沼肥肥效与安全有效利用

沼肥肥效与安全有效利用
郑时选;邱凌;刘庆玉;张衍林
【摘要】通过对沼渣、沼液的营养组分、有毒有害物质和卫生指标进行系统的监测,得出有代表性的数据应用于生产.通过分区域对不同品种的果树和蔬菜的田间试验,观察施用沼渣、沼液与化肥配合的不同比例对水果和蔬菜在品质、产量方面及试验地土壤成分变化的影响,依据国家相关标准验证了沼渣、沼液作肥料对农产品安全性的影响,为沼肥的规范化施用提供了依据.
【期刊名称】《中国沼气》
【年(卷),期】2014(032)001
【总页数】6页(P95-100)
【关键词】沼肥;测试;比较研究;生产应用
【作者】郑时选;邱凌;刘庆玉;张衍林
【作者单位】农业部沼气研究所,成都610041;西北农林科技大学,陕西杨凌712000;沈阳农业大学,沈阳110000;华中农业大学,武汉430000
【正文语种】中文
【中图分类】S216.4
沼渣、沼液的利用技术在我国的研究和应用中是较早的研究内容之一，沼肥的生产应用一直以来受到人们的重视，它的应用效果已经在生产中得到了广泛的证实。

但是在生产中所出现的许多问题，如沼渣、沼液本身除了养分以外，它对作物增产的
机理尚未清楚;对不同土壤、不同作物施用技术的最佳方法尚无系统的研究报道;在
考虑施用技术上对不同作物、不同土壤的施用量也没有准确地、科学地定量依据;
且无沼渣沼液施肥专用的农用机械设备等。

通过科技部科研院所社会公益研究专项“沼渣、沼液农用安全指标监测与评
价”(2005DIB3J030)，在全国较大范围的抽样测试，获得了国内沼渣、沼液作为
农业肥料的品质及施用后对土壤和蔬菜、水果品质影响的基本数据，同时获得了沼肥施用对土壤、水果、蔬菜品质、有害成分的影响数据。

本研究对这些影响分别给出了安全范围限量，对沼肥的生产与推广应用提供了基础数据支持。

1 沼渣沼液营养成分测试结果
在全国范围内，按生态区域(东北、西南、西北、华中、华南地区)、沼气发酵工艺(户用沼气池和大中型沼气工程)、发酵残余物类型(沼渣、沼液)进行分层抽样。

1.1 分区抽样检测项目
表1 分区抽样检测项目分类户用、工程检测项目营养组分沼渣、沼液 pH 值、
全氮、磷、钾，速效氮、磷、钾、有机质、腐植酸、粗纤维维生素C、干物质、粗蛋白卫生组分沼渣、沼液寄生虫卵沉降率、血吸虫卵及钩虫卵、大肠菌值有毒有害污染物沼渣、沼液硝酸盐、氰化物、重金属(汞，砷，镉，铅、铬、铜)
1.2 沼渣和沼液的营养成分测试结果
五个区抽样的沼渣沼液营养成分测试结果见表2 和3(含东北、西北、华中、西南、华南片区18 个省，户用沼气池和畜禽场沼气工程的沼渣沼液样品214个，测试数据2864 个)
表2 五片区沼渣营养含量测试平均值全氮有机质地区N 总养分(全N，P，K 总和)速效总养分(速效N，P，K 总和)g·kg -1 g·kg -1 g·kg -1%12.87 23.81 7.05 39.08西北 20.97 246.79 9.21 59.11华中 24.25 72.64 7.17 62.21西南 6.51 55.6 7.94 29.37华南东北11.31 50.33 7.53 30.66
表3 五片区沼液营养含量测试平均值全氮有机质地区N 总养分(全N，P，K 总和)速效总养分(速效N，P，K 总和)g·kg -1 g·kg -1 g·kg -1%0.46 1.53 7.17 0.73
西北 1.55 17.71 7.53 0.56华中 1.97 5.64 7.35 2.37西南 0.62 5.81 7.45 2.85华南东北0.73 26.87 7.27 0.63
按全氮指标看测试结果，五片区沼渣全氮在0.65% ～2.4%间，沼液在0.01% ～0.2%之间，参照《中国有机肥料养分志》和有关资料报道的数据确定出沼渣、沼液的最低养分指标。

对五个区抽样的沼渣沼液营养成分与NY525-2002 有机肥料农业行业标准(见表4)中对主要来源于植物(或)动物，施于土壤以提供植物营养为主要功能的含碳物料的有机肥料技术指标进行比较，各区的比较为各区沼液营养成分均低于标准值，沼渣营养成分除东北区稍低外，其余区的沼渣营养成分均高于标准值。

