CN103650726A - 大棚黄瓜收获期沼液的冲施方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大棚黄瓜收获期沼液的冲施方法，包括沼液选备、沼液的固液分离、营养元素添加、研磨、精细过滤、灌装运配和大棚冲施步骤；将沼液置于沉淀池中自然陈放；滤去沼液中的悬浮固体，测定滤液中的氮、磷、钾含量，差减法计算出需要添加的氮、磷、钾，称取所需化肥并将其加入到沼液，将黄腐酸、中微量元素混合剂、除臭剂和乳化剂等添加到混合液中混合；再经研磨、过滤、运输、冲施等步骤，在黄瓜收获期内间隔一次浇水冲施一次，不仅可以保障黄瓜的高产，也能显著改善黄瓜品质，并替代冲施肥。对于缓解大棚土壤的连作障碍、增强土壤肥力、缓解土壤酸化、促进农民增收，保障沼气工程的正常运转都具有重要意义。

Description

大棚黄瓜收获期沼液的冲施方法

技术领域

    本发明涉及一种冲施沼液方法，具体地说，涉及一种大棚黄瓜收获期沼液

的冲施方法，属于施肥技术领域及生物质资源循环利用技术领域。

背景技术

随着我国沼气事业的迅猛发展，畜禽粪便等生物质资源经厌氧消化后产出沼气的同时也会产生大量的沼液并集中存放在沼气设施的周围，其无害化消纳问题既是影响沼气设施正常运行的难题，也是环境的潜在威胁和资源的极大浪费。就目前的规模估算，中国每年可产生沼液（含沼渣）6亿吨，并具有集中、量大、连续的特点，很难在小半径范围内将其消化掉，这一问题已经制约了沼气设施业主对沼气发展和利用的信心，如何将沼液有效地循环利用已经成为大型沼气设施建设的难点问题之一。

沼液中含有植物生长所需的营养元素、腐殖酸、维生素、生物激素等有利于植物生长发育的有益成分，对作物产量及品质的提高都具有积极意义，并且也能缓解土壤的连作障碍及土壤质量的下降问题。随着肥料资源的逐渐匮乏，沼液的再利用不仅是生物质资源的循环利用，也是保障土地资源可持续利用的重要手段。

黄瓜是大棚蔬菜主要栽培品种之一，大棚黄瓜产量高，需水肥量较大。但具喜湿不耐涝、喜肥不耐肥的特点，因此在收获期注意水肥的合理管理对于提高黄瓜的产量及品质均具有重要意义。

因此开发和推广大棚黄瓜收获期沼液的冲施方法，不仅可以提高黄瓜的产量、改善黄瓜的品质，也能开辟一条沼液商品化处置的途径，对于促进生物质资源的循环利用、改善农村环境、保障大棚土地资源的可持续利用均具有积极意义。

将沼液作为一种农家肥施用已经具有了很长的历史，但针对沼液的肥用，其主要研究还集中在沼液的施用效果方面，其中包含提高作物产量、改善产品品质、提高作物抗逆性、提高土壤的质量和肥力等。而沼液施用技术方面的研究和开发相对薄弱。

目前有关沼液肥用方面已有多项沼液制肥的技术和专利：一种沼液膏体肥料及其制备方法（公开号：200910014937.3）公开了一种利用畜禽粪便沼液和腐殖酸类原料混合制取膏体肥料的方法；沼液综合利用技术生产液体菌肥及其方法（公开号：101423423），公开了一种利用沼液生产液体菌肥的方法，该产品可广泛用作冲施肥及叶面肥；一种无沼液臭味且肥效高的沼液肥生产方法（申请号：201110137123.6）公开了一种去除沼液臭味、提高沼液肥效的沼液肥生产方法；一种沼液滴灌施肥系统（公开号：200910146926.0）公开了一种由沼液沉淀、沼液液过滤及沼液滴灌装置组成的利用沼液滴灌蔬菜的系统；一种利用沼液补充果园水肥的方法（公开号：201210140476.6）公开了一种利用沼液为果园补充水肥的技术；以上专利和技术中，用沼液制肥受制于生产成本、运输成本较高，而沼液本身营养元素含量较低的矛盾，难以大量推广和运用；而沼液的直接施用，既难以满足植物全面营养的要求，也难以为沼气生产业主带来真正的效益。

