沼液、沼渣在肥水中的應(yīng)用與效果分析

DOI：10.3969/j.issn.1004-6755.2025.07.004

中圖分類(lèi)號(hào)：S917 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1004—6755（2025）07—0021-04

Analysis on the application and effects of biogas slurry and residue in aquaculture fertilization *

ZHU Chunyue， YANG Peimin，LIU Zhonghang， ZHANG Boxu， HU Zongyun， ZHANG Jian （Liaoning Province Institute of Freshwater Fisheries Science，Liaoning Province Key Laboratory ofAquatic Animal Diseases Control，Liaoyang 11looo，China）

Abstract：Through the establishment of experimental groups with varying treatment concentrations， systematic monitoring and analysis were conducted on aquatic physicochemical parameters and phytoplankton community dynamics. The findings revealed that biogas slurry demonstrated comparable fertilization eficiency to poultry manure in aquaculture systems， effectively enhancing phytoplankton population density.Notably，higher一concentration treatments exhibited significantly greater enhancement in phytoplankton population density compared to lower- concentration treatments. This evidences biogas slurry's capacity to improve aquatic fertility and stimulate phytoplankton proliferation， thereby creating optimal growth conditions for cultured species. However，biogas residue demonstrated no statistically significant impact on water in fertilization efficacy.

Keywords：biogas slurry;biogas residue；aquaculture fertilization

在農(nóng)業(yè)與水產(chǎn)養(yǎng)殖的發(fā)展進(jìn)程中，肥水管理始終是保障生產(chǎn)效益和生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[1-2]。傳統(tǒng)的雞糞等肥料在長(zhǎng)期使用過(guò)程中暴露出諸多問(wèn)題，如環(huán)境污染、資源浪費(fèi)以及可持續(xù)性不足等。隨著人們對(duì)環(huán)保和資源循環(huán)利用的重視，沼液、沼渣作為新興的肥水材料，正逐漸嶄露頭角。

沼液、沼渣源于沼氣發(fā)酵過(guò)程，富含氮、磷、鉀等多種營(yíng)養(yǎng)元素以及豐富的微生物群落[3]。這些特性使其在肥水中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。一方面，沼液、沼渣能夠?yàn)楦∮沃参锾峁┴S富的營(yíng)養(yǎng)，促進(jìn)其生長(zhǎng)繁殖，進(jìn)而提高水體的初級(jí)生產(chǎn)力[3]；另一方面，沼液、沼渣中的微生物能夠參與水體的物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化，改善水質(zhì)狀況，為水生生物創(chuàng)造良好的生存環(huán)境[4。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，沼液、沼渣的應(yīng)用可以有效改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力，減少化肥施用量，降低農(nóng)業(yè)面源污染[5]。對(duì)于水產(chǎn)養(yǎng)殖而言，沼液、沼渣不僅能夠?yàn)轲B(yǎng)殖水體提供充足的營(yíng)養(yǎng)，還能調(diào)節(jié)水體生態(tài)平衡，促進(jìn)養(yǎng)殖生物的健康生長(zhǎng)。目前，沼液、沼渣在肥水中的應(yīng)用仍面臨一些挑戰(zhàn)。例如，沼液、沼渣的成分和質(zhì)量受多種因素影響，其應(yīng)用效果的穩(wěn)定性和一致性有待進(jìn)一步提高。同時(shí)，相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范尚不完善，限制了其大規(guī)模推廣應(yīng)用。

本研究旨在深入探討沼液、沼渣在肥水中的應(yīng)用效果，通過(guò)對(duì)比雞糞、沼液、沼渣以及肥水膏4種不同肥料的應(yīng)用效果，分析沼液、沼渣在肥水中的優(yōu)勢(shì)與不足，為其在實(shí)際生產(chǎn)中的合理應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)，進(jìn)而推動(dòng)農(nóng)業(yè)與水產(chǎn)養(yǎng)殖的可持續(xù)發(fā)展。

