20倍;中后期叶面喷施,沼液应稀释5-10倍。同时可配合使用0.05%~0.1%的尿素和磷酸二氢钾效果会更好,7~10 d喷施1次,选择晴天上午喷施[9]。福建省农业科学院土壤肥料研究所通过对比试验发现,沼液能够促进茶树株高的增长,平均每7 d比对照增高 0.06 cm,增长率为10.2%;增加茶叶的百芽重和单叶重,平均增高率分别为19%和30.1%;促进茶叶增产,增产率为 9.0%[10] 。因此,沼液是一种很好的叶面肥。
1.2 沼液作为有机肥直接灌溉
浙江省海宁市三联养殖场沼气工程和同仁养殖场沼气发电工程分别铺设了2 600 m和1 000 m管道,将发酵产生的沼液作为有机肥直接灌溉到附近的农田。研究发现,经过沼液灌溉后可以减少农田化肥的使用量,每年为当地农民节省1/3的化肥投入。同时,沼液的灌溉还可改良土壤,改善田块土壤结构,增加土壤有机质的含量,有利于土地的可持续开发利用。在浙江省杭州市浮山综合农场的研究表明,连续4年施用沼液的农田土壤有机质、全 N、速效N、速效P和速效 K的含量分别比施用化肥的高 1.60%、0.116%、1.22×10-4、1.71×10-4和4.3×10-5,土壤密度下降了0.18 g/cm3,而孔隙度提高了9.7%[11] 。
1.3 沼液的病虫害防治
沼液有机酸中的丁酸和植物激素中的赤霉素、吲哚乙酸以及维生素B12对病菌有明显的抑制作用。沼液中的氨和铵盐,以及某些抗生素对作物的虫害有着直接作用。沼液防治病虫害以其无污染、无残留、无抗药性而被称为“生物农药”。
近年来,辣椒白粉病成为影响辣椒产量和品质的严重病害,而且化学药剂很难控制。实践证明,在辣椒白粉病发生初期,利用10~20倍沼液连续喷洒2~3次,对该病有明显的抑制作用。有资料表明,沼气发酵残留物对农田普遍发生的近30种病害具有防治作用,至少有20多种病害的防治效果达到或超过了现行使用的农药效果;在虫害方面,沼气发酵残留物对19种虫害具有明显的防治效果。在抑制病原菌的研究方面,沼气发酵残留物对大肠杆菌、副伤寒杆菌和猪丹毒杆菌等致病菌有显著抑制作用,对10株青霉和曲霉有不同的抑制效果,对17种农作物病原菌有不同程度的抑制作用。沼液作为一种无毒、无残留的药剂用以防治农业病虫害,是有机食品生产中理想的生产资料。西瓜枯萎病是一种顽固性土传病害,分布广传播快,0~60 cm深度土壤中均带有病原菌,单纯用化学药剂防治很难见效。北京市大兴县能源办公室在西瓜生产中,基施沼渣3万~3.75万kg/hm2,种子用20倍沼液浸种8 h,然后在生长期叶面喷洒 10~20倍沼液3~4次,控制了西瓜枯萎病的大面积发生。
蔬菜生产中常遇到蚜虫、红蜘蛛和白粉虱等害虫危害,化学药剂防治难度大。实践证明,利用稀释10倍的沼液,在害虫为害初期,连续喷2~3次,可以杀灭害虫 80%以上,有效控制虫口密度。 同时如果配以适量相应的杀虫剂,成虫或虫卵杀灭率可达96%以上,且药效期可持续30 d以上 。
使用沼气发酵残留物作为农药不会对环境带来污染,也不会产生病虫害的抗性等问题。同时,因为沼液中含有许多植物需要的营养物质,在利用沼液防治病虫害的同时也能够起到施肥的作用。因此,沼液是一种很好的农田农药。
1.4 沼液浸种
沼液中除含有氮、磷、钾外,还含有种子萌发和发育所需要的大量氨基酸、B族维生素、各种水解酶、生长素和对病虫害有抑制作用的物质及因子。因此,通过沼液浸种可实现幼苗“胎里壮”,提高幼苗抗病、抗虫和抗逆能力,为高产奠定基础。在浸种前应充分晒干种子,以提高吸水能力,并杀灭部分病菌。浸种时,随水分进入种子促进种苗的生长,沼液还具有抑菌作用,能够抑制病虫害的发生,如利用沼液浸种防治姜瘟病取得了很好的效果。1999年,在江苏省进行的用沼液浸水稻种的试验表明,沼液浸种可以明显提高水稻单位面积产量5%。与对照处理相比,沼液浸种其秧苗素质表现为齐苗期短,分蘖早、分蘖多,秧苗壮。
2 沼渣的综合利用