表4 NY525-2002 有机肥料技术指标注:NY525 标准已修订，指标有变化。

指标有机质含量/% ≥项目30总养分(N+P205 +K20)含量(以干基计)/% 4水分(游离水)含量/% ≤20酸碱度pH 5.5 ～8.0
为了便于施用量的计算，取《中国有机肥料养分志》中的数据作为计算的依据，即沼渣全N%(鲜样)=0.5%，沼液全N%(鲜样)=0.1%，实际上现在沼渣、沼液的养分指标一般都高于此限。

如果在应用中沼渣、沼液的养分指标低于此范围，建议在无公害食品生产中不宜施用。

1.3 沼渣沼液有毒有害成分
过去我国农村普遍采用的是青饲料和粮食的传统饲养方法，目前绝大多数都采用了配合饲料饲养方法。

配合饲料中添加的重金属通过猪的新陈代谢而残留于厌氧消化液中，并经过迁移和累积，使沼渣、沼液的重金属含量发生了明显的变化。

依据中华人民共和国农业行业标准NY/T 798-2004 复合微生物肥料无害化指标见表5。

表5 复合微生物肥料无害化指标(mg·kg -1)参数标准极限砷及其化合物(以As 计) ≤75镉及其化合物(以Cd 计) ≤10铅及其化合物(以Pb 计) ≤100铬及其化合物(以Cr 计) ≤150汞及其化合物(以Hg 计) ≤5
图1 辽宁省沼液、沼渣重金属最大含量与标准值对比图
图2 陕西省沼液、沼渣重金属最大含量与标准值对比图
图3 河南省沼渣、沼液重金属最大含量与标准值对比图
图4 福建省沼液、沼渣重金属最大含量与标准值对比图
图5 四川省沼液、沼渣重金属最大含量与标准值对比图
对各省区沼渣沼液抽样样本重金属含量与标准值进行了比较，其结果显示各区的重金属含量均低于标准限值，华南区相对其他区铜的含量更高。

图1 ～图5 是各区随机抽一个省分的有毒有害成分测试与NY/T 798 标准对比图。

另一方面，通过对配合饲料养殖法和青饲料养殖法沼渣沼液的测试，获得主要重金属含量的平均值，见表6 ～表9(所测数据测试样品由湖南农村能源办、吉林能源研究所、西南农业大学、厦门大旺养殖场、四川成都温江、双流能源办提供)。

表6 配合饲料饲养法沼渣主要重金属含量(mg·kg -1)As Cd Cr Hg Pb最高值项
目39.93 11.88 29.70 4.580 24.10最低值 34.20 6.870 25.38 3.760 20.11平均值36.388 8.632 27.598 4.170 22.392
表7 配合饲料饲养法沼液主要重金属含量(mg·kg -1)As Cd Cr Hg Pb最高值项
目0.450 0.056 0.680 0.152 0.918最低值 0.252 0.038 0.253 0.101 0.806平均值0.376 0.055 0.338 0.122 0.878
表8 青饲料饲养法沼渣主要重金属含量(mg·kg -1)As Cd Cr Hg Pb最高值项目24.10 2.205 19.89 3.850 64.45最低值 14.64 1.020 1.380 1.497 21.50平均值21.71 1.489 6.258 2.084 32.34
表9 青饲料饲养法沼液要主重金属含量(mg·kg -1)As Cd Cr Hg Pb 项目最高值
0.843 0.035 0.250 0.090 0.538最低值 0.302 0.018 0.120 0.0138 0.283平均值0.424 0.042 0.183 0.043 0.377
沼渣测试结果与有机肥料污染物允许含量比较见表10，表11。

表10 配合饲料饲养法沼渣主要重金属含量与允许含量比较情况(mg·kg -1)As Cd Cr Hg Pb最高值项目39.93 11.88 29.70 4.580 24.10最低值 34.20 6.870 25.38 3.760 20.11平均值 36.388 8.632 27.598 4.170 22.392允许值≤75 ≤10 ≤150 ≤5 ≤100
表11 青饲料饲养法沼渣主要重金属含量与允许含量比较情况(mg·kg -1)As Cd
Cr Hg Pb最高值项目24.10 2.205 19.89 3.850 64.45最低值 14.64 1.020 1.380 1.497 21.50平均值 21.71 1.489 6.258 2.084 32.34允许值≤75 ≤10 ≤150 ≤5 ≤100
沼液中的重金属含量按有机肥料的允许含量范围判定，所含重金属在标准范围之内，但如果用于某些农产品的种植施肥，按该农产品生产技术规范要求的重金属含量允许值来比对，就超出了标准限，例如无公害茶叶。

