沼气池-沼气设备-沼气工程-山东达禹环境工程有限公司

我國是農業大國,蔬菜產量近年來一直穩居世  界第一。在蔬菜生產中會產生大量廢棄物,其中包括秧蔓藤、病殘株、殘次品等。經估算,我國每年產生約6億多噸蔬菜廢棄物,其資源化利用不足30%1。大部分菜廢棄物被遺棄而浪費,一是造成資源浪費,二是污染環境,威脅當地蔬菜的安全生產(21。因此提高蔬菜廢棄物的循環利用有助于促進我國蔬菜產業安全生產和推動我國農業綠色、可

持續發展。沼氣工程對于解決蔬菜及養殖場廢棄物具有很好的實用性,是目前最具前景的農業廢棄物資源化利用手段之一3-5),既有效地無害化處理了大量廢棄物,又高效地產生清潔能源(沼氣)和有機肥料(紅泥膜沼氣池沼液、沼渣)。近年來,因過量施化肥導致的  食品和生態環境安全問題越來越嚴重,在設施蔬菜  生產過程中出現了蔬菜硝酸鹽超標、蔬菜品質下降  等一系列問題,嚴重制約著蔬菜的安全及可持續發

展6。前人研究結果表明,用紅泥膜沼氣池沼液替代或部分替  代化肥在改善土壤理化和生物特征、提高蔬菜產量  及品質等方面都具有積極作用(9-1。而這些紅泥膜沼氣池沼液  的主要發酵原料為畜禽糞便,而對于蔬菜廢棄物為  主要發酵原料的紅泥膜沼氣池沼液在設施蔬菜上的應用鮮有報  道。本文以設施甜椒為對象,研究蔬菜廢棄物紅泥膜沼氣池沼液  作為追肥對產量、品質和養分吸收的影響,為蔬菜廢  棄物紅泥膜沼氣池沼液在設施蔬菜上合理利用提供技術指導。1材料與方法

1.1試驗材料

本研究于2017年8月-2017年12月在山東省濟南市長清區一園區日光溫室內進行。試驗土壤是  潮褐土,0-20cm土層基礎理化性狀:pH值為8.4,  有機質含量為16.2g·kg-1,全氮含量為1.23  g·kg-,速效磷含量136mg·kg-1,速效鉀含量307  kg-。試驗材料為甜椒( Capsicum annuum L.  grossum(Wil.) Sendtn.),品種為奧黛麗。試  驗所有紅泥膜沼氣池沼液來自該園區內的地下沼氣池,發酵原料  主要為該園區的蔬菜廢棄物(西紅柿、黃瓜、甜椒等  蔬菜的藤蔓及尾菜等)和牛糞,紅泥膜沼氣池沼液的pH值和電導  率分別為7.64和10.02ms:cm-,全氮、磷(P2O3)  和鉀(K2O)含量分別為900mg·L-,200mg·L和  900mg·L1

2試驗設計  試驗采用隨機區組設計,共設4個處理。分別為追施100%化肥N(T1);追施50%化肥N+50%紅泥膜沼氣池沼液N(T2);追施100%紅泥膜沼氣池沼液N(T3)和追施200%紅泥膜沼氣池沼液N(T4)。每個處理3個重復,每個小區13m(1.3mx10m)。每個處理基肥施肥量一致,均為商品有機肥15hm2,磷酸二銨750kghm-2和硫酸鉀750kghm-2。試驗期間共追肥三次,T1處理  的化肥選用市售水溶肥(NP:K=18:18:18),T2和  T3處理用紅泥膜沼氣池沼液用量以氮含量計算,所缺磷、鉀養分  化肥補齊(由于紅泥膜沼氣池沼液氮鉀含量相同,只補磷肥就可以,  磷肥用P2O3含量為46%的重過磷酸鈣),其中T1,  和T處理的氮、磷和鉀用量相同,每次追肥量見表1。

1.3試驗方法

甜椒在2017年8月23日定植,于11月8日,11月30日和12月27日采收3次,每次采收時測定各小區的果實產量,三次累計相加計算最終產量。

每次收獲時,選取甜椒鮮樣進行固形物,VC,硝酸鹽、可溶性糖和可滴定酸含量等品質指標的檢測,Vc采用2,6-二氯酚靛酚滴定法測定,硝酸鹽采用水楊采用3,5-二硝基水楊酸顯色法測定,可溶性糖采用蒽酮比色法測定14,酸度含量采用NaOH  滴定法測定。3次測定的平均值作為最后的結果計算。  每次收獲時,選取另一份甜椒鮮樣烘干磨碎后  測定N,P和K含量,N含量采用凱氏定氮法測定,P含  量用礬鉬黃比色法測定,K含量用火焰光度計法測  定。三次測定的平均值作為最后的結果進行分析。1.4數據分析  用Exce表格進行數據整理和畫圖,用SPSs軟件對數據進行方差分析。

