蘇生平 周桂官 周進生 唐敏
利用農作物秸稈及禽畜糞便等有機物生產沼氣,是建設社會主義新農村、發展資源節約型、環境友好型社會的一項重要舉措。用沼氣點燈燒飯,既利用了資源,又給農民生活帶來方便,變廢為寶,節省能源,且不會造成環境污染,形成良好的物質和能量循環。另外,沼氣生產的副產品——沼渣、沼液含有多種氨基酸和微量元素,是一種良好的肥料。利用沼渣、沼液取代化學肥料施入農田,不僅解決了沼渣、沼液對環境的污染,還可節約成本,提高作物產量和效益。
戶用沼氣池沼渣沼液是有機物經厭氧發酵獲取沼氣后的液體殘留物,它不僅含有農作物生長所必需的氮、磷、鉀及微量元素、氨基酸等多種營養物質,而且含有丁酸、吲哚乙酸、維生素 B12等活性抗性物質,因此有促進作物生長和控制病蟲害發生的雙重作用。但由于戶用沼氣池沼渣沼液中多含有膠質、有機酸、抗生素、結石、塑料垃圾等難溶性固體物質及病蟲,使用滴灌設備往往容易造成塑料管路堵塞,甚至對施肥對象造成肥傷或其他傷害;沼渣沼液本身也是污染物,有異味,雜質多肥料養分含量低,且運輸不便,施用麻煩,多得不到足夠的重視,一般不能夠正確使用,甚至因處置不當造成環境污染,往往難以發揮較大的應用效益。
隨著技術革新和工業化新技術的普及,一批新型經濟適用新機械新設備的問世,為破解戶用沼氣池沼液沼渣機械化處理創造了條件。在江蘇省三新工程等項目的引導下,經過專業人員與部分沼氣用戶多年探索,沿海地區戶用沼氣池沼液沼渣機械化施用技術初步形成。
戶用沼氣池沼液沼渣可用沼液專門抽提機械從沼氣池出料口中汲取,也可選用上海泰豐泵業制造有限公司產污式潛水泵汲取,上海泰豐泵業制造有限公司產小型無堵塞潛水排污泵又稱WQ系列潛水固定式潛水泵,該污式潛水泵具有節能效果顯著、防纏繞、無堵塞、能有效地輸送含有固體物和長纖維的沼渣沼液。常用功率可選擇在2.5~3.5 kW。其電源可直接選用220 V的農用電,也可選用農用拖拉機或大安電動三輪車 (或淮海牌電動三輪車)車廂車載蓄電池作為WQ系列潛水固定式無堵塞潛水排污泵電源。通過WQ系列潛水固定式無堵塞潛水排污泵將戶用沼氣池沼渣沼液抽提至農用拖拉機或三輪車廂中,實現長途運輸,并可通過同樣的直接污式潛水泵輸送到田間,澆灌墁面,通過耕翻入土,培肥土壤。
沼渣是沼氣發酵后殘留在沼氣池底部的半固體物質,含有豐富的有機質、腐殖酸、粗蛋白、氮、磷、鉀和微量元素等,沼渣中的主要養分含量為:30%~50%有機質、10%~20%腐殖酸、0.8%~2.0%全氮、0.4%~1.2%全磷、0.6%~2.0%全鉀,是一種優質肥料。但以畜禽糞便為原料的沼渣多含有草渣結殼,并仍含有較多的沼液,其固體物含量在20%以下,其中部分有未分解的原料、畜禽抗生素、無機鹽和新生的微生物菌體,如未處理即施入農田會繼續發酵,在釋放肥分的同時,也有可能污染土壤。因此。在送入大田施用時必須在有條件的地方進行除鹽發酵和適當經過固液分離處理。其方法是首先通過在無堵塞潛水排污泵進料口捆扎20~30目的金屬網;其次,以沼液或水沖洗沼渣,并對水保持適當濃度;最后,在無堵塞潛水排污泵出渣口安排一張漁網,通過沖洗和固液分離除去石粉、金屬絲、塑料垃圾、部分無機鹽及草渣結殼等。戶用沼氣池沼渣提取至農田施用,應注意其用量,一般667 m2掌握在8~20 t。