发明内容

本发明要解决的问题是针对现有技术的不足，提供一种大棚黄瓜收获期沼液的冲施方法，克服现有技术用沼液制肥受制于生产成本、运输成本较高，而沼液本身营养元素含量较低、可操作性差的缺陷，采用本发明的冲施方法，具有保障黄瓜的高产，替代冲施肥，对于缓解大棚土壤的连作障碍、增强土壤肥力、缓解土壤酸化、促进农民增收，保障沼气设施正常运转的优点。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：大棚黄瓜收获期沼液的冲施方法，其特征在于：所述冲施方法包括沼液选备、沼液的固液分离、营养元素添加、研磨、精细过滤、灌装运配和大棚冲施步骤；

（1）沼液选备步骤

将沼液置于沉淀池中自然陈放； 

（2）沼液固液分离步骤

用固液分离机将步骤（1）所得沼液进行过滤，滤去沼液中的悬浮固体，得滤液；

（3）营养元素添加步骤

a、测定上述步骤（2）所得滤液中全氮、有效磷、有效钾的重量百分比含量，用&_N、&_P、&_K表示；

b、采用目标产量法估测冲施肥施用间隔期内收货黄瓜的重量，用G表示；

c、设定黄瓜中氮、磷、钾的重量百分比含量，用ρ_N、ρ_P、ρ_K表示；

d、设定每个大棚内冲施的沼液量为W_沼；

e、按照以下公式计算添加的氮磷钾：

γ_N＝G×ρ_N—W_沼×&_N

γ_P＝G×ρ_P—W_沼×&_P

γ_K＝G×ρ_K—W_沼×&_K

f、选择氮磷钾化肥，按照步骤e中所得需添加的营养元素用量，称取所需化肥并将其加入到重量为W_沼的沼液，得混合液；

g、称取占沼液量0.2%-0.3%的黄腐酸或氨化褐煤、0.1%-0.2%的中微量元素混合剂、0.1%的除臭剂和0.1%的乳化剂，添加到步骤f所得混合液中混合均匀；

（4）研磨步骤

将步骤g所得物料进行研磨；

（5）精细过滤步骤

将步骤（4）研磨后的沼液进行过滤，得过滤液；

（6）灌装运配步骤

将精细过滤后的过滤液装入大型运输罐体进行运输；

将过滤液运至大棚后分装入大棚内的沼液施肥罐中；

所述沼液施肥罐安置在大棚蓄水池的上方，并开设流水阀，可直接将沼液流入大棚蓄水池中；

（7）沼液冲施步骤

在大棚黄瓜收获期，每间隔1次浇水施用1次沼液，用量300-500kg/亩。

一种优化方案，步骤（1）中，自然陈放的时间至少2周。

另一种优化方案，步骤（2）中，固液分离机滤网孔径≤0.425mm。

再一种优化方案，步骤（3）中，氮磷钾化肥为水溶性化肥。

进一步地，步骤（3）中，中微量元素为钙粉、硼砂、硅肥、硫酸锌、石膏、稀土和硫磺中的至少一种；

所述乳化剂为羧甲基纤维素钠、聚甘油脂肪酸酯中的至少一种。

进一步地，步骤g中，除臭剂为重量比1:1的硫酸亚铁和硫酸镁混合物。

进一步地，步骤g中，混合时，添加顺序为：氮磷钾化肥、黄腐酸或氨化褐煤、除臭剂、中微量元素混合剂和乳化剂。

进一步地，步骤（5）中，5沼液精细过滤时，过滤后的沼液中悬浮固体的粒径≤0.18mm。

进一步地，步骤（6）中，沼液灌装运配过程中，运输罐采用玻璃钢制作，容积5-10m3；沼液施肥罐采用硬质塑料罐，容积0.3-1m3。

进一步地，步骤（7）中，沼液在大棚黄瓜收获期的施用方法为：估算浇水用量而在蓄水池中预设进水水位，将定量的沼液先加入蓄水池中，而后放水到设定水位，混匀后滴灌或浇灌施用。

