CN113133386A - 一种通过茭白和水芹套种净化沼液的方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种通过茭白和水芹套种净化沼液的方法，旨在解决现有技术中，以沼液作为肥料来种植茭白，灌溉沼液后，种植田里面水中的磷含量长时间处于超标状态，不满足排放标准的问题。一种通过茭白和水芹套种净化沼液的方法，包括以下步骤：7月中旬种植茭白种苗；待茭白种苗生长至分蘖达3‑5株时，第一次灌溉设定浓度和设定加入深度的沼液；8月中旬或下旬，将水芹种苗种植于茭白行间；水芹种苗种植8‑12天后，第二次灌溉设定浓度和设定加入深度的沼液。采用茭白和水芹套种，相对于单独种植茭白，对于沼液的消化量更高，且在茭白和水芹灌溉最佳的沼液消化浓度后，经过茭白和水芹的消化，只需30天，种植田水中的磷含量便可以达到排放标准。

Description

一种通过茭白和水芹套种净化沼液的方法

技术领域

本公开属于畜禽粪污处理技术领域，具体涉及一种通过茭白和水芹套种净化沼液的方法。

背景技术

近年来，随着市场经济的快速发展，我国集约化、规模化畜禽养殖业也得到了迅猛的发展。目前，我国畜禽粪污每年产生量约38亿吨，其中氮养分含量1350万吨，磷养分含量510万吨，养分含量相当于我国化肥年产量的27％。到目前为止，畜禽粪污还有40％没有有效利用，既产生了环境污染，同时也是资源浪费。如果将这些畜禽粪污经过无害化处理后变为粪肥，就近就地利用，既解决耕地有机质提升的问题，又解决了粪污的出路问题。

在解决规模化畜禽养殖废物对环境的污染方面，沼气工程发挥了重要的作用，通过沼液厌氧发酵处理，畜禽粪污中COD、氨氮等含量大幅下降，不仅有效减轻环境压力，而且使大分子有机物分解为小分子有机物，更加有利于作物消化，增加产量，提高品质，改良土壤理化性状，减少化肥用量，“养一沼一灌”种养结合的生态模式正在被广泛采用，越来越受到人们的重视。

在种植茭白的过程中，以沼液作为肥料来种植茭白，灌溉沼液后，种植田里面水中的磷含量长时间处于超标状态，不满足排放标准，容易污染环境。

公开内容

本公开提供了一种通过茭白和水芹套种净化沼液的方法，旨在解决现有技术中，以沼液作为肥料来种植茭白，灌溉沼液后，种植田里面水中的磷含量长时间处于超标状态，不满足排放标准的问题。

本公开所采用的技术方案为：一种通过茭白和水芹套种净化沼液的方法，包括以下步骤：

S100、7月中旬种植茭白种苗；待茭白种苗生长至分蘖达3-5株时，第一次灌溉设定浓度和设定加入深度的沼液；

S200、8月中旬或下旬，将水芹种苗种植于茭白行间；

S300、水芹种苗种植8-12天后，第二次灌溉设定浓度和设定加入深度的沼液。

进一步改进的方案，在步骤S300之后，还包括以下步骤：

S400、待水芹成熟后进行采收并保留根部；待茭白成熟后进行采收并保留根部；

S500、待第二年茭白苗高18-22cm时，第三次灌溉设定浓度和设定加入深度的沼液；

S600、第三次灌溉后一个月，第四次灌溉设定浓度和设定加入深度的沼液。

基于上述技术方案，水芹需要在每年的8月中旬或下旬种植存活率较高，在第一次采收后，保留根部，会重新生长出来，每隔1-2个月可以进行下一次采收，无需重新种植，可一直采收至第二年四月份；茭白在第一次采收后，保留根部，会在第二年三月份重新生长出来，无需重新种植，茭白一年双季，一年可以消化约80吨的沼液。