①戶用沼氣池沼渣沼液的汲取與發酵 a.裝備準備。沼液的汲取與貯運爆氣裝備。主要有500 kg塑料桶2~3個,其中兩只塑料桶口蒙上50目的鐵絲網,并用鐵絲扎緊;另一只也備好同樣的鐵絲網待用;或準備襯有塑料膜的容積在0.5 m3的地池2~3個,但其所墊塑料膜要求完整不得有破洞或漏眼,厚度在0.8 cm以上。另準備WQ系列潛水固定式無堵塞潛水排污泵一只及配套的電線塑料管。池口各備有50目的鐵絲網及柴簾,其直徑均要大于池口直徑20%以上。
滴灌設施的選擇與安裝。大棚中常用水源有井水、蓄水池、自來水等,根據不同水質要經初步除沙處理,并使其保持入棚壓強0.12~0.15 MPa。田間首部:包括施肥閥(或電水泵),施肥罐、過濾器及分水配件,用于分別控制水源、施肥、過濾等。滴灌管可選用雙上孔單壁塑料軟管。鋪設方式:將滴灌毛管順畦間鋪于小高畦上,出水孔朝上,將支管垂直方向鋪于棚中間或棚頭。在支管上安裝沼液施肥器,為控制運行水壓在支管上垂直于地面連接一透明塑料管,以水柱高度80~120 cm的壓力運行,防止滴灌帶壓力過大,安裝完畢打開水龍頭運行,查看各出水孔流水情況,若有水孔堵住,用手指輕彈一下,即會令堵住的水孔正常出水,另外,根據地勢平整度及離出水孔遠近,各畦出水量會有微小差異,記錄在案,用單獨控制灌水時間的方法調節水量,檢查完畢,在滴灌軟管上覆蓋地膜,其不僅能起到一般地膜覆蓋的作用,同時有利于控制棚內株間濕度。
b.抽提爆氣與過濾作業。戶用沼氣池沼渣沼液經過較長時間的發酵,一般可溶性養分含量已達到最大化,但其成分中仍含有較多的有機酸、膠質、結石等難溶性固體物質,同時其營養成分不足以滿足作物生長的需要,因此需要進行爆氣與過濾作業,并調加部分速效肥料。其處理程序是:一級過濾與爆氣。用污工泵從戶用沼氣池汲取沼渣沼液,抽提至蒙上50~60目的鐵絲網塑料桶(或襯有塑料膜的容積在0.5 m3的地池)內,然后解除鐵絲網置于太陽下攪拌曝曬。
二級過濾與爆氣。經攪拌曝曬2~7天后,再用污工泵從一級塑料桶(或襯有塑料膜容積在0.5 m3的地池)汲取過濾抽提至第二個(即二級)塑料桶(或襯有塑料膜的容積在0.5 m3的地池)中;同時將準備滴灌尿素、硫酸鉀等的水溶性肥料配入第二個(即二級)塑料桶(或襯有塑料膜的容積在0.5 m3的地池)中;其一次性667 m2用量尿素0.5~5 kg,硫酸鉀2~4 kg;水溶性氮磷鉀三元復合肥 3~5 kg;硫酸鋅 0.5~2 kg,硼砂 0.5~1 kg。拌入后同樣進行攪拌并置于太陽下曝曬。
滴灌施肥。就近作業,可以從二級塑料桶(或襯有塑料膜的容積在0.5 m3的地池)汲取過濾抽提對水滴灌,或汲取過濾抽提至第三個(即三級)塑料桶(或襯有塑料膜的容積在0.5 m3的地池),按蔬菜作物的生產要求對水配成適當的濃度,實施滴灌作業,一般先打上3~5 min的清水然后再打沼渣沼液,沼渣沼液打完后,再打3~5 min的清水,以確保沼渣沼液分布均勻。定植活棵水:掌握在定植后棚內膜下5 cm地溫12℃以上時開始滴活棵水,滴水15 m3/667 m2左右。初花坐果期滴肥水:早春西瓜自3月中旬初花后開始滴頭水,以后 7~12天滴一次水,灌水定額10~15 m3/667 m2。全生育期滴水 5~6次,灌溉定額70~90 m3/667 m2即可。定植水一般滴5~6 h,中后期灌水歷時每次2~2.5 h。注意雙上孔軟管滴灌運行壓力一般為50~100 cm水柱,切忌壓力過大,否則會破壞管壁或形成畦面積水。遠距離運輸與施肥作業,則再用污工泵從二級塑料桶(或襯有塑料膜的容積在0.5 m3的地池)汲取過濾抽提至第三個(即三級)塑料桶中或襯有厚農膜的農用拖拉機或大安電動三輪車 (或淮海牌電動三輪車)車廂中,然后運輸到目的地,按蔬菜作物的生產要求,對水配成適當的濃度,實施滴灌作業,一般先打上3~5 min的清水然后再打沼渣沼液,沼渣沼液打完后,再打3~5 min的清水,以確保沼渣沼液分布均勻。
