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豬糞發酵沼液成分分析及施用前景

近年來，我國農村沼氣工程在國家政策和資金的大力支持下發展迅猛。但是沼氣工程在經濟有效的處理畜禽排泄物產生沼氣的同時，還會產生大量的副產品—沼液。根據浙江杭州、嘉興、諸暨市等農業生態與能源辦公室聯合當地職業技術學院及農業部沼氣科學研究所對豬場糞便發酵沼液的成分進行的測定與分析（試驗從無機成分、生物活性物質和揮發性有機成分三個方面進行）結果，為沼液進行合理有效的綜合利用提供理論依據。
     一、沼液中的無機成分
豬場糞便發酵沼液PH值成微堿性，其成分不僅含有豐富的氮（4238.51mg?L-1），磷（42.07mg?L-1），鉀（350mg?L-1）三大營養元素，還含有鈣、鎂、硫、鐵、硼、錳、銅、鋅和氯等植物所必需的微量元素，其中硼（510ppb或ppm/1000）、氯（350ppb）、鐵（240ppb）、銅（140ppb）和鋅（120ppb）含量相對較高，這些元素對作物的生長、發育、成熟等過程都具有重要的促進作用和調節作用。這也印證了施用沼液對果、菜等作物在產量和品質上均有不同程度的提高這一現象。
參照農田灌溉水質標準，豬糞發酵沼液中的毒性重金屬元素，如砷、鉻、鎘、鉛和汞，均沒有超出標準數值，且在沼液中的含量非常低，故在土壤中積累引起重金屬含量超標的風險較小，說明沼液的施用基本不會給農田帶來重金屬污染的風險。
     二、沼液中生物活性成分
沼液中某些成分可以成為“生物活性物質”，如氨基酸、腐殖酸、植物生長素等，它們對農作物的生長發育有重要的調控作用，參與了農作物從種子發芽、植株長大、開花結果的整個過程。
浙江杭州、嘉興、諸暨市等農村能源行業專家對豬糞便發酵沼液進行測定與分析的試驗中得到，沼液中氨基酸含量較高（15.7mg?L-1），腐殖酸含量較低（0.03%），在測定的樣品中共檢出17種氨基酸，其中含量相對較多的是半胱氨酸（2.925mg?L-1），絲氨酸（2.07mg?L-1），蘇氨酸（1.41mg?L-1），賴氨酸（1.055mg?L-1）和甘氨酸（1.015mg?L-1）。氨基酸能夠壯苗、健株，增強葉片的光合功能及作物的抗逆性能，對植物新陳代謝起著重要作用。但是，氨基酸在土壤中容易被細菌同化、分解，因此不宜作為基肥在土壤中施用，而是制成葉面肥料。故沼液可以用作葉面肥噴灑在葉片上，補充作物所需的氨基酸和其他營養成分，提高葉片光合作用的能力，尤其是施用于果樹和蔬菜結果期，有利于花芽分化、保花保果，使得果實增重快、光澤度好、成熟一致。
根據液相色譜-質譜聯用技術的測定結果，豬糞發酵沼液中含有3種植物內源激素，它們是赤霉素GA（3.5 mg?L-1），吲哚乙酸LAA（0.64 mg?L-1），玉米素ZT（0.20 mg?L-1）。玉米素是一種細胞分裂素，能促進細胞分裂，抑制衰老等，對種子和芽有打破休眠、促使萌發的作用。吲哚乙酸是一種重要的生長素，可刺激形成層細胞分裂；刺激枝的細胞伸長、抑制根細胞生長；促進木質部、韌皮部細胞分化，調節愈傷組織的形態建成。赤霉素能使莖伸長，促進葉的擴大和側枝生長，抑制側芽休眠和地下塊莖形成，利于單性結實和果實發育。這三種植物內源激素的存在也說明了沼液在研發多功能性生物肥料及生長營養液等高值利用產品方面具有廣闊的應用前景。
在農作物種植中，越來越多的采用沼液浸種，這能夠增強秧苗的抗寒、抗病和抗逆能力，顯著改善作物生長、提高產量，其中原因除了氮、磷、鉀和微量元素為種子發芽及幼苗生長提供營養外，生物活性物質起到了至關重要的作用。這類物質相當復雜，除了沼液成分測定試驗中已測出的氨基酸、腐殖酸、赤霉素、吲哚乙酸和玉米素等，還有水解酶，B族維生素以及某些抗生素等，這些活性物質能夠調控和促進作物的生長發育。通過浸種，這些物質能激活種子內部的酶，促進種內細胞分裂和生長，使種子發芽快、芽齊、苗壯。
      三、沼液中揮發性成分
沼液中揮發性成分較為復雜，主要由長鏈烷烴、醇類物質組成，此外還有少量的酯。這些大分子有機物生物可利用性較差，但在沼液中的含量非常低，不影響沼液的農用價值。
      四、沼液施用前景
豬糞發酵沼液含有豐富的氮、磷、鉀三大肥料元素和農作物生長所需的鈣、鎂、硫、鐵、硼、錳、銅、鋅、氯等微量元素，此外還含有17種氨基酸、腐殖酸、赤霉素、吲哚乙酸、玉米素等生物活性物質，而其中揮發性有機成分和有毒重金屬含量非常低，沒有超出農田灌溉水質標準，不會對環境造成污染。但是，沼液有機物濃度和營養成分較高，沒有達到國家養殖廢棄物排放的標準，如果不能被有效的處置和利用，不僅會對周圍環境造成污染，還是一種農業資源的浪費。多年來新疆兵團沼氣工程建設和運行的實踐已經得到證實。大量的試驗、實踐證明沼液確實是一種速效營養能力強、養分可利用率高、清潔、安全的優質有機液體肥料。如兵團第三師四十八團和十團農業上所用的沼液就是通過高效化、多功能化及無害化處置以后，制成有機復合沼肥，施于有機紅棗、綠色蔬菜和有機稻示范區，這樣的沼肥具有促進作物生長、防止作物病害和改良土壤性狀等多重功效，是生產無公害、綠色、有機農產品最好的有機肥。而且沼液在葉面噴施、滴灌、水培蔬菜等方面都有良好的表現。同時，大量沼液成分的測定與分析試驗及典型生產實踐結果也為沼液有機肥的商品化開發、沼液有效成分的濃縮與高效利用提供了數據支持和理論依據。因此沼肥可廣泛應用于農業生產中，但只有根據沼液的理化性質、農田的消納量及作物的生長狀況等客觀條件進行科學合理的處理和施用，才能獲得最佳的農用價值。