蘇生平等
特約欄目主持:萬(wàn)勇
高級(jí)工程師,武漢市農(nóng)科院農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究所副所長(zhǎng),負(fù)責(zé)科研、科技管理工作。長(zhǎng)期在農(nóng)業(yè)科技推廣一線從事新產(chǎn)品開發(fā)和高新技術(shù)的引進(jìn)、改進(jìn)工作。參與“7萬(wàn)畝建設(shè)”相關(guān)技術(shù)規(guī)范的起草與制定;主持、完成《七萬(wàn)畝設(shè)施蔬菜技術(shù)集成示范推廣》(農(nóng)機(jī)部分);長(zhǎng)期從事“溫室內(nèi)環(huán)境智能控制系統(tǒng)”、“現(xiàn)代設(shè)施條件下水肥耦合與配方施放技術(shù)”的研究;致力于小型設(shè)施蔬菜機(jī)具開發(fā),擁有專利5項(xiàng)。
導(dǎo)讀:沼氣生產(chǎn)的副產(chǎn)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(xué)肥料施入農(nóng)田,不僅解決了積累沼渣、沼液對(duì)環(huán)境的污染,還可節(jié)約種植成本,提高作物產(chǎn)量和效益。本文總結(jié)了江蘇沿海菜區(qū)戶用沼氣池沼液沼渣機(jī)械化處理與施用技術(shù)。
基金項(xiàng)目:江蘇省三新工程項(xiàng)目“沼液滴灌技術(shù)在西瓜生產(chǎn)上的推廣應(yīng)用”(SXGC[2014]195)
蘇生平,唐敏,東臺(tái)市蔬菜研究所,江蘇省東臺(tái)市東亭南路 97 號(hào),224200,
電話:15295385982,
E-mail:dtssp1962@163.com
周桂官,東臺(tái)市蔬菜栽培指導(dǎo)站
周進(jìn)生,東臺(tái)市能環(huán)站
收稿日期:2014-09-18
利用農(nóng)作物秸稈及禽畜糞便等有機(jī)物生產(chǎn)沼氣,是建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村、發(fā)展資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的一項(xiàng)重要舉措。用沼氣點(diǎn)燈燒飯,既利用了資源,又給農(nóng)民生活帶來(lái)方便,變廢為寶,節(jié)省能源,且不會(huì)造成環(huán)境污染,形成良好的物質(zhì)和能量循環(huán)。另外,沼氣生產(chǎn)的副產(chǎn)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(xué)肥料施入農(nóng)田,不僅解決了沼渣、沼液對(duì)環(huán)境的污染,還可節(jié)約成本,提高作物產(chǎn)量和效益。
1 戶用沼氣池沼液沼渣的營(yíng)養(yǎng)成分及應(yīng)用現(xiàn)狀
戶用沼氣池沼渣沼液是有機(jī)物經(jīng)厭氧發(fā)酵獲取沼氣后的液體殘留物,它不僅含有農(nóng)作物生長(zhǎng)所必需的氮、磷、鉀及微量元素、氨基酸等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),而且含有丁酸、吲哚乙酸、維生素 B12 等活性抗性物質(zhì),因此有促進(jìn)作物生長(zhǎng)和控制病蟲害發(fā)生的雙重作用。但由于戶用沼氣池沼渣沼液中多含有膠質(zhì)、有機(jī)酸、抗生素、結(jié)石、塑料垃圾等難溶性固體物質(zhì)及病蟲,使用滴灌設(shè)備往往容易造成塑料管路堵塞,甚至對(duì)施肥對(duì)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(zhì)多肥料養(yǎng)分含量低,且運(yùn)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(dāng)造成環(huán)境污染,往往難以發(fā)揮較大的應(yīng)用效益。
2 戶用沼氣池沼液沼渣機(jī)械化施用技術(shù)要點(diǎn)
隨著技術(shù)革新和工業(yè)化新技術(shù)的普及,一批新型經(jīng)濟(jì)適用新機(jī)械新設(shè)備的問(wèn)世,為破解戶用沼氣池沼液沼渣機(jī)械化處理創(chuàng)造了條件。在江蘇省三新工程等項(xiàng)目的引導(dǎo)下,經(jīng)過(guò)專業(yè)人員與部分沼氣用戶多年探索,沿海地區(qū)戶用沼氣池沼液沼渣機(jī)械化施用技術(shù)初步形成。
2.1 戶用沼氣池沼渣沼液機(jī)械化汲取運(yùn)輸與施用技術(shù)