本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有以下优点：

1.本发明考虑到沼气生产业主受制于肥料生产许可、销售等方面的局限而无法将沼液商品化处置的现状，从而提供了一套沼气生产业主商品化处置沼液的技术；该技术投资较少、见效迅速，销售以订单为主，不需销售团队和中间商的参与，符合集约化、合作社的发展趋势，可较快的获得一定经济收入，从而增加沼气业主发展沼气的信心。

2.与沼液肥相比，沼液不做浓缩处理，在大棚内每次每亩可冲施300—500kg，因而该技术沼液的消纳量更大，所提供的沼液消纳途径也更为合理。     

3.与沼液滴灌、浇灌等现有技术相比，该技术拟合了种植户的冲施肥需求及沼液肥的消纳，并完全替代冲施肥的添加，所用的黄瓜收获期专用配方也更加先进，因而该技术具有技术先进，操作标准、应用合理的优点。

4.与目前的冲施肥相比，沼液冲施时添加了冲施肥生产所用的原料，不仅配方先进，养分也基本都是水溶性的，可更直接、更迅速为植物所吸收，又因沼液特有的营养作用，其优势毋庸置疑。 

5.从应用效果及综合效益分析，本技术不仅可以保障黄瓜的高产，也能显著改善黄瓜品质，并替代冲施肥。对于缓解大棚土壤的连作障碍、增强土壤肥力、缓解土壤酸化、促进农民增收，保障沼气设施的正常运转都具有重要意义。

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

实施例，一种大棚黄瓜收获期沼液的冲施方法，包括沼液选备、沼液的固液分离、营养元素添加、研磨、精细过滤、灌装运配和大棚冲施步骤；

（1）沼液选备步骤：将沼液置于沉淀池中自然陈放； 

（2）沼液固液分离步骤：用固液分离机将步骤（1）所得沼液进行过滤，滤去沼液中的悬浮固体，得滤液；

（3）营养元素添加步骤：a、测定上述步骤（2）所得滤液中全氮、有效磷、有效钾的重量百分比含量，用&_N、&_P、&_K表示；b、采用目标产量法估测冲施肥施用间隔期内收货黄瓜的重量，用G表示；c、设定黄瓜中氮、磷、钾的重量百分比含量，用ρ_N、ρ_P、ρ_K表示；d、设定每个大棚内冲施的沼液量为W_沼；e、按照以下公式计算添加的氮磷钾：

γ_N＝G×ρ_N—W_沼×&_N

γ_P＝G×ρ_P—W_沼×&_P

γ_K＝G×ρ_K—W_沼×&_K

f、选择氮磷钾化肥，按照步骤e中所得需添加的营养元素用量，称取所需化肥并将其加入到重量为W_沼的沼液，得混合液；

g、称取占沼液量0.2%-0.3%的黄腐酸或氨化褐煤、0.1%-0.2%的中微量元素混合剂、0.1%的除臭剂和0.1%的乳化剂，添加到步骤f所得混合液中混合均匀；