表12 配合饲料饲养法沼渣主要重金属含量与允许含量比较情况(mg·kg -1)As Cd Cr Hg Pb最高值项目39.93 11.88 29.70 4.580 24.10最低值 34.20 6.870 25.38 3.760 20.11平均值 36.388 8.632 27.598 4.170 22.392允许值≤30 ≤3 ≤70 ≤5 ≤60
注:表12 中的允许值为NY/T 5018-2001 无公害食品茶叶生产技术规程中6.2.3
有机肥料污染物质允许含量。

由表12 可知:配合饲料饲养法的沼渣As，Cd的含量远远超出规定的含量，Hg 的含量已接近极限值，Cr，Pb 的含量虽然没有超过规定的含量，也已分别达29.70 mg·kg-1和24.10 mg·kg-1，说明配合饲料饲养法沼渣、沼液中重金属含量对某
些农产品种植会带来污染的威胁。

沼液若作为灌溉水使用，以无公害产地环境标准规定的农田灌溉水重金属含量的标准来衡量，沼液中的重金属含量已大大超出，见表13。

农田灌溉水主要污染物允许含量引自NY/5010-2002 无公害食品蔬菜产地环境条件规定见表
表13 配合饲料饲养法沼液主要重金属含量与农田灌溉水主要污染物允许含量比较情况(mg·kg -1)As Cd Cr Hg Pb最高值项目0.450 0.056 0.680 0.152 0.918最低值 0.252 0.038 0.253 0.101 0.806平均值 0.376 0.055 0.338 0.122 0.878允许值≤0.10 ≤0.005 ≤0.10 ≤0.001 ≤0.10
从上述数据说明，沼液在施用过程中应有量的限制。

即使将沼液稀释50%，仍然超出无公害种植环境条件规定的灌溉水重金属含量标准，因此，过多地、盲目地施用沼液将造成重金属在土壤中的累积，转移至农产品，导致农产品污染。

综上所述，沼渣、沼液的重金属尚在NY/T798-2004 复合微生物肥4.2.3 污染物质允许含量规定范围内(见表14)。

表14 有机肥料污染物质允许含量(mg·kg -1)重金属浓度限值重金属浓度限值砷≤75 铅≤100汞≤5 铜≤400镉≤10 六六六≤0.2铬≤150 滴滴滴≤0.2
但如果沼液在无公害作物种植中施用，其重金属含量应参照NY/T5010-2002 无公害食品蔬菜产地环境条件，对灌溉水重金属含量的要求。

规定的内容见表15。

表15 NY/T5010-2002浓度限值pH 值项目5.5 ～8.5化学需氧量/(mg·L -1)≤ 40a ～150总汞/(mg·L -1)≤ 0.001总镉/(mg·L -1)≤ 0.005b ～0.01总砷/(mg·L -1)≤ 0.05总铅/(mg·L -1)≤ 0.05c ～0.10铬(六价)/(mg·L -1)≤ 0.10氰化物
/(mg·L -1)≤ 0.50石油类/(mg·L -1)≤ 1.0粪大肠菌群/(个·L -1)≤ 4000 d
注:a.采用喷灌方式灌溉的菜地应满足此要求;b. 白菜、莴苣、茄子、蕹菜、芥菜、苋菜、芜菁、菠菜的产地应满足此要求;c.萝卜、水芹的产地应满足此要求;d. 采用喷灌方式灌溉的菜地以及浇灌、沟灌方式灌溉的叶菜类菜地时应满足此要求。

1.4 沼渣沼液卫生指标
各区沼渣沼液卫生指标中粪大肠菌群数在1.9×102 ～3. 4 × 105 之间，集中在1600 ～1900 MPN·100 mL-1，蛔虫卵在10 ～565 个·g-1，绝大多数在0 ～50 个·g-1之间。

对安徽青阳县血吸虫疫区的沼渣沼液抽样测试结果和四省沼气池寄生虫(蛔虫)检测结果表明，沼气池能够在厌氧发酵的环境中有效杀灭蛔虫、钩虫、鞭虫、蛲虫和血吸虫等寄生虫卵，沼渣沼液卫生指标基本符合标准要求。

