沼气是一种混合气体,其中含有60%~ 70%的甲烷、30%~ 35%的二氧化碳,还含有少量的一氧化碳、氢、氨、硫化氢、氧和氮等。沼气作为优质气体燃料,除可用于煮饭、点灯外,还可广泛用于发电、孵鸡、育蚕、烘干、粮果贮藏、二氧化碳施肥等生产领域。
沼气中含有大量的甲烷和二氧化碳,甲烷燃烧时又可产生大量的二氧化碳,同时释放出大量的热能。一般燃烧1米3沼气可产生0.975米3二氧化碳,释放大约23000焦耳的热量。沼气在蔬菜大棚中有两个作用:一是利用沼气燃烧的热量,提高棚内温度或增加光照。二是利用沼气燃烧后产出的二氧化碳,为蔬菜生长提供“气肥”,促进光合作用,提高作物产量。试验表明:沼气温室可使黄瓜增产60%,西红柿增产80%,辣椒增产60%。
一、增温、保温
增温保温主要靠点燃沼气灯、炉来解决。一般情况下,每立方米空气温度升高1℃大约需要100焦耳的热量。一个230m3的蔬菜大棚,若将其温度升高3℃,在不考虑散热的情况下,需要燃烧沼气量为:230×1×3÷230=3m3。在生产实践中,考虑沼气用量除按上述理论用量计算外,还要考虑到大棚热量散失快,保温性不高的因素。一般大棚内每100m2设置一个沼气灶或每50m2设一个沼气灯,用来增温保温,效果较好。沼气灯多用于保温。沼气灶升温较快,多用于快速提温。燃烧时间安排在凌晨5时至8时。
二、提供二氧化碳气肥
作物进行光合作用合成有机物时,二氧化碳是主要碳源,是合成有机物的重要原料,因此也称“气肥”。在一定的浓度范围内,随着二氧化碳浓度的提高,光合作用随之加强,合成有机物增加,农作物明显增产。大气中二氧化碳的浓度通常在0.03%(即300毫克/千克)左右。但在日光温室中,特别是冬季生产中,温室内二氧化碳浓度的变化比较大。早晨揭开草帘前,二氧化碳的浓度最高,一般超过450毫克/千克,比温室外大气中二氧化碳浓度高出50%以上。揭开草帘之后,白天随着光照强度增强,蔬菜光合作用能力也不断增强,消耗了大量二氧化碳,使温室内二氧化碳浓度迅速下降,中午要降低到85毫克/千克,不足温室外大气中二氧化碳浓度的1/3。到了下午,二氧化碳浓度还会下降。盖草帘后,二氧化碳浓度开始回升,到第二天早晨又达到450毫克/千克。由此可以看出,中午前后温度和光照均达到高峰,应是光合作用的最佳时刻,但这时二氧化碳浓度却已降得很低,出现了明显的供需矛盾,使光合强度下降,光合产物的积累减少,直接影响蔬菜作物的生长和产量。在其它季节,可以通过通风来解决,但寒冷的冬季,通风会导致温室内气温的下降,从而影响温室内蔬菜作物的生长。这时解决日光温室内二氧化碳不足的唯一办法,就是进行二氧化碳施肥。生产实践证明,大棚蔬菜施气肥是一项增产效果极为显著的新技术,施用后的蔬菜植株生长健壮,叶片增加,叶色浓绿,开花结果提前,雌花多,坐果率高,抗病性强,商品果率提高,增产幅度一般在30%左右。尤其大棚冬季生产,增产效果更为明显。
二氧化碳气肥施用技术:
1、施用时期 就蔬菜来说,一生中以前期施用二氧化碳效果最好。施后对培育壮苗,缩短苗龄期都有良好效果。在保护地内定植的蔬菜,可在定植后一周左右,植株已经缓苗时施用二氧化碳。对黄瓜、番茄等果菜类蔬菜,宜在雌花着生、开花期、结果初期施二氧化碳。因为此期植株对二氧化碳的吸收量急剧增加,及时施用二氧化碳能够促进果实肥大。如若开花结果前过多过早地施用二氧化碳,会使茎叶繁茂,而对果实或经济产量却无明显提高。
2、施用浓度 人工施用二氧化碳的浓度应根据蔬菜种类、光照强度和温室内温度情况来定。一般在弱光、低温和叶面积系数小时,采用较低的浓度。而在强光、高温、叶面积系数大时,宜采用较高浓度。蔬菜种类不同,所处生育期不同,肥水条件、环境条件不同,所需空气中二氧化碳浓度也不同。苗期所需二氧化碳浓度低些,生长期则高些。大多数蔬菜生长期所需二氧化碳浓度约在1000~ 1500毫克/千克左右。
3、施用时间 大多数蔬菜的光合作用强度在上午9时最强。因此,增加二氧化碳浓度最好在上午8点前进行。具体讲,11月至来年元月为9时,元月下旬至2月下旬为8时,3~ 4月为7时。到了中午,虽然光照强度未减,但因叶内的光合产物的积累,会导致光合强度的降低,此时可停止施用二氧化碳。
植株叶面积系数较大的温室,若需要长时间通风,应在日出后30分钟左右燃烧沼气或点沼气灯。平均施放速度为每小时0.5立方米左右。据此计算出不同体积温室增施各种浓度二氧化碳所需燃烧沼气的时间。一般采用断续施放的方法,每施放10~15分钟,间歇20分钟,在放风前30分钟停止施放。
4、注意事项 增加棚内二氧化碳的浓度,需要与足够的水肥条件相配合。燃烧沼气使棚内温度过高时应及时通风换气。新建沼气池或大换料时,有的地方需对发酵原料进行堆沤处理,这种堆沤将释放氨气等有毒气体,因此千万不能在有蔬菜的棚内进行。
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