太陽能溫室點(diǎn)燃沼氣對青椒的增長效應(yīng)研究

劉兆勇 李英民 葛長城 王強(qiáng) 劉穎 呂云鵬

摘 要：隨著生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，沼氣的用途逐漸拓展，其中溫室點(diǎn)燃沼氣進(jìn)行CO2施肥是近年來在溫室蔬菜生產(chǎn)中應(yīng)用較為成熟的技術(shù)。該文以溫室青椒為研究對象，探討了太陽能溫室點(diǎn)燃沼氣對青椒的增長效應(yīng)，結(jié)果表明，溫室點(diǎn)燃沼氣能夠顯著增加青椒產(chǎn)量，提高作物抗病力，適合在聊城地區(qū)推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：太陽能溫室；點(diǎn)燃沼氣；青椒；增長效應(yīng)

中圖分類號 S63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）21-72-02

沼氣生態(tài)農(nóng)業(yè)憑借其同時具有顯著的經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)效益，受到廣大農(nóng)業(yè)從業(yè)者的歡迎，逐漸成為生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)的重要技術(shù)模式。隨著近年來政府對沼氣項(xiàng)目支持力度的逐年增大，沼氣建設(shè)速度快速發(fā)展，使更多的農(nóng)戶從中受益。目前關(guān)于沼氣在生態(tài)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用的相關(guān)研究頗多，如有研究認(rèn)為利用沼液、沼渣不僅能夠促進(jìn)作物產(chǎn)量的提高，而且有利于改善土壤品質(zhì)，增加土壤肥力，從而有利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展；也有研究認(rèn)為，通過在溫室大棚內(nèi)利用紅外沼氣燈點(diǎn)燃沼氣增加大棚內(nèi)CO2氣體含量，有助于促進(jìn)作物光合作用，進(jìn)而提高產(chǎn)量。目前該技術(shù)已在多個地區(qū)試用推廣并取得了良好的增產(chǎn)、增收效果。為推動該技術(shù)在聊城地區(qū)的推廣，筆者以青椒溫室大棚為研究對象，探討了太陽能溫室點(diǎn)燃沼氣對溫室內(nèi)CO2氣體濃度以及青椒增長的影響，為其推廣應(yīng)用提供可靠的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 試驗(yàn)方法

1.1 沼氣點(diǎn)燃 2014年10月至2015年5月期間，選擇聊城市東阿縣姜樓鎮(zhèn)陳店村辣椒種植溫室作為研究對象，實(shí)驗(yàn)溫室面積為666.67m2；在溫室大棚內(nèi)采用江西共創(chuàng)HWZQD型紅外沼氣燈用于沼氣點(diǎn)燃，安裝間隔為8m；根據(jù)辣椒生長特點(diǎn)及光照變化確定在晴天的上午8：00～10：00揭開保溫被時開始點(diǎn)燃，點(diǎn)燃時間為3h/d。需要注意的是點(diǎn)燃一般在上午放風(fēng)前進(jìn)行。

1.2 CO2濃度測定 采用美國產(chǎn)M150/TEL7001二氧化碳檢測儀對CO2濃度進(jìn)行測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 點(diǎn)燃沼氣對CO2濃度的影響 在自然條件下，早晨8：00 CO2濃度最高可達(dá)670mg/L，日出后揭開保溫被3h則迅速下降至248mg/L，中午12：00放風(fēng)前可降至203mg/L。晚上在密閉的條件下因蔬菜呼吸作用及土壤釋放等原因，逐漸增加到日出前最高值。點(diǎn)燃沼氣的溫室，早晨8：00未點(diǎn)燃沼氣時CO2濃度為700mg/L，點(diǎn)燃沼氣3h后CO2的濃度上升至848mg/L，是不點(diǎn)燃沼氣的3.42倍；至中午12：00放風(fēng)前CO2含量仍達(dá)760mg/L，是不點(diǎn)燃沼氣的3.74倍（表1）。

2.2 點(diǎn)燃沼氣對青椒生長發(fā)育的影響 試驗(yàn)表明，點(diǎn)燃沼氣對青椒生長發(fā)育有明顯的促進(jìn)作用。在青椒苗期的觀測試驗(yàn)結(jié)果是：青椒棵高增7.62%，莖粗增17.3%，干物質(zhì)增25.8%（表2）。

2.3 點(diǎn)燃沼氣對青椒病害的影響 試驗(yàn)表明，點(diǎn)燃沼氣能夠使青椒作物生長健壯，增強(qiáng)抗病能力，疫病的發(fā)病率降低11%（表3）。

2.4 點(diǎn)燃沼氣對青椒產(chǎn)量的影響 試驗(yàn)表明，點(diǎn)燃沼氣能夠較大幅度提高青椒產(chǎn)量，單果平均增重14g，總增產(chǎn)幅度達(dá)20.6%（表4）。

3 討論

利用溫室點(diǎn)燃沼氣燈進(jìn)行青椒施肥，主要作用機(jī)制是緩和了作物生長過程中溫室內(nèi)CO2濃度不足，無法滿足作物光合作用消耗之間的矛盾，從而有力地促進(jìn)了植物光合作物，提高了光合作物產(chǎn)物的幾率，因而更加有利于植物的生長以及產(chǎn)量的增加。

