“棚—沼—菜”三位一體高效生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)

黃可東

“棚—沼—菜”三位一體高效生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式是以沼氣為紐帶，將日光溫室與蔬菜有機(jī)結(jié)合在一起的一種高級生態(tài)模式。日光溫室為沼氣池、蔬菜提供適宜的溫度條件，生產(chǎn)的沼氣燃燒后為棚內(nèi)增溫，同時(shí)為蔬菜提供氣肥。沼渣、沼液是生產(chǎn)無公害蔬菜優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥料。自2007年至今，海陽市共推廣面積260(畝)，平均(畝)產(chǎn)黃瓜14 832千克，每(畝)較常規(guī)生產(chǎn)方式增產(chǎn)2744千克，增產(chǎn)幅度22.7％，每(畝)增加經(jīng)濟(jì)效益6 635元，(畝)減少化肥、農(nóng)藥投入1 544元，合計(jì)每(畝)增效8 179元，共增加經(jīng)濟(jì)收入212.7萬元。

1日光溫室的建設(shè)要求

此模式的建設(shè)順序是：先建日光溫室，后建沼氣池。首先，確定溫室的位置、朝向，然后，根據(jù)溫室的結(jié)構(gòu)性能、建造參數(shù)和結(jié)構(gòu)類型，平地放線進(jìn)行日光溫室的建設(shè)。

目前，與模式配套的薄膜日光溫室結(jié)構(gòu)類型較多，其中半圓拱型無支柱日光溫室具有采光好，空間較大，作業(yè)方便和便于壓緊薄膜等優(yōu)點(diǎn)。

半圓拱形無支柱日光溫室坐北向南，在北緯23度左右，建筑方位為正南偏西5～7度為宜，跨度8.2米，室頂尖距地面3米；后墻基部寬1～1.2米，上部0.8～0.9米，高1.5米；后坡內(nèi)角45度，投影1.15米；前坡內(nèi)切角28度，棚面主采光角28度。前棚面呈圓弧形，溫室橫切面呈鳥翼形。室長84～100米。

2沼氣池的建造技術(shù)

2.1沼氣池的規(guī)劃：日光溫室建好后，應(yīng)根據(jù)溫室面積設(shè)計(jì)沼氣池的容積，通常1(畝)溫室應(yīng)建池容15—20立方米的沼氣池一座。為便于管理，在靠近溫室入口處，以山墻不遮蔭為限，規(guī)劃出沼氣池的位置。沼氣池的進(jìn)料口應(yīng)設(shè)在溫室外面，目的是方便下料；出料口要設(shè)在溫室內(nèi)，便于用肥、保溫。

2.2沼氣池的施工

2.2.1放線：在規(guī)劃和選定的沼氣設(shè)施建設(shè)區(qū)域內(nèi)，清理雜物，平整好場地。然后，在地面上確定沼氣池的中心位置，在尺寸線外0.8米左右處打下4根定位木樁，分別釘上釘子以便牽線，兩線的交點(diǎn)便是沼氣池的中心點(diǎn)，在確定好主池中心位置基礎(chǔ)上，以R(池體內(nèi)半徑)+10厘米為半徑劃圈，確定池體位置，在地平面上要?jiǎng)澇霭l(fā)酵池、進(jìn)料口、出料口三者外框灰線。定位樁須釘牢不動(dòng)，并采取保護(hù)措施。在灰線外適當(dāng)位置應(yīng)牢固地打入標(biāo)高基準(zhǔn)樁，在其上確定基準(zhǔn)點(diǎn)。以使沼氣池建成后，水封圈、進(jìn)出料口三者在同一水平線上。出料口外線與主池外線間隔15～25厘米，進(jìn)料口外線距主池外線為80厘米。

2.2.2開挖：按預(yù)先劃好的灰線和設(shè)計(jì)的深度開挖池坑，并用半徑活動(dòng)輪桿保證圓的準(zhǔn)確性，土壁即為外模，因而要求平整。出料口(水壓間)一般建成圓形，深度0.9～1.0米，容積一般15-20立方米，沼氣池出料口建設(shè)為1.5—2.0立方米進(jìn)出料口砌筑在池墻高度的1／2處，出料管與主池墻呈40度，進(jìn)料管為30度角。

