陳志龍　陳廣銀　李敬宜

摘要：隨著我國沼氣產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，在沼氣產(chǎn)量快速增加的同時其主要副產(chǎn)物沼液的產(chǎn)量隨之增加，并已成為影響沼氣產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的重要掣肘。因此，尋找經(jīng)濟有效的沼液綜合利用方式對解決沼液二次污染問題具有重要意義。沼液中含有一定量的氮磷鉀等營養(yǎng)物質(zhì)以及腐殖質(zhì)、氨基酸和少量植物生長激素等，故沼液農(nóng)用可促進農(nóng)作物生長、提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)。本研究將近年來國內(nèi)沼液農(nóng)用方面的文獻進行整理歸類，梳理沼液的概念與來源，分析沼液的物質(zhì)組成及影響因素，重點介紹沼液在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用現(xiàn)狀，包括沼液浸種、沼液還田、制作有機肥、用于水培以及沼液還田對農(nóng)田土壤的影響等。無論是將沼液用于浸種還是還田，均需稀釋一定比例后使用，且不同農(nóng)作物不同地區(qū)的稀釋比例不同。此外，提出我國沼液農(nóng)用存在的一些問題，包括沼液質(zhì)量標準和無害化標準缺失、沼液還田量缺乏計算依據(jù)、沼液還田的政策配套不夠完善等。今后將在沼液無害化還田規(guī)范制定、沼液精準還田以及沼液還田的長效運行機制等方面下大力氣。

關(guān)鍵詞：沼液;發(fā)酵;還田;浸種;農(nóng)作物;土壤;農(nóng)產(chǎn)品

中圖分類號： S216.4;S181文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2019）08-0001-06

沼氣發(fā)酵是厭氧微生物在厭氧條件下將發(fā)酵底物中的有機物轉(zhuǎn)化為以甲烷和二氧化碳為主要成分的沼氣產(chǎn)品，同時生成液體副產(chǎn)品（沼液）和固體殘渣（沼渣）的生物化學過程。由于該過程可以產(chǎn)生數(shù)量可觀的沼氣產(chǎn)品，故該過程也被稱為沼氣發(fā)酵，相應的工程稱為沼氣工程。至2020年，全國將建成197處規(guī)?；锾烊粴夤こ?，10 122處規(guī)?；笮驼託夤こ?，128 976處中小型沼氣工程，4 304萬處戶用沼氣，沼氣總產(chǎn)量達207億m3[1]。

在沼氣產(chǎn)能和工程數(shù)量快速增加的同時，沼液和沼渣產(chǎn)量隨之增加。據(jù)測算，建設(shè)1處日產(chǎn)500 m3沼氣的規(guī)?；託夤こ?，每年可生產(chǎn)1 000 t沼肥。大量沼液沼渣如未得到及時處理，將成為新的污染源。靳紅梅等對江蘇省21個大型沼氣工程的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)沼氣工程排出的沼液中污染物濃度偏高，化學需氧量（chemical oxygen demand，簡稱COD）、銨態(tài)氮和總磷濃度分別達15 000、500、100 mg/L以上[2]。葉小梅等調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)養(yǎng)殖場沼氣工程以處理廢水為主，且對后續(xù)沼液處理的關(guān)注度不夠[3]。目前，缺少低成本沼液利用技術(shù)已成為限制沼氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素之一。沼液農(nóng)用是沼液資源化利用最主要的技術(shù)途徑。2018年，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部重點推廣的十大生態(tài)農(nóng)業(yè)模式中，有4種模式涉及沼液農(nóng)田利用。沼液農(nóng)田利用已被大規(guī)模推廣應用，相關(guān)的研究報道很多，但不同的研究結(jié)果間差別較大，部分結(jié)論甚至相對立。

為更系統(tǒng)地了解沼液農(nóng)用對農(nóng)作物生長的影響效果，在查閱國內(nèi)大量文獻基礎(chǔ)上，對沼液的來源、物質(zhì)組成和影響因素、沼液浸種和還田對作物（產(chǎn)量、品質(zhì)）和農(nóng)田土壤的影響等進行較系統(tǒng)的分析，指出當前沼液農(nóng)田利用存在的問題，并提出相應的建議，希望對今后沼液農(nóng)田利用有一定的指導作用。

1沼液的概念及特性

1.1沼液的概念

沼液的概念目前還沒有統(tǒng)一定義。查閱國外文獻發(fā)現(xiàn)，與沼液相關(guān)的單詞包括biogas slurry、digested slurry、fermentation slurry、anaerobic digested slurry和digestate等?？梢哉f，國外對發(fā)酵殘余物的劃分比國內(nèi)更細致更具體。NY/T 2065—2011《沼渣、沼液施用技術(shù)規(guī)范》中對沼液的定義為畜禽糞便生產(chǎn)廢棄物經(jīng)沼氣發(fā)酵后制取的液體，而這個定義僅適用于畜禽場沼氣工程。韓敏等認為，沼液是指可生物降解的有機廢棄物（如人畜糞便），在一定的含水量、溫度、甲烷細菌及厭氧條件下，產(chǎn)生甲烷、二氧化碳等氣體后的殘留物，固體物質(zhì)稱為沼渣，液體物質(zhì)稱為沼液[4]。王惠霞等認為，沼液是發(fā)酵剩余物沉降后的上部液體[5]?？梢钥闯?，厭氧發(fā)酵后的殘余物是判定是否為沼液的必要條件，但不是充分條件，具體還須結(jié)合厭氧發(fā)酵的原料、發(fā)酵工藝、發(fā)酵目的等多因素綜合考慮。