（4）研磨步骤：将步骤g所得物料进行研磨；

（5）精细过滤步骤：将步骤（4）研磨后的沼液进行过滤，得过滤液；

（6）灌装运配步骤：将精细过滤后的过滤液装入大型运输罐体进行运输；

将过滤液运至大棚后分装入大棚内的沼液施肥罐中；

所述沼液施肥罐安置在大棚蓄水池的上方，并开设流水阀，可直接将沼液流入大棚蓄水池中；

（7）沼液冲施步骤：在大棚黄瓜收获期，每间隔1次浇水施用1次沼液，用量300-500kg/亩。

步骤（1）中，自然陈放的时间至少2周。

步骤（2）中，固液分离机滤网孔径≤0.425mm。

步骤（3）中，氮磷钾化肥为水溶性化肥。

步骤（3）中，中微量元素为钙粉、硼砂、硅肥、硫酸锌、石膏、稀土和硫磺中的至少一种；

所述乳化剂为羧甲基纤维素钠、聚甘油脂肪酸酯中的至少一种。

步骤g中，除臭剂为重量比1:1的硫酸亚铁和硫酸镁混合物。

步骤g中，混合时，添加顺序为：氮磷钾化肥、黄腐酸或氨化褐煤、除臭剂、中微量元素混合剂和乳化剂，加入乳化剂后立刻用胶体研磨机进行研磨。

步骤（5）中，5沼液精细过滤时，过滤后的沼液中悬浮固体的粒径≤0.18mm。

步骤（6）中，沼液灌装运配过程中，运输罐采用玻璃钢制作，容积5-10m3；沼液施肥罐采用硬质塑料罐，容积0.3-1m3。

步骤（7）中，沼液在大棚黄瓜收获期的施用方法为：估算浇水用量而在蓄水池中预设进水水位，将定量的沼液先加入蓄水池中，而后放水到设定水位，混匀后滴灌或浇灌施用。

试验1：寿光古城乡黄瓜种植大棚试验

地址：寿光市古城乡瓦庙村某大棚，连续种植黄瓜7年，大棚14米宽，60米长。2011年2月27日开始在大棚内500㎡的面积上实施沼液的冲施，剩余面积采用农户家施用冲施肥的方式浇水。沼液冲施的实施过程如下：

1.沼液选备：2011年2月9日从山东省淄博市淄川区双杨镇法家村的沼气站罐取沼液，将其运回到生产区内，放置于沼液储存池中，自然陈放14天。

2.沼液固液分离：选用济宁市力扬环保节能设备制造有限公司生产的LGF-260型挤压固液分离机对沼液储存池中的上部沼液实施固液分离，固液分离机滤网孔径为0.3mm，分离得到的沼液加入到混合槽中。混合槽中的沼液量可以通过槽容积计算。

3.营养元素添加：3.1测定过滤后沼液中的全氮、有效磷、有效钾含量，测定值分别为：0.41%、0.29%、0.19%。   

3.2冲施肥施用间隔期内收货黄瓜的重量为每亩3600kg，冲施肥间隔期为12天。 

3.3根据《蔬菜测土配方施肥技术》一书提供的数据，拟定每生产1000kg黄瓜需要的纯氮1.36kg、纯磷0.42kg、纯钾1.90kg。

3.4设定大棚内冲施的沼液量为300公斤（500平方米）。

3.5需要添加的氮磷钾量分别为：

γ_N＝3.6×1.36—300×0.41%＝3.666kg

γ_P＝3.6×0.42—300×0.29%＝0.642kg

γ_K＝3.6×1.90—300×0.19%＝6.27kg

3.6选择全水溶性的尿素、二铵、硫酸钾作为配肥原料，经计算可知每300kg沼液中需添加二铵（含磷46%，含氮18%）1.4kg,尿素（含氮46%）7.42kg,硫酸钾（含钾51%）12.3kg。实施例中每次混合沼液3000kg,按上述比例准确称取所需化肥并将其加入到沼液中。

3.7称取6kg黄腐酸、3kg除臭剂、3kg的中微量元素混合剂、0.6kg的乳化剂，备用。

黄腐酸为普通市售商品，中微量元素混合剂为按照钙粉：硼砂：硫酸锌：稀土＝7:1:1:1的比例混合而成的混合物，所用乳化剂为聚甘油脂肪酸酯

4.混合研磨：先将称好的尿素、二铵和硫酸钾加入到盛有3000kg沼液的混合槽内，开始混合，5分钟后依次加入黄腐酸、除臭剂、中微量元素混合剂，继续混合5分钟，而后加入乳化剂，继续混合10分钟，而后让其流入到胶体研磨机中开始研磨。

本实施例中使用的混合槽为直径2米的圆柱状玻璃钢槽，搅拌用自行研制的搅拌机械，所用胶体研磨机选用昊星JM/fbf140b-2型胶体研磨机。

5.精细过滤：经过研磨后的沼液流经移动式震动筛网，筛网孔径为80目。

6.灌装运配：精细过滤后的沼液装入安置在拖拉机车斗上的容积为5m3的玻璃钢罐中；将其运送至实施地点大棚内，分装入容积为沼1m3的塑料桶中。

7.沼液冲施：大棚内蓄水池容积大约有20立方米，标记1/2高度处为预设容积，先将0.3方沼液放入蓄水池，再放水到设定水位；用抽水装置将其浇灌在到大棚内的试验区。非试验区按照农户原有习惯施用冲施肥浇灌。

