沼气发酵残余物无污染施用方法

专利名称：：沼气发酵残余物无污染施用方法
技术领域：
：本发明涉及的是一种农业
技术领域：
的肥料施用方法，具体的说，是一种沼气发酵残余物无污染施用方法。技术背景沼气发酵残余物(沼液、沼渣)，是人畜粪便、植物残体等经厌氧发酵产生沼气后的有机残留物。其中，沼液是发酵后残留的液体，主要包括发酵过程中分解释放的有机、无机盐类，如铵盐、钾盐、磷酸盐等可溶性物质，总固体含量约小于1%。沼液和沼渣相比，其养分主要是速效性养分。由于发酵物长期浸泡水中，一些可溶性养分自固相转入液相，提高了速效养分含量。沼液不仅有丰富的氮(0.03%0.08%)、磷(0,02%0.07%)、钾(0.05%1.40%)等大量常量营养元素和对农作物生长起重要作用的硼、铜、铁、锰、钙、锌等微量元素，还含有丰富的氨基酸(如脯氨酸、亚油酸、黄腐酸等)、各种水解酶、生长刺激素(如脱落酸、生长素、赤霉素等)、B族维生素、细胞分裂素以及某些抗菌素等生物活性物质、对病虫害有抑制作用的物质或因子。沼渣是发酵产生沼气后残留的底层渣汁，主要包括(1)难以分解的有机残留物，如木质素、少量纤维素等；(2)由木质素、蛋白质、多糖类物质经微生物分解转化而成的腐殖酸类物质；(3)灰分物质，包括可溶性灰分物质吸附于有机残渣上或与腐殖酸代换结合的铵、钾、磷酸根等离子，以及某些微量元素等；和难溶性灰分物质钙、镁、铁等金属离子形成的硅酸盐类及其复盐等。沼气发酵后不溶解或难分解的有机、无机固形物残留在沼渣中，沼渣表面又吸附了大量的可溶性有效养分，因此沼渣含有较全面的养分含量和丰富的有机物质，具有速缓兼备的肥效特点。沼渣中的主要养分含量为有机质36.0%49.9%，腐殖酸10.1%24.6%，粗蛋白5%9%，全氮O,8%1.5%，全磷O.4%0.6%，全钾0.6%2.0%，还含有一些富含矿物质的灰分。基肥是播种前或移植前施入土壤的肥料。合理施用基肥对提高土壤肥力、改善土壤理化性状、提高作物产量和品质有重要的作用。目前用作基肥的肥料通常为堆肥，厩肥、猪粪、牛粪等。这些肥料经常带有大量的病原菌和虫卵，未腐熟的肥料不但会引起根部病虫的传播，甚至会造成根系的腐烂及树体的死亡。且由于这些肥料释放养分慢，转化成作物吸收状态需要长时间的矿质化过程。厌氧发酵生产的沼气发酵残余物，病虫卵大部分在厌氧发酵环境中被杀死，且营养保留情况较好。目前有利用沼气发酵残余物中的沼渣单作基肥施用，这些沼渣都是取自户用沼气池。具体方法是将沼渣从户用沼气池出池后，堆放在地势较高地方，塑膜密封，以防害虫产卵，自然沥干，一般需半个月。由于沼渣较一般有机肥易分解、易淋溶、易挥发，堆放时间长会导致沼渣中大量的氨态氮的挥发或水分的流失易带走养分。经对现有技术的文献检索发现，中国专利申请号为200610155376.5，名称为沼液安全无公害灌溉施用方法，该专利自述为将发酵后的沼液收集运输至田间肥坑或配肥池中，当沼液中氮磷钾(n:p2o5:k2o)比为i:o.4o.6:o.81.5时，以亩用量20004000公斤沼液作为基肥施入蔬菜地，按常规栽培方式进行必要追肥，追肥用量为亩施20002500公斤沼液，并可以结合溶入0.30.6公斤/100公斤沼液的复合肥和尿素。该技术不足在于沼液中的养分主要是速效性养分，单用沼液作为基肥，不能为作物生长提供持久的养分，作物在生长后期还需施用化肥进行追肥。
发明内容本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提出一种沼气发酵残余物无污染施用方法，达到将污染环境的废弃物转化为优质肥料，消除农业生产环节废弃物对环境的污染，变废为宝，达到经济、生态和社会效益的统一，从而促进农业向高效和持续方向发展。本发明是通过以下技术方案实现的，包括以下步骤第一步，从正常运行的大中型厌氧消化器底部排料管处直接取出厌氧消化器底部沉积的高浓度沼气发酵残余物，其总固体含量在10%以上。第二步，从不同的排料管取出发酵残余物后，在容器中进行充分搅拌混合，然后进行分装。