沼液浓缩液与木醋液配施削减水田温室气体排放的方法技术

本发明专利技术属于温室气体减排技术领域，公开了一种沼液浓缩液与木醋液配施削减水田温室气体排放的方法，包括S1、沼液原液的制备；S2、沼液浓缩液的制备；S3、木醋液的制备；S4、沼液浓缩液和木醋液配施降低水田温室气体排放；S5、通过田间试验选取最优的沼液浓缩液和木醋液配施模式，以减少化肥施用，降低稻田温室气体的排放。本发明专利技术利用沼液浓缩液与木醋液替代化肥配施，削减水田温室气体排放。其中，沼液浓缩液配施20％木醋液处理减排CH4达到36.25％、减排N2O达到24.02％；沼液浓缩液配施10％木醋液处理减排CO2达到46.15％、降低43.69％稻田对全球增温潜能(GWP)的影响。全球增温潜能(GWP)的影响。全球增温潜能(GWP)的影响。

【技术实现步骤摘要】
沼液浓缩液与木醋液配施削减水田温室气体排放的方法


[0001]本专利技术涉及温室气体减排
，具体为一种沼液浓缩液与木醋液配施削减水田温室气体排放的方法。

技术介绍

[0002]全球气候变暖问题已经受到世界各国的高度关注，普遍认为温室效应的产生与3种温室气体—二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)排放的增加密切相关。政府间气候变化委员会(Intergovernmen
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tal Panel on Climate Change IPCC)第四次评估报告指出，农田土壤是全球温室气体的主要排放源之一，其排放主要以CH4和N2O为主，约占温室气体排放总量的14％。虽然CH4和N2O对于温室效应的作用低于CO2，但CH4和N2O在100年尺度上的全球增温潜能(Global warming potential
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GWP)远高于CO2，分别是CO2的25倍和298倍。因此农业土壤的温室气体排放对环境造成的危害不容忽视。
[0003]沼液是规模化沼气生产过程中排放的废弃发酵液经干湿分离后产生的高浓度有机废水，具有产生量大、有机碳和较高浓度的铵态氮，以及化学与生物化学需养量高的特点，故常被部分替代氮肥应用到农田中。但传统的沼液农田消纳面临储存、运输和管路维护费用高的难题。膜分离技术(在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时，实现选择性分离的技术)兼有分离和浓缩的功能，并具有节能、高效、过程简单和易于控制的特征，被广泛应用于各个分离和浓缩领域。目前，在沼液膜浓缩工程实现中，相对成熟的膜浓缩系统可以对沼液原液实现5～10倍的浓缩处理，极大地提高了沼液养分的含量和稳定性，可以为农田沼液施用规范化和标准化提供可靠的技术支撑。
[0004]中国专利CN111972233A公开了一种在稻田中施用生物炭与木醋酸的方法及其在稻田温室气体减排中的应用，利用生物炭及其生产过程的副产物木醋酸提高土壤质量和肥力，并实现固碳；中国专利CN108002895A公开了一种炭基液体肥料、及其生产系统和方法，利用木醋液、生物炭浸提液、沼液、悬浮剂、氮磷钾肥、腐殖酸钾、海藻酸、甲壳素和氨基酸等制备炭基液体肥料，用于农业耕作过程中的肥料。但利用沼液浓缩液与木醋液配施以削减水田温室气体还未见报道。