进一步改进的方案：在步骤S100中，茭白种苗的种植分布方式为：茭白种苗采用单株种植，且行距为100cm，株距为50cm。

基于上述方案，茭白的种苗的种植，不会因套种水芹而受到影响。

进一步改进的方案：在步骤S200中，水芹种苗的种植分布方式为：水芹种植在茭白行间，水芹种苗每丛种植3株，且行距为10cm，丛间距为10cm。

基于上述方案，水芹套种在茭白之间，水芹的行间距，不会因为茭白而受到影响。

进一步改进的方案：每次灌溉前种植田内的积水深度保持为10cm。保留积水可以稀释加入的沼液，可以避免烧苗且有利于茭白和水芹的吸收。

进一步改进的方案：所述设定加入深度为2-3cm；所述设定浓度的沼液的氨氮含量为1800-2000mg/L。

基于上述方案，加入上述设定加入深度和设定浓度的沼液，茭白和水芹套种时对沼液的消化效率最高，且同时种植田水中的磷含量可以达到GB8978-1996《污水综合排放标准》一级标准值。

进一步改进的方案：所述设定加入深度为3cm；所述设定浓度的沼液的氨氮含量为2000mg/L。

基于上述方案，设定加入深度为3cm；所述设定浓度的沼液的氨氮含量为2000mg/L时，茭白和水芹套种时对沼液的消化效率最高，且同时种植田水中的磷含量可以达到GB8978-1996《污水综合排放标准》一级标准值。且换算成重量，每667m²的种植田中每次加入，可以消化约20吨沼液，每季加入两次沼液，可以消化约40吨沼液。

进一步改进的方案：在步骤S100中，种植茭白种苗后，待茭白种苗返青后，割除茭白种苗上部叶片，茭白种苗留取长度为30-40cm叶鞘。

基于上述方案，茭白种苗经过裁剪后，一方面，有利于使得茭白种苗的成长进度保持一致，从而保持采摘时间较为集中；另一方面，修整了茭白行间的空间，也可以更加的通风透气；且便于后续水芹的栽种，并减少茭白种苗对水芹的影响。

进一步改进的方案：所述沼液由畜禽粪污通过沼气工程厌氧发酵处理获得，并在黑膜池或氧化塘存放3个月。

进一步改进的方案：通过茭白和水芹套种净化沼液的方法，包括以下步骤：

S100、7月中旬种植茭白种苗；待茭白种苗生长至分蘖达4株时，第一次灌溉设定浓度和设定加入深度的沼液；

S200、8月中旬，将水芹种苗种植于茭白行间；

S300、水芹种苗种植10天后，第二次灌溉设定浓度和设定加入深度的沼液；

S400、待水芹成熟后进行采收并保留根部；待茭白成熟后进行采收并保留根部；

S500、待第二年茭白苗高20cm时，第三次灌溉设定浓度和设定加入深度的沼液；

S600、第三次灌溉后一个月，第四次灌溉设定浓度和设定加入深度的沼液。

本公开的有益效果为：

1、本公开中，采用茭白和水芹套种，相对于单独种植茭白，对于沼液的消化量更高，且在茭白和水芹灌溉最佳的沼液消化浓度后，经过茭白和水芹的消化，只需30天，种植田水中的磷含量便可以达到GB 8978-1996《污水综合排放标准》一级标准值，避免了污染环境。此外，采用茭白和水芹套种相对于单独种植茭白，对于沼液的消化量更高。

2、本公开中，茭白从栽种到采收的周期是3-4个月，水芹从栽种到采收的周期是1-2个月，按照本公开的栽种时间，在水芹种植时间晚于茭白且采收时间早于茭白，水芹在采收时，茭白植株刚封行，水芹在生长过程中不会受到茭白的影响；此外，采用茭白和水芹套种，一方面，不会影响茭白的产量，另一方面可以提高种植田的利用面积，额外增收水芹；此外，在8月份种植水芹，水芹存活率较高。

3、本公开中的沼液加入方式，通过设定加入深度来确定沼液的加入量，相对于传统的通过重量来加入，更加省时省力且无需配备计量装置。

4、本公开对氮、磷、钾元素需求量高的茭白、水芹为主要原料，用于消化吸收沼液中的氮、磷、钾等，每667m²种植田每年消化吸收沼液75吨以上，实现了沼液废弃物高效资源化利用，有效解决了沼液生物质资源的浪费和污染问题，且无新污染物引入，具有成本低和绿色环保等特点。本公开将茭白、水芹套种，两种作物在光照、养分等方面优势互补，促进生长；同时，两种作物均具有较强的吸收转化沼液有效成分的能力，通过套种，合理增加密度，加速种植田中C0D、NH₄ ⁺-N、TP等指标下降到国家规定的排放标准。本公开利用的茭白、水芹作物长期生长在水环境中，可以大量溶解沼液中的气态物质，减少对空气的排放，具有突出的环境保护作用。

