猪场沼液田用生态环境效用分析

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1、猪场沼液田用生态环境效用分析第一章引言1.1选题背景近年来，我国畜禽养殖业保持高速发展的势头，尤其生猪饲养量大，据2011年中国畜牧业年鉴数据，2010年全国年出栏1万头以上的猪场有3679个，全国生猪出栏6.67亿头，生猪存栏4.65亿头。畜禽养殖业的持续高速发展提高了老百姓的生活水平，增加了农民收入，促进了农村经济的发展，但是，随着畜禽养殖业的飞速发展，由过去的分散经营、饲养头数少、主要分布在农区转变为现在的集中经营、饲养头数多、分布在城市郊区或新城区，加上肥料施用由以有机肥为主转变为化学肥料占主导地位，过去形成的以畜-肥-粮循环为主要形式的农业生产模

2、式及建立的良好的生态平衡体系被打破，造成了严重的农牧脱节，最终导致养殖业和种植业的分离，畜禽粪便由宝贵的农业资源变为污染环境的废弃物。另外，畜禽粪便一般含水率较大并带有恶臭，这些特性使得畜禽粪便的处理、运输和施用都极不方便，在一定程度上加剧了畜禽粪便还田利用的难度，从而出现了畜禽粪便得不到及时利用和消纳，失去了应用出路而污染环境的问题。畜禽养殖场沼气工程是指以畜禽养殖废弃物（畜禽粪便、污水等）为原料，通过厌氧发酵获得清洁能源沼气的工程，畜禽粪便沼气化处理是解决大量畜禽养殖废弃物处理问题的一条重要的途径。目前国内的大中型畜禽养殖场沼气工程主要分为生态型和环保

3、型两种类型，前者是以沼气生产和综合利用为主，后者则以废水治理达标排放为主。沼气工程建设有利于促进农村生产、生活和生态（三生）的协调发展。规划、建设和运行良好的沼气工程具有明显的经济、社会和生态效益。沼气工程建设在新农村建设中的战略地位和作用非常突出，不可替代。国家对沼气工程建设事业十分重视，投入不断增加，2009年当年全国新增大型沼气工程1242处，年增长率为40%（屠云璋等，2010）。沼气工程技术的发展虽然在很大程度上解决了以畜禽粪便为主的畜禽养殖废弃物的处理，但是，伴随着沼气的生产，沼气工程同时也产生大量的发酵残余物，固体和液体发酵残余物分别称为沼渣

4、和沼液。1个总池容为800m3的沼气工程每天需要外排的沼液量大约为15t，外排沼渣2.7t左右。沼渣沼液属于高浓度污染物（主要是氮、磷浓度较高），不能直接排放到自然环境中，必须通过后续处理达到排放标准后再排放，或者对其进行安全利用，从而避免沼渣沼液对环境产生二次污染。建设沼气工程发酵残留物后续处理设施建设成本和运行成本都较高，畜禽养殖业属于风险偏高、收益偏低的产业，业主一般难以承受这部分成本，因此，沼渣沼液深度处理达标排放的途径仅在东部沿海发达地区的部分大型养殖企业中采用，在土地资源相对丰富且养殖企业经济承受能力不高的案例中，沼渣沼液的处置多采用农田利用的

5、方式。沼渣沼液的处置问题为沼气工程技术的推广应用提出了新的难题，其利用研究成为有关学者关注的焦点。1.2国内外研究现状沼液中保留了90%以上的发酵原料中的氮，磷和钾的回收率也高达80%~90%，且氮素结构较原污水更优。除此之外，沼液中还含有溶解性有机物质、铁、锌、铜、硼、钼等有利于促进植物生长的丰富的微量元素以及赤霉素、吲哚乙酸、腐殖质等多种植物生长素及B族维生素和抗菌素等（Tani等，2006；Marcato等，2008）。基于沼液的以上特点，有关学者开展了多方面的沼液利用研究。1.2.1沼液中活性物质利用的研究沼液中含有吲哚乙酸、赤霉素(GA4，GA1

6、9，GA53)和细胞分裂素iPR等植物激素和喹啉酮类化合物等（霍翠英等，2011），对植物生长具有一定的促进作用，同时对某些植物病害具有抗击效果。有关学者利用沼液的上述特性对沼液浸种以提高发芽率和利用沼液防治植物病虫害进行了试验研究，但上述研究多为实验室小试规模，研究结果尚未能推广应用到实际生产中。1.2.1.1沼液浸种研究沼液浸种的研究在我国已经开展多年，已有研究表明，沼液浸种能提高发芽势和发芽率，促进秧苗生长和提高秧苗的抗逆性。胡建平等（2011）利用沼液浸泡水稻种子的研究发现，沼液浸种处理的早稻哑谷率低，秧苗的素质改善，秧苗的抗逆能力和早稻的分蘖力、

7、结实率和千粒重均有所提高，增产效果较为明显，同时沼液浸种对控制早稻纹枯病有一定的作用，但对控制恶苗病作用不明显。戴小阳等（2007）进行的玉米沼液浸种试验结果显示，沼液浸种促进了玉米早发芽，且出苗整齐，生长势头旺盛，但当沼液浓度超过70%时，对玉米种子的发芽和生长有抑制作用，沼液浓度低于70%时，对种子的发芽和生长有促进作用，该研究推荐的玉米浸种沼液适宜浓度为20%~50%。张亚莉等（2011a；2011b）对沼液蔬菜浸种进行了研究，结果表明，用浓度低于30%的沼液稀释液进行蔬菜浸种，能够提高韭菜、苋菜、香菜、茴香、胡萝卜等的种子发芽率，使芽茎增高，茎粗加

8、粗，根长增长，根须数增加，株高值增大。1.2.1.2沼液的病虫害防