沼氣增溫在草莓設(shè)施栽培上的應(yīng)用

摘要：在大棚內(nèi)添置沼氣池，利用沼氣加溫解決冬季低溫季節(jié)大棚溫度不足的缺陷，同時(shí)利用沼渣作為基肥，沼液作為追肥，研究對草莓生長發(fā)育及對果實(shí)品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：利用沼氣加溫能使草莓有效積溫比不利用沼氣加溫增加約570 ℃，比室外種植增加約1 150 ℃；同時(shí)利用沼渣作為基肥、沼液作為追肥，明顯提高了草莓果實(shí)的經(jīng)濟(jì)性狀。

關(guān)鍵詞：草莓；塑料大棚；沼氣增溫；沼液；沼渣

中圖分類號(hào)：S668.404 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：1002-1302（2015）07-0152-02

我國沼氣資源豐富，發(fā)展沼氣符合我國國情。國家“小型公益設(shè)施補(bǔ)助資金農(nóng)村能源項(xiàng)目”和“國債資金農(nóng)村沼氣建設(shè)”項(xiàng)目的實(shí)施，極大地促進(jìn)了沼氣業(yè)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多沼氣與設(shè)施農(nóng)業(yè)結(jié)合的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，標(biāo)志著我國的沼氣工程進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段[1]。

草莓被歐美國家譽(yù)為“水果皇后”，其果實(shí)鮮紅美艷，柔軟多汁，甘酸宜人，芳香馥郁，營養(yǎng)價(jià)值很高，不僅含有比其他水果高10倍的維生素，而且果實(shí)中所含的鞣花酸具有抗癌效果，因此在歐美市場十分暢銷。草莓具有容易栽培、當(dāng)年結(jié)果、產(chǎn)量高、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)，我國近年來的草莓生產(chǎn)發(fā)展很快，大多數(shù)地方在冬季低溫季節(jié)利用塑料大棚加強(qiáng)增溫保溫效果，人工創(chuàng)造適合草莓生長發(fā)育、開花結(jié)果的溫度條件，以促進(jìn)其花芽分化，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的目的。但是盡管如此，冬季塑料大棚升溫不足，塑料大棚內(nèi)草莓生長發(fā)育期間每天的有效積溫仍然不高，而CO2、溫度、濕度、水分直接影響植物的光合作用[2]，因此草莓的光合效率不高，塑料大棚生物產(chǎn)量不高。在這樣的形勢下，將沼氣池建在塑料大棚內(nèi)，在塑料大棚內(nèi)燃燒沼氣增溫，解決了冬季塑料大棚升溫不足的問題；同時(shí)燃燒沼氣產(chǎn)生CO2，提高了大棚內(nèi)的CO2濃度，促進(jìn)了草莓的光合作用；沼渣可作為基肥，肥效長，沼液可作為追肥，其中含有的氨基酸、多種微量元素、維生素和其他營養(yǎng)物質(zhì)可直接被莖葉吸收，參與光合作用、提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)[3]；另外沼液中含有氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素，以及鈣、鐵、銅、鋅、錳等10多種大量、微量元素，可為草莓幼苗生長提供營養(yǎng)，促進(jìn)幼苗的生長和同化作用，其中鉀離子、銨離子、磷酸根離子會(huì)因滲透作用被種子不同程度地吸收，在幼苗的生長過程中提高酶活性，加快養(yǎng)分的代謝和運(yùn)轉(zhuǎn)過程[4]。利用沼肥在一定程度上能代替化肥、農(nóng)藥，從而減少化肥、農(nóng)藥的使用量，并可以提高產(chǎn)量，而且能改善營養(yǎng)品質(zhì)，如增加維生素C含量、含糖量，減少有毒有害物質(zhì)殘留（如降低硝酸鹽[5]、農(nóng)藥殘留等有害物質(zhì)的含量），同時(shí)還能改良土壤。

1 材料與方法

1.1 材料與試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)材料為豐香草莓，土壤養(yǎng)分含量相同。試驗(yàn)于2014年10月至2015年3月進(jìn)行，地點(diǎn)設(shè)在江蘇省鹽城市亭湖區(qū)南洋鎮(zhèn)三洼村4組。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

建3座新型向陽式大棚，分別為1號(hào)棚、2號(hào)棚、3號(hào)棚。3座棚北為保溫墻，厚0.5 m、高1.8～2.0 m、長30 m；頂部北面寬2～3 m，南面寬8 m，南面從地面向上先覆蓋1.5～2.0 m高防蟲網(wǎng)，再從地面向上覆蓋塑料薄膜，與保溫棚面相連；西側(cè)垂直面，從地面向上先覆蓋1.5 m高防蟲網(wǎng)，再從地面向上覆蓋塑料薄膜至最高點(diǎn)；東側(cè)垂直面，除準(zhǔn)備間、進(jìn)出口外，其他部位同西側(cè)。在1號(hào)棚、2號(hào)棚中心部位建10 m3沼氣池，進(jìn)料口、出料口均在棚架內(nèi)，出料口備小水泵；棚內(nèi)每100 m2設(shè)置1個(gè)加溫沼氣灶具，每25 m2設(shè)置1個(gè)照明沼氣燈具，灶具、燈具在大棚內(nèi)均勻分布；3號(hào)棚不建沼氣池，也沒有加溫沼氣灶具和照明沼氣燈具。