5、利用茭白和水芹具有比陆地植物更加发达的通气系统，使进入作物体内的空气能顺利通向各个器官，满足水下组织、器官呼吸和生理代谢的需求，供给根区微生物生长、繁殖和降解过程中对氧的需求，适应水下空气稀少的环境，形成吸收转化效率更高的有氧发酵处理；茭白生物产量高，对氮、磷、钾及小分子有机物的需求量高；水体中沼液用量适中、浓度变化可控，消化吸收效率高，而且沼液浓度由高到低逐渐下降，不易伤害植株；沼液中气态有效成分溶解在水中，减少对空气的污染。通过持续稳定吸收利用，达到畜禽沼液资源化利用的目的。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本公开做进一步阐释。

实施例一：

一种通过茭白和水芹套种净化沼液的方法，包括以下步骤：

S100、7月中旬种植茭白种苗；待茭白种苗生长至分蘖达3-5株时，第一次灌溉设定浓度和设定加入深度的沼液；

S200、8月中旬或下旬，将水芹种苗种植于茭白行间；

S300、水芹种苗种植8-12天后，第二次灌溉设定浓度和设定加入深度的沼液。

在上述方案的基础上，在步骤S300之后，还包括以下步骤：

S400、待水芹成熟后进行采收并保留根部；待茭白成熟后进行采收并保留根部；

S500、待第二年茭白苗高18-22cm时，第三次灌溉设定浓度和设定加入深度的沼液；

S600、第三次灌溉后一个月，第四次灌溉设定浓度和设定加入深度的沼液。

水芹需要在每年的8月中旬或下旬种植存活率较高，在第一次采收后，保留根部，会重新生长出来，每隔1-2个月可以进行下一次采收，无需重新种植，可一直采收至第二年四月份；茭白在第一次采收后，保留根部，会在第二年三月份重新生长出来，无需重新种植，茭白可以一年双季，一年可以消化约80吨的沼液。

在步骤S100中，茭白种苗的种植分布方式，可以采用现有常规的种植分布方式，其中一种具体的茭白种苗的种植分布方式为：茭白种苗采用单株种植，且行距为100cm，株距为50em。每667m²种植约1300株茭白种苗。茭白的种苗的种植，不会因套种水芹而受到影响。

在步骤S200中，水芹种苗的种植分布方式为：水芹种植在茭白行间，水芹种苗每丛种植3株，且行距为10cm，丛间距为10cm。水芹套种在茭白之间，水芹的种植，不会因为茭白而受到影响。

其中，所述沼液由畜禽粪污通过沼气工程厌氧发酵处理获得，并在黑膜池或氧化塘存放3个月。

其中，灌溉沼液时，设定加入深度和设定浓度，可以根据实际情况进行选择。

为了便于茭白和水芹吸收沼液，在上述方案的基础上，每次灌溉前种植田内的积水深度保持为10em。保留积水可以稀释加入的沼液，可以避免烧苗且有利于茭白和水芹的吸收。

为了便于茭白和水芹吸收沼液，在上述方案的基础上，所述设定加入深度为2-3cm；所述设定浓度的沼液的氨氮含量为1800-2000mg/L。加入该设定加入深度和设定浓度的沼液，茭白和水芹套种时对沼液的消化效率最高，且同时种植田水中的磷含量可以达到GB 8978-1996《污水综合排放标准》一级标准值。

为了提高茭白和水芹对沼液的吸收量，进一步改进的方案：所述设定加入深度为3cm；所述设定浓度的沼液的氨氮含量为2000mg/L。设定加入深度为3cm；所述设定浓度的沼液的氨氮含量为2000mg/L时，茭白和水芹套种时对沼液的消化效率最高，且同时种植田水中的磷含量可以达到GB 8978-1996《污水综合排放标准》一级标准值。且换算成重量，每667m²的种植田中每次加入，可以消化约20吨沼液，每季加入两次沼液，可以消化约40吨沼液。