技术实现思路

[0005]本专利技术意在提供一种沼液浓缩液与木醋液配施削减水田温室气体排放的方法，利用沼液浓缩液与木醋液替代化肥配施，削减水田温室气体排放。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]沼液浓缩液与木醋液配施削减水田温室气体排放的方法，包括以下步骤：
[0008]S1、沼液原液的制备
[0009]选用废弃猪粪尿为原料进行自然发酵，发酵产物通过梯级沉降和滤网蠕动冲刷的方式将固行物料和沼液原液进行初步分离；
[0010]S2、沼液浓缩液的制备
[0011]利用脱脂棉和微滤膜对沼液原液中的固形物料和沼液进行二次分离，然后通过超滤或纳滤膜进行脱盐和脱水，实现沼液膜浓缩和透过液达标排放；
[0012]S3、木醋液的制备
[0013]将作物秸秆粉碎，放入干馏釜进行干馏，将粗级混合物液自然层淀，吸附轻焦油、层淀重焦油，过滤得到木醋液；
[0014]S4、沼液浓缩液和木醋液配施降低水田温室气体排放
[0015]以农业种植产物的全生育期对氮肥的需肥量为核算基准，以常规化肥施用处理为对照，木醋液按照不同体积比例添加到沼液浓缩液中，分别在农业种植产物的各个培育期施用；为满足农业种植产物对养分氮肥或磷肥或钾肥的需求，缺少的养分通过常规化肥复合肥、尿素、磷酸二氢钾和氯化钾补齐，以确保农业种植产物的正常生长；
[0016]S5、通过田间试验选取最优的沼液浓缩液和木醋液配施模式，以减少化肥施用，降低稻田温室气体的排放。
[0017]进一步地，在S1中，发酵的温度为25～30℃，发酵的时间为25天。
[0018]进一步地，在S2中，在沼液浓缩液的制备过程中，将沼液原液进一步发酵，以增加沼液营养物质含量；然后通过超滤和滤膜去除掉浓缩液中的有害物质和病菌，最终实现沼液膜浓缩液和透过液达标排放。
[0019]进一步地，在S3中，干馏的温度为110～130℃，干馏的时间为4.5～5个小时。
[0020]进一步地，在S3中，将秸秆高温干馏，吸附轻焦油、层淀重焦油，过滤得到富含有机酸、醇类、酚类和酮类的木醋液，使其作为有机物质的水溶性肥料。
[0021]进一步地，在S4中，木醋液根据体积比按0％、5％、10％和20％添加到沼液浓缩液中，除常规化肥施用处理外，所有试验处理均施用沼液浓缩液，施用量为沼液浓缩液含氮量替代常规化肥施氮量的60％。
[0022]进一步地，在S4中，农业种植产物为水稻，施用沼液浓缩液和木醋液的时期为秧苗移栽前、分蘖期和孕穗期。
[0023]进一步地，在S4中，为满足水稻全生育期对养分N、P2O5、K2O的需求，缺少的养分通过常规尿素、过磷酸钙和氯化钾补齐。
[0024]技术方案的有益效果是：
[0025]1、本专利技术沼液的原料猪粪尿，木醋液的原料是作物秸秆，二者均容易收集和储存，而且还可减少农村面源生活污染，减少农村作物秸秆燃烧造成的环境污染；
[0026]2、试验发现，利用本专利技术的沼液浓缩液配施秸秆木醋液与常规化肥施用处理相比，二者处理水稻产量均无显著差异，可见沼液浓缩液和木醋液合理配施，即可达到稳产的效果，又可以减少化肥施用量，达到化肥减量稳产的目标；
[0027]3、本专利技术与常规化肥施用处理相比，沼液浓缩液配施秸秆木醋液体积比5％、10％和20％处理均显著降低了稻田CH4、N2O和CO2的累积排放量，其中，沼液浓缩液配施20％木醋液处理减排CH4效果最好，达到了减排36.25％；沼液浓缩液配施20％木醋液处理减排N2O效果最好，达到了减排24.02％；沼液浓缩液配施10％木醋液处理减排CO2效果最好，达到了减排46.15％；
[0028]4、本专利技术与常规化肥施用处理相比，沼液浓缩液配施秸秆木醋液处理均显著降低了稻田对全球增温潜能(GWP)的影响，其中沼液浓缩液配施10％木醋液处理减排效果最好，
降低了43.69％。
附图说明
[0029]图1为本专利技术实施例中利用沼液浓缩液配施秸秆木醋液不同体积比处理在水稻整个生育期的甲烷累积排放量；
[0030]图2为本专利技术实施例中利用沼液浓缩液配施秸秆木醋液不同体积比处理在水稻整个生育期的氧化亚氮累积排放量；
[0031]图3为本专利技术实施例中利用沼液浓缩液配施秸秆木醋液不同体积比处理在水稻整个生育期的二氧化碳累积排放量；
[0032]图4为本专利技术实施例中利用沼液浓缩液配施秸秆木醋液不同体积比处理对全球增温潜能(GWP)的影响；
[0033]土中，CF表示常规施肥，BS+0％PA表示单施沼液浓缩液，BS+5％PA表示沼液浓缩液配施5％体积本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.沼液浓缩液与木醋液配施削减水田温室气体排放的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、沼液原液的制备选用废弃猪粪尿为原料进行自然发酵，发酵产物通过梯级沉降和滤网蠕动冲刷的方式将固行物料和沼液原液进行初步分离；S2、沼液浓缩液的制备利用脱脂棉和微滤膜对沼液原液中的固形物料和沼液进行二次分离，然后通过超滤或纳滤膜进行脱盐和脱水，实现沼液膜浓缩和透过液达标排放；S3、木醋液的制备将作物秸秆粉碎，放入干馏釜进行干馏，将粗级混合物液自然层淀，吸附轻焦油、层淀重焦油，过滤得到木醋液；S4、沼液浓缩液和木醋液配施降低水田温室气体排放以农业种植产物的全生育期对氮肥的需肥量为核算基准，以常规化肥施用处理为对照，木醋液按照不同体积比例添加到沼液浓缩液中，分别在农业种植产物的各个培育期施用；为满足农业种植产物对养分氮肥或磷肥或钾肥的需求，缺少的养分通过常规化肥复合肥、尿素、磷酸二氢钾和氯化钾补齐，以确保农业种植产物的正常生长；S5、通过田间试验选取最优的沼液浓缩液和木醋液配施模式，以减少化肥施用，降低稻田温室气体的排放。2.根据权利要求1所述的一种沼液浓缩液与木醋液配施削减水田温室气体排放的方法，其特征在于：在S1中，发酵的温度为25～30℃，发酵的时间为25天。3.根据权利要求1所述的一种沼液浓缩液与木醋液配施削减水田温室气体排放的方法，其特征在于：在S2中，在沼液浓缩液的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴彦君，李子川，张睿，江建锋，张进，孟俊，童文彬，杨海峻，徐城建，
申请(专利权)人：浙江科技学院，
类型：发明
国别省市：