1.3 試驗(yàn)實(shí)施方案

從10月初開始記錄大棚內(nèi)溫度。白天當(dāng)大棚內(nèi)溫度≤25 ℃時(shí)，1號(hào)棚、2號(hào)棚開始利用沼氣增溫。具體增溫時(shí)間為：08：00（太陽照射到大棚時(shí)），當(dāng)大棚內(nèi)溫度低于23 ℃時(shí)開始利用沼氣增溫，當(dāng)溫度達(dá)到25 ℃時(shí)停止增溫；下午，當(dāng)大棚溫度低于23 ℃時(shí)開始增溫，增溫到23～30 ℃，以確保大棚照射不到陽光時(shí)[4]溫度在23 ℃以上為宜；夜晚，當(dāng)溫 度≤5 ℃ 時(shí)，開始利用沼氣增溫，當(dāng)溫度達(dá)到5 ℃時(shí)停止增溫。增溫方法：將黃沙堆放在鐵皮上，每次用沼氣灶對鐵皮加熱30 min以上，通過鐵皮上的黃沙散熱對溫室增溫[5]。增溫試驗(yàn)從2015年1月開始，時(shí)間3個(gè)月左右，至2015年3月29日結(jié)束，調(diào)查增溫溫室與未增溫溫室、溫室外溫度的變化。

1號(hào)棚施用沼肥，以溝施沼渣75 t/hm2作基肥，以1 ∶1沼液 ∶水澆施作追肥，在生長期澆施4次，每次澆施 7 500 kg/hm2；以1 ∶2沼液 ∶水噴施作根外追肥，在草莓開花結(jié)果期進(jìn)行4次根外追肥，每次噴施750 kg/hm2。

2號(hào)棚為常規(guī)施肥，以溝施農(nóng)家肥30 t/hm2+1 350 kg/hm2 磷肥+1 350 kg/hm2復(fù)合肥作基肥，以清糞水澆施追肥4次；以磷酸二氫鉀噴施根外追肥4次。

3號(hào)棚為常規(guī)施肥，以溝施30 t/hm2農(nóng)家肥+1 350 kg/hm2 磷肥+1 350 kg/hm2復(fù)合肥作基肥；以清糞水澆施追肥4次；以磷酸二氫鉀噴施根外追肥4次。

2 結(jié)果與分析

2.1 冬季燃燒沼氣對草莓溫室內(nèi)溫度的影響

表1列出的是2015年1月2日至3月29日2個(gè)溫室及室外不同時(shí)間最高氣溫、最低氣溫、平均氣溫的統(tǒng)計(jì)數(shù)值，可以代表燃燒沼氣增溫對草莓大棚冬季氣溫的整體影響?？梢钥闯?，1號(hào)棚、2號(hào)棚的平均氣溫為14.40 ℃，3號(hào)棚為 7.87 ℃，分別比棚外溫度高13.22、6.69 ℃。15 ℃左右氣溫對草莓生長沒有明顯抑制作用，而8 ℃左右氣溫是許多作物生長的低限。因此可知，大棚栽培有利于冬季草莓植株安全越冬，而草莓棚內(nèi)利用沼氣增溫可以明顯減少冬季低溫對草莓植株生長的抑制效應(yīng)，有效促進(jìn)植株的發(fā)育和果實(shí)生長。如果累積計(jì)算，則87 d增溫期間沼氣增溫棚比無沼氣增溫棚有效積溫增加約570 ℃，比室外有效積溫增加了約1 150 ℃，平均溫度約提高了1倍，這是生物學(xué)產(chǎn)量增加的基礎(chǔ)；而且室外氣溫越低，溫室沼氣增溫效果越明顯。endprint

2.2 利用沼氣加溫及沼液、沼渣作肥料對草莓生長發(fā)育的影響

通過對整個(gè)生育期的觀察發(fā)現(xiàn)，施用沼液、沼渣作肥料的1號(hào)棚，草莓定植后成活率較高，緩苗期短，無死苗；后期植株生長矮壯，葉色濃綠，抗病性好。表2結(jié)果表明，1號(hào)棚草莓平均高度為18.2 cm，略低于2號(hào)棚、3號(hào)棚草莓，表現(xiàn)比2號(hào)棚、3號(hào)棚草莓健壯；1號(hào)棚草莓開展度17.8 cm×24.6 cm，也小于2號(hào)棚、3號(hào)棚草莓，但葉色濃綠色，表明棚內(nèi)草莓雖處于弱光條件下，但并沒有出現(xiàn)徒長現(xiàn)象，比常規(guī)肥料管理的植株更加矮壯，是較標(biāo)準(zhǔn)的豐產(chǎn)株。