戶用沼氣池沼液沼渣可用沼液專門抽提機(jī)械從沼氣池出料口中汲取,也可選用上海泰豐泵業(yè)制造有限公司產(chǎn)污式潛水泵汲取,上海泰豐泵業(yè)制造有限公司產(chǎn)小型無(wú)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(jié)能效果顯著、防纏繞、無(wú)堵塞、能有效地輸送含有固體物和長(zhǎng)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(nóng)用電,也可選用農(nóng)用拖拉機(jī)或大安電動(dòng)三輪車(或淮海牌電動(dòng)三輪車)車廂車載蓄電池作為WQ系列潛水固定式無(wú)堵塞潛水排污泵電源。通過(guò)WQ系列潛水固定式無(wú)堵塞潛水排污泵將戶用沼氣池沼渣沼液抽提至農(nóng)用拖拉機(jī)或三輪車廂中,實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)途運(yùn)輸,并可通過(guò)同樣的直接污式潛水泵輸送到田間,澆灌墁面,通過(guò)耕翻入土,培肥土壤。
沼渣是沼氣發(fā)酵后殘留在沼氣池底部的半固體物質(zhì),含有豐富的有機(jī)質(zhì)、腐殖酸、粗蛋白、氮、磷、鉀和微量元素等,沼渣中的主要養(yǎng)分含量為:30%~50%有機(jī)質(zhì)、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(yōu)質(zhì)肥料。但以畜禽糞便為原料的沼渣多含有草渣結(jié)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(wú)機(jī)鹽和新生的微生物菌體,如未處理即施入農(nóng)田會(huì)繼續(xù)發(fā)酵,在釋放肥分的同時(shí),也有可能污染土壤。因此。在送入大田施用時(shí)必須在有條件的地方進(jìn)行除鹽發(fā)酵和適當(dāng)經(jīng)過(guò)固液分離處理。其方法是首先通過(guò)在無(wú)堵塞潛水排污泵進(jìn)料口捆扎20~30目的金屬網(wǎng);其次,以沼液或水沖洗沼渣,并對(duì)水保持適當(dāng)濃度;最后,在無(wú)堵塞潛水排污泵出渣口安排一張漁網(wǎng),通過(guò)沖洗和固液分離除去石粉、金屬絲、塑料垃圾、部分無(wú)機(jī)鹽及草渣結(jié)殼等。戶用沼氣池沼渣提取至農(nóng)田施用,應(yīng)注意其用量,一般667 m2掌握在8~20 t。
2.2 戶用沼氣池沼渣沼液的管道運(yùn)輸與滴灌技術(shù)
①戶用沼氣池沼渣沼液的汲取與發(fā)酵 a.裝備準(zhǔn)備。沼液的汲取與貯運(yùn)爆氣裝備。主要有500 kg塑料桶2~3個(gè),其中兩只塑料桶口蒙上50目的鐵絲網(wǎng),并用鐵絲扎緊;另一只也備好同樣的鐵絲網(wǎng)待用;或準(zhǔn)備襯有塑料膜的容積在0.5 m 3的地池2~3個(gè),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(zhǔn)備WQ系列潛水固定式無(wú)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(wǎng)及柴簾,其直徑均要大于池口直徑20%以上。
滴灌設(shè)施的選擇與安裝。大棚中常用水源有井水、蓄水池、自來(lái)水等,根據(jù)不同水質(zhì)要經(jīng)初步除沙處理,并使其保持入棚壓強(qiáng)0.12~0.15 MPa。田間首部:包括施肥閥(或電水泵),施肥罐、過(guò)濾器及分水配件,用于分別控制水源、施肥、過(guò)濾等。滴灌管可選用雙上孔單壁塑料軟管。鋪設(shè)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(yùn)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(yùn)行,防止滴灌帶壓力過(guò)大,安裝完畢打開水龍頭運(yùn)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(huì)令堵住的水孔正常出水,另外,根據(jù)地勢(shì)平整度及離出水孔遠(yuǎn)近,各畦出水量會(huì)有微小差異,記錄在案,用單獨(dú)控制灌水時(shí)間的方法調(diào)節(jié)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(shí)有利于控制棚內(nèi)株間濕度。
b.抽提爆氣與過(guò)濾作業(yè)。戶用沼氣池沼渣沼液經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)酵,一般可溶性養(yǎng)分含量已達(dá)到最大化,但其成分中仍含有較多的有機(jī)酸、膠質(zhì)、結(jié)石等難溶性固體物質(zhì),同時(shí)其營(yíng)養(yǎng)成分不足以滿足作物生長(zhǎng)的需要,因此需要進(jìn)行爆氣與過(guò)濾作業(yè),并調(diào)加部分速效肥料。其處理程序是:一級(jí)過(guò)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(wǎng)塑料桶(或襯有塑料膜的容積在0.5 m3的地池)內(nèi),然后解除鐵絲網(wǎng)置于太陽(yáng)下攪拌曝曬。