1.2沼液的成分及影響因素

1.2.1沼液的成分

沼液的成分非常復雜，其元素組成包括N、P、K等常量元素和Na、Ca、Mg、Fe、Zn、Mn等微量元素，以及As、Hg、Cd、Cr、Cu、Pb等重金屬[6-7]。沼液中氮的形態(tài)包括氨態(tài)氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮和少量有機氮，磷以磷酸鹽形式存在，還包括一些硫化物、氨基酸、腐殖酸等;沼液中還含有少量植物生長激素、維生素、抗生素、水解酶等生物活性物質(zhì)[8]。沼液中氨基酸的種類復雜，孟慶國等測定了雞糞和牛糞混合物沼氣工程沼液中游離氨基酸的類型，發(fā)現(xiàn)沼液中至少含有包括丙氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、纈氨酸、亮氨酸和半胱氨酸等在內(nèi)的19種氨基酸[9]。一般認為，沼液可以促進作物生長的重要原因是因為沼液中含有作物生長所需的植物生長素。Hou等從豬糞沼液中鑒定出多種植物生長素，包括吲 哚-3-甲酸、脫落酸、赤霉素、生物堿、8-羥基-3，4二氫喹啉-2酮和3，4二氫喹啉二酮等[10]。

沼液中含有大量微生物，包括一些對植物病害有拮抗作用的微生物。陳超等對現(xiàn)代牧業(yè)集團各地區(qū)大型沼氣工程沼液的分析發(fā)現(xiàn)，不同沼液樣品中細菌的數(shù)量介于105～106 CFU/mL 之間，且種群豐富，組成差別較大，芽孢桿菌為各地區(qū)沼液樣品中的主要優(yōu)勢微生物[11]。沼液中不僅含有大量對植物生長有益的微生物，還含有一些對人體健康有害的病原微生物。葉小梅等調(diào)查發(fā)現(xiàn)，沼氣發(fā)酵可以顯著降低物料中糞大腸菌群數(shù)量，平均可減少92.9%，但厭氧消化后的沼液中仍有較多的糞大腸菌群，不能達到無害化要求，在調(diào)查的21家沼氣工程中僅有3家沼液糞大腸菌群數(shù)達到國家及行業(yè)標準規(guī)定的限定值[3]。

1.2.2影響沼液成分的主要因素

影響沼液成分的因素有很多，如發(fā)酵原料、發(fā)酵工藝、發(fā)酵時間、發(fā)酵濃度以及發(fā)酵過程控制等，其中，發(fā)酵原料是影響沼液成分的最主要因素。于曉東研究了以牛糞、鴨糞和豬糞為原料發(fā)酵后沼液中氮磷鉀等養(yǎng)分含量的變化，結(jié)果見表1[12]。張昌愛等對豬糞、牛糞、秸稈和人糞尿發(fā)酵后的沼液營養(yǎng)成分的分析結(jié)果見表2[13]。由表1、表2可看出，不同發(fā)酵原料發(fā)酵所產(chǎn)沼液中營養(yǎng)成分含量差別很大，但同類型發(fā)酵原料不同研究人員獲得的結(jié)果間差別也很大，如表1和表2中豬糞總氮（total nitrogen，簡稱TN）含量相差近3倍，總磷（total phosphorus，簡稱TP）含量相差7倍，總鉀（total kalium，簡稱TK）相差2倍，這種差別直接影響后續(xù)農(nóng)用的效果，增加了制定沼液肥用標準的難度。

沼液成分除受發(fā)酵原料類型的影響外，不同來源的同種發(fā)酵原料發(fā)酵后沼液的成分也不同。陳超等對現(xiàn)代牧業(yè)集團各地區(qū)大型沼氣工程沼液的分析發(fā)現(xiàn)，盡管發(fā)酵原料均為奶牛場糞污，但各地區(qū)沼液樣品的pH值范圍為6.1～8.7，總養(yǎng)分含量差異較大，含量最高可達15.4%，含量最低的僅為 0.94%，出現(xiàn)這種現(xiàn)象可能與發(fā)酵濃度、發(fā)酵工藝、發(fā)酵溫度等因素有關(guān)[11]。劉榮厚等研究發(fā)現(xiàn)，與采用常規(guī)發(fā)酵相比，采用高溫馴化后的接種物用于高溫發(fā)酵沼氣工程的啟動，可以提高沼液中磷素含量，對鉀的含量影響不大，但氮素損失率提高[14]。發(fā)酵時間長短是影響沼液成分的又一個重要因素，張麗萍等研究發(fā)現(xiàn)，隨著發(fā)酵周期延長，沼液中TN、TP、TK和NH4+-N含量均逐漸降低，NO3--N含量逐漸增加[15]?？梢钥闯?，影響沼液成分的因素很多，以至于想要在全國找出2個沼液成分完全相同的沼氣工程基本不可能，這對沼液農(nóng)田利用是極為不利的。

2沼液在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用

2.1沼液浸種對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

厭氧微生物在分解發(fā)酵原料時會分泌出多種活性物質(zhì)，其中部分活性物質(zhì)具有催芽和刺激作物生長的作用，這些物質(zhì)在浸種過程中能激活種子體內(nèi)酶活動、刺激種子萌發(fā)、促進種子發(fā)芽和生長。此外，沼液中的鉀離子、銨離子、磷酸根離子等在浸種過程中都能因滲透作用或生理特性不同程度地被種子吸收，而這些離子在幼苗生長過程中可增強酶活性，加速養(yǎng)分運轉(zhuǎn)和新陳代謝過程。

原沼液中各種營養(yǎng)物質(zhì)濃度較高，直接用于浸種不利于種子發(fā)芽，故沼液用于浸種時一般要稀釋后使用。王彥杰等研究發(fā)現(xiàn)，噴施濃度為50%以上沼液均可顯著增加谷子的株高、穗粒質(zhì)量，濃度為50%、75%的沼液可顯著增加谷子穗長、產(chǎn)量，噴施100%的沼液會造成谷子頂端葉片壞死[16]。然而，楊柳等研究發(fā)現(xiàn)，使用不同濃度沼液浸種，均能有效提高番茄種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、根長、須根數(shù)、莖高及鮮質(zhì)量，但使用濃度為25%的沼液浸種效果最好[17]。吳玉紅等研究發(fā)現(xiàn)，使用濃度為5%～50%的沼液浸種玉米的綜合效果最佳[18]，而巴合旦·巴達力等研究認為，75%沼液浸種玉米種子的發(fā)芽率最高[19]。可以看出，沼液稀釋后浸種對促進作物生長具有更好的效果，但具體稀釋倍數(shù)須根據(jù)作物種類、沼液來源、沼液濃度等確定。