应用效果如下：

为对比沼液的效果，将大棚划分为两块，一块常规处理（对照组），一块使用本发明实施例1的方法处理（应用组）。种植栽培中其他施肥、浇水等管理措施严格一致，按照标准方法测定所需要的指标。本实施例所述的沼液矫治大棚连作障碍技术的应用效果如表1-3所示。

表1 黄瓜生长状况

表2 黄瓜品质状况

表3 经济效益分析

注：本方法的投资额只计算肥料和沼液冲施的差异，按照每15天施用一次冲施肥，收获期240天估算，需冲施肥料16次，每次使用冲施肥花费在200元左右，沼液按照每次施用400kg计算，单价为0.6元/kg。

由表1看出，本技术实施后与现有的施肥措施相比可增加产量15.81%，黄瓜植株的发病率骤减43.65%，且植株生长旺盛，表现为黄瓜的根系活力增加了23.19%，黄瓜的平均单株生物量增加了13.51%。因此，本技术对于黄瓜收获期的产量及植株长势具有显著作用。

由表2看出，技术实施后，黄瓜的品质也有了显著提高：采摘后黄瓜的感官指数提高了44.07%，维生素C含量增加了20%，硝酸盐含量下降了9.33%，而总糖含量提高了26.27%，黄瓜的商品性及口感都有显著提升。

由表3看出，通过对本发明的经济分析看出，单季种植效益的增加已愈万元，而沼液冲施对土壤的保护作用更优于单纯冲施化肥，经济效益极为可观。

试验2:寿光洛城镇平安村黄瓜大棚试验

寿光市洛城镇安平村某大棚，大棚连续种植黄瓜5年。在2012年3月2日开始在棚内选择300㎡的地块，实施了本发明，具体实施过程中沼液选备、前处理及生产均与试验1相同，但使用过程如下：将生产好的沼液运送至大棚内，开始使用时，将60kg沼液加入到一个容积为1立方米的塑料桶内，加满水后简单搅拌，而后用小泵输入到试验区的滴管系统中滴灌施用。每次连续喷灌3桶，即沼液用量180kg（按照每亩用量400kg折算而来）。实施区外按照农民习惯施用冲施肥。

本实施例的应用效果如表4所示。

表4  应用效果

由表4看出，本技术实施后黄瓜增产17.6%，植株的发病率下降了25.79%，黄瓜的感官指数提高了28.1%，黄瓜的总糖含量提高了16.5%。应用效果极为显著。 

试验3：泰安市省庄镇黄瓜大棚试验

该试验选择在泰安市省庄镇大沟头村某大棚内，在棚内选择300㎡（10m×30m）的地块，在黄瓜收获期实施本技术。

沼液取自山东省农科院家禽研究所内的鸡粪发酵沼气池，具体实施方式参照实施例1.固液分离后的沼液氮磷钾含量分别为：0.63%、0.49%、0.50%。   

设定大棚内冲施的沼液量为400公斤/亩。则需要添加的氮磷钾量分别为：

γ_N＝3.6×1.36—400×0.63%＝2.366kg

γ_P＝3.6×0.42—400×0.49%＝-0.448kg

γ_K＝3.6×1.90—400×0.50%＝4.84kg

可见沼液中磷肥盈余，不用添加，选择全水溶性的尿素、硫酸钾作为配肥原料，经计算可知每400kg沼液中需添加尿素（含氮46%）5.14kg,硫酸钾（含钾51%）9.49kg。其他步骤与实施例1相同。

本实施例所述的沼液冲施技术的应用效果如表5所示。

表5  应用效果

注：口感指数及感官指数均采用专家评价方法获得，均为百分制。

由表5看出，本技术实施后黄瓜增产21.17%，黄瓜的总糖含量提高了7.64%，感官指数提高了11.59%，口感指数提高了36.4%。表明黄瓜增产显著，且口感及商品性均有显著改善。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.大棚黄瓜收获期沼液的冲施方法，其特征在于：所述冲施方法包括沼液选备、沼液的固液分离、营养元素添加、研磨、精细过滤、灌装运配和大棚冲施步骤；