鑒于戶用沼氣池沼渣沼液因投入原料不同,其成分及有效養分差異較大,因此有條件的最好將戶用沼氣池沼渣沼液送專業機構進行檢測,然后確定施肥方案。但一般農戶難以做到,可以參照下列方案實施。
①以雞糞為原料的戶用沼氣池沼渣沼液,其堿解氮及速效鉀含量較高,含石粉和鹽較多,作為追肥,667 m2一次性戶用沼氣池沼液用量掌握在3~5 t,瓜菜作物前期按沼液∶水=1∶3比例對水滴灌,中后期可按1∶2~1∶1對水,其水溶性氮磷鉀三元復合肥掌握在1.5~2.5 kg,其前期易選擇低限,無公害生產要求采收前一個月禁用。如用沼渣或沼液作基肥,667 m2沼渣沼液用量掌握在8~10 t,并要求提前至少一個月耕翻入土晾曬,待大田土壤中水分瀝干后種植;如用量取上限及以上,則要提前一個半月以上耕翻入土。其配施基用化肥則建議適當減少氮鉀肥用量,可掌握在常規用量的50%~70%。
②以牛羊糞為原料的戶用沼氣池沼液沼渣,其速效磷含量較高,如作為追肥,667 m2沼液用量掌握在3~5 t,瓜菜作物前期按沼液∶水=1∶3比例對水滴灌,中后期可按 1∶2~1∶1 對水,其水溶性氮磷鉀三元復合肥掌握在3~5 kg,其前期易選擇低限,無公害生產要求采收前一周禁用。如用沼渣沼液作基肥,667 m2沼渣沼液用量掌握在10~15 t,并要求提前一個半月耕翻入土晾曬,待大田土壤中水分瀝干后種植;如用量取上限及以上,則要提前二個月以上耕翻入土。其配施基用化肥則建議減少磷肥用量至最低當量,其復合肥中氮鉀可掌握在常規用量的80%~90%。
③以豬糞為原料的戶用沼氣池沼液沼渣,其氮鉀含量低于雞糞高于牛羊糞,但鹽分含量偏高。作為追肥,667 m2一次性沼液用量3~5 t,瓜菜作物前期按沼液∶水=1∶3 比例對水滴灌,中后期可按 1∶2~1∶1對水,其水溶性氮磷鉀三元復合肥掌握在2~4 kg,其前期易選擇低限,無公害生產要求采收前一個月禁用。如用沼渣沼液作基肥,667 m2用沼渣沼液用量掌握在8~10 t,并要求至少提前一月耕翻入土晾曬,待大田土壤中水分瀝干后種植;如用量取上限及以上耕翻入土,則要提前一個半月以上。其配施基用化肥則適當減少氮磷鉀肥用量,可掌握在常規用量的60%~80%。
④以作物秸稈為原料的戶用沼氣池沼液沼渣,其氮鉀含量最低,也無鹽分。作為追肥,667 m2一次性沼液用量掌握在3~5 t,瓜菜作物前期按沼液∶水=1∶3 比例對水滴灌,中后期可按 1∶2~1∶1 對水,其水溶性氮磷鉀三元復合肥掌握在4~6 kg,其前期易選擇低限,無公害生產要求采收前一周禁用。如用沼渣沼液作基肥,667 m2沼渣沼液用量掌握在15~20 t,并要求提前一月耕翻入土晾曬,待大田土壤中水分瀝干后種植;如用量取上限及以上,則要提前一個半月以上耕翻入土。其配施基用化肥則建議適當增加氮肥用量一成以上,其復合肥中氮鉀用量可與常規用量的一致。