不同原料沼氣池沼渣沼液中養分含量的差異分析_張昌愛

2023年12月30日發(作者：唐伯虎是哪里人)

第16卷第1期2009年1月現代農業科學ModernAgriculturalSciencesVol.16No.1Jan.2009不同原料沼氣池沼渣沼液中養分含量的差異分析張昌愛，王艷芹，袁長波，姚利，劉英（山東省農業科學院土壤肥料研究所，山東濟南250100）摘要：為指導沼渣（液）的高效合理肥用，對4種不同類型原料沼氣池沼渣沼液的養分情況做了分析，結果發現：以豬糞為原料的沼液中全P含量比其他原料沼液高出較多，而以秸稈為原料的沼氣池，不同原料沼氣池沼渣中有機質和腐殖酸含量差異沼液中的氮含量偏低，而沼渣中的全N含量卻較高；不大；以玉米秸稈原料的沼渣生產有機肥時其粗纖維的降解問題需要引起重視。關鍵詞：沼渣；沼液；養分含量；差異分析中圖分類號：S14-33文獻標識碼：A文章編號：1005-4650（2009）01-0044-03AnalysisontheDifferenceofNutritionContentsbetweenDifferentAnaerobicFermentationResidueFromDifferentRawMaterialsZHANGChang-ai，WANGYan-qin，YUANChang-bo，YAOLi，LIUYing(RearchCenterofBiogasScience,InstituteofSoilandFertilizer,ShandongAcademyofAgriculturalScience,Jinan250100,China)Abstract:Inordertoguidetheusingofanaerobicfermentationresidueeffectively,fourkindsofaultsindicatedthattotalPcontentofbiogaswater-residuewithpig-dungasrawmaterialwasmuchmorehigherthanothertreatments；totalNcontentofbiogaswater-residuewiththemaize-strawasrawmaterialwaslowerandthentotalNcontentofbiogasdreg-residuewashigherthanothertreatments；uscontentswerenotnotablebetweenalltreatments;coarfibrecontentofbiogasdreg-residuewithmaize-strawasrawmaterialwashigher,howtodegradecoards:biogasdreg-residue;biogaswater-residue;nutritioncontent;differenceanalysis在國家及各級政府的關注扶持下，我國的沼氣發展勢頭極為迅猛。據新的統計截至2006年底我國已建成的戶用沼氣總數已超過2200多萬個[1]，戶用沼氣池在農村的推廣已呈燎原之勢并有巨大的發展潛力[2]。“十一五”期間，到2010年沼氣的產量要求達到190億m3，到2020年達到400億m。因此沼渣、沼液資源越來越豐富，沼渣沼液中3[3]沼液的養分含量，并對其差異做了分析，以冀為沼渣沼液合理施用提供理論依據。的高效、1材料與方法試驗選取了4種不同原料的沼氣池，每一種沼氣池選擇相似原料情況的3個池子作為重復。從其出料間汲取發酵好后漂浮起的渣液混合物，混合物在實驗室用離心機離心后，將渣滓和液體分開，分別測定要分析的指標。指標測定方法及各處理的詳細情況見表1、表2。同時減少了糞便中的病原微生物含有豐富的營養元素，[4]的存活幾率、富含利于土壤改良的有機態物質及易于植[5]物吸收的小分子腐殖質，因而大田肥用是目前沼渣沼液最主要利用方式之一[6，7]。盡管沼渣沼液的利用在農村已經受到了農民的重視和喜歡[8]，但其應用方式較為粗放，也缺乏必要的理論指導。筆者分析了4種不同原料沼氣池的沼渣收稿日期：2008-12-05作者簡介：張昌愛，男（1971-），博士，助理研究員，主要從事沼氣科學及農業資源方面的科研工作通訊作者：劉英