第三步，在播种前整地时，先翻耕土地一次，将第二步取得的沼气发酵残余物，除去浮渣，当该沼气发酵残余物中的氮磷钾(N:P205:K20)比为0.5:0.20.4:0.20.4时，以亩用量1000kg2000kg作为基肥挖沟施用，沟深20cm30cm，然后覆盖10cm厚度的土层，使基肥施入土中10cm左右，以减少养分挥发。本发明施用前根据小区面积及肥料施用总量按上述用量加适量的水搅拌均匀即可。基肥施用时间与农作物播种或栽培的时间间隔为7天。本发明的特点是肥料的速效部分沼液可以供作物的前期生长如根系生长，发芽生长等，还可增快基肥的肥效;肥料的迟效部分沼渣可供作物的后期生长发育，沼渣中含有较多的腐殖酸，能产生持续的效果，且对改良土壤有重要作用。本发明沼气发酵残余物现取现用，作为基肥在作物生长期间只需施一次肥就能保证作物的生长。本发明工艺简单，不耗能量，投资少，成本低；土壤施入沼气发酵残余物后，不仅增加了土壤中的有机质含量，而且肥中所含有的大量微生物进入土壤后，有助于分解和释放有效养分，供作物生长利用。微生物的生命活动还促进施入土壤的有机质的矿化，把有机养分转化成作物能吸收利用的营养元素，土壤氮磷钾水平丰富，土壤结构良好，作物的产量和品质均能得到保障；本发明肥料可以根据不同作用和需求进行肥料浓度及成分配制成各种专用肥；解决了废弃物污染环境的问题，解决了目前基肥的不合理利用造成的一系列问题；节约能源，充分利用废弃物资源，实现废物再利用，提高能量转换和物质循环效率；本发明肥料是发展生态农业的绿色肥料。具体实施方式下面对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。以下是结合田间试验的实例对本发明作进一步的描述。下述3个实例从蔬菜的产量、维生素C含量、可溶性糖含量、硝酸盐含量以及土壤的速效钾含量、速效磷含量、碱解氮含量和pH值8个指标进行比较以证明本发明在节约能源、有效利用资源及施肥技术利用方面与现有技术相比的显著特点。本实施例中，所用沼气发酵残余物是取自大中型沼气工程的厌氧消化器中。其沼气发酵残余物的发酵原料为猪粪，主要养分为有机质2.36%，全氮0.44%，全磷O.32%，全钾0.282%，速效磷0.173%，速效钾0.268%，pH7.43。实施例一施用作物为小白菜(上海青)，性能是低硝酸盐含量基因型。以亩用量1000kg沼气发酵残余物作为基肥在翻耕时挖沟施入蔬菜地。在作物生长期，病虫害流行期间喷施1.8%害极灭20003000倍。上述使用方法与只施用常规化肥(以亩用量施尿素10.034g，Na2HP045.169g，K2S045.063g)和不施肥(清水对照)比较，结果为收获后的土壤的pH值为7.19，其速效钾含量比不施肥的提高了7.48%，速效磷含量比使用常规化肥和不施肥的分别提高了6.71%和16.07%，碱解氮含量比使用常规化肥的提高了12.14%;得到的产品亩产分别比只施化肥和不施肥增产8.32%，23%;所得农产品中可溶性糖含量则分别增加了5.35%和24.03%，Vc(抗坏血酸)含量比不施肥则增加了18.49%，硝酸盐含量则比常规施化肥和不施肥减少了23.24%和46.45%;土壤的养分含量和农产品的产量及品质如下表(表1和表2)表1对土壤速效钾、磷、碱解氮的影响处理速效钾含量/mgkg—1速效磷含量/mgkg—1碱解氮含量/mgkg—1常规化肥115.84463.11742.758沼气发酵残余物110.59667.34947.950不施肥102.9050.57558.026表2对小白菜产量和品质的影响处理亩产(kg)Vc含量可溶性糖含量硝酸盐含量//mglOOg—1/mgkg-1mgkg—1常规化肥1259.5631.373208.1686.762沼气发酵残余物1364.3129.120219.3075.19不施肥1111.4824.575176.2159.692实施例二施用作物为小白菜(上海青)，性能是低硝酸盐含量基因型。以亩用量1500kg沼气发酵残余物作为基肥在翻耕时挖沟施入蔬菜地。在作物生长期，病虫害流行期间喷施1.8%害极灭20003000倍。