在進行沼液浸種時，除需考慮沼液的濃度外，還需考慮浸種的溫度、浸種時間等外在因素。唐才祿等研究了沼液濃度在50%～100%、溫度在22～28 ℃、浸種時間為12～18 d等3個因素下對生姜產(chǎn)量的影響，發(fā)現(xiàn)生姜沼液催芽的最佳技術(shù)組合為沼液濃度為80%、催芽溫度為25 ℃、催芽時間為 15 d[20]。郜天磊等發(fā)現(xiàn)，沼液與木醋液500倍稀釋液的混合液浸種的綜合效果優(yōu)于沼液、木醋液單獨浸泡的處理[21]。沼液浸種已被大量應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，但須針對不同作物優(yōu)化沼液浸泡技術(shù)參數(shù)，以獲得最優(yōu)的效果。

2.2沼液還田對農(nóng)作物生長的影響

沼液還田的方式有多種，包括直接灌溉、葉面噴施、制作配方肥、用于水培等，須根據(jù)當?shù)貙嶋H情況及作物種類選擇相應的使用方式。

2.2.1沼液灌溉對農(nóng)作物生長的影響

沼液灌溉已被廣泛用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，但沼液的適宜用量、直接還田還是稀釋后還田、沼液替代化肥的合適比例等均可能影響沼液還田的效果。

2.2.1.1沼液還田量

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，沼液施用量并不是越大越好，而是在一定范圍內(nèi)起促進作用，沼液用量過大反而不利于作物生長。由表3可以看出，不但不同作物上沼液最佳施用量不同，同種作物上沼液的最佳施用量差別較大，魏章煥等研究沼液在水稻上的最適施用量[22]是毛曉月等研究結(jié)果[23]的2倍多;邵文奇等研究沼液在小麥上的最適施用量[24]是李友強等的研究結(jié)果[25]的10倍。以上結(jié)果充分說明在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，施用沼液時須綜合考慮各地的實際情況、沼液類型、耕作方式等因素，科學合理地施用沼液，不能將別人的做法生搬硬套。

2.2.1.2稀釋比

高金輝等研究發(fā)現(xiàn)，施沼液原液的植株各生長性狀均好于其他處理，但由于施肥量較大，導致其營養(yǎng)生長明顯，結(jié)實性狀表現(xiàn)不理想[30];施用25%沼液稀釋液的植株各結(jié)實性狀優(yōu)良且種內(nèi)差異較大，具有較大的良種選擇空間。王新新等研究發(fā)現(xiàn)，施用40%沼液稀釋液可以獲得最佳的油茶產(chǎn)量和單果質(zhì)量[31]。王洪濤等研究發(fā)現(xiàn)，在韭菜生長過程中以雞糞沼液稀釋40倍沖施2次可以獲得最大的韭菜產(chǎn)量及品質(zhì)[32]。以上結(jié)果表明，沼液稀釋后使用對提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)的效果更好，且不同作物上沼液的稀釋倍數(shù)差別較大。

2.2.1.3沼液替代化肥比

沼液中含有植物生長需要的氮磷鉀等營養(yǎng)物質(zhì)，故沼液可替代部分化肥，但替代比例并不是越高越好。李建偉等研究發(fā)現(xiàn)，充足的全沼液供肥，可獲得比全化肥處理更明顯的增產(chǎn)[33]。孫國峰等研究發(fā)現(xiàn)，沼液全量替代化肥時小麥未減產(chǎn)[34]。而魯天文等研究認為，施用沼液可以顯著提高制種玉米千粒質(zhì)量和制種產(chǎn)量，但沼液不能單獨做追肥，必須和化肥配合施用[35]。王桂良等研究發(fā)現(xiàn)，在等氮量條件下，隨著沼液替代化肥氮比例增加，水稻各生長指標及產(chǎn)量呈先增加后下降趨勢，以沼液替代70%化肥氮效果最好[36]。吳華山等研究發(fā)現(xiàn)，在春玉米中50%化肥+50%沼液配施玉米產(chǎn)量和品質(zhì)與純化肥無明顯差異[37]。以上結(jié)果表明，在沼液還田時將沼液與化肥按一定比例混施可以獲得更好的增產(chǎn)和提質(zhì)效果，但混合比例因作物種類和耕作方式等不同，一般以50%化肥+50%沼液配施可以獲得較好的效果。

2.2.2沼液葉面施用對農(nóng)作物生長的影響

作物生長過程中按照施肥方式可分為基肥和追肥2種，施用追肥的方式包括根部追肥和葉面追肥2種。葉面噴施需肥量小、利用效率更高，故應用較廣。苑嬡等研究發(fā)現(xiàn)，沼液葉面噴施秋茶可提高茶葉中茶多酚、氨基酸、咖啡堿、水浸出物等含量，提高茶葉品質(zhì)[38]。李亞純等研究廢棄鮮煙葉發(fā)酵后沼液葉面噴施對烤煙生長的影響發(fā)現(xiàn)，沼液對烤煙主要田間病害無誘發(fā)或傳播作用，對中上部葉片發(fā)育和干物質(zhì)積累有促進作用，烤煙產(chǎn)量、上等煙比例和中上部煙葉外觀質(zhì)量均有所改善，以旺長期噴施效果最好[39]。以上結(jié)果表明，將沼液葉面噴施對作物生產(chǎn)和提高產(chǎn)品品質(zhì)是有促進作用的?？紤]到不同來源沼液間營養(yǎng)物質(zhì)濃度差別較大，在生產(chǎn)實際中往往將沼液稀釋后用于葉面噴施。

