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农业种植中沼液的使用情况综述

时间:2019-12-22 05:00  点击: 次  来源:网络  作者:佚名  评论:- 小 + 大

  摘    要: 沼液目前已逐渐成为农业种植领域炙手可热的新型有机肥料和研究热点,不管是对作物本身,还是土壤的修复机制或大气、水环境都有着不可忽视的影响;沼液肥用的方式亦多种多样,包括液体喷施和根部施肥等;同时在浸种和生物农药领域沼液应用覆盖面较广,发挥了至关重要的角色作用。无可避免地,沼液肥用过程利弊共存,一些在沼液实际应用中尚需注意和无法忽视的细节问题还有待进一步研究商榷,以真正意义上达到一个最终和谐安全高效使用的原则,从而保障沼液这一经济肥源切实做到效益最大化。因此,作者通过大量文献资源调查统计,概述了沼液农用的主要方式和方法、取得成果、环境效益评价及存在问题的研究进展,并对沼液今后的资源化利用研究方向及预期成效进行了展望,以期为沼液在农业领域的全面普遍化和安全稳定化发展应用提供一定参考。

  关键词: 沼液; 农业领域; 作物; 环境; 资源化利用;

  Abstract: Biogas slurry has gradually become a new type of organic fertilizer and research hotspot in the field of agricultural planting, which has significant impacts on the crop itself, the soil repair mechanism and the atmosphere and water environment. There are many ways to use biogas slurry, including liquid spraying and root fertilization; at the same time, biogas slurry application has a wide coverage and plays a vital role in the field of soaking and bio-pesticide. Inevitably, pros and cons coexist in the process of biogas slurry application as fertilizer, some details that need to be highlighted in the practical application have yet to be further studied for achieving a harmonious, safe and efficient use principle, and thus ensure the maximize benefits. The authors outlined the research progress of main ways and methods, the results obtained, the evaluation of environmental benefits and the existing problems of biogas slurry application in agriculture through literature research, and discussed the research direction and expected results of future resource utilization of biogas slurry, to provide a reference for the comprehensive universalization and safe and stable development of biogas slurry in the agricultural field.

  Keyword: biogas slurry; agricultural field; crop; environment; resource utilization;

  0、 引言

  沼气工程在解决相关农村生活用能的问题上充分考虑和利用了农业废弃物的可再生循环使用特点,这对生态型农业工作开展的逐步推进功不可没。近年来随着沼气事业的蓬勃发展和日益兴旺,已有越来越多的农民群众开始关注和使用沼气,沼气一时间成为众多科研者不谋而合的热点话题之一。截至2011年,已有近3850万户沼气池在全国范围内相继诞生,其中包括将近73032处大中型沼气池[1],而每年的沼液排放量也已高达近1.3亿t[2]。同时,鉴于中国养殖业的快速发展,沼液的排放量日益急剧递增。据不完全统计,规模化畜禽养殖场每万头生猪存栏需要日处理沼液废水120~180 m3,全国每年排放沼液超过2亿t,且呈快速增长趋势[3]。众所周知,如若未经过后期繁杂的一系列加工处理程序及适宜的施用方法而将沼液直接排放,这对于四周环境的保护来说无疑是一件得不偿失的事,对环境造成的破环也是极其严重甚至无法挽回的。因此,如何行之有效地将沼液进行循环利用已成为影响沼气工程正常运行以及制约畜牧业健康发展的瓶颈之最[4,5,6]。另一方面,中国人均耕地面积不及全世界平均水平的1/2,但化肥施用量已然为全世界施用总量的1/3左右,这种因过度施用化肥所带来的日益严峻的农业面源污染,将使我们面临土壤重度酸化、作物各方面品质等急剧下降的后果。而沼液是人、畜禽粪污以及秸秆等有机物在沼气池中经过充分无氧发酵产生沼气后的残留液体,含有植物生长所需的多种水溶性养分,除氮、磷、钾等常量元素丰富外,还含有铁、锰、铜、锌和钙等多种微量营养,以及腐殖质、水解酶和氨基酸等多种活性物质,无疑属于一种优质的有机肥料[7,8,9,10,11]。此外,沼液具有提高种子发芽率,促进作物茁壮生长,降低病虫害发生率,提高农产品产量和品质等一系列特殊性能[12]。因此,沼液在种植业领域的资源化利用,有望于部分或全面替代无机肥料成为更清洁,更优质,更高效的新型肥料,同时是解决沼液资源过剩问题的一个为之有效的快捷途径,也是中国农业可持续发展道路的重要组成部分。目前,沼液在种植业领域的资源化利用因耕作制度、作物类型和种植地域等因素的不同存在较大差异。从而本文通过大量文献调研,总结了沼液目前在种植业领域的应用现状、应用效果和存在问题,并对中国沼液的资源化利用前景进行前瞻性展望,以期为沼液在农业种植领域的高效利用提供一定参考。
 

农业种植中沼液的使用情况综述


 

