清糞工藝對規(guī)?；託夤こ陶右吼B(yǎng)分含量的影響

邊武英，金 娟，葉 波，劉銀秀，王 強(qiáng)，董越勇，范志斌，聶新軍

(1.浙江省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 杭州 310020； 2.浙江省農(nóng)業(yè)生態(tài)與能源辦公室，浙江 杭州 310012；3.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 環(huán)境資源與土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021)

清糞工藝對規(guī)?；託夤こ陶右吼B(yǎng)分含量的影響

邊武英1，金 娟2，葉 波2，劉銀秀2，王 強(qiáng)3，董越勇2，范志斌2，聶新軍2

(1.浙江省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 杭州 310020； 2.浙江省農(nóng)業(yè)生態(tài)與能源辦公室，浙江 杭州 310012；3.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 環(huán)境資源與土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021)

對地處浙西南地區(qū)衢州市的6處農(nóng)村規(guī)模化沼氣工程沼液養(yǎng)分含量進(jìn)行測定，分析2種清糞工藝對沼液養(yǎng)分含量的影響。結(jié)果表明，沼液中全氮(N)、全磷(P2O5)和全鉀(K2O)等指標(biāo)均呈現(xiàn)全氮>全鉀>全磷。養(yǎng)殖場清糞工藝對農(nóng)村規(guī)模化沼氣工程沼液pH值影響不大，對沼液中有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀等指標(biāo)來說，水泡糞工藝比干清糞工藝的含量普遍要高。養(yǎng)殖場無論采用干清糞工藝還是水泡糞工藝，農(nóng)村規(guī)?；託夤こ陶右褐懈黟B(yǎng)分含量的穩(wěn)定性都容易受沼氣工程工藝、容積、停留時(shí)間、污水量等多種因素的影響。因此，在養(yǎng)殖場的日常管理中，要控制好沖洗水的用量，采用干清糞工藝的養(yǎng)殖場要注意控制好清糞比例，采用水泡糞工藝的養(yǎng)殖場要控制好糞溝中糞污的儲(chǔ)存時(shí)間。同時(shí)，沼液作為有機(jī)肥，在施用之前要根據(jù)作物需求及沼液中氮、磷、鉀含量，測算出沼液的適宜用量，并做好肥效試驗(yàn)，形成科學(xué)的施肥體系。

清糞工藝； 沼液； 養(yǎng)分； 沼氣工程； 衢州

近年來，在我國政府和各部門的支持下，農(nóng)村沼氣建設(shè)取得了巨大的成就。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2015年底，全國沼氣用戶達(dá)4 193.3萬戶，由中央和地方投資支持建成各類型沼氣工程11萬處，年產(chǎn)氣量22.25億m3。隨著種養(yǎng)業(yè)的規(guī)?；l(fā)展，城鎮(zhèn)化步伐的加快，農(nóng)村沼氣的發(fā)展也面臨著許多新形勢，2015年中央調(diào)整投資方向，重點(diǎn)用于規(guī)模化大型沼氣工程建設(shè)，農(nóng)村沼氣邁出了轉(zhuǎn)型升級的新步伐。浙江省積極貫徹落實(shí)中央精神，走好農(nóng)村沼氣轉(zhuǎn)型升級之路，2016年全省農(nóng)村規(guī)?；託夤こ棠昴┻_(dá)到8 000多處。農(nóng)村規(guī)模化沼氣工程的發(fā)展，雖然大幅提升了畜禽糞污等農(nóng)業(yè)廢棄物的集中處理水平和沼氣的集中供應(yīng)能力，但同時(shí)也導(dǎo)致沼氣工程的殘留物沼液的集約化。沼液作為厭氧發(fā)酵的殘留物，有機(jī)物濃度較高，若不能妥善處置，將對周圍環(huán)境造成污染。沼液中富含多種農(nóng)作物生長所必需的營養(yǎng)物質(zhì)[1]，具有促進(jìn)作物生長、防治作物病害和改良土壤性狀等多重功效[2]，因此，作肥料施用是沼液目前最有效的利用方式之一[3]。實(shí)踐表明，沼液在浸種育秧、葉面噴施及抗病蟲害等方面具有良好的表現(xiàn)。楊紅霞等[4]進(jìn)行了沼液浸種對水稻產(chǎn)量影響的試驗(yàn)，結(jié)果表明，采取沼液浸種水稻每667 m2產(chǎn)量達(dá)690 kg，對照組為646.2 kg,即同等條件下，僅用沼液浸種比清水浸種增產(chǎn)6.8%。陳貴等[5]通過田間試驗(yàn)，研究了沼液施用量對茭白植株干物質(zhì)積累、產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)性狀、品質(zhì)等的影響，結(jié)果表明，沼液在控制用量的前提下，用于茭白澆灌，有利于茭白產(chǎn)量提高和品質(zhì)提升。任華等[6]進(jìn)行了夏秋季有機(jī)茶葉沼液施用效果試驗(yàn)，夏秋季有機(jī)茶沼液淋施與葉面噴施的處理，產(chǎn)量明顯提高，內(nèi)在品質(zhì)得到有效改善。

