CN103828635A

CN103828635A - 一种利用沙培方式种植牧草以消纳养猪场沼液的方法

Info

Publication number: CN103828635A
Application number: CN201410089143.4A
Authority: CN
Inventors: 刘远; 高承芳; 张晓佩; 李文杨; 陈鑫珠; 董晓宁
Original assignee: Institute of Animal Husbandry and Veterinary of Fujian Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Institute of Animal Husbandry and Veterinary of Fujian Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2014-03-12
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2034-03-12
Also published as: CN103828635B

Abstract

本发明公开了一种利用沙培牧草消纳养猪场沼液的方法，通过建设防水、防雨的沙培容器、铺灌沙硕、沼液浓度控制、灌溉沼液、种植牧草、采收牧草，实现牧草的高效纳污与供青。按照本发明的方法能显著提高牧草单位面积的沼液消纳量；且经本发明所生产的牧草具有产量高、品质好等特点；而且本发明能充分利用空间优势大大减少牧草生产用地，且通过对设备的进一步改造，能实现优良牧草的可控化、集约化生产，对草食动物的规模化生产具有积极作用。

Description

一种利用沙培方式种植牧草以消纳养猪场沼液的方法

技术领域

本发明属于养猪废弃物高效利用领域，更具体涉及一种南方地区利用沙培方式种植牧草以消纳养猪场沼液的方法。

背景技术

近年来，我国生猪养殖规模化得到了快速发展，相应的粪便排放量也在急剧增长。通过沼气工程的推广与利用，猪场将养殖废弃物用于清洁能源的生产是当前粪便处理的主要模式。然而，沼气工程在生产沼气的同时，也会均衡的产生大量的沼渣沼液，如不及时处理，会带来二次污染。目前，由于经济的原因，大部分沼渣沼液的处理多以就近农业消纳为主，但又存在消纳能力不够、冬季储存难、运输成本高等系列问题，特别是数量巨大、肥效不高的沼液。为了解决这一问题，不同研究者开展了沼液浓缩技术、冬闲田淹灌消减、作物消纳等领域的研究，取得了一定的效果。其中，利用沼液生产优质牧草为畜禽供应青饲料，促进了资源的合理循环利用，形成了种养平衡，是当前的研究热点。

我国南方地区光照、雨水充足，全年均有适宜种植的优良牧草品种，为生态型种草养畜提供了重要前提。为了获得牧草的高效供青能力，必须配备优质的土地资源及精细的田间管理，也大大限制了以农业生产为主导地位地区的种草发展，同时，开放的农田系统虽然对过量沼液灌溉有一定的耐受性，但容易照成过量沼液水肥的流失，形成二次污染，进一步限制了农田系统对沼液的消纳能力。因此，部分研究者尝试利用封闭的水培系统解决这一问题，但结果表明大部分牧草品种水培系统的生物产量并不高，且存在采收困难等因素，难以在生产中推广利用。

本发明专利利用沙硕持水能力差、植物所需养分含量少以及来源广泛、成本低等特点，创新性利用沙硕为基质种植高产优质牧草，以消纳量大、水份含量高、养分低的猪场沼液，以大量的试验研究结果及中试结果为依据，建立了一种封闭的沙培牧草消纳猪场沼液的方法，有效解决了上述技术困难，在我国适宜地区利用，实现了牧草对猪场全年的高效沼液消纳及供青。

发明内容

大量的研究表明，沙硕作为无土栽培基质时，由于其持水能力差、所含植物养分少，并不是理想的无土栽培基质，常常需要与珍珠岩等基质搭配使用。养猪场沼液的水分含量高（95%以上），所含养分较低，故在对其实行消纳过程中，需要对沼液中的水分高效率的消减。本发明根据养猪场沼液的特点，创新性将沙硕作为无土栽培的缺点转化为优点，利用沙硕持水能力差的特点与牧草高效蒸腾作用快速消减沼液中的水分，大量积累沼液中的营养物质供牧草生长需要，在高频率沼液灌溉下，形成效率极高的良性循环，大大提高牧草的纳污和供青能力。并根据科学合理的试验所得到的结果，进一步优化、建立了沙培牧草消纳养猪场沼液的方法。

本发明的目的在于针对目前养殖场沼液的利用率不高，易造成二次污染等问题，提供一种利用沙培方式种植牧草以高效消纳养猪场沼液的方法，该方法可以有效解决养猪场沼液污染问题及高效生产优质牧草。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用沙培方式种植牧草以消纳养殖场沼液的方法，