第1期不同原料沼氣池沼渣沼液中養分含量的差異分析表1測試指標及指標測定方法測定指標全氮含量全磷含量全鉀含量有機質含量pH值速效氮有效磷有效鉀腐殖酸粗蛋白含量粗纖維含量VC含量干物質含量指標測定方法硫酸、雙氧水消煮，凱氏定氮法處理處理編號代號1234CDMHPEPD糞尿糞便麥秸45表2各處理情況處理情況備注抗壞血酸顯色，分光光度法火焰光度法重鉻酸鉀氧化外加熱法pH計直接測定堿解擴散法碳酸氫鈉浸提，分光光度法乙酸銨浸提，火焰光度法重鉻酸鉀氧化法凱氏蒸餾法重量法熒光光度法103℃烘干稱重法原料以牛糞為主，添加3口人的人代表以牛糞為原料為原料為原料原料以玉米秸稈為主，添加3口人的代表以玉米秸原料以公廁的人糞尿為主，添加少量代表以人糞尿原料為養豬場的豬糞代表以豬糞為原料2結果與分析2.1不同原料沼氣池沼液的養分含量2.1.1不同原料沼氣池沼液中的無機養分含量表3各處理情況mg/kg速效N775174340329速效P83922137速效K73657428196處理代號1CD全N168全P278236258712全K9877866444882MH3PE4PD不同原料沼氣池沼液中的無機養分含量情況如表3所示，就全N含量而言，在四種原料沼氣池中，以牛糞為原料次之，而以玉米秸為原料的沼氣池(MH)的全N含量最低。沼液中的全氮主要有有機氮和速效氮構成，表征著沼液的有機酸、腐殖酸的含量情況，與原料成分具有很大的相關性。以秸稈為原料的沼氣池其沼液中有機成分相對較少，大概是牛糞原料沼氣池的39.0%。沼液速效氮情況與全N的含量情況近似，也是以秸稈為原料的沼液N含量最低，因此在施用以秸稈為原料的沼液時應注意氮素的調節。4種原料沼氣池沼液中全P含量的高低順序為：PD＞CD＞PE＞MH。以豬糞為原料的沼氣池沼液全P含量最高，并分別比其它原料沼液高出156.1%、176.0%和201.7%，這大概是豬飼料中磷素相對含量較高造成的，因而以豬糞為原料的沼液在需磷土壤或需磷作物上施用會維持在得到更顯著的肥效。沼液中的速效磷含量都較低，21~92mg/kg。沼液中各沼氣池全K含量的高低順序為：CD＞MH＞PE＞PD。以牛糞為原料的沼氣池沼液中全K含量最高，其次是以秸稈為原料的沼液，以豬糞為原料的沼氣池沼液全K含量最低。CD和MH處理的速效K含量較高，分別占全K含量的74.6%和73.1%。因此在施用以豬糞和人糞尿原料的沼液時，應該注意K元素的添加。沼氣池（CD）的沼液全N含量最高，人糞尿原料沼氣池(PE)2.1.2不同原料沼氣池沼液中有機養分含量1.81.61.41.21.00.80.60.40.20指標含量/%處理代號圖1沼液有機養分含量豬糞原料沼液的有機質含量較高，達到0.45%，其次是牛糞原料沼液，而以人糞尿為原料的沼液中有機質含量最低，分別只占PD、CD和MH處理的35.6%、47.1%和59.3%。試驗中沼液的獲取是通過離心得到的，因而沼液中的有機質含量基本是小分子有機物，其成分雖未經更細的分析，但可以被認為可以被作物有效吸收的有機成分，因而對與作物的生長發育具有重要的意義。這方面的營養學分析有待更深的研究證實。粗蛋白是含氮物質的總稱，經離心得到的沼液中的粗蛋白有利于作物的吸收和體內運輸，對于豐富完善植物的營養具有重要作用。各處理間的高低順序為：PD＞CD＞PE＞MH，以豬糞為原料的沼氣池沼液中粗蛋白含量最高，達到1.54%，而以玉米秸稈為原料的沼氣池沼液中粗蛋白的

