沼氣綜合利用技術

沼氣的主要産物是“三沼”，即沼氣、沼渣和沼液，其中沼渣和沼液是沼氣發酵的殘留物，合稱為沼肥。作為人、畜糞尿和農作物廢棄物等，經過發酵後所産生的沼氣以及發酵殘留物沼肥，對于農業種植、養殖、加工乃至生活中的很多方面，又發揮出“變廢為寶”的作用。下面主要介紹沼氣和沼肥綜合利用技術：

一、沼氣利用技術

（一）沼氣二氧化碳施肥

　　沼氣中一般含有25 %—35 %的二氧化碳和50 % —70 %的甲烷。甲烷燃燒時又産生大量的二氧化碳，同時釋放出大量熱能。一般來講，燃燒1m3 沼氣可産生0. 975 m3二氧化碳。根據光合作用原理，在種植蔬菜的塑料大棚内燃點一定時間、一定數量的沼氣，因棚内二氧化碳濃度和溫度增高，可有效地促使蔬菜增産。

　　1、施肥原理

二氧化碳是作物進行光合作用的主要原料。二氧化碳施肥是蔬菜栽培中增産效果極為顯著的一項新技術，增産幅度一般都在30%左右，尤其對于日光溫室的冬季生産，增産的效果更加明顯。

　　蔬菜作物的葉片把從空氣中吸收的二氧化碳和從土壤中吸收的水分，通過光合作用轉化成有機物質，并将太陽能轉化為化學能潛藏其中。光合作用形成的有機物質約占蔬菜作物總幹物重量的90%—95%，而在蔬菜作物幹物重中占比重最大的“碳”和“氧”則是從二氧化碳中來的。由此可見，二氧化碳是蔬菜作物生長發育所需的重要物質之一。

　　外界大氣中二氧化碳的濃度約為0.03% （也就是10000立方米空氣中含有3立方米二氧化碳），一般變化不大。但在日光溫室中，特别是冬季生産中，溫室内二氧化碳濃度的變化比較大，早晨揭開草簾前，二氧化碳的濃度最高，一般超過0.045%，比溫室外大氣中二氧化碳濃度高出50%以上；揭開草簾之後，由于光合作用，使溫室内二氧化碳濃度迅速下降，中午降低到0.0085%，不足溫室外大氣中二氧化碳濃度的1/3;到了下午，二氧化碳濃度還會下降。蓋草簾後，二氧化碳濃度開始回升，到第二天早晨又達到0.045%。由此可以看出，在中午前後溫度和光照均達到高峰，應是光合作用的最佳時刻，但這時二氧化碳濃度卻已降得很低，出現了明顯的供需矛盾。二氧化碳濃度的不足，将直接影響蔬菜作物的生長和産量。在其他季節，可以通過通風來解決，但在寒冷的冬季，通風會導緻溫室内氣溫的下降，從而影響溫室内蔬菜作物的生長。這時解決日光溫室内二氧化碳不足的唯一辦法，就是進行二氧化碳施肥。

　　實踐證明，施用二氧化碳的蔬菜植株生長健壯，葉綠素含量高，葉色深綠有光澤，開花早，雌花多，花果脫落少，而且嫩枝葉長勢旺盛，抗病性增強。否則，植株生長勢差，葉色暗無光澤，開花晚，雌花少，花果脫落多， 且葉片低平，與主枝垂直或下垂，葉面出現斑點，或凸凹不平，或黃枯腐爛。

2、調控技術

就蔬菜來說，生長期中前期施用二氧化碳效果最好。施後對培育壯苗、縮短苗齡期都有良好效果，在保護地内定植的蔬菜，可在定植後一周左右，植株已經緩苗時施用二氧化碳。對黃瓜、番茄等果菜類蔬菜，宜在雌花着生、開花期、結果初期施二氧化碳，因為此期植株對二氧化碳的吸收量急劇增加，及時施用二氧化碳能夠促進果實肥大。如若開花結果前過多過早地施用二氧化碳，會使莖葉繁茂，而對果實産量、經濟産量卻無明顯提高。

　　人工施用二氧化碳的濃度應根據蔬菜種類、光照度和溫室内溫度情況來定。一般在弱光、低溫和葉面積系數小時，采用較低的濃度；而在強光、高溫、葉面積系數大時，宜采用較高濃度。蔬菜種類不同，所處生育期不同，肥水條件、環境條件不同，所需空氣中二氧化碳濃度也不同。苗期所需二氧化碳濃度低些，生長期則高些，大多數蔬菜生長期所需二氧化碳濃度約在 0.1%～0.15%。

