CN109997483A

CN109997483A - 一种南方滨海盐土稻麦轮作的沼液施用方法

Info

Publication number: CN109997483A
Application number: CN201910429916.1A
Authority: CN
Inventors: 朱咏莉; 曹蕾; 汤逸帆; 戴成; 马克明; 郑建初; 韩建刚
Original assignee: Nanjing Forestry University
Current assignee: Nanjing Forestry University
Priority date: 2019-05-22
Filing date: 2019-05-22
Publication date: 2019-07-12

Abstract

本发明提供一种南方滨海盐土稻麦轮作农田沼液的施用方法，步骤如下：将经特定发酵工艺的沼液以封闭管网输送至田间；小麦收获后秸秆就地粉碎还田，旋耕土壤，灌入水稻沼液肥；插入水稻秧苗；施加特殊配比的水稻沼液肥；水稻收获后秸秆就地粉碎还田；施加基肥复合肥并喷施稀释沼液，播种小麦；将小麦沼液肥前置于田间沼液沟，喷施至麦田；小麦收获并将秸秆粉碎还田，然后重复上述步骤，实现稻麦循环轮作。本发明针对滨海盐土的土壤特点及稻麦的不同需肥特点，通过对施肥种类、用量、配比及施肥时间的精准控制，同时消纳大量沼液，提升南方滨海盐土的有机质积累，有利于猪场沼液的资源化利用，大幅提升滨海盐土农区土壤生产力与生态环境功能。

Description

一种南方滨海盐土稻麦轮作的沼液施用方法

技术领域

本发明涉及一种南方滨海盐土稻麦轮作农田沼液的施用方法，属于农业、废弃物资源化利用和环境领域。

背景技术

近年来，集约化猪场在滨海农区不断地蓬勃发展，由畜禽粪便所引起的环境问题日益加剧。畜禽养殖产生的污染物正逐渐成为农村面源污染的主要来源。畜禽污染物不合理的处置会对环境产生极大的污染，包括空气污染、水体污染、土壤污染、生物污染等。据统计我国畜禽养殖场排放的污染物已经占到水体富营养化物质来源的 60%。

我国处理畜禽养殖废水的主要工艺是沼气工程技术，此技术在规模化畜禽养殖场排泄物减量化处理和资源化利用中发挥重要作用，不少相关地区已建成了沼液运输管网，每个管网直通农田。根据沼气工程远景规划，到2020年我国适宜农户沼气普及率有望达到70%。其中带来了许多的问题。沼气工程技术大幅减少了有机固形物的体积，并且产生的沼气可作为能源使用，但是液态的沼液并没有显著减少。在非用肥季节，沼气工程的邻近土地无法消纳所产沼液，造成水体和土地污染的现象非常普遍，给周围环境带来极大压力。

目前，农用地消解是我国沼液处理的主要途径。稻田土壤具有需水量多、需肥量大的特点；麦田土壤沼液也能够配合化肥使用，节约部分施肥成本同时消纳沼液。然而，我国目前对沼液的农业开发利用技术和规范尚不成熟，倾向于简单低成本的资源性粗放型利用。养殖企业和农户在实际使用中往往仅凭经验，容易出现施用过量或不足现象，这不仅不利于农业生产，还容易引起水土环境污染。并且，沼液肥效相对较低，施用量大，运输成本高，且常规的浇灌等施用方式劳动强度大；沼液肥料配比使用不合理将引起烧苗、营养不足及污染地下水等问题。而本发明的提出，可以有效地解决上述问题，并达到了良好的增益效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种南方滨海盐土稻麦轮作农田的沼液施用方法。

本发明的技术方案为：

一种南方滨海盐土稻麦轮作的沼液施用方法，其步骤包括：

（1）小麦收获时将小麦秸秆粉碎（小于10cm），均匀铺撒还田，然后喷洒沼液使秸秆湿润，沼液用量为50~80 m³/ha；喷洒完毕后旋耕土壤40~60cm；灌入水稻沼液肥，保持液面高出土面15~20cm；