2.2.3沼液制作配方肥的肥效及應用

受沼液來源差異以及沼液自身物質(zhì)組成限制，沼液農(nóng)用對促進作物生長、提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的效果受到一定影響。為提高沼液農(nóng)用效果，通過在沼液中添加一些化學肥料，使沼液中營養(yǎng)物質(zhì)組成更加均衡、養(yǎng)分含量更高?；頋纱旱妊芯空右号c硼肥混合施用對西瓜生長的影響發(fā)現(xiàn)，將沼液與硼肥配合噴施可以提高西瓜產(chǎn)量和品質(zhì)[40]。李然等以畜禽糞便沼液為載體，配制沼液配方肥施用于辣椒植株，當施用沼液配方肥濃度為30%時，辣椒葉片葉綠素含量最高，辣椒產(chǎn)量較常規(guī)無機肥提高了 8.70%[41]。高劉等以畜禽場沼液為載體，將添加化學肥料配制的配方肥施用于香蕉植株，香蕉株高增加7.38%，單株產(chǎn)量增加12.91%[42]。李勝利等研究發(fā)現(xiàn)，將沼液與硫酸鉀、磷酸二氫鈣混施可提高黃瓜產(chǎn)量和品質(zhì)[43]。

雖然大多數(shù)研究認為，將沼液還田可以促進作物生長，提高作物產(chǎn)量和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，但沼液不是萬能的。受沼液來源及農(nóng)作物種類、土壤類型等影響，施用沼液的效果也參差不齊，根據(jù)沼液的物質(zhì)組成以及作物的肥料需求，人為在沼液中補充一定量的化學肥料，對提高沼液還田效果有很好的促進作用，提高了化肥利用率，值得推廣。

2.3沼液作為水培營養(yǎng)液

水培因生長速度快，收獲的農(nóng)產(chǎn)品外觀干凈衛(wèi)生，且產(chǎn)量高、占地少等特點，越來越受到人們的青睞。沼液中含有多種農(nóng)作物生長需要的營養(yǎng)物質(zhì)，研究者在將沼液稀釋后作為水培營養(yǎng)液的效果方面進行了一些研究。梁飛虹等研究表明，將沼液脫氨并適當稀釋后可以代替化學營養(yǎng)液用于水培生菜，且沼液經(jīng)水培處理后的水質(zhì)優(yōu)于農(nóng)田灌溉用水標準[44]。王文琳等研究發(fā)現(xiàn)，以沼液濃度為0.24%～0.60%的稀釋液作為蕹菜水培營養(yǎng)液對提高蕹菜葉片凈光合速率和產(chǎn)量效果最好;但當沼液濃度為1.20%時，蕹菜生長受到抑制;當以12%的沼液水培蕹菜時，蕹菜失去再生能力[45]?？梢钥闯?，在將沼液作為水培營養(yǎng)液時，一定要注意沼液的使用濃度，過高的濃度往往不利于植株生長。

2.4沼液還田對農(nóng)田土壤的影響

沼液還田后除部分養(yǎng)分被作物利用外，大部分進入耕作土壤中。大量沼液還田后對農(nóng)田土壤的影響如何。王旭等研究發(fā)現(xiàn)，在鹽堿土施入沼液顯著提高了土壤肥力，降低了土壤pH值、堿化度，但過量施入會增加土壤鹽分，不利于作物生長[46]。耿青云等研究發(fā)現(xiàn)，沼液施用量為70 t/hm2時降低土壤鹽分的效果最好[47]。李松林等研究發(fā)現(xiàn)，在水田休閑期進行沼液淹灌，不但可以消解和凈化沼液中的污染物，還能改善土壤養(yǎng)分狀況[48]。將沼液應用于櫻桃[49]、西瓜[50]、玉米[26]、辣椒[51]和花椰菜[52]等作物生產(chǎn)，均發(fā)現(xiàn)施用沼液可以提高土壤有機質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀等含量。范韻等發(fā)現(xiàn)，將沼液應用于青菜生產(chǎn)可提高表層土壤總P含量，對深層土壤總P含量影響不大[53]。陳瑤等研究發(fā)現(xiàn)，施用沼液后土壤pH值增加，長期施用能有效防治土壤酸化;沼液施用后土壤TN、TP和有機質(zhì)含量均增加，但隨著澆灌時間增加，土壤TN和有機質(zhì)含量呈下降趨勢，土壤TP緩慢增加，長期澆灌導致土壤營養(yǎng)不均衡[54]。因此，對于長期施用沼液的農(nóng)田，須根據(jù)當?shù)赝寥览砘再|(zhì)、作物營養(yǎng)需求以及沼液養(yǎng)分狀況，適當補充相應的化學肥料，以滿足作物生長需求。

施用沼液除改變土壤營養(yǎng)物質(zhì)組成外，還可改變土壤中重金屬形態(tài)和含量。劉術(shù)新等研究發(fā)現(xiàn)，沼液連續(xù)澆灌能改變茶園土壤中Pb的形態(tài)，土壤中Pb的離子交換態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)向有機物結(jié)合態(tài)和殘渣態(tài)轉(zhuǎn)化;與對照相比，施用沼液顯著降低了Pb的生物活性和生物有效性，使生物活性降低21.26%～22.83%[55]。陳瑤等將沼液應用于旱作和水田土壤時發(fā)現(xiàn)，沼液施用后土壤重金屬Cu、Zn、Pb、Cd含量變化不大，均未超過國家土壤環(huán)境二級標準，但Pb、Cd含量隨沼液澆灌時間的增加呈上升趨勢[54]。沼液的大量施用改變了土壤的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)、酸堿環(huán)境等，對土壤微生物也產(chǎn)生相應的影響。章杰等研究發(fā)現(xiàn)，施用沼液后土壤細菌多樣性有不同程度的提高，但提高幅度受沼液來源和沼液施用季節(jié)影響，影響大小順序為豬糞沼液大于牛糞沼液，春季大于秋季[56]。

