不同原料沼气池沼渣沼液中养分含量的差异分析_张昌爱

2023年12月30日发(作者：唐伯虎是哪里人)

第16卷第1期2009年1月现代农业科学ModernAgriculturalSciencesVol.16No.1Jan.2009不同原料沼气池沼渣沼液中养分含量的差异分析张昌爱，王艳芹，袁长波，姚利，刘英（山东省农业科学院土壤肥料研究所，山东济南250100）摘要：为指导沼渣（液）的高效合理肥用，对4种不同类型原料沼气池沼渣沼液的养分情况做了分析，结果发现：以猪粪为原料的沼液中全P含量比其他原料沼液高出较多，而以秸秆为原料的沼气池，不同原料沼气池沼渣中有机质和腐殖酸含量差异沼液中的氮含量偏低，而沼渣中的全N含量却较高；不大；以玉米秸秆原料的沼渣生产有机肥时其粗纤维的降解问题需要引起重视。关键词：沼渣；沼液；养分含量；差异分析中图分类号：S14-33文献标识码：A文章编号：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在国家及各级政府的关注扶持下，我国的沼气发展势头极为迅猛。据新的统计截至2006年底我国已建成的户用沼气总数已超过2200多万个[1]，户用沼气池在农村的推广已呈燎原之势并有巨大的发展潜力[2]。“十一五”期间，到2010年沼气的产量要求达到190亿m3，到2020年达到400亿m。因此沼渣、沼液资源越来越丰富，沼渣沼液中3[3]沼液的养分含量，并对其差异做了分析，以冀为沼渣沼液合理施用提供理论依据。的高效、1材料与方法试验选取了4种不同原料的沼气池，每一种沼气池选择相似原料情况的3个池子作为重复。从其出料间汲取发酵好后漂浮起的渣液混合物，混合物在实验室用离心机离心后，将渣滓和液体分开，分别测定要分析的指标。指标测定方法及各处理的详细情况见表1、表2。同时减少了粪便中的病原微生物含有丰富的营养元素，[4]的存活几率、富含利于土壤改良的有机态物质及易于植[5]物吸收的小分子腐殖质，因而大田肥用是目前沼渣沼液最主要利用方式之一[6，7]。尽管沼渣沼液的利用在农村已经受到了农民的重视和喜欢[8]，但其应用方式较为粗放，也缺乏必要的理论指导。笔者分析了4种不同原料沼气池的沼渣收稿日期：2008-12-05作者简介：张昌爱，男（1971-），博士，助理研究员，主要从事沼气科学及农业资源方面的科研工作通讯作者：刘英

第1期不同原料沼气池沼渣沼液中养分含量的差异分析表1测试指标及指标测定方法测定指标全氮含量全磷含量全钾含量有机质含量pH值速效氮有效磷有效钾腐殖酸粗蛋白含量粗纤维含量VC含量干物质含量指标测定方法硫酸、双氧水消煮，凯氏定氮法处理处理编号代号1234CDMHPEPD粪尿粪便麦秸45表2各处理情况处理情况备注抗坏血酸显色，分光光度法火焰光度法重铬酸钾氧化外加热法pH计直接测定碱解扩散法碳酸氢钠浸提，分光光度法乙酸铵浸提，火焰光度法重铬酸钾氧化法凯氏蒸馏法重量法荧光光度法103℃烘干称重法原料以牛粪为主，添加3口人的人代表以牛粪为原料为原料为原料原料以玉米秸秆为主，添加3口人的代表以玉米秸原料以公厕的人粪尿为主，添加少量代表以人粪尿原料为养猪场的猪粪代表以猪粪为原料2结果与分析2.1不同原料沼气池沼液的养分含量2.1.1不同原料沼气池沼液中的无机养分含量表3各处理情况mg/kg速效N775174340329速效P83922137速效K73657428196处理代号1CD全N168全P278236258712全K9877866444882MH3PE4PD不同原料沼气池沼液中的无机养分含量情况如表3所示，就全N含量而言，在四种原料沼气池中，以牛粪为原料次之，而以玉米秸为原料的沼气池(MH)的全N含量最低。