規(guī)?；B(yǎng)殖場一般根據(jù)當(dāng)?shù)氐馁Y源環(huán)境條件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、勞動(dòng)力資源狀況等，綜合考慮選擇適宜的清糞工藝清理畜禽糞污[7]，經(jīng)清理后的畜禽糞污作為發(fā)酵原料進(jìn)入沼氣工程進(jìn)行厭氧發(fā)酵。目前，浙江省規(guī)?；B(yǎng)殖場清糞工藝主要以干清糞工藝和水泡糞工藝為主。干清糞工藝是將畜禽糞污的干糞部分通過人工或機(jī)械清掃、運(yùn)走，尿及污水則從下水道流出，分別進(jìn)行處理。水泡糞工藝是在豬舍中修建一個(gè)大的溝，里面注入一定深度的水，將豬的糞尿以及日常豬舍沖洗水一并排入糞溝中儲(chǔ)存一段時(shí)間，待糞溝裝滿后，再將溝中糞水排出，進(jìn)入貯糞池[8]。采用不同清糞工藝，沼氣工程發(fā)酵原料中各成分含量差異性較大[9]，從而影響沼液的穩(wěn)定性，不利于沼液的利用，制約了資源有效循環(huán)利用，也不利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。浙江省衢州地區(qū)生態(tài)環(huán)境優(yōu)越，農(nóng)業(yè)資源豐富，是浙西南地區(qū)的養(yǎng)豬大市，也是農(nóng)村規(guī)?；託夤こ探ㄔO(shè)較為集中的地區(qū)。因此，選取衢州市有代表性的農(nóng)村規(guī)?；託夤こ套鳛檎右翰蓸狱c(diǎn)，主要研究了不同清糞工藝對農(nóng)村規(guī)模化沼氣工程沼液中pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷以及全鉀等營養(yǎng)指標(biāo)含量的影響，旨在為沼液利用提供科學(xué)依據(jù)，確保沼液的科學(xué)、合理、高效利用，促進(jìn)生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 樣點(diǎn)概況

選取浙江省衢州市6個(gè)具有代表性的農(nóng)村規(guī)?；託夤こ套鳛檎右喝狱c(diǎn)，其具體地點(diǎn)與概況見表1。沼氣工程發(fā)酵原料均為養(yǎng)豬所產(chǎn)生的糞污。

表1 沼液取樣地點(diǎn)及其概況

1.2 樣品采集

在沼氣工程正常運(yùn)行期間，分別于2016年5月12日(18～30 ℃)和11月30日(10～16 ℃)取樣，取樣2個(gè)批次共12份樣品，即干清糞工藝和水泡糞工藝各6份樣品。

供檢樣品取自厭氧發(fā)酵池排放出的沼液，每個(gè)取樣點(diǎn)在采樣當(dāng)天的9:00—10:00、11:30—12:30、14:00—15:00分別采集3份樣品，每份樣品的量相同，且不少于300 mL。然后將3份樣品均勻混合成1份樣品，以供檢測。

供檢樣品裝入500 mL PVC瓶中，密封、冷藏保存，24 h內(nèi)送到檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析測定。如果指標(biāo)無法一次性測完，剩余樣品加入濃硫酸酸化，并于0～4 ℃條件下保存。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

測定項(xiàng)目有pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮(N)、全磷(P2O5)、全鉀(K2O)等5項(xiàng)指標(biāo)。

