2020年07月03日
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畜牧廢水化身有機液肥來源 氮磷鉀以外 沼液沼渣補足農地肥分

【企劃廣編】

根據行政院農業委員會《養豬頭數調查報告》,截至2018年11月底,臺灣養豬戶數以屏東縣23.62%為最多,其次為雲林縣16.75%、彰化縣9.49%、臺南市8.88%、高雄市6.85%;飼養頭數則以雲林縣27.38%為最多,其次為屏東縣22.65%。

自1974年開始,臺灣針對畜牧糞尿,以廢(汙)水方式管制排放。畜牧業者須設置固液分離、厭氧、好氧之3段式廢水連續處理系統,處理後的放流水雖然符合標準,但是直接排放至河川、溝渠等水體後,偶爾仍有汙染河川的案例。

目前歐洲主要畜產國如英國、德國、丹麥及澳洲、紐西蘭等等,利用畜牧糞尿厭氧消化後產生的沼氣進行發電,而遺留的沼液沼渣則作為農地肥分使用。對比臺灣現況,行政院環境保護署於2015年修正《水污染防治措施及檢測申報管理辦法》,其中擬訂專章「沼液沼渣農地肥分使用」,規定畜牧業者只要符合沼液沼渣厭氧發酵、適當使用於農地的規定,經農政機關審查通過後,即可將畜牧廢水作為農地肥分使用。

配製有機液肥進行荔枝澆灌試驗,因含有植株所需胺基酸,有機酸等成分,具提升品質效果。

液肥有助根部吸收,沼液配製營養多元

作物除了受病蟲草害影響生長之外,營養不平衡亦是造成生長不良的原因之一。尤其在性質不良的土壤,農民往往因施用固態肥料,而降低根部吸收養分效率,因此造成生長不良。

作物必需營養元素有16種,然而施用化學肥料雖然可供應3種元素,次量、微量元素則供應不足,倘使能在果樹不同生長期配製高品質液肥,灌注於土壤使其直接滲入土層,供應根部吸收利用,將使果樹快速吸收充足養分,不但可提高肥料利用效率,且可避免養分流失,有助於提升果實生產品質。

此外,國外研究如蘇珊․理查遜(Susan D. Richardson)、托馬斯․泰恩斯(Thomas A. Ternes)〈水分析:新興汙染物與當前課題〉(Water Analysis: Emerging Contaminants and Current Issues)指出,因沼液富含植物生長所需有機質、礦物質、胺基酸、其他生長輔助劑,施用於農地,可幫助植物生長,因此以沼液取代農民常用灌溉水,配製有機液肥有其可行性。

畜牧糞尿可替代肥料,未有不良影響

以往臺灣研究畜牧糞尿,多是直接施用後對環境及作物的影響,陳琦玲以豬糞尿澆灌於土壤進行試驗,施用於農地後,並未檢測出人畜共通傳染性病蟲;施用後1天,亦未產生不良氣味,因此即使直接施用於農地,對環境無不良影響。我亦在實驗中發現畜牧糞尿經3段式廢水連續處理澆灌後,對環境無不良影響。

此外,畜牧糞尿作為追肥,施用於玉米或水稻,兩者生產質量與施用等量化學肥料者落差不大,顯示可以取代化學肥料。

圖中左側香蕉以純沼液澆灌,對比右側未施用之對照組,從植株外觀大小可明顯看出其生長效果。

芒果、荔枝澆灌試驗,有機液肥效果佳

我曾於2017年將畜牧場厭氧發酵沼液施用於紅龍果、香蕉、咖啡、檸檬後,發現此4種作物內含的氮濃度落於適當範圍,且較不施用者高。另外,亦曾以畜牧場發酵沼液取代灌溉水,配製有機液肥,經400倍稀釋後澆灌,有助於提升小果番茄、蓮霧品質。

另外,利用沼液取代灌溉水,配製有機液肥,並以灌溉水或畜牧場放流水將其稀釋適當倍數,與灌溉水配製的有機液肥澆灌施用芒果、荔枝,比較果實生產品質。

有機液肥基本配方參考簡宣裕等人〈有機液肥之製作與應用〉修訂,包含灌溉水或沼液300公升、豆粉9公斤、磷礦石粉9公斤、海草粉9公斤、動物性胺基酸6公斤、糖蜜30公斤、綜合性有益微生物6公斤。將灌溉水或沼液、全部材料倒入桶內後,以定時器設定每小時曝氣15分鐘、連續14天,經30天發酵後稀釋,即可進行田間澆灌處理。

田間澆灌處理方式如列,其一為純沼液,因沼液電導度高,因此以灌溉水稀釋10倍後澆灌。其二為水液肥,以灌溉水配製有機液肥,接著以灌溉水稀釋100倍後澆灌。其三為沼液肥,以沼液配製有機液肥,接著以灌溉水稀釋100倍後澆灌。其四為沼放肥,以沼液配製有機液肥,接著以放流水稀釋100倍後澆灌。並以完全不使用液肥、沼液為對照組。

以芒果、荔枝為例,進行有機液肥澆灌試驗,自幼果期開始,每7~10天澆灌1次,每分地每次施用有機液肥稀釋液1,500公升,共使用5次。

芒果試驗結果顯示,雖然果長、果重表現以對照組較佳,但與其他田間澆灌處理方式差異不大,而糖度(可溶性固形物)的表現則以沼液肥最佳,其次依序為沼放肥、純沼液、水液肥、對照組,顯示施用有機液肥可提升芒果糖度。

荔枝試驗結果顯示,果重以水液肥表現較佳,而糖度則以沼放肥表現較佳,不論使用何種有機液肥或純沼液澆灌,均較完全無使用有機液肥者佳,因此若農民施用有機液肥於芒果或荔枝,建議配製沼液肥、沼放肥。

以沼液配製有機液肥,並於芒果試驗區利用動力馬達抽取液肥進行澆灌,且依作物生長期進行養分調控。

沼液肥菌相豐富,具抑菌效果

進行沼液、水液肥、沼液肥微生物相分析,發現沼液肥菌相最為豐富,主要菌群為真菌類、蕈狀芽孢桿菌、枯草桿菌。

將沼液肥分離枯草桿菌菌株,分別以移植環接種於馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基右側四分之一處,於30℃培養1天後,再將芒果炭疽病菌菌絲塊放置在該培養基左側四分之一處,置於30℃下進行培養;而對照組則於該培養基左側四分之一處接種芒果炭疽病菌菌絲塊,待菌絲生長至培養基右側四分之一處後,記錄處理組之抑制圈大小,與對照組比對結果發現枯草桿菌菌株對芒果炭疽病菌具抑制效果,因此沼液或沼液肥中的有益微生物,值得進一步分析及應用。

經厭氧發酵沼液,因富含對植物生長有益成分,因此若能取代灌溉水配製有機液肥,將有助於提升有機液肥功效,且可提升作物生產品質,值得進一步研究、應用。畜牧場沼液的再利用,不但可解決畜牧場部分廢棄物問題,亦可供應作物肥分,一舉兩得。

本文轉載自《豐年雜誌》2019年3月號

【企劃廣編】

 

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