沼液中的全氮主要有有机氮和速效氮构成，表征着沼液的有机酸、腐殖酸的含量情况，与原料成分具有很大的相关性。以秸秆为原料的沼气池其沼液中有机成分相对较少，大概是牛粪原料沼气池的39.0%。沼液速效氮情况与全N的含量情况近似，也是以秸秆为原料的沼液N含量最低，因此在施用以秸秆为原料的沼液时应注意氮素的调节。4种原料沼气池沼液中全P含量的高低顺序为：PD＞CD＞PE＞MH。以猪粪为原料的沼气池沼液全P含量最高，并分别比其它原料沼液高出156.1%、176.0%和201.7%，这大概是猪饲料中磷素相对含量较高造成的，因而以猪粪为原料的沼液在需磷土壤或需磷作物上施用会维持在得到更显著的肥效。沼液中的速效磷含量都较低，21~92mg/kg。沼液中各沼气池全K含量的高低顺序为：CD＞MH＞PE＞PD。以牛粪为原料的沼气池沼液中全K含量最高，其次是以秸秆为原料的沼液，以猪粪为原料的沼气池沼液全K含量最低。CD和MH处理的速效K含量较高，分别占全K含量的74.6%和73.1%。因此在施用以猪粪和人粪尿原料的沼液时，应该注意K元素的添加。沼气池（CD）的沼液全N含量最高，人粪尿原料沼气池(PE)2.1.2不同原料沼气池沼液中有机养分含量1.81.61.41.21.00.80.60.40.20指标含量/%处理代号图1沼液有机养分含量猪粪原料沼液的有机质含量较高，达到0.45%，其次是牛粪原料沼液，而以人粪尿为原料的沼液中有机质含量最低，分别只占PD、CD和MH处理的35.6%、47.1%和59.3%。试验中沼液的获取是通过离心得到的，因而沼液中的有机质含量基本是小分子有机物，其成分虽未经更细的分析，但可以被认为可以被作物有效吸收的有机成分，因而对与作物的生长发育具有重要的意义。这方面的营养学分析有待更深的研究证实。粗蛋白是含氮物质的总称，经离心得到的沼液中的粗蛋白有利于作物的吸收和体内运输，对于丰富完善植物的营养具有重要作用。各处理间的高低顺序为：PD＞CD＞PE＞MH，以猪粪为原料的沼气池沼液中粗蛋白含量最高，达到1.54%，而以玉米秸秆为原料的沼气池沼液中粗蛋白的

46含量仅有0.94%。现代农业科学2009年粗纤维是多碳糖类，含有大量的碳元素，是沼气产生的物质基础。沼渣中含有大量的粗纤维意味着原料产沼气效率的不足，进一步提高原料产气率是沼气研究的一项重要内容。4种原料沼气池沼渣粗纤维含量间的差异较大：人粪尿原料沼渣粗纤维含量最低，猪粪原料、牛粪原料及秸秆原料沼渣中的粗纤维含量依次升高，并依次升高了1.88%、22.84%和60.21%。可见玉米秸秆原料沼渣在生产有机肥时其纤维素的降解问题仍然需要有效的方法来解决。2.2不同原料沼气池沼渣养分含量2.2.1处理代号不同原料沼气池沼渣无机养分含量沼渣的养分含量/(mg·kg-1)图2沼渣中营养元素含量4种不同原料沼气池沼渣的无机养分含量情况如图2所示。从全N含量来看，以牛粪为原料的沼渣中含量最低，为17120mg/kg，相当于1.712%。秸秆为原料沼渣的全N含量最高，为41300mg/kg，以人粪尿和猪粪为原料两处理的全N含量分别为26760mg/kg和24500mg/kg。测定结果是以离心得到的渣滓为湿基测定而来的，与实际中的沼渣相比含水量显著降低。因而测定结果偏高，但对沼渣制肥具有一定的指导意义。