上述使用方法与只施用化肥(以亩用量施尿素10.034g，Na2HP045.169g，K2S045.063g)和不施肥(清水对照)比较，结果为收获后的土壤的pH值为7.03，其速效钾、速效磷和碱解氮含量比使用常规化肥的分别提高了0.40%，1.17%,和18.69%，比不施肥的分别提高了13.03%，10.04%，0.35%;得到的产品亩产分别比只施化肥和不施肥增产4.67%，19%;所得农产品中硝酸盐含量则比常规施化肥和不施肥减少了31.53%和52.23%，Vc(抗坏血酸)含量则分别增加了0.74%和28.602%;的养分和农产品的产量及品质如下表(表3和表4)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>实施例三-施用作物为小白菜(上海青)，性能是低硝酸盐含量基因型。以亩用量2000kg沼气发酵残余物作为基肥在翻耕时挖沟施入蔬菜地。在作物生长期，病虫害流行期间喷施1.8%害极灭20003000倍。上述使用方法与只施用化肥(以亩用量施尿素10.034g，Na2HP045.169g，K2S045.063g)和不施肥(清水对照)比较，结果为收获后的土壤的pH值为7.02，其速效钾、速效磷和碱解氮含量比使用常规化肥的分别提高了16.61%，11.51%，和27.01%，比不施肥的分别提高了31.28%，21.30%,7.38%;得到的产品亩产分别比不施肥增产11%;所得农产品中硝酸盐含量则比常规施化肥和不施肥减少了86.21%和83.76%，Vc(抗坏血酸)含量则分别增加了13.54%和44.948%;的养分和农产品的产量及品质如下表(表5和表6)表5对土壤速效钾、磷、碱解氮的影响<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>上述实施例用沼气发酵残余物作为基肥，不仅供给农作物营养元素，把土壤中难以吸收的营养元素变成可利用的状态，有利于农作物的生长和生产，而且由于沼气发酵残余物中的腐殖酸含量与胡敏酸含量之比小于10.5，有利于土壤微生物活动，能吸附保存铵和多种矿物质，促进土壤中养分的转化和土壤团粒结构的形成，改善土壤物理与化学性状，确保农作物生长所需的良好生态环境，还有利于增强其抗冻、抗旱能力，减少病虫害。权利要求1.一种沼气发酵残余物无污染施用方法，其特征在于，包括以下步骤第一步，从运行的大中型厌氧消化器底部排料管处直接取出厌氧消化器底部沉积的沼气发酵残余物，其总固体含量在10％以上；第二步，从不同的排料管取出发酵残余物后，在容器中进行充分搅拌混合，然后进行分装；第三步，在播种前整地时，先翻耕土地一次，将第二步取得的沼气发酵残余物，除去浮渣，当该沼气发酵残余物中的氮磷钾N∶P2O5∶K2O比为0.5∶0.2～0.4∶0.2～0.4时，以亩用量1000kg～2000kg作为基肥挖沟施用，然后覆盖土层，使基肥施入土中，以减少养分挥发。2.根据权利要求1所述的沼气发酵残余物无污染施用方法，其特征是，所述挖沟施用，其沟深为20cm30cm。3.根据权利要求1所述的沼气发酵残余物无污染施用方法，其特征是，所述覆盖土层，是指覆盖10cm厚度的土层。4.根据权利要求1所述的沼气发酵残余物无污染施用方法，其特征是，所述的基肥施用时间与农作物播种或栽培的时间间隔为7天。全文摘要一种农业
技术领域：
的沼气发酵残余物无污染施用方法，步骤为从正常运行的大中型厌氧消化器底部排料管处直接取出厌氧消化器底部沉积的沼气发酵残余物，其总固体含量在10％以上；从不同的排料管取出发酵残余物后，在容器中进行充分搅拌混合，然后进行分装；在播种前整地时，先翻耕土地一次，将取得的沼气发酵残余物，除去浮渣，当该沼肥中的氮磷钾N∶P₂O₅∶K₂O比为∶0.5∶0.2～0.4∶0.2～0.4时，以亩用量1000kg～2000kg作为基肥挖沟施用，然后覆盖土层。本发明解决了目前基肥的不合理利用造成的一系列问题，节约能源，充分利用废弃物资源，实现废物再利用，提高能量转换和物质循环效率。文档编号A01C21/00GK101218868SQ20081003328公开日2008年7月16日申请日期2008年1月31日优先权日2008年1月31日发明者刘荣厚,王远远申请人:上海交通大学