土壤微生物結(jié)構(gòu)的改變對提高肥料利用率和根系活性有重要作用。施用沼液不但提高了土壤營養(yǎng)水平，還改變了土壤中微生物結(jié)構(gòu)、降低了重金屬活性。

3存在的問題與展望

3.1存在的問題

3.1.1沼液的標準缺失

沼液還田已被廣泛應用，但是否所有沼氣工程的沼液都適合還田，即沼液必須達到什么樣的標準時方可還田，目前還沒有統(tǒng)一標準。NY/T 2065—2011《沼渣、沼液施用技術(shù)規(guī)范》規(guī)定了沼氣池制取沼肥的工藝條件、理化性狀、主要污染物允許含量、綜合利用技術(shù)與方法，該規(guī)范僅適用于以畜禽糞便為主要發(fā)酵原料的戶用沼氣發(fā)酵裝置所產(chǎn)生的沼肥用于糧油、果樹、蔬菜和食用菌的施用。經(jīng)過近20年的快速發(fā)展，我國的沼氣工程規(guī)模從傳統(tǒng)的戶用沼氣為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐源笮秃吞卮笮驼託夤こ虨橹鳎託獍l(fā)酵原料也從以畜禽糞污和人糞尿為主轉(zhuǎn)變?yōu)榘ㄐ笄菁S污、農(nóng)業(yè)秸稈、食品加工廢物、工業(yè)污水、城市污泥等多種發(fā)酵原料，沼液成分發(fā)生了很大變化。對種植業(yè)來說，沼液還田目的是利用沼液中的氮磷養(yǎng)分，如果氮磷養(yǎng)分含量過低勢必增加單位面積沼液施用量，增加后續(xù)沼液使用成本;如果沼液中重金屬、抗生素等含量過高，勢必增加土壤污染風險，進而影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。沼液還田已被農(nóng)業(yè)農(nóng)村部列為沼液綜合利用的主要方式，制定官方的沼液質(zhì)量標準尤為迫切。

3.1.2沼液還田前的無害化標準亟需完善

沼液中不僅含有氮磷鉀等養(yǎng)分，還可能含有病原菌、雜草種子、重金屬和抗生素等，這些物質(zhì)進入土壤將對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全及農(nóng)田土壤質(zhì)量造成潛在風險。因此，在沼液還田前一定要做到沼液無害化處理。

由于大中型沼氣工程沼液產(chǎn)量大、連續(xù)產(chǎn)生、發(fā)酵周期短等特點，產(chǎn)生的沼液中仍含有一定量的病原菌、重金屬、抗生素等，故沼氣工程產(chǎn)生的沼液不能立刻還田，須貯存一段時間實現(xiàn)無害化后方可還田。歐洲國家一般要求沼液至少貯存6個月后方可還田，而我國尚無官方的要求，一般至少貯存2個月以上，也有少數(shù)貯存1個月左右。由于沼氣發(fā)酵原料、溫度和發(fā)酵周期不同，造成沼氣發(fā)酵過程的無害化效果差別較大，沼液的貯存時間要求自然不同。但沼液的貯存時間并非越長越好，沼液貯存過程中會造成氮素的損失，影響沼液肥料價值。因此，制定統(tǒng)一的沼液無害化質(zhì)量標準顯得尤為迫切。

3.1.3沼液還田量的測算缺乏統(tǒng)一標準

對種植業(yè)者來說，沼液還田是利用沼液中的氮磷養(yǎng)分，故沼液施用量以滿足農(nóng)作物生長需要為標準;而從沼液生產(chǎn)者來說，沼液還田是利用土地處理沼液，故單位面積土地施用沼液越多越好，這樣可減少農(nóng)田配套面積。目前，對沼液還田量測算的出發(fā)點是以不影響農(nóng)作物生長為前提，即在不抑制農(nóng)作物生長下的單位面積農(nóng)田沼液最大還田量，這種以農(nóng)作物為核心的沼液還田理論存在一定的片面性。我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中氮肥利用率僅為30%左右，磷肥利用率20%左右，也就是大部分的氮磷養(yǎng)分并未被作物利用，沼液中的氮磷養(yǎng)分大多為水溶態(tài)，大量沼液還田勢必造成大量沼液中的氮磷養(yǎng)分隨雨水進入地表水或下滲進入地下水系統(tǒng)中，給環(huán)境造成潛在風險。

此外，不同來源的沼液中營養(yǎng)物質(zhì)含量差別較大，故不同來源的沼液在同一種農(nóng)作物上的還田量不同。沼液還田量還受農(nóng)作物種類、耕作方式、土壤特性等影響。因此，沼液還田量在不同作物上的結(jié)果相差很大，這給沼液農(nóng)田利用推廣增加了難度。

3.1.4沼液還田的政策配套不完善

在我國產(chǎn)生沼液的主體一般沒有或少有土地用于消納沼液，而種植業(yè)者一般只負責農(nóng)作物種植，自身并無沼氣工程，這就出現(xiàn)了沼液生產(chǎn)與沼液消納之間脫節(jié)。一方面，大量使用化肥造成土壤板結(jié)、地力下降、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下降等問題;另一方面，沼液中雖含有一定量的氮磷鉀等養(yǎng)分，但沼液成分不穩(wěn)定，沼液還田需要消耗大量人力物力，如何將種植與沼氣生產(chǎn)有機結(jié)合，建立沼液農(nóng)田利用的長效運行機制直接影響沼氣工程的長效運行。

3.2展望

3.2.1沼液質(zhì)量標準與還田技術(shù)規(guī)范建設(shè)

