诏肥特性及其在绿色蔬菜生产中的应用（刘德源）-沼肥特性及

新能源产业沼肥特性及其在绿色蔬菜生产中的应用刘德源广西生态工程职业技术学院生态工程系　　绿色蔬菜生产准则：不用或少用化学肥料、化学农药和其它化学物质，施用的肥料应能促进蔬菜的生长、提高品质，不造成蔬菜产生和积累有害物质，对生态环境无不良影响。实践表明，利用沼液、沼渣作为蔬菜的肥料与防治病虫药剂使用，可减少化肥和农药的施用量，提高蔬菜的产量和品质，是生产绿色蔬菜的理想方法。文章在介绍沼液、沼渣主要组成与特性的基础上，详述了其在绿色蔬菜生产中的应用技术。　　1沼气发酵的基本原理　　沼气发酵的实质是微生物自身物质代谢和能量代谢的一个生理过程。沼气发酵过程分为三个阶段：水解、产酸、产甲烷阶段。①水解反应是微生物利用所分泌的胞外酶，如纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶等对有机物进行体外酶解，通过水解反应使复杂有机物，主要是多糖类物质，转变成可溶于水的物质，如糖、肽、氨基酸、脂肪酸等，供产酸菌和产甲烷菌吸收利用；②产酸阶段，产酸菌吸收溶于水的物质，在胞内酶的作用下，将水解产物进一步分解成小分子化合物，如低级脂肪酸、核酸、醇、酮、醛等；③产甲烷阶段，产甲烷菌大量繁殖，其分泌的酶将水解、产酸阶段分解出来的化合物转化为甲烷和二氧化碳等物质。在整个沼气发酵过程中，碳水化合物（纤维素、半纤维素、淀粉、多糖等）降解为双糖或单糖，木质素降解成腐殖质；脂肪降解为脂肪酸和甘油；蛋白质水解成多肽和氨基酸，并继续分解成醇、胺、苯酚、硫化氢及氨等。　　2沼液沼渣的主要组成与特性　　沼液、沼渣是指将人畜粪便、农作物秸秆等有机物质投入密封的沼气池内，在厌氧条件下经过多种发酵微生物作用而产生的液态和固态残留物。　　2.1沼液主要组成与特性　　沼气发酵过程由多种菌群共同参与，各菌群分泌有不同的生物酶，形成了不同的生物活性物质。在发酵过程中，除了产出的甲烷和二氧化碳等气体以及微生物自身吸收的一部分蛋白质外，发酵原料的大部分物质都留在发酵残留物中。沼液是含有多种生物活性物质且营养成分全面的有机肥，包括：①营养物，由微生物分解发酵原料中的大分子物质如纤维素等形成，结构简单，向植物提供氮、磷、钾等主要营养元素，可被植物直接吸收利用；②微量元素，原料所含的微量元素如铁、锌、铜、锰等通过沼气发酵后大部分以活性较高的离子形式存在，可以渗进植物种子细胞内，刺激种子发芽或给植株生长提供微量营养元素；③生物活性物质，微生物在分解发酵原料时分泌出如氨基酸、腐植酸、核酸、赤霉素、纤维素酶、单糖、腐植酸、不饱和脂肪酸、生长激素、抗生素等，对植物从种子萌发、植株生长到开花结果的整个过程具有重要的调控作用。如赤霉素具有催芽和刺激生长的作用；干旱时，一些核酸可增强植物抗旱能力；低温时，游离氨基酸、不饱和脂肪酸可使植物免受冻害；在植物生殖期，一些维生素可诱发植物开花，防止落花、落果，提高坐果率等。表l沼液的主要营养物[1]水分/﹪全氮/﹪全磷/﹪全钾/﹪碱解氮/×10-6速效氮/×10-6有效钾/×10-695．5000．0420．0270．115335．6098200895．70　　2.2沼渣主要组成与特性　　沼气发酵过程中，微生物将发酵原料分解为上百种蛋白质、氨基酸及维生素、生长素、糖类等物质，这些物质以单体或多体形式游离于发酵液或吸附在固态物质上。因此沼渣基本保持了发酵产物中除气体外的所有成分，同时还有发酵过程中形成的微生物群团及未完全分解的纤维素、半纤维素、木质素等，使得沼渣作为肥料施用具有独特的特性。　　2.2.1营养成分的多样性和供肥的持久性　　沼渣作为厌氧发酵产物，尽管其物质组成和投入原料有较大的差别，但发酵原料的氮、磷、钾元素在发酵过程中损失很小。资料表明，通常沼渣中含有机质36.0％～49.9％、腐殖酸10.1％～24.6％、粗蛋白质5.0％～9.0％、全氮0.78％～1.61％、全磷0.4％～0.6％、全钾0.61％～1.30％[3]。