进一步改进的方案：在步骤S100中，种植茭白种苗后，待茭白种苗返青后，割除茭白种苗上部叶片，茭白种苗留取长度为30-40cm叶鞘。

基于上述方案，茭白种苗经过裁剪后，一方面，有利于可以促进茭白种苗的成长，也可以更加的通风透气；另一方面，便于后续水芹的栽种，并减少茭白种苗对水芹的影响。

进一步改进的方案：通过茭白和水芹套种净化沼液的方法，包括以下步骤：

S100、7月中旬种植茭白种苗；待茭白种苗生长至分蘖达4株时，第一次灌溉设定浓度和设定加入深度的沼液；

S200、8月中旬，将水芹种苗种植于茭白行间；

S300、水芹种苗种植10天后，第二次灌溉设定浓度和设定加入深度的沼液；

S400、待水芹成熟后进行采收并保留根部；待茭白成熟后进行采收并保留根部；

S500、待第二年茭白苗高20cm时，第三次灌溉设定浓度和设定加入深度的沼液；

S600、第三次灌溉后一个月，第四次灌溉设定浓度和设定加入深度的沼液。

下面结合实验数据对本公开做进一步说明：

一、在30m²的种植试验田内，茭白套种水芹时，在第二次灌溉沼液时，不同沼液加入深度的试验组之间，对COD、氨氮和磷不同天数的消化情况如表1至表3。

其中，第一列为对应加入氨氮含量为2000mg/L的沼液的深度。

其中，在第二次灌溉沼液时，种植试验田内原积水深度保持在10cm。

其中，CK组在第二次对沼液的灌溉量为0。

表1：茭白套种水芹对COD消化数据

表2：茭白套种水芹对氨氮消化数据

表3：茭白套种水芹对磷消化数据

通过表1可以看出，当在30m²的种植试验田内，氨氮含量为2000mg/L的沼液加入深度为1.5cm和3cm时，茭白套种水芹对COD消化率最高，分别为95.95和95.72％；且经过30天的消化，COD的含量为53mg/l和63mg/l，小于一级排放标准100mg/l；通过表1可以看出，在满足排放标准的条件下，在3cm时沼液加入量较多，为最佳加入深度。

通过表2可以看出，当在30m²的种植试验田内，氨氮含量为2000mg/L的沼液加入深度为3cm时，茭白套种水芹对氨氮消化率最高，可达99.94％；换算成667m²种植田，可以消化约20吨的沼液；且经过30天的消化，氨氮的含量为0.243mg/l，小于一级排放标准15mg/l；通过表2可以看出，在满足排放标准的条件下，在3cm时沼液加入量较多，为最佳加入深度。

通过表3可以看出，当在30m²的种植试验田内，氨氮含量为2000mg/L的沼液加入深度3cm时，茭白套种水芹对磷消化率最高，可达98.93％；换算成667m²种植田，可以消化约20吨的沼液；且经过30天的消化，磷的含量为0.449mg/l，小于一级排放标准0.5mg/l；通过表3可以看出，在满足排放标准的条件下，在3cm时沼液加入量较多，为最佳加入深度。

综上可以看出，氨氮含量为2000mg/L的沼液加入深度为3cm时为最佳加入量，换算成667m²种植田，每次灌溉沼液可以消化约20吨的沼液，每年可以消化约80吨的沼液；同时水中COD、氨氮和磷均满足一级排放指标。

二、在30m²的种植试验田内，单独种植茭白时，在第二次灌溉沼液时，不同沼液加入深度的试验组之间，对COD、氨氮和磷不同天数的消化情况如表4至表6。

其中，第一列为对应加入氨氮含量为2000mg/L的沼液的深度。

其中，在第二次灌溉沼液时，种植试验田内原积水深度保持在10cm。

其中，CK组在第二次对沼液的灌溉量为0。

表4：单独种植茭白对COD消化数据

表5：单独种植茭白对氨氮消化数据

	0	10	20	30
						CK	0.079	0.069	0.108	0.056	29.11％
1.5cm	387	107	49.9	7.71	98.01％
						3cm	304	54.6	13.7	4.29	98.59％
4.5cm	425	116	36.9	8.61	97.97％
						6cm	576	214	123	81.2	85.90％
7.5cm	977	181	46.8	36.9	96.22％