　　二氧化碳施用的時間與光照度有關。在日光溫室中，早晨揭開草簾後，随着光照度的逐漸增加，光合作用也逐漸加強，日光溫室内二氧化碳濃度開始迅速下降，這時便可開始施放二氧化碳。這個時間一般在揭開草簾後 0. 5～1小時。具體講，11月至第二年元月為9時，1月下旬至2月下旬為8時， 3～4月為7時。

在植株葉面積系數較大的溫室内需要長時間通風的情況下，應在日出30分鐘左右燃燒沼氣或點沼氣燈，平均施放度為每小時0.5立方米左右，據此計算出不同體積溫室增施各種濃度二氧化碳所需要燃燒沼氣的時間。一般采取斷續施放的方法，每施放10～15分鐘，間歇20分鐘，在放風前30分鐘停止施放。

3、作用和效能

　　（1）提高蔬菜的光合速率。 利用L1-6200光合測定系統，測定蔬菜葉片在不同二氧化碳濃度時其光合速率有很大差異。在溫度基本相同的情況下，增加二氧化碳濃度可大大提高光合作用的速率。

　　（2）提高蔬菜的生物産量。 試驗表明，無論是葉菜類還是果菜類，在二氧化碳濃度增加時，除了植株的光合速率明顯提高外，其株重、葉面積及幹葉比重均有增加。一般的溫室，在不放風時的二氧化碳濃度隻有0.02～0.03%，其蔬菜的單株幹物重隻相當于沼氣二氧化碳施肥溫室的60%； 在二氧化碳濃度增高後，蔬菜葉片明顯變厚，其幹葉比重比低濃度二氧化碳時可增加30%。

　　（3）提高蔬菜的結果率。增施二氧化碳不但可以促進蔬菜的營養生長，而且可使蔬菜的雌花增多，結果率增加。試驗表明，施沼氣二氧化碳後黃瓜的結瓜率可提高27.1%。在青椒開花結果期增施二氧化碳，也得到同樣的結果，單株開花數增加2.4個，單株結果率增加29%。

　　（4）提高蔬菜的産量。增施二氧化碳，促進了蔬菜的生長發育，相應産量和産值均有較大幅度的增長，特别是早期産量增長更為明顯。增施沼氣二氧化碳的溫室，黃瓜早期産量增長66%，産值增長84%，總産量增長31%，總産值增長30%。番茄和青椒在定植後開始增施二氧化碳，增産效果也很明顯，試驗表明，番茄較對照可平均增産21. 5%，青椒較對照增産36%。

　　（5）提高蔬菜的品質。溫室蔬菜增施二氧化碳後，不但增加了産量，提高了經濟效益，同時也改善了蔬菜的品質，色正和口昧，到市場後大受消費者歡迎。經對黃瓜和番茄果實進行分析，果實中維生素C和可溶性糖的含量均有增加，黃瓜的可溶性糖比對照增加13.8%。

　　（二）沼氣貯糧

　　有機廢料經過厭氧消化所産生的沼氣，其首要功能是作為燃料被加以利用，除此之外，沼氣還作為一種環境氣體調制劑，可用于糧食、種子的滅蟲貯藏，是一項簡便易行、投資少、經濟效益顯著的實用技術。

　　1、設備及安裝

在原來的糧倉上面覆蓋一層0.l~0. 2毫米厚的聚乙烯塑料帳，其頂端設置一根小管作排氣通道，并與測氧儀或二氧化碳分析儀連接，以便随時測量糧堆中環境氣體的含氧量或二氧化碳含量；糧堆底部放置一“射線形” 進氣擴散管，并與沼氣流量計相連；流量計與沼氣輸氣管道及開關連接就可以了。休息休息

2、操作及控制

設備和管道安裝完畢并檢查無漏氣、阻塞後，即可打開沼氣輸氣開關，使沼氣進入糧堆；糧堆内的氣體在沼氣壓力的驅排下，從糧倉頂部的排氣管徑測量儀器後排出倉外，當充入的沼氣量達到糧堆容積的1.5倍，通過測氧儀測得糧堆中的氧氣含量降至1%~5%，二氧化碳含量上升到20%~30%時，關閉測氧儀前的排氣管和沼氣開關，密封保持3~5天，即可殺死糧堆内的玉米象、拟谷盜、綠豆象等主要糧食害蟲，無蟲害期可保持一年左右。