沼渣中的腐殖质是疏松多孔的亲水胶体，同时带有大量的负电荷，因而腐殖质能吸持大量水分，对阳离子具有极强的吸附能力，作为植物养分的K+、NH4+、Ca2+、Mg2+等被腐殖质吸附后，可避免随水流失，但可随时被植物根系附近的其它离子交换出来供植物吸收；沼渣中尚未完全腐熟分解的原料，施入农田后继续发酵，释放肥分，因而沼渣的施用能提高土壤供肥的持久性。　　2.2.2显著改善土壤理化性质和生物学性质　　沼渣中富含胡敏酸和富里酸等酸类物质，可以消除引起土壤碱化的主要盐分物质碳酸钠，降低土壤碱度，同时由于有多种有机物质和微生物群团的协同作用，可增加土壤有机质含量和土壤孔隙度，促进土壤胶体和土壤团粒结构的形成。另外腐殖质是一种含有多酸性功能团的弱酸，其盐类具有两性胶体的作用，具有很强的缓冲酸碱变化的能力。　　土壤酶是土壤中植物、动物、微生物活动的产物，对增加土壤中易溶性营养物质起着重要作用。沼渣包括沼液在内，对土壤酶活性、土壤微生物数量都有影响，能显著改善土壤脲酶、多酚氧化酶、蔗糖酶、无机焦磷酸酶和磷表2沼液中氨基酸和B族维生素含量[1]～[2]氨基酸含量(%)氨基酸含量(%)B族维生素含量天冬氨酸12．30异亮氨酸7．16B10．089±O．070苏氨酸5．42亮氨酸1．24B20．022±O．016谷氨酸14．01苯丙氨酸12．03B60．530±O．460甘氨酸8．07赖氨酸7．65B110．078±O．054丙氨酸6．56缬氨酸7．10B120．009±O．003半光氨酸26．79天冬酰胺＋356．03缬氨酸12．70谷氨酰胺酸脂酶的酶活力，提高土壤肥力；增加土壤细菌、酵母菌、真菌和放线菌的数量，使土壤中的微生物多样性指数增加[4]。　　2.3沼渣沼液的环保性　　沼肥与化学肥料最明显的区别就在于它具有的环保性能。尿素、碳铵等化学肥料的大量施用往往给土壤带入大量的氮素，这些氮素主要以硝态氮的形式存在，长期使用会改变土壤性状，降低肥力，造成土壤板结以及作物对化肥的依赖性增强，增加作物体内硝酸盐的积累，影响农产品的品质。同时在施用期间短时间内大量释放氮、磷元素会造成地下或地表水的富营养化，危害正常的生态环境。　　沼肥是厌氧发酵后的残留物，寄生虫卵数量显著减少，同时沼肥中大量的抗生素和维生素也可有效地抑制和杀灭植物病原菌和害虫，减少病虫害的发生，因而能在农产品生产中少施或不施农药。实践表明，沼肥对农田发生的30种病害具有防治效果，对20多种病害的防治效果达到或超过了现行使用的农药效果，对l9种虫害具有明显的防治效果，对17种农作物病原菌有不同程度的抑制效果[5]。利用沼液防治病虫害还不产生现行农药的种种副作用，对农产品不造成污染。从经济和可操作性出发，发展绿色农业、减少农药污染，利用沼肥是可行的途径之一。　　3沼肥在绿色蔬菜生产中的应用技术　　绿色蔬菜生产准则：不用或尽量少用化学肥料、化学农药和其它化学物质，施用的肥料应能促进蔬菜的生长、提高品质，不造成蔬菜产生和积累有害物质，对生态环境无不良影响。实践表明，利用沼液、沼渣作为蔬菜的肥料与防治病虫药剂使用，可减少化肥和农药的施用量，提高蔬菜的产量和品质，是生产绿色蔬菜的理想方法。　　3.1沼液浸种　　沼液浸种就是利用沼液中所含的氮、磷、钾等营养元素，钙、铁、铜、锌、锰等微量元素以及生物活性物质对种子进行播种前处理，杀灭种子表面的病原微生物，有效新能源产业沼肥特性及其在绿色蔬菜生产中的应用刘德源广西生态工程职业技术学院生态工程系　　绿色蔬菜生产准则：不用或少用化学肥料、化学农药和其它化学物质，施用的肥料应能促进蔬菜的生长、提高品质，不造成蔬菜产生和积累有害物质，对生态环境无不良影响。实践表明，利用沼液、沼渣作为蔬菜的肥料与防治病虫药剂使用，可减少化肥和农药的施用量，提高蔬菜的产量和品质，是生产绿色蔬菜的理想方法。文章在介绍沼液、沼渣主要组成与特性的基础上，详述了其在绿色蔬菜生产中的应用技术。　　