沼液還田能否順利推廣的前提是沼液中污染物及有毒有害物濃度在可接受的范圍內(nèi)，沼液連續(xù)還田不會造成土壤污染及農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下降。沼液貯存過程中不可避免地存在氮素養(yǎng)分損失、病原菌滅活、重金屬形態(tài)轉(zhuǎn)化和抗生素降解等過程，規(guī)范沼液貯存方式和相應設(shè)施對提高沼液質(zhì)量、降低安全風險非常重要。沼液從產(chǎn)生、貯存到農(nóng)田利用之間還存在沼液的運輸或輸送，建立沼液運輸或輸送技術(shù)規(guī)范很有必要。因此，須盡快建立一套包括沼液中污染物最大允許濃度和最低養(yǎng)分濃度、沼液運輸和輸送設(shè)備標準、沼液貯存規(guī)范以及沼液無害化還田技術(shù)規(guī)范等內(nèi)容的技術(shù)規(guī)范體系。

2010年，由原農(nóng)業(yè)部提出并委托原農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護科研監(jiān)測所起草了GB/T 25246—2010《中華人民共和國國家標準：畜禽糞便還田技術(shù)規(guī)范》，該規(guī)范規(guī)定了畜禽糞便用于還田時的質(zhì)量要求及施肥方式。在該技術(shù)規(guī)范中，要求畜禽養(yǎng)殖場沼液用于葉面肥時沼液質(zhì)量應符合GB/T 17419《含氨基酸葉面肥料》和GB/T 17420《微量元素葉面肥料》的技術(shù)要求，這樣的要求是否有點牽強，畢竟沼液不能算真正意義上的葉面肥或氨基酸肥。為解決沼液還田無國家標準的問題，由重慶市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站牽頭，中國標準化研究院、原農(nóng)業(yè)部生態(tài)農(nóng)業(yè)與資源保護總站、西北農(nóng)林科技大學、西南大學、重慶市農(nóng)業(yè)生態(tài)與資源保護站、山東民和生物科技股份有限公司和山東福祖生物科技有限公司等單位參加，正在起草《農(nóng)用沼液無害化還田技術(shù)規(guī)范》，該規(guī)范的實施將成為今后很長一段時間內(nèi)我國沼液農(nóng)田利用的技術(shù)指導標準，對指導沼液農(nóng)田利用有重要意義。

3.2.2沼液還田進入精準施肥模式

隨著我國農(nóng)村老齡化加劇以及農(nóng)業(yè)機械化快速推進，結(jié)合農(nóng)村土地流轉(zhuǎn)，未來我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式將從傳統(tǒng)的單個家庭小面積精耕細作向以農(nóng)業(yè)企業(yè)和種植大戶為主體的規(guī)模化種植發(fā)展，這給沼液還田帶來了便利。但目前我國的沼液還田仍采取粗放的還田方式，沼液還田量仍來自生產(chǎn)經(jīng)驗，未考慮當?shù)赝寥鲤B(yǎng)分狀況、作物需肥結(jié)構(gòu)以及肥料利用率等因素，存在沼液的過量施用或施用不足等問題，降低了沼液還田效果。在歐美國家，沼液還田量的確定須綜合考慮沼液中養(yǎng)分含量、作物當季養(yǎng)分需求量、作物對養(yǎng)分利用率、土壤可提供的養(yǎng)分等因素，最后計算出沼液的施用量。這種方式的優(yōu)點是實現(xiàn)了精準施肥，氮磷養(yǎng)分的利用率最高，缺點是前期須對沼液和土壤特性進行測定，且須知道當?shù)夭煌r(nóng)作物的需肥量、肥料利用率等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。可以說，沼液的精準還田是沼液還田的發(fā)展趨勢，且該方法不受地域、作物種類、沼液來源、耕作方式等因素影響。

3.2.3沼液還田長效運行機制的構(gòu)建

由于沼液生產(chǎn)者與沼液消納者（種植業(yè)主）一般是不同的主體，且沼液消納者對沼液的需求有一定的季節(jié)性，二者在地理位置上一般有一定的距離。因此，如何實現(xiàn)沼液消納者愿意接受沼液、沼液生產(chǎn)者產(chǎn)生的沼液能及時運送到沼液消納者手中且能及時施入農(nóng)田中，這就需要在沼液生產(chǎn)者與消納者間建立一個紐帶，這個紐帶就是第三方運行機構(gòu)。第三方負責沼液的收集、貯存、運輸以及將沼液施用于農(nóng)田，沼液生產(chǎn)者只需負責沼氣工程的正常運行以及確保產(chǎn)生沼液理化性質(zhì)相對穩(wěn)定，沼液消納者只須將需肥信息告知第三方即可。這樣的三角關(guān)系能夠長期運行的關(guān)鍵是經(jīng)濟利益，第三方能賺到錢、沼液消納者能看到沼液施用帶來的化肥減量、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量提高的經(jīng)濟效益。

根據(jù)沼液產(chǎn)生、貯存運輸和還田特點，并綜合考慮其中的經(jīng)濟要素，筆者構(gòu)思了沼液長效運行機制的關(guān)系（圖1）。圖1將沼液產(chǎn)生者、沼液消納者、第三方及政府這四者的關(guān)系進行了梳理，明確了各方的職責，并通過設(shè)立環(huán)保基金的方式部分解決第三方運行經(jīng)費的問題。須特別提出的是，由于種植業(yè)種類較多，且種植不同作物的經(jīng)濟效益差別很大，故須對沼液消納者按照農(nóng)作物種類進行分類，如經(jīng)濟效益較好的水果、花卉等歸為Ⅰ類，經(jīng)濟效益一般的蔬菜歸為第Ⅱ類，水稻小麥等大田作物歸為第Ⅲ類。針對不同類的農(nóng)作物采取不同的收費方式，如Ⅰ類采取市場方式收取沼液使用費，Ⅱ類適當收取少量費用，Ⅲ類免費使用，第三方為Ⅱ類和Ⅲ類用戶提供沼液還田服務(wù)不足的費用由環(huán)?；鹬Ц?，環(huán)保基金負責對第三方進行監(jiān)督管理。政府負責對沼液生產(chǎn)者進行管理，協(xié)調(diào)沼液消納者接受沼液，為環(huán)?；鹛峁┮欢ǖ馁Y金支持，并委托環(huán)?；饘Φ谌竭M行監(jiān)督管理。由于沼液還田屬于公益性環(huán)保項目，因此，該運行機制能否順利運行的關(guān)鍵還在于政府的支持力度。