（2）10~15天后插入水稻秧苗；

（3）分别于分蘖期和孕穗期向稻田施加水稻沼液肥，沼液用量分别为90 m³/ha和180m³/ha；

（4）收获水稻时将水稻秸秆粉碎（小于10cm），均匀铺撒还田，然后喷洒沼液使秸秆湿润，沼液用量为50~80 m³/ha，喷洒完毕后旋耕土壤40~60cm；

（5）15~20天后，开挖沼液沟，往田间投加基肥复合肥，投加量为300~350 kg/ha，投加完毕后翻耕平整土壤，并播种小麦，喷施经过稀释的沼液至土壤含水量为20~25%；其中，所述稀释的沼液为沼液与水按照1:4~6的体积比例混合而来；

（6）在小麦分蘖、拔节、孕穗和扬花期分别各施一次小麦沼液肥。先将小麦沼液肥前置于田间沼液沟，当麦田0-20 cm土层土壤含水率为10~15%时，通过沼液喷施机喷施至麦田，小麦沼液肥的施用量每次均为350~400 kg/ha；拔节期同时配施尿素120~130 kg/ha，孕穗和扬花期，同时配施尿素50~60 kg/ha，磷酸一铵100~110 kg/ha；

（7）小麦收获，然后重复上述（1）~（6）步，进行稻麦循环轮作。

进一步的，所述沼液为水泡粪清污模式收集的猪场粪污经完全混合，在厌氧反应器中36~38℃下发酵 15~20天后，再存储2个月以上得到的上清液。采取水泡粪清污模式、限定温度与发酵时间是为了得到特定性状的沼液，即总固体浓度0.7~0.8%；pH，8.4±0.6；氨氮，1232±143 mg/L；总P，51±10 mg/L，同时可避免不充分发酵的沼液施用至农田可能导致的“烧苗”现象。沼气站新排出的沼液不可立即投施至农田，需要存储2个月以上，其目的在于①充分沉淀固相物质，使用上清液；②使沼液充分老化，沼液中氨氮浓度维持在稳定水平；③按作物需肥规律施用，不可随排随用。

进一步的，水稻沼液肥是沼液与水按1:2~4的体积比例混合而来，混合后含盐量<2.5‰。

进一步的，小麦沼液肥是沼液、水、尿素、甲基纤维素按300~400: 1500~2000:2000~2500: 0.8~1的质量比例混合而来，混合后含盐量不高于1.5‰。

进一步的，所述沼液沟为泥质沟渠，沟底开挖凹槽，凹槽两侧种植深根耐盐植物石菖蒲。硬化沟施用沼液方便，但不利于滨海滩涂农田功能的调整，例如，稻田与麦田的转换。并且，硬化沟渠会破坏鸟类迁徙栖息的取食环境，不利于滩涂生态多样性及功能的维持。

进一步的，所述沼液沟宽2~3 m，深1.5 m，凹槽宽0.5 m，深0.5 m，将整条沼液沟按长度平均分为5段，第一段和第五段不种植石菖蒲，中间三段种植，石菖蒲株间距50 cm。沼液沟宽2~3 m，深1.5 m，有利于农田排盐。太宽会占用基本农田面积，太浅，贮存沼液量过少，且不利于沼液吸取和农田洗盐。沟内凹槽设计是为了提高沼液吸取效率和减少沼液沟内沼液的残留。还可设置田间便道，便于沼液机能够在小麦全生育期作业。石菖蒲种植在沼液沟底部，凹槽两侧，不全沟种植，避免影响沟渠生物多样性；两头不种植，避免沼液排入或吸出受阻。株间距50 cm，间距太大，影响植物对残余沼液的利用，太小，植物过密，影响沼液喷施时的行进速度。石菖蒲的种植不仅可以将沼液灌溉后残余的养分吸收固定，防止沼液下渗污染地下水，还可以改良土壤，维持沟渠结构稳定，防止坍塌，同时沼液沟内丰富的植物可为滨海滩涂迁徙鸟类提供良好食物和栖息场所。

进一步的，沼液从沼气站排出后存储在具有防渗功能的储存池中，在农用季节时，通过密闭的沼液管网经泵站增压输送到田间地头，沼液管网与灌水渠配套建设，在农田旁设置配水井用于混合沼液和水。密闭的沼液管网与灌水渠配套建设，目的在于①防止开放的管网造成沼液中氨氮的挥发损失；②沼液不可直接以原液形式施用，需按比例与灌溉水混合稀释，便于沼液定量施用。

