人、畜糞便及農作物秸稈經厭氧反應后,殘留的液體和固體成分,液體成分稱為沼液,不僅含有較為豐富的可溶性無機鹽類,同時還含有多種沼氣發酵的生化產物,在利用過程中表現出多方面的功效。固體成分稱為沼渣,它是富含腐殖質的有機物,含量為40~60%,全氮1~2%,并含有維生素、激素等。
一、沼肥的特性
由于參與沼氣發酵的微生物群類很多,有水解性細菌、產氫產乙酸菌、耗氫產乙酸菌、產甲烷菌以及合成功能的細菌等,所以,沼肥中富集了大量養分,主要包括礦物質元素、營養成分和生物活性物質三大類。
1、礦物質元素
在沼氣發酵的代謝過程中,有機廢棄物中的礦物質元素參與微生物的代謝,因此,沼肥中的礦物質元素非常豐富,可分為鈣、鈉、氯、硫、鎂、鉀等常量元素和鐵、鋅、銅、錳、鈷、鉻、釩等微量元素。
2、營養成分
沼肥中有大量的氮、磷、鉀等營養物質,這些元素以簡單的化合物存在,易于被動物、植物吸收利用:例如,有機廢棄物中的有機氮素,一部分被轉化為氨態氮(NH3-N)的形式,相當于速效氮,另一部分則參與代謝或分解為氨基氮——游離氨基酸的形式。氨態氮是理想的氮肥,而氨基酸則是飼料的最佳氮素來源。
3、生物活性物質
在沼氣發酵過程中,參與厭氧消化和代謝的微生物菌群相當復雜。大致分為四大類:①水解性細菌;②產乙酸細菌;③產甲烷菌;④其它具有合成能力的細菌。沼氣發酵過程是一個多菌群相互交潛作用而又復雜的過程,其代謝產物是極為豐富的。經研究檢測表明,沼肥中含有成分較全的氨基酸、豐富的微量元素、B族維生素、各種水解酶類、有機酸類、植物激素類、抗生素類以及腐植酸等生物活性物質。
(1)各種水解酶類。
研究測試表明,沼肥中含有蛋白質水解酶、脂肪水解酶、纖維素水解酶和淀粉水解酶等酶類物質,這些酶類的存在為沼氣發酵殘留物做畜禽飼料添加劑,促進養殖業發展,降低成本提供了良好的物質基礎。
(2)氨基酸。
沼氣發酵過程實際就是沼氣菌群的不斷繁殖和代謝過程,最后在其殘留物中必然有大量的菌體蛋白。這些菌體蛋白的氨基酸組成非常全面,無論是必需氨基酸,還是非必需氨基酸都可與魚粉相媲美。
(3)B族維生素。
維生素是動植物生產必不可少的物質,它們不能在動植物體內合成,只能通過某些微生物合成。通過檢測證實,經過沼氣發酵,沼肥中的B族維生素不僅比原料中的含量大,而且數量多,這些維生素能促進植物和動物的生長發育,同時能提高動植物抵御病蟲害的抗逆性。
(4)腐植酸。
腐植酸是植物殘體腐解后所形成的一種高分子化合物,包括胡敏酸、富里沃酸和草木糯酸三種。沼氣發酵殘留物中的腐植酸含量在10~20%之間。腐植酸在改良土壤方面,有利于土壤團粒結構的形成;作為飼料添加劑,可抑制脂肪氧化,防治抗菌素和維生素添加劑的失活。沼氣發酵殘留物作為土壤改良劑和飼料添加劑所獲得的效果,均與其腐植酸的作用有著直接的關系。
二、沼肥的綜合利用機理
1、沼氣發酵原料本身是開展沼肥綜合利用的物質基礎發酵原料經過一段時間發酵后,原料中的一部份固形物雖然被沼氣微生物分解,但尚未消化形成沼氣,這些固形物殘留在沼渣中可以作為動物飼料或植物的肥料使用。