1.5 沼肥品质评价
沼液营养成分低于NY525-2002 有机肥料农业行业标准，沼渣符合NY525-2002 要求。

一般情况下，沼液浓度远低于沼渣，营养成分低于标准值是正常的。

从肥料养分的角度看，对蔬菜和果树的施肥，施用沼液需要搭配适量的其他肥料，以保证作物的肥料养分需求。

沼肥的有害成分在有机肥料标准范围内。

2 沼肥与化肥配合应用比例
为了找到沼肥应用的最佳效果，通过田间试验，研究了不同厌氧消化残余物(沼渣、沼液)、不同处理(普通施肥、不同配比的沼肥与化肥等)在不同区域(全国5 个生态
区域)、对不同作物(果树、蔬菜)的生物效应(品质、产量)，同时对试验区土壤、水域造成的环境效应也进行了分析。

获得田间测试数据4105 个，受试蔬菜、水果产量及果实性状等数据1212 个。

2.1 各区试验地点、供试作物及土壤情况。

表16 各区试验地点、供试作物及土壤情况区域地点供试作物供试土壤东北辽宁沈阳生菜、草霉黑壤华中湖北武汉茄子、梨紫色土与红壤间西北陕西杨陵萝卜、苹果黄壤西南重庆北碚番茄、柑桔紫色土壤华南江西赣州空心菜、脐橙
红壤
2.2 肥料配比试验方案
各区各种作物试验均按如下处理进行试验，其中试验设5 个处理，3 次重复。

处理Ⅰ:自然状态施肥(对照);
处理Ⅱ:全施沼肥;
处理Ⅲ:沼肥∶化肥=1∶1(N 素提供量);
处理Ⅳ:沼肥∶化肥=8∶2(N 素提供量);
处理ⅴ:沼肥∶化肥=2∶8(N 素提供量)。

2.3 田间试验分析项目
田间试验分析项目见表17。

表17 田间试验分析项目分类户用、工程检测项目营养组分土壤(试前后各一次) 物理性状:容重、团粒结构全氮、磷、钾，速效氮、磷、钾、有机质、腐植酸、pH 值有毒有害污染物土壤(试前后各一次) 硝酸盐、氰化物、重金属(汞，砷，镉，铅、铬、铜)农残(DDT、六六六)营养品质果树、蔬菜营养品质:可溶性糖含量、粗纤维、维生素C、干物质、粗蛋白、总糖、果酸有毒有害污染物果树、蔬菜硝酸盐、氰
化物、重金属(汞，砷，镉，铅、铬、铜)农残(DDT、六六六)
通过田间试验对供试蔬菜、水果和土壤各项指标的测试，总体上显示，沼肥与化肥1∶1 的搭配可以使肥料营养成分互补，蔬菜、水果的有害成分的含量最低，见表18。

表18 五区田间试验沼肥施用对农产品品质和重金属含量影响排列首位汇总品质
重金属含量区域品种工程户用工程户用东北生菜沼肥∶化肥1∶1 沼肥∶化肥1∶1 沼肥沼肥∶化肥1∶1草莓沼肥沼肥化肥沼肥西北苹果沼肥化肥沼肥化肥萝卜沼肥——化肥华中梨沼肥沼肥∶化肥1∶1 沼肥∶化肥1∶1 沼肥∶化肥1∶1茄子沼肥∶化肥1∶1 沼肥∶化肥1∶1华南蕹菜沼肥∶化肥1∶1 沼肥∶化
肥4∶1 沼肥∶化肥1∶1 沼肥脐橙沼肥沼肥∶化肥4∶1西南番茄沼肥∶化肥
1∶1 沼肥∶化肥1∶1 沼肥∶化肥1∶1 沼肥∶化肥1∶1柑桔沼肥∶化肥4∶1 沼肥∶化肥1∶1 沼肥沼肥汇总品质试验总数17，沼肥组数5，沼肥∶化肥1∶1 组
数12 重金属含量总数17，沼肥组数6，化肥组数3，沼肥∶化肥1∶1 组数8 2.4 田间试验结果分析
(1)各处理对土壤的全氮和总养分的变化没有明显的影响。