2結果與分析

2.1紅泥膜沼氣池沼液追施對設施甜椒產量的影響  從圖1可以看出,紅泥膜沼氣池沼液部分替代(T2處理)和全  部替代化肥(T3處理)作為追肥,并沒有降低甜椒的  產量,反而增加了產量。T4處理兩倍氮施用量的增產效果并不好。T1,2,T3和T4處理的產量分別為33640.3,39,3和35.5thm-2;相比們處理,和T和Ⅳ4處理產量分別增產19.6%,16.9%和5.5%。2.2紅泥膜沼氣池沼液追施對設施甜椒品質的影響

紅泥膜沼氣池沼液追施會降低甜椒果實的固形物,但相比化肥處理差異不顯著(圖2)。從VC含量來看,紅泥膜沼氣池沼液相比化肥并沒有降低VC含量(圖3),紅泥膜沼氣池沼液與化肥配施(T2)相比化肥,VC含量增加了14.7%。從圖

4來看,一定量的紅泥膜沼氣池沼液會降低甜椒硝酸鹽含量,相比  T處理,衛2和T硝酸鹽含量分別降低了17.4%和  25.4%;由于二倍氮量的原因,4處理相比T1處理  硝酸鹽含量增加了11.5%。4個處理間的可溶性糖  含量沒有顯著性差異(圖5),紅泥膜沼氣池沼液可以降低甜椒的  果實酸度和提高糖酸比(圖6和圖7),其中T2處理  的效果最明顯。從上述分析可以發現,在追肥中使  用紅泥膜沼氣池沼液可以提高甜椒的品質,其中以紅泥膜沼氣池沼液與化肥配  施(50%化肥N+50%紅泥膜沼氣池沼液N)表現出的效果最好。  2.3紅泥膜沼氣池沼液追施對設施甜椒養分吸收的影響  如表2所示,紅泥膜沼氣池沼液追施并沒有降低甜椒果實對N,P,K養分的吸收。相比化肥處理(T1),紅泥膜沼氣池沼液處理(T2,T3和T4)P的含量高了2.6%~4.5%。不同處理間N,P和K養分的化學計量特征差異不顯著,紅泥膜沼氣池沼液處理相比化肥處理,NP降低了3.6%5.7%,P/K增加了4.6%-6.8%。

3討論

紅泥膜沼氣池沼液中含有豐富的氮、磷、鉀,氨基酸,微量元素  和腐植酸等活性物質,能刺激作物生長,增強作物抗  逆性及改善產品品質"-2)。研究指出,在設施蔬菜  栽培中追施紅泥膜沼氣池沼液能提高蔬菜產量、改善蔬菜品  質12),這與本研究的結果相同。本研究還發現甜  椒產量隨著紅泥膜沼氣池沼液的增加有降低的趨勢,表明過量施  肥并不利于甜椒生長,這與其它研究施用高濃度沼  液會抑制植物生長的結果類似。  研究發現,較低的NP值有利于有機體的快速  生長6,而本研究發現施用紅泥膜沼氣池沼液在保證N和P吸  收的前提下,可以降低N/P值,這可能是追施紅泥膜沼氣池沼液處理產量輕微升高的原因。  本研究中T2(追施紅泥膜沼氣池沼液和化肥)和T3處理(全  部追施紅泥膜沼氣池沼液)相比們處理每公頃節省了577kg和

1154kg化肥。前人研究指出長期施用紅泥膜沼氣池沼液有減產的風險2),所以本研究認為追肥時,紅泥膜沼氣池沼液和化肥配施效果會更好些。追施蔬菜廢棄物紅泥膜沼氣池沼液不僅會減少化肥用量,還能消納園區蔬菜廢棄物,減少環境污染,大大節省成本,提高經濟效益。

結論

追施蔬菜廢棄物紅泥膜沼氣池沼液提高了甜椒產量,聯合追施紅泥膜沼氣池沼液和化肥的產量最高,追施多量紅泥膜沼氣池沼液產量有降低的趨勢。相比化肥,追施蔬菜廢棄物紅泥膜沼氣池沼液提高了甜椒的vC含量和糖酸比,降低了硝酸鹽含量,并且沒有降低養分的吸收。綜上表明,在設施蔬菜栽培過程中,蔬菜廢棄物紅泥膜沼氣池沼液可以替代化肥進行蔬菜生產,為蔬菜園區蔬菜廢棄物資源化利用提供了一實用途徑。

摘自《中國沼氣》第4期 趙自超 付龍云 王昭晴 張云廷 楊光 王艷芹 李彥 羅加法

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