沼气生态农业技术在设施农业中的应用

摘要针对现代设施农业在农业生产中存在的问题，推广应用了“四位一体”的沼气生态农业技术模式，阐述了沼气生态农业技术在设施农业中的应用原理、应用效果，并对取得的经济效益进行分析，以为设施农业生产进一步增产增效提供参考。 关键词沼气生态农业;设施农业;应用 沼气生态农业技术具有显著的经济、生态和社会效益，是生态农业建设的重要技术模式之一。然而，目前我国农村沼气普及率仅为10%，应用推广潜力巨大。目前昌黎地区的设施农业达到0.67万hm2，涉及到黄瓜、西红柿、草莓、甜瓜、油桃等多种蔬菜瓜果，为农业经济增长及农民增收发挥了巨大的作用。 1沼气生态农业技术概况 沼气生态农业技术是依据生态学原理，以沼气建设为纽带，将畜牧业、种植业等科学合理地结合在一起，通过优化整体农业资源，使农业生态系统内能量多级利用，物质良性循环，达到高产、优质、高效、低耗的目的，是一项可持续农业技术[1-2]。 四位一体模式是以200～600 m2的日光温室为基本生产单元，在温室内部西侧或东侧建一座20 m2左右的太阳能畜禽舍和一个2 m2的厕所，畜禽舍下面为一个池容10 m3的沼气池。利用塑料薄膜的透光和阻散性能及复合保温墙体结构，将日光能转化为热能，阻止热量及水分的散发，达到增温、保温的目的，使冬季日光温室温度保持10 ℃以上，从而解决了反季节果蔬生产、畜禽和沼气池安全越冬问题。温室内饲养的畜禽及点燃的沼气灯可以为日光温室增温，并为农作物提供充足的二氧化碳气肥，农作物光合作用又能增加畜禽舍内的氧气含量;沼气池发酵产生的沼液和沼渣直接施用到温室果菜，有效提高了果菜品质及产量，降低了生产成本，从而达到改善环境、利用能源、促进生产、提高效益的目的。把北方“四位一体”沼气生态农业模式与设施农业工程建设有机结合起来，可形成农户生活、沼气发酵、生态农业的良性循环发展链条。 2沼气生态农业技术在设施农业中的应用原理及效果 2.1沼气生态农业技术在日光温室中的应用原理 (1)作物生长需要一定的二氧化碳气体肥。如蔬菜的地上部分干重中有45%是碳素，这种碳素是由作物光合作用时吸收空气中的二氧化碳得来的。作物生长最适宜的二氧化碳浓度是0.1%，而空气中二氧化碳含量是0.03%。日光温室里作物光合作用旺盛期只有0.02%的二氧化碳，这远远满足不了作物生长的需要，所以要提高日光温室作物的产量和品质，在日光温室内燃烧沼气提高室温和增施二氧化碳气体肥是一项可行的技术措施。 (2)沼气发酵是由众多微生物参与的复杂生化过程。在沼气发酵过程中，几乎所有沼气发酵原料都被消化，产生的沼液、沼渣中含有丰富的氮、磷、钾、氨基酸、微生素、蛋白质、有机质、腐植酸等成分[3-4]。沼液喷洒在蔬菜上可以被植物植株直接吸收利用，能加快叶绿素的合成，提高光合效率，促进蔬菜体内物质和能量的代谢，提高蔬菜吸收肥水的能力，使蔬菜生长健壮旺盛，有利于干物质的积累，从而产生明显的增产作用和抗病虫能力。 2.2应用效果 (1)增施二氧化碳及沼渣、沼液对蔬菜生长的作用。许多试验证明，无论是叶菜类还是果菜类，在二氧化碳浓度增加时，除了植株的光合速率明显提高外，其株重、叶面积及干叶比均有增加，无沼气池的温室，在不放风时二氧化碳浓度只有200～300 μL/L，其芹菜的单株干物质重只有“四位一体”温室的60%。在二氧化碳及沼肥增加后，黄瓜叶片明显变厚，其干叶比重可增加30%左右。