表6：单独种植茭白对磷消化数据

通过表4可以看出，当在30m²的种植试验田内，氨氮含量为2000mg/L的沼液加入深度为不论多少，经过30天的消化，COD的含量接近但均达不到一级排放标准100mg/l。

通过表6可以看出，当在30m²的种植试验田内，氨氮含量为2000mg/L的沼液加入深度为不论多少，经过30天的消化，磷的含量均达不到一级排放标准0.5mg/l。

综上所述，采用茭白和水芹套种，相对于单独种植茭白，只需30天，种植田水中的磷含量便可以达到GB 8978-1996《污水综合排放标准》一级标准值，避免了污染环境。

本公开不局限于上述可选的实施方式，任何人在本公开的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本公开的保护范围的限制，本公开的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种通过茭白和水芹套种净化沼液的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S100、7月中旬种植茭白种苗；待茭白种苗生长至分蘖达3-5株时，第一次灌溉设定浓度和设定加入深度的沼液；

S200、8月中旬或下旬，将水芹种苗种植于茭白行间；

S300、水芹种苗种植8-12天后，第二次灌溉设定浓度和设定加入深度的沼液。

2.根据权利要求1所述的一种通过茭白和水芹套种净化沼液的方法，其特征在于：在步骤S300之后，还包括以下步骤：

S400、待水芹成熟后进行采收并保留根部；待茭白成熟后进行采收并保留根部；

S500、待第二年茭白苗高18-22cm时，第三次灌溉设定浓度和设定加入深度的沼液；

S600、第三次灌溉后一个月，第四次灌溉设定浓度和设定加入深度的沼液。

3.根据权利要求1所述的一种通过茭白和水芹套种净化沼液的方法，其特征在于：在步骤S100中，茭白种苗的种植分布方式为：茭白种苗采用单株种植，且行距为100cm，株距为50cm。

4.根据权利要求3所述的一种通过茭白和水芹套种净化沼液的方法，其特征在于：在步骤S200中，水芹种苗的种植分布方式为：水芹种植在茭白行间，水芹种苗每丛种植3株，且行距为10cm，丛间距为10cm。

5.根据权利要求3所述的一种通过茭白和水芹套种净化沼液的方法，其特征在于：每次灌溉前种植田内的积水深度保持为10cm。

6.根据权利要求1或5所述的一种通过茭白和水芹套种净化沼液的方法，其特征在于：所述设定加入深度为2-3cm；所述设定浓度的沼液的氨氮含量为1800-2000mg/L。

7.根据权利要求1或5所述的一种通过茭白和水芹套种净化沼液的方法，其特征在于：所述设定加入深度为3cm；所述设定浓度的沼液的氨氮含量为2000mg/L。

8.根据权利要求1所述的一种通过茭白和水芹套种净化沼液的方法，其特征在于：在步骤S100中，种植茭白种苗后，待茭白种苗返青后，割除茭白种苗上部叶片，茭白种苗留取长度为30-40cm叶鞘。

9.根据权利要求1所述的一种通过茭白和水芹套种净化沼液的方法，其特征在于：所述沼液由畜禽粪污通过沼气工程厌氧发酵处理获得，并在黑膜池或氧化塘存放3个月。

10.根据权利要求1所述的一种通过茭白和水芹套种净化沼液的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S100、7月中旬种植茭白种苗；待茭白种苗生长至分蘖达4株时，第一次灌溉设定浓度和设定加入深度的沼液；

S200、8月中旬，将水芹种苗种植于茭白行间；

S300、水芹种苗种植10天后，第二次灌溉设定浓度和设定加入深度的沼液；

S400、待水芹成熟后进行采收并保留根部；待茭白成熟后进行采收并保留根部；

S500、待第二年茭白苗高20cm时，第三次灌溉设定浓度和设定加入深度的沼液；

S600、第三次灌溉后一个月，第四次灌溉设定浓度和设定加入深度的沼液。