有三个区大部分试验地土壤中Hg，Cu，Pb，Cd，DDT 含量均超过GB15618-1995(土壤环境质量标准)一级标准的限量值。

(2)全施沼肥的处理对各种供试作物的品质都有不同程度的提高。

(3)试验区所有供试作物中Pb 的含量几乎全部超出GB2762-2005(食品中污染物限量)规定的限量值。

(4)试验区所有供试作物的产量均以沼肥∶化肥=1∶1 的处理最高，说明沼肥与化肥配合施用能提高作物产量。

3 沼肥品质评价
3.1 沼肥营养成分
沼液营养成分低于NY525-2002 有机肥料农业行业标准，沼渣符合NY525-2002 要求。

一般情况下，沼液浓度远低于沼渣，营养成分低于标准值是正常的。

从肥料养分的角度看，对蔬菜和果树的施肥，施用沼液需要搭配适量的其他肥料，以保证作物的肥料养分需求。

3.2 沼肥的有害成分
沼肥的有害成分在标准范围内。

3.3 对供试蔬菜、水果品质影响评价
3.3.1 沼肥施用对农作物品质提高产生影响
田间试验中全施沼肥的处理对各种供试作物的品质都有不同程度的提高。

水果类蛋白质、总糖、可溶性糖的含量上升，果酸含量下降;蔬菜类蛋白质、维生素C 含量增加。

3.3.2 沼肥施用对供试蔬菜、水果有害成分超标的影响
试验区所有供试作物中Pb 的含量几乎全部超出GB2762-2005(食品中污染物限量)规定的限量值。

除华北地区草莓试验中草莓As 的含量未超出此标准规定的含量外，其余地区所有试验的农作物As 的指标全部超出GB2762-2005 标准规定的含量。

西南地区番茄、柑橘试验以及华中地区茄子试验番茄、柑橘、茄子中Cr 的含量全部超出GB2762-2005标准规定的限量。

西南柑橘试验、华北草莓试验、华中梨子试验产品中Cd 的含量全部超过GB2762-2005 标准规定的限量。

上述情况的出现，是否因为土壤有害成分迁移累计有关，值得进一步研究。

3.4 沼肥施用提高农作物产量
试验区所有供试作物的产量均以沼肥∶化肥=1∶1处理最高，说明沼肥与化肥配合施用能提高作物产量。

全施沼肥的处理可能由于沼肥的肥效不高而不能完全满足作物的需肥要求而影响产量提高。

3.5 施用沼肥对土壤影响评价
3.5.1 田间试验施用沼肥对土壤养分没有影响
田间试验各处理组对土壤的全氮和总养分的变化没有明显的影响。

试验区土壤全氮和总养分分别在0.46 ～1.99 g·kg-1，7.42 ～21.8g·kg-1之间变化。

同一试验区内处理之间土壤养分的变化不大，而试验区之间的养分变化是因为各区试验的土壤种类的差异所致。

3.5.2 田间试验施用沼肥对土壤有害成分有影响
田间试验3/5 个区大部分试验地土壤中Hg，Cu，Pb，Cd，DDT 含量均超过
GB15618-1995(土壤环境质量标准)一级标准的限量值，仅有西南和华中区试验地各项指标未超出此标准的限量值。

沼渣沼液抽样测试表明有害成分在标准限定值内，而田间试验的土壤有害成分大部分试验点和绝大部分指标超出标准值，这种情况的出现是否与沼肥的施用有关值得进一步的试验与研究。

4 结论
4.1 沼渣沼液营养成分
符合NY525-2002 有机肥料和NY/T 798-2004复合微生物肥料农业行业标准。

沼肥的卫生指标符合NY/T394-2000 绿色食品肥料使用准则的规定，可以作为农肥施用。

4.2 沼肥施用搭配比例
全施沼肥的处理对各种供试作物的品质都有不同程度的提高。

沼肥与化肥配合，按沼肥∶化肥=1∶1配合使用增产效果更好。

4.3 沼肥的无害化处理
沼渣沼液的有害成分含量虽然在肥料标准限定内，但要用于无公害农业种植，任超出了例如土壤环境质量标准允许值、无公害食品蔬菜产地环境条件等标准的限量，需要进行无害化处理。

4.4 建议制定沼肥标准
沼肥的质量要求，重金属限值和无害化处理方法目前尚无统一的标准，而欧盟、德国对沼渣沼液的处置均有相应法规、标准，对沼肥的生产、施用以及对农产品品质保证具有法律约束力。

建立沼肥标准不仅对我国数量众多的沼气工程沼渣沼液的利用与处置有了技术规范，同时对沼肥产品进入市场是有力的促进。

参考文献:
［1］全国农业技术推广服务中心. 中国有机肥料养分志［M］.北京，中国农业出版社，1999.
［2］ GB15618-1995 土壤环境质量标准［S］.
［3］ GB2762-2005 食品中污染物限量［S］.
［4］ NY/T394-2000 绿色食品肥料使用准则［S］.
［5］ NY525-2002 有机肥料［S］.
［6］ NY/T 798-2004 复合微生物肥料［S］.
［7］ NY/T5010-2002 无公害食品蔬菜产地环境条件［S］.。