以牛粪为原料沼气池沼渣中的全P含量最低，分别是MH、PE、PD处理的44.1%、54.1%和70.8%。几种沼渣中全P含量的百分比均在0.9%～2.1%之间，可见沼渣还田对于补充土壤磷素具有积极的意义。因为沼渣中全K的百分含量也高达0.5%～1.0%，所以沼渣中的K素也是不容忽视的肥料资源。在4个处理间，全K含量的高低顺序为：MH＞CD＞PD＞PE。相对而言，以人CD和PD粪尿为原料的沼渣中全K含量较低，分别比MH、处理低38.8%、35.3%和10.6%。从沼渣中的NPK元素全量总和来看，4处理间的高低顺序为：MH＞PE＞PD＞CD。即以秸秆为原料的沼渣中NPK含量之和最高，而以牛粪原料沼渣含量之和最低，前者高出102.8%。2.2.2指标含量/%蛋白质是土壤的有机氮库，随着蛋白质的矿化，有机氮会转化成无机氮，供应植物的吸收。因而沼渣的粗蛋白物质保障作物的生育期营养具有重要对于维系土壤的长久肥力、作用。4处理沼渣中的粗蛋白含量的高低顺序为：MH＞PE＞PD＞CD。与沼渣中的NPK元素总和顺序一致，其间是否存在必然联系尚待以后仔细研究。3小结原料不同的沼气池产出的沼渣沼液中的营养成分也有所差异，并且某些营养元素的差异较大，因此在肥用时要注意到这些差别才更有利于发挥沼渣沼液的肥效。通过对4种不同原料沼气池情况的分析发现：①以秸秆为原料的沼气池，沼液中的氮含量偏低，而沼渣中的全N含量却较高，肥用时应对二者区别对待；②以猪粪为原料的沼液中全P含量比其他原料沼液高出很多，应优先施用在需磷作物及土壤上，有利于更好的发挥效力；③尽管不同原料沼气池沼渣中有机质和腐殖酸含量有所差异，但其差异不大，均在较小的范围内变化，因而沼渣制肥时基本可以忽略原料差异对肥料有机质的影响，这有利于沼渣的全面回用；④以玉米秸秆为原料的沼渣生产有机肥时其纤维素的降解问题仍然需要引起重视，以保证肥料的应用效果。参考文献[1]邓光联,张蓓,吴力斌.中国沼气建设现状与发展对策[D]//2007国际甲烷市场化大会暨展览会论文集.北京，2007：41-52.[2]寇建平.我国农村能源的开发和利用[J].中国沼气,2007,25（4）:3-4.[3]任东明.我国能源形势及生物质能源产业发展相关政策解析[D]//新能源产业讲解暨生物质能技术研讨会论文集.北京，2007.[4]李全,杨从荣.沼渣的改土作用及其对稻麦产量和品质的影响研究[J].中国沼气,1992，10（1）：13-18.[5]尹方,张无敌,宋洪川,等.沼液对某些植物病原菌抑制作用研究[J].可再生能源,2005（2）：9-11.[6]田宁宁,李宝林,王凯军,等.畜禽养殖业废弃物的环境问题及治（12）：10-11.理方法[J].环境保护,2000[7]王宗寿.利用沼液种植黑麦草对土壤环境质量的影响[J].农业环境科学学报,2007，26（增）：172-175.[8]范振山,张彦,杨群发,等.生态型沼渣（液）加工利用技术与设备研究[J].中国沼气,2006，24（1）：24-26.不同原料沼气池沼渣有机养分含量有机质OM腐殖酸Humus粗纤维CF粗蛋白CP指标类别图3沼渣中有机成分含量沼渣的有机成分含量较高，也相对比较容易被土壤微生物所转化，因而沼渣肥料与其他有机肥料相比效果也更加显介著。试验中经离心机分离得到的沼渣中有机只含量较高，于49%～62%，人粪尿原料沼渣的有机质含量最高，牛粪原料沼渣的有机质含量最低。尽管不同原料沼气池沼渣中有机质和腐殖酸含量不同，但其差异不大，均在较小的范围内变化，因而沼渣制肥时基本可以忽略原料差异对有机质的影响。