樣品pH值測定采用電極法(NY/T 1973—2010)，有機(jī)質(zhì)測定采用重鉻酸鉀-容量法(NY 525—2012)，全氮、全磷和全鉀的測定參照有機(jī)-無機(jī)復(fù)混肥料的測定方法(GB/T 17767—2010)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用數(shù)據(jù)處理軟件Excel進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 清糞工藝對沼液pH值的影響

由表2可以看出，6處沼氣工程沼液pH值在7.33～7.62，均呈弱堿性。此結(jié)果與其他研究基本一致[10-11]，符合正常的厭氧發(fā)酵過程pH值維持在6.5～8.0的要求[12]。干清糞工藝和水泡糞工藝沼液的平均pH值分別為7.48和7.51，變異系數(shù)分別為1.59%和1.02%。2種清糞工藝，沼液pH值差別不大，同時(shí)數(shù)據(jù)也比較穩(wěn)定，說明對于正常運(yùn)行的沼氣工程來說，養(yǎng)殖場的清糞工藝對沼液的pH值影響不大。

表2 2016年5月和11月不同清糞工藝下沼液的pH值

2.2 清糞工藝對沼液有機(jī)質(zhì)含量的影響

干清糞工藝將畜禽糞污中干糞單獨(dú)清理用于高溫堆肥或以其他方式進(jìn)行利用[7]，部分糞、尿及沖洗水進(jìn)入沼氣工程進(jìn)行處理。采用水泡糞工藝的養(yǎng)殖場由于糞尿及沖洗水在糞溝中儲(chǔ)存一段時(shí)間后，糞便中大部分可溶性有機(jī)物進(jìn)入到液體中，經(jīng)固液分離后，有機(jī)物大部分留在液體中進(jìn)入沼氣工程進(jìn)行處理。因此，相比于干清糞工藝，采用水泡糞工藝規(guī)?；B(yǎng)殖場發(fā)酵原料中有機(jī)物含量高[9]，進(jìn)而導(dǎo)致與其配套的沼氣工程沼液中有機(jī)質(zhì)含量也較高。

由表3可以看出，2016年5月的沼液樣品，干清糞工藝有機(jī)質(zhì)含量平均值0.261%，水泡糞工藝為0.214%；2016年11月干清糞工藝有機(jī)質(zhì)含量平均值為0.100%，水泡糞工藝為0.170%。據(jù)此發(fā)現(xiàn)，2016年5月干清糞工藝與水泡糞工藝規(guī)?；託夤こ陶右褐杏袡C(jī)質(zhì)含量出現(xiàn)了異常，即干清糞工藝規(guī)模化沼氣工程沼液有機(jī)質(zhì)含量要高于水泡糞工藝。這可能是由于養(yǎng)殖場在進(jìn)行干清糞的時(shí)候，沒有控制好清糞比例，讓過多糞進(jìn)入到厭氧系統(tǒng)，導(dǎo)致發(fā)酵原料中有機(jī)質(zhì)含量偏高，進(jìn)而影響沼液中有機(jī)質(zhì)含量之故。就有機(jī)質(zhì)含量而言，無論是干清糞工藝還是水泡糞工藝，5月沼液樣品中有機(jī)質(zhì)平均含量均高于11月，這可能與5月天氣逐漸轉(zhuǎn)暖(最高溫度達(dá)到30 ℃)，養(yǎng)殖場污水量逐漸增多，進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵系統(tǒng)的糞污水滯留時(shí)間縮短，從而影響了有機(jī)質(zhì)的削減效果，導(dǎo)致沼液中有機(jī)質(zhì)含量偏高有關(guān)。