1材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

沼液、沼渣取自沈陽(yáng)遼中善達(dá)生物質(zhì)科技有限公司肉牛養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣池，沼渣含水率 80.7% .有機(jī)質(zhì)含量為 22.3% （干重），沼液含水率97.6% ，有機(jī)質(zhì)含量為 30.6% （干重）。沼液經(jīng)過(guò)初步沉淀過(guò)濾，去除較大的雜質(zhì)顆粒。選用新鮮、無(wú)明顯雜質(zhì)的雞糞，經(jīng)過(guò)堆肥發(fā)酵處理，使其充分腐熟。市售的專(zhuān)業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖肥水膏，主要成分為氨基酸、微量元素、維生素等。設(shè)置24個(gè)相同規(guī)格的室內(nèi)養(yǎng)殖池，每個(gè)養(yǎng)殖池體積為 30L ，注入經(jīng)充分曝氣、消毒后的地下井水，加人1L池塘水作為藻種。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)試驗(yàn)組，每組設(shè)置高濃度和低濃度兩個(gè)梯度，共8個(gè)處理組，分別為沼液高濃度組（Y一1）、沼液低濃度組（Y一2）、沼渣高濃度組（Z-1） 、沼渣低濃度組 （Z-2） 、雞糞高濃度組（J-1） 、雞糞低濃度組 （J-2） 、肥水膏高濃度組（F-1） 、肥水膏低濃度組 （F-2） ，每組3個(gè)重復(fù)。參照沼渣 75～150g/m² 或沼液 150～300g/m² 進(jìn)行配比[6]。將沼渣和雞糞均勻撒入水池中。肥水膏參照自身潑灑用量，將其稀釋后均勻潑灑。試驗(yàn)采用室內(nèi)靜態(tài)暴露，試驗(yàn)期間室內(nèi)溫度維持在相同溫度，試驗(yàn)周期為 30d 。每2d進(jìn)行溶解氧、pH值、氨氮和亞硝酸鹽的測(cè)定。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)在顯微鏡下對(duì)浮游植物進(jìn)行分類(lèi)、計(jì)數(shù)，觀察不同組別浮游植物生長(zhǎng)繁殖情況。

1.3 指標(biāo)測(cè)定

在施肥后每3d采集各試驗(yàn)組水樣，溶解氧采用隨手測(cè)測(cè)水儀進(jìn)行檢測(cè)， pH 值、氨氮和亞硝酸鹽采用專(zhuān)業(yè)水質(zhì)檢測(cè)試劑盒進(jìn)行測(cè)定。在施肥后的第1、7、14、21天，采集水樣，用浮游生物網(wǎng)過(guò)濾后，在顯微鏡下觀察并統(tǒng)計(jì)浮游植物的種類(lèi)和數(shù)量[7]。

2結(jié)果

2.1氨氮和亞硝酸鹽指標(biāo)變化

雞糞組和沼渣組的氨氮含量在試驗(yàn)期間一直保持在低水平，見(jiàn)圖 。沼液組的氨氮含量在試驗(yàn)初期有提升，但在中后期開(kāi)始下降，并一直保持在 0.1mg/L 。肥水膏組在試驗(yàn)前期氨氮含量較高，在后期開(kāi)始降低，并一直保持在 0.6mg/L 左右。雞糞組、沼渣和沼液組在試驗(yàn)過(guò)程中亞硝酸鹽含量一直維持在低水平，見(jiàn)圖 ¹b 。肥水膏組亞硝酸鹽含量在試驗(yàn)前6d維持在低水平，后逐漸開(kāi)始升高，并維持在 0.3mg/L 。在4個(gè)試驗(yàn)組中高濃度組與低濃度組的氨氮和亞硝酸鹽指標(biāo)相差不大。

2.2 溶解氧和pH值變化

沼渣、沼液和肥水膏三組的溶解氧變化趨勢(shì)基本相同，隨著試驗(yàn)的進(jìn)行均有提升，雞糞組的溶解氧基本維持在同一水平，說(shuō)明沼渣、沼液和肥水膏在試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)水體溶解氧的提升作用方式相似，見(jiàn)圖 2a 。雞糞組對(duì)水體溶解氧無(wú)明顯提升作用。4個(gè)試驗(yàn)組 pH 值在試驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有顯著變化，說(shuō)明4組肥料并不會(huì)對(duì)水體的 ΔpH 值產(chǎn)生影響，見(jiàn)圖2b。

2.2浮游植物群落變化

施肥后，4個(gè)試驗(yàn)組浮游植物均有增加，第14天后開(kāi)始下降，在4個(gè)試驗(yàn)組中，雞糞組、沼液組和肥水膏組浮游植物增加明顯，其中J一1和Y一1增加效果最為明顯，見(jiàn)圖3。浮游植物以綠藻、硅藻等為主。這說(shuō)明沼液能夠像雞糞一樣，為浮游植物的生長(zhǎng)提供豐富的營(yíng)養(yǎng)，促進(jìn)浮游植物的大量繁殖，從而提高水體的初級(jí)生產(chǎn)力。肥水膏組的浮游植物數(shù)量也有所增加，但浮游植物密度略低于雞糞組和沼液組。沼渣組的浮游植物數(shù)量增長(zhǎng)較慢，可能是沼渣中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)釋放速度較為緩慢，不能像雞糞和沼液那樣在短期內(nèi)為浮游植物提供足夠的氮、磷、鉀等大量元素和鐵、錳等微量元素，所以浮游植物沒(méi)有明顯生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)。4個(gè)試驗(yàn)組在第14天后浮游植物開(kāi)始下降的原因，推測(cè)是由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)限制、環(huán)境條件變化、生物因素、自身生理特性等多種因素的綜合作用。