46含量僅有0.94%。現代農業科學2009年粗纖維是多碳糖類，含有大量的碳元素，是沼氣產生的物質基礎。沼渣中含有大量的粗纖維意味著原料產沼氣效率的不足，進一步提高原料產氣率是沼氣研究的一項重要內容。4種原料沼氣池沼渣粗纖維含量間的差異較大：人糞尿原料沼渣粗纖維含量最低，豬糞原料、牛糞原料及秸稈原料沼渣中的粗纖維含量依次升高，并依次升高了1.88%、22.84%和60.21%。可見玉米秸稈原料沼渣在生產有機肥時其纖維素的降解問題仍然需要有效的方法來解決。2.2不同原料沼氣池沼渣養分含量2.2.1處理代號不同原料沼氣池沼渣無機養分含量沼渣的養分含量/(mg·kg-1)圖2沼渣中營養元素含量4種不同原料沼氣池沼渣的無機養分含量情況如圖2所示。從全N含量來看，以牛糞為原料的沼渣中含量最低，為17120mg/kg，相當于1.712%。秸稈為原料沼渣的全N含量最高，為41300mg/kg，以人糞尿和豬糞為原料兩處理的全N含量分別為26760mg/kg和24500mg/kg。測定結果是以離心得到的渣滓為濕基測定而來的，與實際中的沼渣相比含水量顯著降低。因而測定結果偏高，但對沼渣制肥具有一定的指導意義。以牛糞為原料沼氣池沼渣中的全P含量最低，分別是MH、PE、PD處理的44.1%、54.1%和70.8%。幾種沼渣中全P含量的百分比均在0.9%～2.1%之間，可見沼渣還田對于補充土壤磷素具有積極的意義。因為沼渣中全K的百分含量也高達0.5%～1.0%，所以沼渣中的K素也是不容忽視的肥料資源。在4個處理間，全K含量的高低順序為：MH＞CD＞PD＞PE。相對而言，以人CD和PD糞尿為原料的沼渣中全K含量較低，分別比MH、處理低38.8%、35.3%和10.6%。從沼渣中的NPK元素全量總和來看，4處理間的高低順序為：MH＞PE＞PD＞CD。即以秸稈為原料的沼渣中NPK含量之和最高，而以牛糞原料沼渣含量之和最低，前者高出102.8%。2.2.2指標含量/%蛋白質是土壤的有機氮庫，隨著蛋白質的礦化，有機氮會轉化成無機氮，供應植物的吸收。因而沼渣的粗蛋白物質保障作物的生育期營養具有重要對于維系土壤的長久肥力、作用。4處理沼渣中的粗蛋白含量的高低順序為：MH＞PE＞PD＞CD。與沼渣中的NPK元素總和順序一致，其間是否存在必然聯系尚待以后仔細研究。3小結原料不同的沼氣池產出的沼渣沼液中的營養成分也有所差異，并且某些營養元素的差異較大，因此在肥用時要注意到這些差別才更有利于發揮沼渣沼液的肥效。通過對4種不同原料沼氣池情況的分析發現：①以秸稈為原料的沼氣池，沼液中的氮含量偏低，而沼渣中的全N含量卻較高，肥用時應對二者區別對待；②以豬糞為原料的沼液中全P含量比其他原料沼液高出很多，應優先施用在需磷作物及土壤上，有利于更好的發揮效力；③盡管不同原料沼氣池沼渣中有機質和腐殖酸含量有所差異，但其差異不大，均在較小的范圍內變化，因而沼渣制肥時基本可以忽略原料差異對肥料有機質的影響，這有利于沼渣的全面回用；④以玉米秸稈為原料的沼渣生產有機肥時其纖維素的降解問題仍然需要引起重視，以保證肥料的應用效果。參考文獻[1]鄧光聯,張蓓,吳力斌.中國沼氣建設現狀與發展對策[D]//2007國際甲烷市場化大會暨展覽會論文集.北京，2007：41-52.[2]寇建平.我國農村能源的開發和利用[J].中國沼氣,2007,25（4）:3-4.[3]任東明.我國能源形勢及生物質能源產業發展相關政策解析[D]//新能源產業講解暨生物質能技術研討會論文集.北京，2007.[4]李全,楊從榮.沼渣的改土作用及其對稻麥產量和品質的影響研究[J].中國沼氣,1992，10（1）：13-18.[5]尹方,張無敵,宋洪川,等.沼液對某些植物病原菌抑制作用研究[J].可再生能源,2005（2）：9-11.[6]田寧寧,李寶林,王凱軍,等.畜禽養殖業廢棄物的環境問題及治（12）：10-11.理方法[J].環境保護,2000[7]王宗壽.利用沼液種植黑麥草對土壤環境質量的影響[J].農業環境科學學報,2007，26（增）：172-175.[8]范振山,張彥,楊群發,等.生態型沼渣（液）加工利用技術與設備研究[J].中國沼氣,2006，24（1）：24-26.不同原料沼氣池沼渣有機養分含量有機質OM腐殖酸Humus粗纖維CF粗蛋白CP指標類別圖3沼渣中有機成分含量沼渣的有機成分含量較高，也相對比較容易被土壤微生物所轉化，因而沼渣肥料與其他有機肥料相比效果也更加顯介著。試驗中經離心機分離得到的沼渣中有機只含量較高，于49%～62%，人糞尿原料沼渣的有機質含量最高，牛糞原料沼渣的有機質含量最低。盡管不同原料沼氣池沼渣中有機質和腐殖酸含量不同，但其差異不大，均在較小的范圍內變化，因而沼渣制肥時基本可以忽略原料差異對有機質的影響。