1沼气发酵的基本原理　　沼气发酵的实质是微生物自身物质代谢和能量代谢的一个生理过程。沼气发酵过程分为三个阶段：水解、产酸、产甲烷阶段。①水解反应是微生物利用所分泌的胞外酶，如纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶等对有机物进行体外酶解，通过水解反应使复杂有机物，主要是多糖类物质，转变成可溶于水的物质，如糖、肽、氨基酸、脂肪酸等，供产酸菌和产甲烷菌吸收利用；②产酸阶段，产酸菌吸收溶于水的物质，在胞内酶的作用下，将水解产物进一步分解成小分子化合物，如低级脂肪酸、核酸、醇、酮、醛等；③产甲烷阶段，产甲烷菌大量繁殖，其分泌的酶将水解、产酸阶段分解出来的化合物转化为甲烷和二氧化碳等物质。在整个沼气发酵过程中，碳水化合物（纤维素、半纤维素、淀粉、多糖等）降解为双糖或单糖，木质素降解成腐殖质；脂肪降解为脂肪酸和甘油；蛋白质水解成多肽和氨基酸，并继续分解成醇、胺、苯酚、硫化氢及氨等。　　2沼液沼渣的主要组成与特性　　沼液、沼渣是指将人畜粪便、农作物秸秆等有机物质投入密封的沼气池内，在厌氧条件下经过多种发酵微生物作用而产生的液态和固态残留物。　　2.1沼液主要组成与特性　　沼气发酵过程由多种菌群共同参与，各菌群分泌有不同的生物酶，形成了不同的生物活性物质。在发酵过程中，除了产出的甲烷和二氧化碳等气体以及微生物自身吸收的一部分蛋白质外，发酵原料的大部分物质都留在发酵残留物中。沼液是含有多种生物活性物质且营养成分全面的有机肥，包括：①营养物，由微生物分解发酵原料中的大分子物质如纤维素等形成，结构简单，向植物提供氮、磷、钾等主要营养元素，可被植物直接吸收利用；②微量元素，原料所含的微量元素如铁、锌、铜、锰等通过沼气发酵后大部分以活性较高的离子形式存在，可以渗进植物种子细胞内，刺激种子发芽或给植株生长提供微量营养元素；③生物活性物质，微生物在分解发酵原料时分泌出如氨基酸、腐植酸、核酸、赤霉素、纤维素酶、单糖、腐植酸、不饱和脂肪酸、生长激素、抗生素等，对植物从种子萌发、植株生长到开花结果的整个过程具有重要的调控作用。如赤霉素具有催芽和刺激生长的作用；干旱时，一些核酸可增强植物抗旱能力；低温时，游离氨基酸、不饱和脂肪酸可使植物免受冻害；在植物生殖期，一些维生素可诱发植物开花，防止落花、落果，提高坐果率等。表l沼液的主要营养物[1]水分/﹪全氮/﹪全磷/﹪全钾/﹪碱解氮/×10-6速效氮/×10-6有效钾/×10-695．5000．0420．0270．115335．6098200895．70　　2.2沼渣主要组成与特性　　沼气发酵过程中，微生物将发酵原料分解为上百种蛋白质、氨基酸及维生素、生长素、糖类等物质，这些物质以单体或多体形式游离于发酵液或吸附在固态物质上。因此沼渣基本保持了发酵产物中除气体外的所有成分，同时还有发酵过程中形成的微生物群团及未完全分解的纤维素、半纤维素、木质素等，使得沼渣作为肥料施用具有独特的特性。　　2.2.1营养成分的多样性和供肥的持久性　　沼渣作为厌氧发酵产物，尽管其物质组成和投入原料有较大的差别，但发酵原料的氮、磷、钾元素在发酵过程中损失很小。资料表明，通常沼渣中含有机质36.0％～49.9％、腐殖酸10.1％～24.6％、粗蛋白质5.0％～9.0％、全氮0.78％～1.61％、全磷0.4％～0.6％、全钾0.61％～1.30％[3]。沼渣中的腐殖质是疏松多孔的亲水胶体，同时带有大量的负电荷，因而腐殖质能吸持大量水分，对阳离子具有极强的吸附能力，作为植物养分的K+、NH4+、Ca2+、Mg2+等被腐殖质吸附后，可避免随水流失，但可随时被植物根系附近的其它离子交换出来供植物吸收；沼渣中尚未完全腐熟分解的原料，施入农田后继续发酵，释放肥分，因而沼渣的施用能提高土壤供肥的持久性。　　2.2.2显著改善土壤理化性质和生物学性质　　沼渣中富含胡敏酸和富里酸等酸类物质，可以消除引起土壤碱化的主要盐分物质碳酸钠