本发明方法适合于杭州湾以南的淤泥质滩涂农田，土壤含盐量为2~4‰，其pH为7.5~8.5。由于降雨与土壤质地等的差异，在北方滩涂施用沼液易于造成地下水污染和加剧土壤盐渍化。

本发明的有益效果如下：

（1）施用沼液后，水稻增产8~20%，小麦增产19~32%，土壤有机质大幅增加。

（2）本发明适用于南方滨海盐土农区，不仅有利于猪场沼液的资源化利用，而且实现了农田化学N肥的有机肥替代，大幅提升滨海盐土农区土壤生产力与生态环境功能。

附图说明

图1是稻田沼液施用平面图。

图2是稻田沼液施用剖面图。

图3是麦田沼液施用平面图。

图4是麦田沼液施用剖面图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。

实施例1 稻田施用方法

一种南方滨海盐土稻麦轮作的沼液施用方法，其步骤包括：

（1）水泡粪清污模式收集的猪场粪污经完全混合，在厌氧反应器中36~38℃下发酵 15~20天后，再存储2个月以上，得到的上清液在农田需肥期以封闭管网输送至农田，上清液的总固体浓度0.7~0.8%；pH，8.4±0.6；氨氮，1232±143 mg/L；总P，51±10 mg/L；

（2）5月小麦收获时将小麦秸秆粉碎（小于10cm）还田，均匀铺撒在田间，然后喷洒沼液使秸秆湿润，沼液用量为50-80 m³/ha；喷洒完毕后旋耕土壤40~60cm；灌入水稻沼液肥，保持液面高出土面15~20cm；10~15天后插入水稻秧苗；分别于7月上旬和8月上旬向稻田灌入水稻沼液肥，沼液用量分别为90 m³/ha和180 m³/ha；10月收获水稻后将水稻秸秆粉碎还田。

（3）如图1-图2所示，在稻田1边设灌水渠2以及配水井3，密闭的沼液管网4从储存池通至配水井，在灌水渠2上还设有沼液管支撑架5用于支撑沼液管网4，在配水井中配比水稻沼液肥，然后施用至稻田。水稻沼液肥采用直接灌施方式，每次施肥后维持稻田液面高度为20cm；9月后不再施用水稻沼液肥，否则水稻贪青晚熟；施用沼肥后水稻可增产8~20%。

实施例2麦田施用方法

一种滨海盐土农区集约化猪场沼液高效安全与持续施用方法，其步骤包括：

（2）10月收获水稻时将水稻秸秆粉碎（小于10cm）还田，均匀铺撒在田间，然后喷洒沼液使秸秆湿润，沼液用量为50-80 m³/ha，喷洒完毕后旋耕土壤40-60cm；15~20天后，开挖沼液沟，往田间投加基肥复合肥，投加量为300~350 kg/ha，投加完毕后翻耕平整土壤，并播种小麦，喷施经过稀释的沼液至土壤含水量为20~25%；其中，所述稀释的沼液为沼液与水按照1:4~6的体积比例混合而来；

（3）在小麦分蘖、拔节、孕穗期分别各施一次小麦沼液肥。先将小麦沼液肥前置于田间沼液沟，当麦田0-20 cm土层土壤含水率为10~15%时，通过沼液喷施机喷施小麦沼液肥至麦田，小麦沼液肥的施用量每次均为350~400 kg/ha；拔节期同时配施尿素120~130 kg/ha，孕穗期，同时配施尿素50~60 kg/ha，磷酸一铵100~110 kg/ha。其中，所述小麦沼液肥是沼液、水、尿素、甲基纤维素按300~400:1500~2000:2000~2500:0.8~1的质量比例混合而来，含盐量不高于1.5‰；5月小麦收获并将小麦秸秆粉碎还田。