2.2.3澆筑池墻：采用150#混凝土澆筑，土質(zhì)特別疏松的可采用200#。方法是：土壁做外模，磚做內(nèi)模，內(nèi)外模的間距就是池墻的厚度，要分層將混凝土澆入模內(nèi)，每層厚度10～20厘米，并振搗密實(shí)。池容20—30立方米沼氣池墻厚度12厘米，池容40～50立方米沼氣池墻厚度15厘米，池容100立方米以上沼氣池墻厚度20厘米，要求一次性澆完。為達(dá)到混凝土的預(yù)定標(biāo)號，要熟悉水泥的需水度、水灰比和水泥標(biāo)號。

2.2.4澆筑池拱：采用“單磚漂拱法”砌筑池拱內(nèi)模。砌筑時(shí)選用正品紅干磚，用黏泥粘結(jié)，使用兩支曲率半徑拱尺隨時(shí)支撐、校正，保證幾何尺寸的準(zhǔn)確性。每砌完一圈，用片石嵌緊。拱模砌好后，覆蓋上塑料薄膜，澆筑混凝土，然后放置活動(dòng)口和水封圈模，并繼續(xù)澆筑混凝土。在拱頂和水封圈交接處，澆筑時(shí)應(yīng)劃破原結(jié)構(gòu)層表面，使之形成一個(gè)整體。拱頂經(jīng)過充分拍打、提漿、原漿壓實(shí)、抹平，然后覆土或覆蓋保養(yǎng)。

2.2.5曲率半徑的計(jì)算和使用方法：從球面(拱面)到球心的長度叫曲率半徑。削球體的池拱和池底，在施工中憑經(jīng)驗(yàn)開挖和建設(shè)無法保證幾何尺寸的準(zhǔn)確性，根據(jù)球面任何一點(diǎn)到球心等距離的原理，算出曲率半徑，以它為尺子，可以保證尺寸的準(zhǔn)確和方便施工。

2.2.6澆筑池底：根據(jù)不同池坑的土質(zhì)進(jìn)行不同的處理。土質(zhì)堅(jiān)硬，可直接用混凝土鋪底，如遇“海綿土”等特別松軟土質(zhì)，應(yīng)首先鋪一層8-10厘米粒徑的卵石，夯實(shí)后再澆筑混凝土。實(shí)踐證明，池底分兩次澆筑為好。第一次在施工時(shí)首先澆筑池底的外沿部分(將池底半徑縮小16厘米)，第二次在拆除磚模后內(nèi)封閉處理前澆筑剩余部分。目的是防止施工過程中向池底掉落的泥土污染結(jié)構(gòu)層，而與密封層結(jié)合不好。滲水池應(yīng)在中心留積水坑，并覆蓋薄膜防污染。

2.2.7安放進(jìn)、出料管：進(jìn)出料管安放的高度，原則是在池墻高度的1／2處。過高，下料不足和一次出料過多時(shí)容易跑氣；過低，底部發(fā)酵原料堆積易造成進(jìn)料不暢。進(jìn)出料管周圍要回填充實(shí)，結(jié)合處用砂漿、混凝土灌實(shí)，杜絕斷裂、漏水現(xiàn)象發(fā)生。進(jìn)出料間的上口水平位置，應(yīng)高于池蓋(活動(dòng)口蓋)5厘米，這樣可使進(jìn)出料間起到水壓箱的作用，避免產(chǎn)氣較多時(shí)，發(fā)酵液溢到池外；進(jìn)出料間的位置應(yīng)盡可能達(dá)到對稱，使入池發(fā)酵原料經(jīng)過最長距離的運(yùn)轉(zhuǎn)消化，到達(dá)出料口時(shí)“料盡其用”，如果池址受限達(dá)不到對稱，至少應(yīng)大于90度角，若達(dá)不到，則應(yīng)在池內(nèi)建設(shè)“曲流布料墻”。

2.2.8出料間、水壓間容積的確定：出料間是根據(jù)儲存沼氣和維持沼氣氣壓而設(shè)計(jì)的，兼做平時(shí)小出料之用。大小由沼氣池容積的大小和產(chǎn)氣率而定。水壓間有效容積的計(jì)算公式：V(水壓間)=池容積×投料量×產(chǎn)氣率/2。

2.2.9矢跨比：是指削球體的矢高和底直徑的比例。矢跨比的確定，應(yīng)根據(jù)池子的受力狀況、表面積、體積、當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)水文情況、施工條件等綜合分析而定。