　　3、注意事項

　（1）塑料帳、管道系統必須密封嚴密，輸氣前，應檢查輸氣管道有無漏氣、阻塞，管道内有無冷凝水，糧倉是否密封等。

　 （2）倉房内嚴禁用火柴、打火機、煤油燈、蠟燭等明火照明或吸煙，防止發生火災。

　 （3）含水量較高的糧食長期處于缺氧呼吸，會産生較多的酒精，使糧食遭受毒害，品質降低。所以，應經常進行換氣。

　　（三）沼氣升溫育秧

　　溫室育秧是解決水稻提早栽插，促進水稻早熟、高産的一項技術措施。

　　目前，多數溫室都是用煤炭或薪柴作升溫燃料，因此，每年育秧要耗費大量的煤炭或薪柴，育秧成本較高。利用沼氣作為育秧溫室的升溫燃料，培育水稻秧苗是沼氣綜合利用的一項新技術，設備簡單，操作方便，成本低廉，易于控溫，不爛種，發芽快，出苗整齊，成秧率高，易于推廣。

　　1、沼氣育秧棚的類型和建造

　　（1）單層薄膜育秧棚。選擇背風向陽的地方，用竹子和塑料薄膜搭成育秧棚。棚内用竹竿或木條做成秧架，底層距離地面30厘米，其餘各層秧架間隔均為20厘米。在架上放置用竹笆或葦席做成的秧床。在棚内一側的地面上， 砌築一個簡易沼氣竈，竈膛兩側的中上部位，分别安裝一根打通節的竹管， 從竈内伸出棚外，以排除沼氣燃燒産生的廢氣。竈内放沼氣爐，竈上放一口鍋。在秧棚另一側的塑料薄膜上，開一小窗口，以使用噴霧器從窗口向秧床上噴水保濕。小窗用時揭開，不用時關閉。

　　（2）雙層薄膜育秧棚。雙層塑料薄膜育秧棚是在單層沼氣育秧棚外面再加一層塑料薄膜而構成。兩層薄膜之間相距O.4米，以便利用其間的熱空氣給秧棚保溫。内層育秧棚的制作方法和育秧技術要求與前面介紹的基本相同，所不同的，隻是在秧棚正中一側的地面上砌築一個簡易沼氣竈，竈上安放一口鋁鍋，鍋口與地面成水平，鍋沿與竈沿吻合，竈内放人沼氣爐，沼氣竈口位于秧棚之外，以便使沼氣燃燒時産生的廢氣不進人秧棚内。采用雙層薄膜育秧，不僅育秧初期升溫快，而且對穩定夜間育秧棚溫具有良好的效果，同時比單層薄膜育秧棚節省沼氣20%~30%。

　　（3）移動式小型育秧棚。所謂移動式小型育秧棚，是坐落在兩條長木凳上的沼氣育秧棚。它适用于谷種用量少的農戶。根據谷種播量的多少設計秧棚，在秧棚中部的對角兩端各挂一支溫度計。在兩條長木凳上，鋪一層略大于秧棚底面積的厚型包裝箱紙闆，在紙闆中部剪一圓孔，孔徑大小以恰能放入一口鋁鍋為宜。紙闆上面平鋪一層塑料薄膜，以免紙闆因浸水變軟。在孔中放人一口鋁鍋，鍋底與沼氣爐的支角相接觸。在鍋上加蓋，蓋與鍋之間留一空隙，以利水蒸氣和熱量均勻擴散。在紙闆留孔正對上方的塑料薄膜上開一小窗，以便向鍋内添加開水和上下調換秧笆位置。由于整個秧棚坐落在兩條長木凳上，白天氣溫高時，把秧棚擡出屋外曬太陽增溫，傍晚把秧棚擡進屋内，用沼氣升溫。

　　 2、育秧方法

　　（1）浸種、催芽。培育早稻秧苗，最好先用沼液浸種。沼液浸種，一方面能增加種子的營養，促使其胚根、胚莖組織内的澱粉酶活化，提高發芽力；另一方面也可以增強種子的抗逆性，減少病害。

　　（2）溫度調控。把已播上谷種的秧床放到秧架上，在秧棚内的兩端各挂一支溫度計，然後将塑料薄膜與地面接觸的邊沿用泥沙土壓實。向鍋内倒滿熱水，點燃沼氣爐，關閉小窗口。出苗期要求保持好較高的溫度和濕度，以保證出苗整齊。第一天，育秧棚内溫度保持在35～ 38°C。第二天保持在 32～ 35°C，每隔一定時間，向谷種上噴灑20～ 25°C的溫水，并調換上下秧笆的位置，使其受熱均勻，還要随時注意向鍋内添加開水，以防燒幹。經過 35～40小時，秧針可達2. 7～3厘米，初生根開始盤結。第三天保持在30～ 32°C， 濕度以秧苗葉尖挂露水而根部草紙上不漬水為宜。第四天保持在27～ 29°C。 第五天後保持在24～ 26°C。當秧苗發育到二葉一心時，就可移出秧棚，栽入秧田進行寄秧。