二級(jí)過(guò)濾與爆氣。經(jīng)攪拌曝曬2~7天后,再用污工泵從一級(jí)塑料桶(或襯有塑料膜容積在0.5 m3的地池)汲取過(guò)濾抽提至第二個(gè)(即二級(jí))塑料桶(或襯有塑料膜的容積在0.5 m3的地池)中;同時(shí)將準(zhǔn)備滴灌尿素、硫酸鉀等的水溶性肥料配入第二個(gè)(即二級(jí))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(fù)合肥3~5 kg;硫酸鋅0.5~2 kg,硼砂0.5~1 kg。拌入后同樣進(jìn)行攪拌并置于太陽(yáng)下曝曬。
滴灌施肥。就近作業(yè),可以從二級(jí)塑料桶(或襯有塑料膜的容積在0.5 m3的地池)汲取過(guò)濾抽提對(duì)水滴灌,或汲取過(guò)濾抽提至第三個(gè)(即三級(jí))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(chǎn)要求對(duì)水配成適當(dāng)?shù)臐舛?,?shí)施滴灌作業(yè),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(nèi)膜下 5 cm地溫12℃以上時(shí)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(shí)每次2~2.5 h。注意雙上孔軟管滴灌運(yùn)行壓力一般為50~100 cm水柱,切忌壓力過(guò)大,否則會(huì)破壞管壁或形成畦面積水。遠(yuǎn)距離運(yùn)輸與施肥作業(yè),則再用污工泵從二級(jí)塑料桶(或襯有塑料膜的容積在0.5 m3的地池)汲取過(guò)濾抽提至第三個(gè)(即三級(jí))塑料桶中或襯有厚農(nóng)膜的農(nóng)用拖拉機(jī)或大安電動(dòng)三輪車(或淮海牌電動(dòng)三輪車)車廂中,然后運(yùn)輸?shù)侥康牡?,按蔬菜作物的生產(chǎn)要求,對(duì)水配成適當(dāng)?shù)臐舛?,?shí)施滴灌作業(yè),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。
2.3 戶用沼氣池沼渣沼液的合理施用
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(yǎng)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(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè),然后確定施肥方案。但一般農(nóng)戶難以做到,可以參照下列方案實(shí)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(duì)水滴灌,中后期可按1∶2~1∶1對(duì)水,其水溶性氮磷鉀三元復(fù)合肥掌握在1.5~2.5 kg,其前期易選擇低限,無(wú)公害生產(chǎn)要求采收前一個(gè)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(gè)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(gè)半月以上耕翻入土。其配施基用化肥則建議適當(dāng)減少氮鉀肥用量,可掌握在常規(guī)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(duì)水滴灌,中后期可按1∶2~1∶1對(duì)水,其水溶性氮磷鉀三元復(fù)合肥掌握在3~5 kg,其前期易選擇低限,無(wú)公害生產(chǎn)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(gè)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(gè)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(dāng)量,其復(fù)合肥中氮鉀可掌握在常規(guī)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(duì)水滴灌,中后期可按1∶2~1∶1對(duì)水,其水溶性氮磷鉀三元復(fù)合肥掌握在2~4 kg,其前期易選擇低限,無(wú)公害生產(chǎn)要求采收前一個(gè)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(gè)半月以上。其配施基用化肥則適當(dāng)減少氮磷鉀肥用量,可掌握在常規(guī)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(wú)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(duì)水滴灌,中后期可按1∶2~1∶1對(duì)水,其水溶性氮磷鉀三元復(fù)合肥掌握在4~6 kg,其前期易選擇低限,無(wú)公害生產(chǎn)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(gè)半月以上耕翻入土。其配施基用化肥則建議適當(dāng)增加氮肥用量一成以上,其復(fù)合肥中氮鉀用量可與常規(guī)用量的一致。