2.2.10池內(nèi)抹刷：沼氣池整個(gè)池體竣工后，需池內(nèi)抹刷(即：池內(nèi)密封)。操作方法如下：①池內(nèi)表層的基礎(chǔ)處理：將沼氣池內(nèi)壁清掃干凈，把砌筑時(shí)留下的縫隙和損壞不平處，用1：3的砂漿找平，使整個(gè)內(nèi)壁表面清潔、平整而粗糙。②分層抹刷：池內(nèi)抹刷一般抹刷五遍。池底和出料間各抹兩遍、刷漿三遍?？傊?，主池采用“三灰四漿”，池底和出料間“兩灰三漿”。內(nèi)封閉結(jié)束后，保持池內(nèi)濕度,20～30℃養(yǎng)護(hù)七天即可試壓、投料。

2.3沼氣燈的安裝及操作：安裝沼氣燈的目的就是通過燃燒沼氣為溫室增加溫度和二氧化碳?xì)夥蕘泶龠M(jìn)蔬菜生長。通常日光溫室內(nèi)應(yīng)每50^-60平方米面積設(shè)置1盞沼氣燈，沼氣燈的安裝位置在溫室內(nèi)走廊的上方，高度為2米左右，加溫時(shí)間是冬季每天上午6：00-8：00。

3“棚—沼—菜”模式的技術(shù)應(yīng)用

3.1沼氣的利用：沼氣在蔬菜大棚中的應(yīng)用有兩個(gè)方面：一是燃燒沼氣為大棚增溫；二是增加棚內(nèi)二氧化碳濃度促進(jìn)蔬菜生長。

3.1.1“棚—沼—菜”三位一體高效生態(tài)模式溫度晝夜變化規(guī)律：影響日光溫室蔬菜產(chǎn)量進(jìn)一步提高的一個(gè)重要因素是溫度。我市12月底至1月中下旬持續(xù)一個(gè)多月低溫期，對大棚黃瓜、西紅柿等蔬菜正常生長影響較大，突遇強(qiáng)寒流往往遭受凍害，產(chǎn)生畸形果，影響產(chǎn)量和品質(zhì)。棚內(nèi)建上沼氣池后，南于燃燒沼氣放出大量能量，棚內(nèi)溫度增高，蔬菜生長旺盛。經(jīng)測定：早6：00-8：00點(diǎn)燃燒2小時(shí)可提高棚內(nèi)溫度1～1.5℃(詳見表1)。

3.1.2“棚—沼—菜”三位一體高效生態(tài)模式二氧化碳?xì)夥蕰円棺兓?guī)律：冬季，限制大棚菜產(chǎn)量進(jìn)一步提高的另一個(gè)致關(guān)重要的因素就是棚內(nèi)二氧化碳的≠捉度。在大柵栽培中二氧化碳濃度晝夜變化比較大。經(jīng)測定，日出前二氧化碳濃度可達(dá)(2300～2400)×10^-6日出后隨著溫度升高，光合作用增加，中午12點(diǎn)二氧化碳含量急速下降到600×10^-6，下午2點(diǎn)降至400×10^-6，至4點(diǎn)達(dá)到最低值僅200×10^-6，低于大氣中二氧化碳濃度。隨后，二氧化碳濃度稍有上升，日落至午夜前，由于植株和土壤呼吸比較強(qiáng)，二氧化碳濃度緩慢增加，至日出前達(dá)最大值。燃燒沼氣生成的二氧化碳?xì)怏w，可使棚內(nèi)二氧化碳濃度增高，有利于蔬菜光合作用，起到增施二氧化碳?xì)夥实淖饔?。?jīng)測定，冬季早6：00點(diǎn)燒至8：00點(diǎn)，全天棚內(nèi)二氧化碳含量平均可提高(詳見表2)。

3.2沼液的利用：沼液是沼氣發(fā)酵后殘留液體，其總固體含量小于1％，其養(yǎng)分主要是速效性養(yǎng)分。這是因?yàn)榘l(fā)酵物長期浸泡水中，一些可溶性養(yǎng)分自固相轉(zhuǎn)入液相，提高了速效養(yǎng)分含量(詳見表3)。

沼液中存留了豐富的氨基酸、B族維生素、各種水解酶、某些植物激素等，結(jié)合大棚蔬菜澆水追施沼液，可減少化肥的使用量，同時(shí)對病蟲害有抑制作用，減少用藥量，有著較廣泛的綜合利用前景。澆施沼液的土壤，要求地面平整，施肥時(shí)，在水渠口，將沼液均勻地澆到灌溉水中，澆施的數(shù)量與流水的速度要配合好，以達(dá)到所要求的施肥量。每(畝)每次澆施800～1000千克，共追施8次。