2、沼氣發酵產物是沼氣綜合利用物質沼氣發酵產物除沼氣與料液自動分離外,其它物質都保存在發酵料液中,這些物質可分為礦物質元素、營養物質和生物活性物質三大類。礦物質元素存在于發酵原料中,通過沼氣發酵變成離子形式,它們的濃度不高,其中含量最高的是鈣,可達到萬分之二;其次是磷,可達到萬分之一;此外鐵可達到萬分之零點一;其它銅、鋅、錳、鉬等只能達到萬分之零點零一以下。它們可滲透到中子細胞內,能夠刺激種子發芽和生長。營養物質是由發酵原料中的大分子物質被沼氣微生物分解形成的,由于其結構相對較分解前簡單,因此能夠被作物直接吸收,向作物提供氮、磷、鉀等主要營養元素。沼肥中的生物活性物質包括氨基酸、生長素、赤酶素、激動素、單糖、腐殖酸、不飽和脂肪酸、維生素及某些抗菌素類物質。它們對作物生長發育具有刺激作用,參與了作物從種子萌發、植株長大、開花、結實的整過程。例如赤霉素可以刺激種子提早發芽,生長素能促進種子發芽,提高發芽率。在作物生長階段,赤霉素可促進作物莖、葉快速生長,而生長素可使作物根深葉茂。干旱時,某些核酸、單糖可增強作物抗旱能力。在低溫時游離氨基酸、不飽和脂肪酸可使作物免受凍傷。某些維生素能增強作物抗病能力。在作物生殖期,赤霉素等能誘發作物抽苔、開花,生長素則能有效防止落花、落果,提高座果率。激動素對于防止作物衰老,防止棉花落鈴、落果效果顯著。
3、沼氣微生物菌體本身也是沼氣綜合利用的物質基礎
沼氣微生物菌體的蛋白質含量極高,是很好的飼料蛋白。沼氣發酵后的微生物菌體,一部分來自原料中的可溶性組分,另一部分來自原料中的固形物。這些菌體在分解原料有機物的過程中也在不斷增長,使沼氣發酵料液中蛋白質含量較之發酵前增加。
三、沼肥的綜合利用途徑
在農業生產中,沼液及沼渣常用于浸種、葉面施肥、防蟲、喂豬、盆栽、種梨、種西瓜、種蔬菜、旱土育秧、種水稻、種花生、養魚、栽培蘑菇、養殖蚯蚓等。
1、沼液浸種
(1)技術要點。
1)曬種:除雜、翻曬1~2天。
2)裝袋:選擇編織袋或布袋,將種子裝入,留出袋內四分之一空間。
3)浸種:將編織袋或布袋浸于裝有沼液的容器中。
4)清洗:浸種結束后,應將種子用清水洗凈,然后晾干、催芽或播種。洗凈,可將種子倒入盛有清水的容器中或將盛有種子的袋直接放入水中清洗。
5)浸種方式與時間。
常規水稻:一次性或間歇式。早稻48h,中稻36h,晚稻36h,粳稻、糯稻應適當延長。雜交水稻:一般為間歇式。
早稻浸14h,晾6h,浸4h,晾6h,再浸14h,浸種不少于42h,清水洗凈,然后催芽。中稻浸12h,晾6h,浸12h,晾6h,再浸12h。浸種不少于36h,清水洗凈,然后催芽。
晚稻浸8h,晾6h,三浸三晾,破胸為止,清水洗凈,然后催芽。
小麥:適用于土壤墑情較好時采用,播前一天進行,浸種12h。清水洗凈,瀝干水分即可播種。
玉米:一次浸種12~16h,清水洗凈,晾干后即可播種。棉花:非包衣種子一次浸14~18h。浸時注意袋內加石塊,以防種子袋浮起。
甘薯與馬鈴薯:一次4h,也可盛入缸、桶容器中,取正常沼液浸泡。浸種結束后,清水洗凈,然后催芽或播種。
花生:一次浸4~6h,清水洗凈晾干后即可播種。
瓜類與豆類種子:一次浸2~4h,清水洗凈,然后催芽或播種。
(2)注意事項。
用于浸種的沼液要充分發酵1個月以上。
浸種時間以種子吸足水分為宜。
沼液浸過的種子,都應用清水淘凈,然后催芽或播種。
由于地區、墑情、溫度、農作物品種不同,浸種時間各地可先進行一些簡單的對比試驗后確定。