（1）沼液选备步骤

将沼液置于沉淀池中自然陈放； 

（2）沼液固液分离步骤

用固液分离机将步骤（1）所得沼液进行过滤，滤去沼液中的悬浮固体，得滤液；

（3）营养元素添加步骤

a、测定上述步骤（2）所得滤液中全氮、有效磷、有效钾的重量百分比含量，用&_N、&_P、&_K表示；

b、采用目标产量法估测冲施肥施用间隔期内收货黄瓜的重量，用G表示；

c、设定黄瓜中氮、磷、钾的重量百分比含量，用ρ_N、ρ_P、ρ_K表示；

d、设定每个大棚内冲施的沼液量为W_沼；

e、按照以下公式计算添加的氮磷钾：

γ_N＝G×ρ_N—W_沼×&_N

γ_P＝G×ρ_P—W_沼×&_P

γ_K＝G×ρ_K—W_沼×&_K

f、选择氮磷钾化肥，按照步骤e中所得需添加的营养元素用量，称取所需化肥并将其加入到重量为W_沼的沼液，得混合液；

g、称取占沼液量0.2%-0.3%的黄腐酸或氨化褐煤、0.1%-0.2%的中微量元素混合剂、0.1%的除臭剂和0.1%的乳化剂，添加到步骤f所得混合液中混合均匀；

（4）研磨步骤

将步骤g所得物料进行研磨；

（5）精细过滤步骤

将步骤（4）研磨后的沼液进行过滤，得过滤液；

（6）灌装运配步骤

将精细过滤后的过滤液装入大型运输罐体进行运输；

将过滤液运至大棚后分装入大棚内的沼液施肥罐中；

所述沼液施肥罐安置在大棚蓄水池的上方，并开设流水阀，可直接将沼液流入大棚蓄水池中；

（7）沼液冲施步骤

在大棚黄瓜收获期，每间隔1次浇水施用1次沼液，用量300-500kg/亩。

2.如权利要求1所述的冲施方法，其特征在于：步骤（1）中，沼液取自运转正常的沼气工程，并在沼液沉淀池中自然陈放的时间至少为2周。

3.如权利要求1所述的大棚黄瓜收获期沼液的冲施方法，其特征在于：步骤（2）中，固液分离机滤网孔径≤0.425mm。

4.如权利要求1所述的大棚黄瓜收获期沼液的冲施方法，其特征在于：步骤（3）中，氮磷钾化肥为水溶性化肥。

5.如权利要求1所述的大棚黄瓜收获期沼液的冲施方法，其特征在于：步骤（3）中，中微量元素为钙粉、硼砂、硅肥、硫酸锌、石膏、稀土和硫磺中的至少一种；

所述乳化剂为羧甲基纤维素钠、聚甘油脂肪酸酯中的至少一种。

6.如权利要求1所述的大棚黄瓜收获期沼液的冲施方法，其特征在于：步骤g中，除臭剂为重量比1:1的硫酸亚铁和硫酸镁混合物。

7.如权利要求1所述的大棚黄瓜收获期沼液的冲施方法，其特征在于：步骤g中，混合时，添加顺序为：氮磷钾化肥、黄腐酸或氨化褐煤、除臭剂、中微量元素混合剂和乳化剂。

8.如权利要求1所述的大棚黄瓜收获期沼液的冲施方法，其特征在于：步骤（5）中，5沼液精细过滤时，过滤后的沼液中悬浮固体的粒径≤0.18mm。

9.如权利要求1所述的大棚黄瓜收获期沼液的冲施方法，其特征在于：步骤（6）中，沼液灌装运配过程中，运输罐采用玻璃钢制作，容积5-10m3；沼液施肥罐采用硬质塑料罐，容积0.3-1m3。

10.如权利要求1所述的大棚黄瓜收获期沼液的冲施方法，其特征在于：步骤（7）中，沼液在大棚黄瓜收获期的施用方法为：估算浇水用量而在蓄水池中预设进水水位，将定量的沼液先加入蓄水池中，而后放水到设定水位，混匀后滴灌或浇灌施用。