4總結(jié)

沼液還田既解決了沼液的處理問題，還可以提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和品質(zhì)，抑制作物病蟲害，改善土壤環(huán)境，沼液浸種可以提高種子發(fā)芽率和抗病性等，沼液稀釋后無論是浸種還是還田的效果均更佳。用于沼氣發(fā)酵的原料、發(fā)酵工藝均會影響沼液的成分，進而影響沼液還田的效果。此外，施肥方式是影響沼液還田效果的又一重要因素，如直接施用還是稀釋后施用，單獨施用還是與其他肥料配施，噴灌還是漫灌等。沼液還田看似簡單，但涉及的內(nèi)容較多，包括沼液的質(zhì)量安全鑒定、沼液貯存、運輸、沼液農(nóng)田利用方式、利用量等，且任意一個環(huán)節(jié)操作不當均可能影響沼液農(nóng)用的效果。因此，建立沼液農(nóng)田安全利用技術(shù)規(guī)范對于沼液科學還田非常必要。

參考文獻：

[1]時事之各部委主要活動與事件[J]. 科技智囊，2015（1）：88-92.

[2]靳紅梅，常志州，葉小梅，等. 江蘇省大型沼氣工程沼液理化特性分析[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報，2011，27（1）：291-296.

[3]葉小梅，常志州，錢玉婷，等. 江蘇省大中型沼氣工程調(diào)查及沼液生物學特性研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報，2012，28（6）：222-227.

[4]韓敏，劉克鋒，王順利，等. 沼液的概念、成分和再利用途徑及風險[J]. 農(nóng)學學報，2014，4（10）：54-57.

[5]王惠霞，張坐省. 沼液中的化學物質(zhì)及在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應用[J]. 陜西農(nóng)業(yè)科學，2006（3）：89-91.

[6]李健，鄭時選. 沼肥中重金屬含量初步研究[J]. 可再生能源，2009，27（1）：62-64.

[7]Liu Y P，Zhang J F，Zou D X，et al. Security risk analysis on the nutrients and heavy metals of biogas slurry in agricultural application[J]. Agricultural Science & Technology，2012，13（5）：1067-1072.

[8]張全國. 沼氣技術(shù)及其應用[M]. 3版.北京：化學工業(yè)出版社，2013：189-193.

[9]孟慶國，趙鳳蘭，張聿高，等. 氣相色譜法測定沼液中的游離蛋白氨基酸[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境保護，2000，19（2）：104-105.

[10]Hou B C，Wei Q Y，Pang C L，et al. The study of the effect of biogas digestates on plant stress tolerance[C]//Proceeding of ORBIT 2009 International Conference China，2009：301-306.

[11]陳超，徐鳳花，高立洪，等. 規(guī)模化沼氣工程沼液中微生物的細菌種群分析與功能初探[J]. 中國沼氣，2012，30（6）：7-11.

[12]于曉東. 發(fā)酵原料對沼渣、沼液成分的影響及沼液在番茄栽培中的作用[D]. 濟南：山東農(nóng)業(yè)大學，2016：11-17.

[13]張昌愛，王艷芹，袁長波，等. 不同原料沼氣池沼渣沼液中養(yǎng)分含量的差異分析[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學，2009，16（1）：44-46.

[14]劉榮厚，郝元元，葉子良，等. 沼氣發(fā)酵工藝參數(shù)對沼氣及沼液成分影響的實驗研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報，2006，22（增刊1）：85-88.

[15]張麗萍，劉紅江，盛婧，等. 發(fā)酵周期、貯存時間和過濾對沼液養(yǎng)分和理化性狀變化的影響[J]. 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學報，2018，35（1）：32-39.

[16]王彥杰，畢少杰，洪秀杰，等. 不同濃度沼液浸種和噴施對谷子生長的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學，2015，43（10）：119-121.

[17]楊柳，張俊鵬，高小松，等. 沼液浸種對番茄種子發(fā)芽的影響[J]. 農(nóng)技服務(wù)，2017，34（15）：15-107.

[18]吳玉紅，郝興順，崔平，等. 沼液浸種對玉米種子萌發(fā)及幼苗生長的影響[J]. 中國沼氣，2017，35（5）：70-74.

[19]巴合旦·巴達力，海拉提·扎克利亞，楊麗. 沼液浸種對玉米種子萌發(fā)的影響[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科技，2016（1）：17-19.

[20]唐才祿，范承彥，張榮清，等. 生姜沼液浸種催芽效果研究[J]. 中國沼氣，2014，32（2）：48-51.

[21]郜天磊，邱凌，潘君廷，等. 沼液與木醋液浸種對小麥種子發(fā)芽及幼苗生長的影響[J]. 西北農(nóng)業(yè)學報，2016，25（11）：1608-1614.

[22]魏章煥，史努益，陸新苗. 不同作物上沼液肥施用量優(yōu)化增效試驗研究[J]. 上海農(nóng)業(yè)科技，2016（2）：97-100.

[23]毛曉月，伍鈞，孟曉霞，等. 連續(xù)3年定位施用沼液對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 華北農(nóng)學報，2016，31（3）：218-224.

[24]邵文奇，文廷剛，唐金陵. 不同沼液施用量對小麥生長及產(chǎn)量的影響[J]. 福建農(nóng)業(yè)學報，2018，33（2）：144-149.

[25]李友強，盛康，彭思姣，等. 沼液施用量對小麥產(chǎn)量及土壤理化性質(zhì)的影響[J]. 中國農(nóng)學通報，2014，30（12）：181-186.