2、沼液葉面噴肥
(1)技術要點。
方式:可單施,也可與化肥、農藥、生長劑等混合施。
沼液:采自正常發酵1個月以上的沼氣池,澄清、紗布過濾。
施肥時期:農作物萌動抽梢期(分蘗期),花期(孕穗期、始果期),果實膨大期(灌漿結實期),病蟲害暴發期。每隔10天噴施1次。
施肥時間:上午露水干后(10:00左右)進行,夏季傍晚為宜,中午高溫及暴雨前不施。
濃度:幼苗、嫩葉期,1份沼液加1~2份清水;夏季高溫,1份沼液加1份清水;氣溫較低,老葉(苗)時,不加水。用量: 視農作物品種和長勢而定,一般每畝40~100kg。
(2)注意事項。
沼液采自正常發酵1個月以上的沼氣池。以噴施葉背面為主,以利養分吸收。
3、沼液防蟲
沼液經厭氧發酵后,殺滅了有害病菌,因此它本身具有無菌和抑制病菌生長的作用。沼液中還含有吲哚乙酸、赤霉素和較高溶量的氨和銨鹽,通常含量可達0.2~0.3%。因此沼液有抑制大多數癇菌生長功能。
(1)技術要點。
玉米螟:沼液50kg,加入2.5%敵殺死乳油10ml,攪勻,灌玉米心葉。
水稻螟:取沼液1份加清水1份混合均勻,潑澆。
蔬菜、小麥蚜蟲:準備兩只洗凈糞桶,噴霧器一個,煤油、洗衣粉各0.05kg。將0.05kg洗衣粉充分溶于0.5kg水中,取0.05kg洗衣粉水和0.0025kg煤油倒入噴霧器中,再取過濾沼液14kg裝入噴霧器中,充分攪拌后,就成了沼氣復方治蟲劑,將此劑均勻地噴在被蚜蟲危害的農作物上,一畝田噴35kg。如遇蚜蟲危害嚴重時,第二天再噴一次,注意選擇晴天治蟲,效果更佳。使用效果:對小麥、黃豆、豇豆、蓮花白、大芹菜、白菜、蒿筍、厚皮菜、菊花等不同農作物治蚜蟲效果好,與樂果治蚜蟲一樣,其死亡率在90%以上,并且對作物增產效果顯著。同時還能減少農業投資,減輕環境污染和補充農作物葉面追肥。實踐證明,以畝增產計,小麥畝可達10%,田埂豇豆、田埂黃豆和厚皮菜均達30%,每年可節省農藥開支10元以上,增加產值90多元。
4、沼液沼渣種蔬菜
(1)技術要點。
沼渣作基肥:采用移栽秧苗的蔬菜,基肥以穴施方法進行。秧苗移栽時,每畝用腐熟沼渣2000kg施入定植穴內,與開穴挖出的園土混合后進行定植。對采用點播或大面積種植的蔬菜,基肥一般采用條施條播方法進行。對于瓜菜類,例如南瓜、冬瓜、黃瓜、西紅柿等,一般采用大穴大肥方法,每畝用沼渣3000kg、過磷酸鈣35kg、草木灰100kg和適量生活垃圾混合后施入穴內,蓋上一層厚約5~10cm的園土。定植后立即澆透水分,及時蓋上稻草或麥稈。
沼液作追肥:一般采用根部淋澆和葉面噴施2種方式。根部淋澆沼液量可視蔬菜品種而定,一般每畝用量為500~3000kg。施肥時間以晴天或傍晚為好。雨天或土壤過濕時不宜施肥。葉面噴施的沼液需經紗布過濾后方可使用。在蔬菜嫩葉期,沼液應兌水l倍稀釋,用量在40~50kg之間,噴施時以葉背面為主,以布滿液珠而不滴水為宜。噴施時間,上午露水干后進行,夏季以傍晚為好,中午、下雨時不噴施。葉菜類可在蔬菜的任何生長季節施肥,也可結合防病滅蟲時噴施沼液。瓜菜類可在現蕾期、花期、果實膨大期進行,并在沼液中加入3%的磷酸二氫鉀。
(2)注意事項。
沼渣作基肥時,沼渣一定要堆漚腐熟。沼液葉面追肥時,應觀察沼液濃度。如沼液呈深褐色,有一定稠度時,應兌水稀釋后使用。沼液葉面追肥,沼液一般要在沼氣池外停置半天。蔬菜上市前7天,一般不追施沼肥。