2.3 燃燒沼氣加溫及利用沼液、沼渣作肥料對草莓果實(shí)性狀的影響

經(jīng)過對草莓果實(shí)的各項(xiàng)性狀指標(biāo)的測驗(yàn)表明，1號(hào)棚采

收的一級(jí)果平均質(zhì)量比2號(hào)棚高1.3 g，比3號(hào)棚高1.9 g，而且果形也稍長于2號(hào)棚、3號(hào)棚草莓；可溶性固形物含量比2號(hào)棚草莓高0.4百分點(diǎn)，比3號(hào)棚草莓高0.7百分點(diǎn)；還原糖鮮質(zhì)量含量比2號(hào)棚草莓高0.22百分點(diǎn)，比3號(hào)棚草莓高032百分點(diǎn)；維生素C鮮質(zhì)量含量比2號(hào)棚草莓高 2.9 mg/100 g，比3號(hào)棚草莓高3.9 mg/100 g（表3）。此外，3種大棚草莓果型大而短、色濃、口感好、爛果率低、商品性強(qiáng)。

3號(hào)棚22.05.5×3.8紅色偏淺297.953.10108.4

3 討論

3.1 大棚面積與配套沼氣池體積的比例

本試驗(yàn)在600 m2的大棚內(nèi)建設(shè)了10 m3的沼氣池。在燃?xì)庠鰷氐膶?shí)踐中，一般燃燒沼氣增溫0.5～1.0 h，沼氣壓力就下降到標(biāo)準(zhǔn)以下，必須停止燃燒5～6 h后沼氣壓力才可回升，此時(shí)可以再次燃燒沼氣增溫。雖然沼氣產(chǎn)氣量與原料碳氮比、pH值、溫度等多因素有關(guān)，但沼氣池體積仍然是決定產(chǎn)氣量的最主要因素之一。大棚面積與配套沼氣池體積的比例有待于進(jìn)一步研究。

3.2 大棚內(nèi)CO2濃度對草莓生長發(fā)育的影響

通過燃燒沼氣放出CO2，使大棚內(nèi)CO2濃度升高，對植物的光合作用、碳水化合物的積累起很大的作用。但是CO2濃度過高，不但不會(huì)增產(chǎn)，反而會(huì)導(dǎo)致植物氣孔關(guān)閉，出現(xiàn)不良現(xiàn)象。本試驗(yàn)沒有測定棚內(nèi)CO2濃度，因而關(guān)于CO2及其對草莓生長發(fā)育的影響還有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

（1）利用大棚內(nèi)沼氣燃?xì)饧訜峥娠@著提高大棚溫度。利用大棚內(nèi)沼氣通過燃?xì)夥绞綄ι呈訜幔?沙石再慢慢釋放熱量，可以較穩(wěn)定、明顯地提高大棚內(nèi)的溫度。與無沼氣增溫的大棚相比，可增加溫度達(dá)6 ℃以上。（2）利用大棚內(nèi)沼氣燃?xì)饧訜峥娠@著提高大棚生物產(chǎn)量。利用大棚內(nèi)沼氣燃?xì)饧訜幔c未加熱大棚相比，可使大棚內(nèi)平均溫度約提高1倍，有效地促進(jìn)了光合作用，可顯著提高大棚生物產(chǎn)量。（3）沼肥作基肥肥效長；沼液作為追肥，可改善草莓品質(zhì)，從而增加經(jīng)濟(jì)收入。使用沼液、沼渣作肥料種植草莓可減少肥料使用量，從而降低生產(chǎn)投入、增加草莓產(chǎn)量、提高草莓品質(zhì)、增加經(jīng)濟(jì)收入。（4）種植草莓施用沼肥，能提高草莓植株單果質(zhì)量，進(jìn)而提高單產(chǎn)，還能改善土壤物理性狀，培肥地力，達(dá)到對土壤的種養(yǎng)有機(jī)結(jié)合。（5）草莓種植施用沼肥是一項(xiàng)簡單易行的措施，是發(fā)展無害化生產(chǎn)的有效途徑。沼渣、沼液含有大量的有機(jī)質(zhì)和腐殖酸，對土壤改良起很大的作用，能比較好地改善土壤的理化性狀，提高土壤耕作水平，有利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王志春，吳承東，王春云，等. 塑料大棚內(nèi)沼氣燃燒增溫和增加二氧化碳濃度的效應(yīng)[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（5）：361-362.

[2]華 春，王仁雷，陳全戰(zhàn)，等. 光合作用 C4途徑的進(jìn)化[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（12）：20-21.

[3]馬文元，郭玉蘭. 對沼氣發(fā)酵殘留物中生物活性物質(zhì)的探討[J]. 中國沼氣，1993，11（2）：50-51.

[4]董德林，方德華. 沼液分層次利用效果的初步研究[J]. 中國沼氣，1996，14（2）：34-37.

[5]史雅娟，楊林書，李國學(xué). 沼氣發(fā)酵殘余物對減少葉菜硝酸鹽積累的影響研究[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2002，10（4）：58-61.endprint