沼渣除了含有丰富的氮、磷、钾等大量元素外,还有对作物生长起重要作用的硼、铜、铁、锰、锌等微量元素,尤其是腐殖酸含量很高,可达10%~24%。腐殖酸对土壤改良有重要作用,其土壤改良功效十分明显,是一种非常好的有机肥。
2.1 沼渣在蔬菜生产中的应用
2.1.1 配制营养土。
营养土在蔬菜生产中经常用到,蔬菜营养条件要求高,自然土壤往往难以满足,沼渣营养全面,用以广泛生产,完全可以满足营养条件要求。用沼渣配制营养土,应采用腐熟度好、质地细腻的沼渣,其用量为混合总量的20%~30%,再掺入50%~60%的大田土,5%~10%的细土,0.1%~0.2%的尿素和磷酸二氢钾即可。
2.1.2 作基肥。
一般在蔬菜生产中,用沼肥作基肥的施用量为3万~3.75万kg/hm2,可使番茄增产13%左右。据四川省农业科学院生产试验,施沼肥2.25万~3万kg/hm2,连施3年,土壤有机质增加0.2%~0.83%[12]。
2.1.3 作追肥。
沼渣在蔬菜生产中作为追肥,以追2.25万kg/hm2为宜,可以直接开沟挖穴浇灌作物根部周围,但避免直接与作物根系接触,以免发生灼伤,并覆土以提高效益:也可结合灌水,把沼渣加入水中,随水均匀施入田中。
2.2 沼渣在果树生产中的应用
2.2.1 沼渣种柑橘。
柑橘是我国南方部分省市种植面积较大的水果之一,但由于多栽培于丘陵山坡和江河两岸,土质浅薄,养分贫乏,土壤有机质少,不能满足柑橘生长发育的需要。实践证明,用沼渣施用柑橘,其果实品质好,耐贮藏。树龄为2年的幼树,以促生长、扩冠为主,每株每年施沼渣50 kg。具体施法可采用沼液、沼渣结合,每年3~7月,每月施2次,另外补施适量磷、钾肥。树龄3~5年的初期挂果树,既要扩树冠,壮树枝,又要增加产量,要施3次肥。①花前肥:2月下旬至3月上旬,施肥量占全年25%,每株施沼渣25 kg或沼液50 kg,若沼肥不足,应补施氮、磷、钾肥。②壮果促梢肥:7月中下旬,施肥量占全年50%,每株施沼渣50 kg或沼液 100 kg,树势弱,沼肥又不足的,需补施化肥。③还阳肥:早熟品种在采果后,中、迟熟品种在采果前,用量占全年25%,每株施沼渣25 kg或沼液50 kg,沼肥不足的,补施化肥。6年以上成年挂果树,以保持稳产为主要目标,此时用肥,应以沼肥与化肥同时施用,以春梢肥和还阳肥为重点,每株每次施沼渣25 kg,或沼液50 kg,适量补充化肥[13]。
2.2.2 沼渣种梨树。
用沼渣种梨树,梨树花芽分化好,抽梢一致,叶片厚绿,果实大小一致,光泽度好,甜度高,树势增强;能提高抗轮纹病、黑心病能力;单产提高10%,节省化肥投资40%~60%。具体施用方法:幼树生长季节,可实行1个月施沼渣1次,每次每株施10 kg (深施)。成年挂果树,以施基肥为主,基肥占全年用量的80%,一般在初春梨树休眠期进行,每株施沼渣25~50 kg,并补充复合肥250 g,施后覆土。①花前肥:选择开花前10~15 d,每株施沼渣25 kg。②壮果肥:一般2次,第1次在花后1个月,每株沼渣20 kg,加复合肥100 g,挖槽深施。第2次在花后2个月,用法同第1次,并根据树况适当增减。③还阳肥:一般在采果后进行,每株沼渣10 kg,加尿素50 g。根部周围深施。还阳肥要看树势从严掌握,把握好用肥量,以免引发秋梢芽生长[13]。
3 结语
随着人们生活条件的不断改善,人们更加追求绿色无污染食品的消费。蔬菜在生产过程中更容易受到农药和化肥污染,而沼气、沼液和沼渣应用在蔬菜中,更符合绿色无污染蔬菜生产的规程和生态农业的要求,在实现农业生产无害化中起到了不可低估的作用。因此,深层次地开展利用沼气、沼液和沼渣,提高在农业生产中的合理利用效益,特别是提高“沼”在蔬菜生产中的综合效益,已成为摆在农村能源工作者和农业技术推广工作者前的一个重要课题。
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