3討論

3.1 沼液的肥效機(jī)制

沼液中含有豐富的氮、磷、鉀等大量元素以及多種微量元素和氨基酸、維生素等有機(jī)物質(zhì)，這些營(yíng)養(yǎng)成分能夠被水體中的浮游生物直接吸收利用，促進(jìn)浮游植物的光合作用和細(xì)胞分裂，從而大量繁殖。同時(shí)，沼液中的微生物菌群也能夠參與水體的物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)換過(guò)程，分解有機(jī)物質(zhì)，釋放出營(yíng)養(yǎng)元素，并通過(guò)自身的代謝活動(dòng)產(chǎn)生一些生長(zhǎng)因子和酶類(lèi)，進(jìn)一步促進(jìn)浮游生物的生長(zhǎng)和繁殖[8]。與雞糞相比，沼液中的營(yíng)養(yǎng)成分相對(duì)較為均衡，且經(jīng)過(guò)沼氣池的發(fā)酵處理，有害物質(zhì)如病原菌、寄生蟲(chóng)卵等得到了有效的殺滅和去除，在肥水過(guò)程中更加安全可靠。

3.2 沼渣的作用特點(diǎn)

沼渣作為固體廢棄物，其營(yíng)養(yǎng)成分釋放相對(duì)緩慢，主要起到長(zhǎng)效肥的作用[9]。在本研究中，沼渣對(duì)水體肥力的提升效果不明顯，推測(cè)沼渣中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)釋放速度較為緩慢，不能像雞糞和沼液那樣在短期內(nèi)為浮游植物提供足夠的氮、磷、鉀等大量元素和鐵、錳等微量元素。浮游植物的生長(zhǎng)繁殖需要充足的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)，包括能夠被其直接吸收利用的無(wú)機(jī)氮（如銨態(tài)氮、硝態(tài)氮）和有效磷等。沼渣可能由于其物理結(jié)構(gòu)（如顆粒較大）或化學(xué)組成（有機(jī)態(tài)營(yíng)養(yǎng)成分居多），導(dǎo)致這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不能迅速地溶解和分解到水體中，使得浮游植物無(wú)法及時(shí)獲取足夠的養(yǎng)分來(lái)支持其快速生長(zhǎng)。下一步研究者將延長(zhǎng)試驗(yàn)周期，進(jìn)一步分析沼渣在肥水中的作用。

3.3沼液與傳統(tǒng)肥料和肥水膏的比較

與傳統(tǒng)的雞糞相比，沼液在肥效上具有相似性，但在營(yíng)養(yǎng)成分的速效性、生態(tài)環(huán)保和資源循環(huán)利用方面更具優(yōu)勢(shì)。沼液含有大量的速效養(yǎng)分，如銨態(tài)氮、硝態(tài)氮等。這些養(yǎng)分能夠被植物或水生生物迅速吸收利用，在短時(shí)間內(nèi)為其提供充足的營(yíng)養(yǎng)支持。相比之下，堆肥發(fā)酵后的雞糞養(yǎng)分釋放速度相對(duì)較慢，其中的氮主要以有機(jī)態(tài)氮為主，需要經(jīng)過(guò)微生物的進(jìn)一步分解轉(zhuǎn)化才能被有效利用。在水產(chǎn)養(yǎng)殖等水體環(huán)境中，沼液可以直接作為肥水材料。它能夠快速增加水體中的浮游植物量，改善水體的生態(tài)環(huán)境。其含有的有益微生物可以分解水中的有機(jī)污染物，調(diào)節(jié)水體的生態(tài)平衡[10]。堆肥發(fā)酵后的雞糞用于水體，需要先經(jīng)過(guò)溶解和分解過(guò)程，而且如果使用不當(dāng)，可能會(huì)因含有較多的固體顆粒而導(dǎo)致水體渾濁，影響水體的透明度和溶解氧量[11]。肥水膏作為一種商業(yè)化的肥料，雖然使用方便，但成本相對(duì)較高，且其肥效相對(duì)單一。在本研究中分析肥水膏會(huì)在前期造成水體氨氮升高，后期亞硝酸鹽升高，推測(cè)可能會(huì)對(duì)水域養(yǎng)殖生物造成危害。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)養(yǎng)殖需求和成本效益等因素，合理選擇肥料或結(jié)合使用不同的肥料，以達(dá)到最佳的肥水效果。

4結(jié)論

本研究結(jié)果表明，沼液在肥水中的應(yīng)用效果與雞糞相似，能夠有效提高水體的肥力，促進(jìn)浮游植物的生長(zhǎng)繁殖，為養(yǎng)殖生物提供良好的生長(zhǎng)條件，且具有一定的環(huán)保優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際生產(chǎn)中，可以根據(jù)養(yǎng)殖規(guī)模、養(yǎng)殖種類(lèi)和水質(zhì)條件等因素，合理開(kāi)發(fā)和利用沼液資源，實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化利用，同時(shí)降低養(yǎng)殖成本，促進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。沼渣則沒(méi)有明顯的肥水作用，但由于試驗(yàn)時(shí)間較短，在水產(chǎn)養(yǎng)殖肥水過(guò)程中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值還需進(jìn)一步挖掘。

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