5、沼液沼渣養魚
(1)技術要點。
原理:將沼肥施入魚塘,系為水中浮游動、植物提供營養,增加魚塘中浮游動、植物產量,豐富濾食魚類餌料的一種飼料轉換技術。基肥:春季清塘、消毒后進行。每畝水面用沼渣150kg或沼液300kg均勻施肥。沼渣,可在未放水前運至大塘均勻撒開,并及時放水入塘。追肥:4~6月,每周每畝水面施沼渣100kg或沼液200kg;7~8月,每周每畝水面施沼液150kg;9~10月,每周每畝水面施沼渣100kg或沼液150kg。
施肥時間:晴天8:00~10:00施沼液最好;陰天可不施;有風天氣,順風潑撒;悶熱天氣、雷雨來臨之前不施。
(2)注意事項。
魚類以花白鰱為主,混養優質魚(底層魚)比例不超過40%。水體透明度大于30cm時每2天施1次沼液,每次每畝水面施沼液100~150kg,直到透明度回到25~30cm后.轉入正常投肥。
6、沼渣栽培蘑菇
準備沼渣:播種前,將沼渣瀝干,趁天晴攤薄曝曬,去除未腐熟好的長殘渣。曝曬時間以手緊捏沼渣,指縫有水而不下滴為宜。處理后的沼渣,按其重量加入l%熟石膏粉、l%過磷酸鈣及0.5%尿素備用。
準備菇房及床架:菇房一般可選用有對開門窗的空房。菇床可用竹、木、鐵搭成多層床架,第一層距地不低于25cm,以上各層相距60cm,以秸稈、樹枝鋪平。菇房用20倍福爾馬林溶液熏蒸或50倍液噴灑,也可用50倍石硫合劑全面噴灑墻壁、地面和菇床,關閉菇房1~2天。將沼渣平鋪在菇床上,保持自然疏松,厚度1~14cm。
播種:選擇純潔菌種,按10cm×10cm的間距,用手指均勻打2cm深的播種穴,將菌種掏出按每穴拇指大小一塊放入,隨手蓋一薄層培養料,以利菌絲生長。播種后,把料面整平稍拍一下,讓培養料和菌種接觸緊密,但不能用力拍實,以免密不透氣。用清水浸濕的干凈報紙覆蓋,關好門窗。保持房內溫度30℃以下,空氣濕度60%~70%,以利菌絲早日定植。
覆土前的管理:從播種到覆土約需20天,這段時間主要是促菌絲生長,管理重點是防高溫,盡量使室溫維持在22℃~25℃,濕度65%。播種后的10天內,每天需揭動報紙1~2次。以通風換氣。10天后可揭去報紙,早晚開門窗,并逐步增加通風次數,注意防雜菌。
覆土:覆土就是在長滿菌絲的料面上覆蓋一層土粒。覆土的土質最好選用水田犁底層以下略帶砂性的土壤或池塘底層泥土。覆土時先覆大粒(直徑2~3cm),做到料面不外露,土粒不重疊。然后覆蓋小粒(如蠶豆大小)。土粒含水量20%左右,pH7.0~8.0為宜,如過酸,可用0.5%石灰水噴霧調節。
出菇前的管理:覆土后,若溫度、濕度及通風條件適宜,約20天即可出菇。覆土后的2~3天內,每天輕噴水2~3次;10~15天內,早晚各噴水l~2次,并注意通風,適當降低空氣濕度,使土粒表面略顯干燥,以促進絨毛狀菌絲在土粒間橫向生長,為出菇打下良好的基礎。
覆土15天前后,即可見菌蕾。這時要噴“出菇水”,每天1次,水量略有增加,連續2~3天,使土濕潤,達到手捏粘手程度。每噴1次出菇水,菇房就要大通風1次。7天左右,蘑菇子實體可長到黃豆大小,連續2天各噴1次重水(但不能讓水滲到培養料表層),增加土粒濕度,讓小菇及時得到足夠水分,迅速膨大。