[26]鞏明明. 沼液對旱作區(qū)土壤養(yǎng)分和玉米產(chǎn)量品質(zhì)影響試驗研究[J]. 中國沼氣，2017，35（5）：62-64.

[27]李平，高立洪，蔣滔，等. 規(guī)?；B(yǎng)殖場沼液-農(nóng)田系統(tǒng)消納配套技術(shù)研究[J]. 西南農(nóng)業(yè)學報，2014，27（1）：220-224.

[28]游璐，樊妮娜，胡冬南. 不同沼液用量對油茶生長及果實品質(zhì)的影響[J]. 經(jīng)濟林研究，2015，33（2）：92-96.

[29]徐莉，周偉，俞元春，等. 沼液施用對楊樹林地土壤性質(zhì)及林分生長的影響[J]. 浙江農(nóng)林大學學報，2015，32（2）：204-207.

[30]高金輝，張玉寶，王維儉，等. 不同沼液配比濃度對貝達葡萄生長的影響[J]. 林業(yè)科技，2015，40（4）：36-38.

[31]王新新，張春林，游璐，等. 不同濃度沼液對油茶生長和經(jīng)濟性狀的影響[J]. 西南林業(yè)大學學報（自然科學版），2017，37（5）：60-66.

[32]王洪濤，王英姿，姜法祥，等. 不同濃度雞糞沼液對露地韭菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學，2017，49（8）：86-88.

[33]李建偉，李可富，李小龍，等. 微噴帶系統(tǒng)自動施沼液對西蘭花產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 浙江農(nóng)業(yè)科學，2016，57（11）：1881-1884.

[34]孫國峰，周煒，何加駿，等. 豬糞沼液施用后土壤理化性狀及小麥產(chǎn)量的變化[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學報，2012，28（5）：1054-1060.

[35]魯天文，王勤禮，許耀照，等. 沼液追肥對制種玉米產(chǎn)量與土壤化學性質(zhì)的影響[J]. 中國沼氣，2015，33（2）：81-83.

[36]王桂良，寇祥明，張家宏，等. 沼液替代化肥氮對水稻生長發(fā)育及稻米品質(zhì)的影響[J]. 生態(tài)學雜志，2018，37（9）：2672-2679.

[37]吳華山，郭德杰，馬艷，等. 豬糞沼液施用對土壤氨揮發(fā)及玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報，2012，20（2）：163-168.

[38]苑嬡，張崇玉，丁釗. 沼液噴施對秋茶產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 貴州農(nóng)業(yè)科學，2015，43（5）：172-174，178.

[39]李亞純，朱紅根，段史江，等. 廢棄鮮煙葉發(fā)酵沼液的葉面噴施方法對烤煙生長發(fā)育的影響[J]. 湖南農(nóng)業(yè)科學，2014（22）：24-26.

[40]豁澤春，張志芳，韓春葉，等. 不同沼液與硼肥配合噴施對西瓜產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學，2018，46（11）：100-103.

[41]李然，余雪標，高劉，等. 灌溉畜禽糞便沼液肥對辣椒光合作用及產(chǎn)量的影響[J]. 熱帶生物學報，2017，8（1）：37-41.

[42]高劉，余雪標，李然，等. 沼液配方肥對香蕉生長、產(chǎn)量及其土壤質(zhì)量的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學，2017，45（7）：121-124.

[43]李勝利，夏亞真，劉金，等. 沼液與鉀鈣耦合對黃瓜葉綠素熒光參數(shù)、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J]. 河南農(nóng)業(yè)科學，2013，42（11）：106-110.

[44]梁飛虹，崔秋芳，涂特，等. 基于水培技術(shù)的沼液凈化及生菜品質(zhì)提升[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報，2018，37（4）：788-795.

[45]王文琳，周長芳，周嶼，等. 沼液對水培蕹菜生長和光合特性的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學，2018，46（12）：114-117.

[46]王旭，孫兆軍，何俊，等. 滴灌施沼液改良甘肅鹽堿地的效果研究[J]. 中國農(nóng)村水利水電，2018（3）：55-58.

[47]耿青云，張大偉. 施用沼液對鹽漬化土壤鹽分的影響[J]. 甘肅農(nóng)業(yè)，2015（14）：39-41.

[48]李松林，呂軍，張峰，等. 高濃度沼液淹灌土水系統(tǒng)中氮、磷和有機物的動態(tài)變化[J]. 水土保持學報，2011（2）：125-129.

[49]亓翠玲，浦碧雯，單洪濤，等. 沼渣沼液穴貯在櫻桃栽培中的應用效果分析[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學，2016（11）：100-103.

[50]石一珺，倪中應，李永麗，等. 沼液對西瓜產(chǎn)量及土壤肥效的影響[J]. 中國農(nóng)業(yè)信息，2015（8）：85-86.

[51]魏彬萌，韓霽昌，王歡元，等. 灌施沼液比例對石灰性土壤性質(zhì)和辣椒生長的影響[J]. 中國土壤與肥料，2017（2）：42-47.

[52]孫芹菊，凌瑋，韓建剛，等 沼液施肥對濱海鹽堿地土壤性狀的影響[J]. 南京林業(yè)大學學報（自然科學版），2018，42（5）：091-98.

[53]范韻，來柳青，朱立群，等. 沼液施用對土壤與植物中磷分布的影響[J]. 土壤通報，2012，43（3）：702-705.

[54]陳瑤，史秋萍，陳玉成. 沼液連續(xù)澆灌對旱作和水田土壤養(yǎng)分及重金屬含量的影響[J]. 水土保持學報，2015，29（2）：76-80，105.

[55]Liu S X，Li S H，Ding F H. Effects of continuous lrrigation of biogas slurry on forms and biological availability of Pb in soil of a tea garden.[J]. Agricultural Science & Technology，2017，18（4）：615-618.

[56]章杰，文勇立，王永，等. 豬牛沼液施用對土壤細菌多樣性的季節(jié)性影響[J]. 中國畜牧雜志，2012，48（24）：37-42.