  1、 沼液的主要利用方式

  纵观前人研究中沼液处理方式,归纳起来大体有四类,从大层面来讲主要包括低成本和高成本处理两种,再进行细分的话,低成本处理亦可分为资源化高效利用和自然生态净化方式,高成本处理则无外乎工厂化处理和高附加值的开发利用。中国当前的农业生产与发达国家相比仍有较大差距,生产成本依然是农民在生产实践中考虑的首要因素,从而极大地限制和约束了许多高成本高效率途径的推广应用。因此,沼液在种植业领域的资源化利用仍以低成本利用为主。

  1.1、 沼液肥用

  沼液中的N、P、K等元素是维持植物生长过程中不可或缺的营养组成,同时,一些微量元素(诸如铁、锌、钙等)和相关生长素以及氨基酸、维生素种类的生物活性物质在促进种子萌发、调节植物生长和增强植株抗性方面具有至关重要甚至无可替代的作用。有研究表明,施用一定量的沼液不仅能够提高作物产量、改善农产品质量,而且有利于土壤培肥[13,14,15]。因而沼液肥用是保障生物质资源可循环利用的一个有效途径[16,17,18]。

  1.1.1、 沼液喷施后的沼液含有全

  经过充分腐熟和发酵价的氨基酸、丰富的腐植酸以及铁、锰、铜、锌、硼等多种微量元素,同时其中包含了以速效成分状态存在的氮、磷、钾等大量元素,可利用率较高,是一种不可多求的多元速效复合肥料,可被作物茎叶等器官迅速吸收和利用[19,20]。

  袁怡等[21]以柑橘和生菜作为研究对象,发现在沼液喷施情况下,一天时间内,叶面大约可吸收喷施总量的80%。同时沼液富含白菜生长所需的各种营养组成和微量元素,兼具灭菌杀虫的性能,喷施一定量的沼液不仅使得化肥施用量降低,亦提高了白菜的产量及各类品质性状[22]。甘蓝上也有所应用发现,随着沼液喷施浓度的增大,甘蓝叶面积有增加趋势,高浓度的沼液虽然一定程度上可以促进甘蓝生长,但却抑制了开展度,沼液根外追肥应控制在1.25 t/hm2左右,叶面喷施浓度应调配为50%[23]。李明娟[24]在研究沼液喷施马铃薯的效果对比试验中,发现马铃薯的单株块茎数及薯重得到明显提高,从而产量及商品率亦得到显着改善。西红柿沼液喷施试验亦有很多,其结果综合表明,叶面喷施沼液,可调节西红柿的生长代谢、增强光合性能,有利于花芽的分化,提高座花座果率,熟期一致,果实光泽度好,同时可防治病虫害等,且经济效益和社会效益异常突出[25]。使用沼渣做基肥,虽然喷施沼液浓度在20%~50%时,均利于番茄农艺性状和果实品质的改善,提高果实风味,降低果实中的硝酸盐含量,但其中以50%浓度时效果最佳[26]。王晓金[27]发现,沼液喷施不仅可以改善辣椒的生长发育情况,而且增产增收效果显着,与喷施磷酸二氢钾相比,增产1680.0 kg/hm2,增收2016.0元/hm2;与喷施丰产素相比,增产1759.5 kg/hm2,增收2111.4元/hm2。何梅等[28]采用不同浓度的沼液对‘西州密17号’甜瓜进行叶面喷施发现,适宜浓度的沼液喷施可提高叶片中的营养组成,降低叶片的抗氧化酶活性,从而提高单瓜重达到增产丰收的目的,其中以75%的喷施浓度相对效果最佳。宋兵伟等[29]发现叶面喷施沼液对于提高哈密瓜单瓜重及品质很有效,其中并以75%的喷施浓度最佳,可使单瓜重增加21.62%,提高可溶性固形物大约16.67%,类胡萝卜素16.65%左右,而纤维素含量降低19.37%。潘军等[30]研究发现,叶面喷施沼液可有效改善苹果树体的营养状况,对于果实商品性状的改良也效果独到,且能较大程度上减轻病虫危害;同时,苹果叶片的长、宽、面积和百叶重及新梢长度、粗度都呈现增加的趋势[31]。董小红等[32]得出,与常规施肥管理相比,茶园叶面喷施沼液产量更高,约可增产11.2%,经济效益显着。而在大田耕作条件下,喷施沼液可提前小麦熟期,增加小麦干物质积累量,提高产量,改善品质,减少病虫害。尤其小麦生育后期为喷施沼液的关键时期,其效果远远优于前期沼液喷施[33]。综上可看出,沼液喷施技术在瓜果蔬菜及粮食作物等领域已得到较为广泛的试验应用和理论认可,无论是在促进作物本身的营养和生殖生长发育发面,或是在经济效益和商品效益方面,都使得沼液利用途径可圈可点,逐渐走上了一条让广大民众更为喜闻乐见,易于接受的沼液肥用道路,更加显得有价值意义。但针对不同作物,应准确把握好沼液施用的浓度和适宜时期,最大化沼肥效益的发挥。

  1.1.2、 根部施肥

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关键词:沼液 农业领域 作物 环境 资源化利用 

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