（3）如图3-图4所示，在麦田1边设灌水渠2以及配水井3，密闭的沼液管网4从储存池通至配水井，在灌水渠2上还设有沼液管支撑架5用于支撑沼液管网4，在麦田边还设有沼液沟6，在配水井中配比小麦沼液肥，然后排至沼液沟中随取随用。采用沼液喷施机喷施沼液肥至麦田中，麦田每隔50~60 m设一条沼液沟，沼液沟为泥质沟渠，宽2~3 m，深1.5 m，沟底开挖凹槽，凹槽两侧种植深根耐盐植物石菖蒲7，凹槽宽0.5 m，深0.5 m，将整条沼液沟按长度平均分为5段，第一段和第五段不种植石菖蒲，中间三段种植，石菖蒲株间距50 cm。沼液喷施机9的扬程为50~60 m，与麦田-沼液沟的设计相一致，如果沼液机的扬程大也可以间隔更宽的距离设计沼液沟，沼液沟旁设田间便道8，宽度为3~5 m，与沼液喷施机相配套便于沼液机在田间移动作业。麦田施用小麦沼液肥时，当麦田0-20 cm土层土壤含水率为10~15%时，采用沼液喷施机喷施；施用沼肥后小麦可增产19~32%。

Claims

1.一种南方滨海盐土稻麦轮作农田沼液的施用方法，其步骤包括：

（1）小麦收获后将小麦秸秆粉碎，均匀铺撒还田，然后喷洒沼液使秸秆湿润，沼液用量为50~80 m³/ha；喷洒完毕后旋耕土壤40~60cm；灌入水稻沼液肥，保持液面高出土面15~20cm；

（2）10~15天后插入水稻秧苗；

（4）收获水稻后将水稻秸秆粉碎，均匀铺撒还田，然后喷洒沼液使秸秆湿润，沼液用量为50~80 m³/ha，喷洒完毕后旋耕土壤40~60cm；

（6）在小麦分蘖、拔节、孕穗期分别各施一次小麦沼液肥，先将小麦沼液肥提前置于田间沼液沟，当麦田0-20 cm土层土壤含水率为10~15%时，通过沼液喷施机喷施至麦田，小麦沼液肥的施用量每次均为350~400 kg/ha；拔节期同时配施尿素120~130 kg/ha，孕穗期，同时配施尿素50~60 kg/ha，磷酸一铵100~110 kg/ha；

2.据权利要求1所述的一种南方滨海盐土稻麦轮作的沼液施用方法，其特征在于: 所述沼液为水泡粪清污模式收集的猪场粪污经完全混合，在厌氧反应器中36~38℃下发酵 15~20天后，再存储2个月以上得到的上清液，其中总固体浓度0.7~0.8%；pH，8.4±0.6；氨氮，1232±143 mg/L；总P，51±10 mg/L。

3.根据权利要求2所述的一种南方滨海盐土稻麦轮作的沼液施用方法，其特征在于:所述水稻沼液肥是沼液与水按1:2~4的体积比例混合而来，混合后含盐量<2.5‰。

4.根据权利要求2所述的一种南方滨海盐土稻麦轮作的沼液施用方法，其特征在于:所述小麦沼液肥是沼液、水、尿素、甲基纤维素按300~400:1500~2000:2000~2500:0.8~1的质量比例混合而来，混合后含盐量不高于1.5‰。

5.根据权利要求2所述的一种南方滨海盐土稻麦轮作的沼液施用方法，其特征在于:所述田间沼液沟为泥质沟渠，沟底开挖凹槽，凹槽两侧种植深根耐盐植物石菖蒲，沼液沟宽2~3 m，深1.5 m，凹槽宽0.5 m，深0.5 m，将整条沼液沟按长度平均分为5段，第一段和第五段不种植石菖蒲，中间三段种植，石菖蒲株间距50 cm。

6.根据权利要求2、3、4或5所述的一种南方滨海盐土稻麦轮作的沼液施用方法，其特征在于：沼液从沼气站排出后存储在具有防渗功能的储存池中，在农用季节时，通过密闭的沼液管网经泵站增压输送到田间地头，沼液管网与灌水渠配套建设，在农田旁设置配水井用于配置混合肥料。

7.根据权利要求1所述的一种南方滨海盐土稻麦轮作的沼液施用方法，其特征在于:小麦或者水稻秸秆粉碎到长度小于10cm。