一种利用沙培方式种植牧草以消纳养猪场沼液的方法，

1) 建造一个防水、防雨的沙培容器，并设置沼液进口；

2）沙培容器建造完成后，往容器内铺灌沙硕，铺灌至低于沙培池面2~10cm处；

3）新鲜沼液经自然沉淀或过滤处理，有机质含量低于2wt%时，灌溉于沙培容器；

4）灌溉沼液至与沙硕面平齐，种植牧草；在牧草生长过程中，当沙硕内的含水量低于10wt%时灌溉沼液；

5）采收牧草，并根据季节特点再种植牧草。

步骤1）所述的沙培容器深度为20-60cm，沙培容器为一中空容器，所述沙培容器内设置有一个或多个沼液贮藏小室，沼液贮藏小室与沙培容器间设置有隔离网以实现沼液在贮藏小室与沙培容器之间自由流动，所述沼液贮藏小室设置有沼液进口。

步骤2）中所述的沙硕其粒径为0.1-1.0 mm，其饱和含水量为35-65wt%，容重800-1600g/L。

步骤4）和5）所述的种植牧草为夏季种植饲用甜高粱，冬季种植一年生多花黑麦草。

所述的一年生多花黑麦草品种具有田间年供青量60t/hm²以上、饲用甜高粱品种具有田间年供青量150t/hm²以上的生产能力。

所述步骤4）和5）所述的牧草在沙培系统中的生长温度为5℃-38℃，全年日均光照时间不低于3h/d。

步骤4）和5）所述的牧草其采收周期为15-45d。

本发明的有益效果在于：

1、本发明能显著提高牧草单位面积的沼液消纳量和供青量。根据沙培系统与土壤系统牧草消纳沼液能力的对比试验研究，在不考虑土壤系统二次污染的情况下，沙培系统不同浓度沼液灌溉条件沼液的消纳能力为土壤系统的3.02-5.45倍，差异均达极显著水平；沙培系统的适宜沼液浓度鲜、干草产量分别为土壤系统的2.65倍、2.33倍，差异均达极显著水平。

2、采用本发明所生产的牧草具有产量高、品质好等特点。本发明生产的多花黑麦草亩产产量可达5.4吨以上，饲用甜高粱亩产产量达15吨以上。

3、本发明能充分利用空间优势大大减少牧草生产用地，且通过对设备的进一步改造，能实现优良牧草的可控化、集约化生产，对草食动物的规模化生产具有积极作用。

4、本发明突破了土地平整度的制约，适用于机械化操作，有利于节约人工成本，提高生产效率。

附图说明

图1为实施例1的沙培容器示意图，1-沼液进口，2-沼液贮藏小室，3-隔离网。4-沙培池；

图2为实施例2的沙培容器示意图，1-沼液进口，2-沼液贮藏小室，3-隔离网。4-沙培池。

具体实施方式

本发明用下列实施例来进一步说明和证实本发明的效果，但本发明的保护范围并不限于下列实施例。

实施例1（不同浓度沼液灌溉多花黑麦草试验研究）

以容量为1L的广口塑料瓶为沙培容器，瓶深20cm，铺灌沙硕采用普通建筑用沙，将沙硕过22目筛后用45目筛滤掉过细沙砾，充分洗净后置于65℃恒温烘箱烘48h，冷却后作为试验基质备用，沙硕饱和含水量为45.1%，容重1.71g/ml。沙硕容器内竖直放置2个10ml一次性注射器外壳（去掉活塞和针头）作为沼液贮藏小室，细口朝上通过软管与外部空间连通（软管外通口高于塑料瓶口），广口略高于塑料瓶底部，铺灌沙硕时尽量避免沙硕回流于注射器外壳内部。灌溉沼液为猪粪发酵沼液，沼液pH值7.5，有机质含量2.74g/L，全氮431.5mg/L，全磷287.2mg/L，全钾534.6mg/L，沼液为一次采收，分装-20℃冷冻，浇灌前解冻摇匀后按要求灌溉。试验组按照灌溉沼液的浓度分为5组（100%浓度、75%浓度、50%浓度、25%浓度、0%浓度），每组6次重复，以菜园红壤为基质浇灌沼液种植牧草为对照组，对照组以保持土壤湿润为原则灌溉沼液，由于土壤的持水力远高于沙硕，故浇灌频率要低于试验组。供试黑麦草品种为“美克斯”多花黑麦草，每瓶播种5粒，播种时间为9月15日，于人工气候箱（20℃）育苗7天，待各瓶均发芽后，置于露天避雨环境下试验（自然光照不受避雨设备的影响，生长温度为5℃-32℃），第10天将各瓶间苗至3株，全期试验于次年2月15日结束。