表3 2016年5月和11月不同清糞工藝下沼液的有機(jī)質(zhì)含量

2016年5月與11月2批次沼液樣品中，采用干清糞工藝的養(yǎng)殖場，沼液有機(jī)質(zhì)含量變異系數(shù)分別為54.58%和0；采用水泡糞工藝的養(yǎng)殖場，沼液有機(jī)質(zhì)含量變異系數(shù)分別為34.58%和34.64%。即干清糞工藝5月份沼液樣品中有機(jī)質(zhì)含量差異性較大，這很可能也是由于清糞比例沒有控制好導(dǎo)致發(fā)酵原料中有機(jī)質(zhì)含量差異大之故。相比于干清糞工藝，水泡糞工藝2個(gè)批次沼液樣品中有機(jī)質(zhì)含量變異系數(shù)相近，這主要是因?yàn)樗菁S工藝其糞便的清糞水平不受人為因素的影響；變異系數(shù)在34%左右，說明有機(jī)質(zhì)含量差異性仍較大，這主要是因?yàn)椴捎盟菁S工藝清糞時(shí)，進(jìn)入沼氣工程的糞尿以及沖洗水中有機(jī)物的濃度受儲(chǔ)存時(shí)間、固液分離水平等因素影響，從而影響沼液中有機(jī)質(zhì)含量的穩(wěn)定性。

2.3 清糞工藝對沼液養(yǎng)分含量的影響

由表4可以看出，2個(gè)批次沼液樣品中全氮、全鉀、總養(yǎng)分含量均為干清糞工藝<水泡糞工藝。這主要是因?yàn)檫M(jìn)入沼氣工程的發(fā)酵原料中，氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素總含量一般為干清糞工藝<水泡糞工藝，從而導(dǎo)致沼液中氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素總含量也低于水泡糞工藝。

表4 2016年5月和11月不同清糞工藝下沼液的養(yǎng)分含量

從表4還可以看出，2016年5月干清糞工藝沼液中總養(yǎng)分含量的變異系數(shù)，與有機(jī)質(zhì)一樣，也高于水泡糞工藝。2016年11月干清糞工藝沼液中總養(yǎng)分含量的變異系數(shù)，低于水泡糞工藝。沼液養(yǎng)分含量差異性較大，這與其他研究結(jié)果一致[13]。

2.4 沼液中各養(yǎng)分含量的關(guān)系

由圖1可知，無論是采用干清糞工藝還是水泡糞工藝，畜禽糞污經(jīng)厭氧發(fā)酵后，沼液中各養(yǎng)分含量均為全氮>全鉀>全磷。因此，沼液作為有機(jī)肥與化肥配合施用時(shí)，要充分考慮沼液中氮、磷、鉀含量之間的高低關(guān)系，并根據(jù)作物需求，測算出沼液與化肥的適宜用量。

圖1 不同清糞工藝下沼液的全氮、全磷、全鉀含量

3 小結(jié)

通過對浙西南地區(qū)有代表性的規(guī)模化沼氣工程沼液各養(yǎng)分指標(biāo)的測定發(fā)現(xiàn)，不同清糞工藝對沼液pH值影響不大，均呈弱堿性。沼液中均為全氮>全鉀>全磷。

對于沼液中有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀等營養(yǎng)指標(biāo)來說，水泡糞工藝比干清糞工藝的含量普遍要高。養(yǎng)殖場無論采用干清糞工藝還是水泡糞工藝，沼液中各養(yǎng)分含量的穩(wěn)定性都容易受到多種因素的影響。因此在養(yǎng)殖場的日常管理中，要控制好沖洗水用量，采用干清糞工藝的養(yǎng)殖場要注意控制好清糞比例，而采用水泡糞工藝的養(yǎng)殖場要控制好糞溝中糞污的儲(chǔ)存時(shí)間。

如果對沼液的施用只是粗放式的灌溉，會(huì)影響農(nóng)作物的生長，也會(huì)對農(nóng)田造成污染。因此，沼液作為有機(jī)肥施用之前，要根據(jù)作物需求以及沼液中氮、磷、鉀含量，測算出沼液的適宜用量，并做好肥效試驗(yàn)，形成科學(xué)的施肥體系后，再大面積使用。

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(責(zé)任編輯：吳益?zhèn)?

2017-09-15

浙江省科技廳重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2015C03013)；2016年度“三農(nóng)六方”科技協(xié)作項(xiàng)目(CTZB-F160728AWZ-SNY1-20)

邊武英(1970—)，女，浙江諸暨人，高級農(nóng)藝師，碩士研究生，主要研究方向?yàn)橥寥婪柿?，E-mail:iiyver@yeah.net。

文獻(xiàn)著錄格式：邊武英，金娟，葉波，等. 清糞工藝對規(guī)?；託夤こ陶右吼B(yǎng)分含量的影響[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，58(11)：1993-1996.

10.16178/j.issn.0528-9017.20171138

S141

A

0528-9017(2017)11-1993-04