　　3.注意事項

　　（1）播種前對谷種進行精選、晾曬和消毒處理，以保證種子純淨、飽滿、無病，為培育壯秧提供良好的條件。

　　（2）采用沼液浸種後，一定要用清水将谷種洗淨，以防爛芽。

　　（3）育秧棚内的溫濕度，不能過高或過低，溫度第一天應達到38°C，然後緩慢下降，到第五天時應保持在25°C左右，這樣可以避免谷種營養物質消耗過快，秧苗纖細瘦弱。同時，要始終保持谷種和草紙的濕潤。

　　（4）根據谷種的播種量，确定育秧棚的大小。

　　（5）加強沼氣池的管理，以保證育秧棚内正常使用沼氣。

　　二、沼肥種植技術

　　（一）沼液浸種

　　利用沼液浸種，沼液中餌鉀離子、铵離子、磷酸根離子等都能因滲透作用或生理特性，不同程度地被種子吸收，而這些離子在幼苗生長過程中，可增強酶的活性，加速養分運轉和新陳代謝過程。因此，幼苗“胎裡壯”，抗病、 抗蟲、抗逆能力強，為高産奠定了基礎。

1.沼液浸稻種

沼液浸水稻種的工藝流程為：除雜曬種—裝袋—池浸（盆浸）—清水洗淨—催芽。其操作方法和技術要領為：

　　（1）曬種。選用上年生産的高純度和高發芽率的新水稻種子，浸種前曬種1~2天，以提高種子的吸水性能，并殺滅部分病菌。

　　（2）浸種。首先用浸種袋（如化肥袋、尼龍編織袋等）将稻種裝好，每袋裝15~20公斤，紮緊袋口，投入已正常使用40天以上的沼氣池水壓間内浸泡，常規稻種以一次性浸種為主， 24小時左右為宜；雜交稻采取間歇式浸種， 即在沼液中浸泡8~10小時後，提出來晾6小時，三浸蘭晾，直至種子吸足水分。

　　（3）清洗。撈出浸種袋，用清水漂洗2~3次，晾幹，方可催芽。沼液浸種會改變有些種殼的顔色，但不會影響發芽。

2、沼液浸麥種

沼液浸麥種的操作方法和技術要領為：

　　（1）種子的處理。在浸種前要選擇晴天将麥種曬2～3次，提高種子的吸水性能。

　　（2）沼液的選擇。選用發酵時間長且腐熟較好并與豬圈、廁所結合正常使用的沼氣池發酵液。于浸種前幾天打開水壓間蓋，在空氣中暴露數日，并攪動數次，使少量硫化氫氣體逸散，還要将水壓間内水面上的浮渣清除。

　　（3）浸種時間。小麥浸種時間依據當地正常播種時間，在播種前一天進行浸種。浸泡時間要根據水溫而定，一般17 ～ 20 oC浸6～8小時。

　　（4）浸種操作。将要浸泡的麥種裝人透水性好的塑料編織袋。每袋種子量占袋容的2/3。将袋子放人水壓間沼液中，并拽一下袋子的底部，使種子均勻松散于袋内，以沼液浸沒種子為宜。

　　（5）播種。麥種浸6～8小時後，取出種子袋，用清水洗淨，并使袋裡的水漏去，然後把種子攤在席子上，待種子表面水分晾幹後即可播種。如果要催芽的，即可進行催芽播種。

3、沼液浸玉米種

先将玉米種子曬1～2天，去雜、去批粒後，用發酵好的沼液浸種。将要浸的玉米種裝在塑料編織袋内，不可裝得太滿，然後放入沼液中，浸12小時。取出用清水沖洗一下，晾幹即可。

4、沼液浸甘薯種

将選好的薯種分層放人大缸或清潔的水池内；将沼液倒入，液面超過上層薯塊表面6厘米為宜，并在浸泡中及時補充沼液； 2小時後撈出薯種，用清水沖洗淨後，放在草席晾曬，直至種塊表面無水分為止；然後按常規排列上床。苗床土培養基為30%的沼渣肥和70%的泥土混合而成。

　　5、注意事項

　　（1）用于沼液浸種的沼氣池，一定要正常使用40天以上。長期停用的沼氣池中“沼液”不能用于浸種，以免傷害種子。

　　（2）種子浸泡時間不宜過長，否則影響出芽。

　　（3）如沼液濃度過高，浸種前加1～3倍清水。

　　（4）浸種時要考慮天氣情況，如遇陰雨，可将種子攤在席子上自然發芽，播種更好。

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