表1 沼液浇灌试验结果

Figure 2014100891434100002DEST_PATH_IMAGE002

（表中不同字母表示差异显著）

试验周期内共刈割4次，各沙培试验组均灌溉沼液15次，红壤基质共灌溉沼液6次，0%浓度沙培试验组黑麦草生长缓慢，且经一次刈割后各瓶株高均未达到10cm，产量达不到最低统计量，其余试验组于对照组的结果见表1。由表1可见不同浓度沙培试验组的消纳能力为对照组的3.02-5.45倍，差异均达极显著水平；试验结果表明50%沙培系统的沼液消纳量与供青量最为优秀，其鲜、干草产量分别为对照组的2.65倍、2.33倍，差异均达极显著水平。同时，如果考虑大田环境下，土壤浇灌沼液容易导致的二次污染风险，封闭的沙培系统的沼液消纳量可能更大。

实施例2

以福建省福州地区消纳养猪场沼液并全年生产禾本科牧草为例，建筑深度为50cm的沙培池，在离其中一侧沙培池壁5cm处设置隔沙网，于隔沙网内铺灌沙硕，无沙硕的隔沙网外为沼液贮藏室，沙硕粒径为0.5mm，沙培池畜水量为50%左右，灌溉沼液为猪粪发酵沼液，经沉淀处理后直接灌溉，灌溉沼液平均pH值7.3、有机质含量1.75g/L、全氮302.1mg/L、全磷189.3mg/L、全钾245.7mg/L。3月下旬在沙培池内种植“大力士”饲用甜高粱，播种量为5-8g/m²，发芽期要保证种子处于富含沼液的沙硕中，刈割周期为25d，沼液灌溉周期为5d（补充沼液至沙硕顶面）；9月中旬种植“特高”多花黑麦草，播种量为3-5g/m²，发芽期要保证种子处于富含沼液的沙硕中，刈割周期为30d，沼液灌溉周期为10d。该方法全年平均沼液消纳量为276.1L/m²，供青量为36.45kg/m²鲜草，牧草纳污和供青效果高于同类型以土壤为基质的沼液灌溉牧草研究（唐华等，沼液灌溉对黑麦草生长及土壤性质的影响，草地学报，2011,19(6)；陈钟佃等，沼液对2种禾本科牧草生产性能的影响，江西农业学报，2007,19（12）；王宗寿，利用沼液种植黑麦草对土壤环境质量的影响，农业环境科学学报，2007,26（增刊））。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种利用沙培方式种植牧草以消纳养猪场沼液的方法，其特征在于：

建造一个防水、防雨的沙培容器，并设置沼液进口；

沙培容器建造完成后，往容器内铺灌沙硕，铺灌至低于沙培池面2~10cm处；

新鲜沼液经自然沉淀或过滤处理，有机质含量低于2wt%时，灌溉于沙培容器；

灌溉沼液至与沙硕面平齐，种植牧草；在牧草生长过程中，当沙硕内的含水量低于10wt%时灌溉沼液；

采收牧草，并根据季节特点再种植牧草。

2. 根据权利要求1所述的一种利用沙培方式种植牧草以消纳养猪场沼液的方法，其特征在于：步骤1）所述的沙培容器深度为20-60cm，沙培容器为一中空容器，所述沙培容器内设置有一个或多个沼液贮藏小室，沼液贮藏小室与沙培容器间设置有隔离网以实现沼液在贮藏小室与沙培容器之间自由流动，所述沼液贮藏小室设置有沼液进口。

3. 根据权利要求1所述的一种利用沙培方式种植牧草以消纳养殖场沼液的方法，其特征在于：步骤2）中所述的沙硕其粒径为0.1-1.0 mm，其饱和含水量为35-65wt%，容重1200-2200g/L。

4. 根据权利要求1所述的一种利用沙培方式种植牧草以消纳养猪场沼液的方法，其特征在于：步骤4）和5）所述的种植牧草为夏季种植饲用甜高粱，冬季种植一年生多花黑麦草。

5. 根据权利要求4所述的一种利用沙培方式种植牧草以消纳养殖场沼液的方法，其特征在于：所述的一年生多花黑麦草品种具有田间年供青量60t/hm²以上、饲用甜高粱品种具有田间年供青量150t/hm²以上的生产能力。

6. 根据权利要求1所述的一种利用沙培方式种植牧草以消纳养猪场沼液的方法，其特征在于：所述步骤4）和5）所述的牧草在沙培系统中的生长温度为5℃-38℃，全年日均光照时间不低于3h/d。

7. 根据权利要求1所述的一种利用沙培方式种植牧草以消纳养猪场沼液的方法，其特征在于：步骤4）和5）所述的牧草其采收周期为15-45d。