3.1 溫室內(nèi)點(diǎn)燃沼氣促進(jìn)作物增產(chǎn)的理論依據(jù) 正常情況下，在冬季溫室大棚外空氣中CO2的含量約為300mg/kg，且不會發(fā)生較大幅度的變化。但由于日光溫室蔬菜的光合作用及受到放風(fēng)、保溫等措施的影響，一天當(dāng)中CO2濃度變化趨勢較大，在早晨揭開草簾之前，CO2的濃度達(dá)到一天當(dāng)中的最高值，甚至超過450mg/kg，相對于溫室外大氣中CO2含量偏高50%以上。在草簾打開后，光照逐漸增強(qiáng)，植物光合作用加強(qiáng)，消耗大量CO2，進(jìn)而造成溫室內(nèi)CO2濃度的下降，到中午時降低至約85mg/kg，大大低于外界環(huán)境中的CO2濃度，此時已不能滿足作物生長光合作用對CO2的需求量，且隨著光合作用的進(jìn)行，溫室中CO2的濃度還會繼續(xù)降低。由于午后光照強(qiáng)度最強(qiáng)，此時本應(yīng)是植物光合作用最強(qiáng)的時期，卻因?yàn)闇厥覂?nèi)CO2氣體的不足而限制了光合作用的進(jìn)行，進(jìn)而限制了植物生長，影響最終產(chǎn)量。由于在寒冷季節(jié)溫室需要保溫，不能通過放風(fēng)增加溫室中CO2的含量，因此通過點(diǎn)燃沼氣燈增加溫室內(nèi)CO2含量是當(dāng)前較為理想的途徑。

本研究結(jié)果也表明，在點(diǎn)燃沼氣燈后，CO2濃度明顯上升，到點(diǎn)燃3h上升至848mg/L，是不點(diǎn)燃沼氣的3.42倍；至中午12：00放風(fēng)前CO2含量仍達(dá)760mg/L，是不點(diǎn)燃沼氣的3.74倍。上述結(jié)果充分說明溫室點(diǎn)燃沼氣能夠有效補(bǔ)充因作物光合作用消耗的CO2，在理論上能夠促進(jìn)作物產(chǎn)量的提高。

3.2 沼氣點(diǎn)燃對青椒產(chǎn)量的影響 沼氣的主要成份是甲烷（CH4），1m3沼氣燃燒后能夠產(chǎn)生0.97m3的CO2。已有研究表明，施用CO2的溫室蔬菜，植株長勢健壯，葉綠素含量也較高，葉色深綠有光，花期提前，且具有更高的坐果率，更為重要的是作物長勢旺盛，抗病性顯著增強(qiáng)，從而大大減少了化學(xué)農(nóng)藥的使用，有利于降低農(nóng)殘，符合生態(tài)農(nóng)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。本次試驗(yàn)結(jié)果表明，在溫室內(nèi)點(diǎn)燃沼氣，大大增強(qiáng)了農(nóng)作物的光合性能，促進(jìn)了生長發(fā)育，增強(qiáng)了抗病能力，增產(chǎn)幅度達(dá)20.6%。

4 結(jié)論

（1）綜上所述，溫室點(diǎn)燃沼氣，能夠補(bǔ)充溫室內(nèi)CO2含量，解決了溫室越冬菜生產(chǎn)放風(fēng)與增溫的矛盾，使溫室CO2濃度提高3.4倍，從而大大提高了蔬菜作物的光合能力，使作物生長健壯，減少了病害的發(fā)生，大幅度地提高產(chǎn)量，創(chuàng)造較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，在生產(chǎn)上有較好的推廣價值?？梢姡卟藴厥尹c(diǎn)燃沼氣補(bǔ)充CO2，是促進(jìn)蔬菜光合作用，提高產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)鍵技術(shù)之一。

（2）盡管研究結(jié)果認(rèn)為，沼氣燈施肥能夠促進(jìn)青椒產(chǎn)量的提高，有利于增強(qiáng)作物抗病能力，但在實(shí)際應(yīng)用中還應(yīng)注意與作物生長特點(diǎn)相結(jié)合，以免得不償失。首先，沼氣燈應(yīng)在作物自身生長消耗量大的花果期使用，在苗期應(yīng)用引發(fā)營養(yǎng)生長過旺，發(fā)生徒長；其次，應(yīng)在晴天的上午進(jìn)行沼氣燈施肥，在下午以及陰雨天氣，光照不足，光合作用較弱，無需進(jìn)行沼氣燈施肥。為保證CO2能夠均勻的在植株功能葉周圍釋放，沼氣燈應(yīng)置于植株群體冠層高度。

參考文獻(xiàn)

[1]田野.甘谷點(diǎn)燃新沼氣[J].農(nóng)業(yè)科技與信息，2014（22）：11-12.

[2]徐善文，邢蕊.檸檬酸廢棄物厭氧生物發(fā)酵沼氣沼液渣對大棚作物的影響[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013（23）：184-184.

[3]王強(qiáng)，向海生，劉兆勇，等.“四位一體”生態(tài)溫室點(diǎn)燃沼氣對瓜果蔬菜增長效應(yīng)的試驗(yàn)研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2006（22）：96.

[4]萬運(yùn)帆，游松財，李玉娥，等.開頂式氣室原位模擬溫度和CO2濃度升高在早稻上的應(yīng)用效果[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2014（5）：123-130.

[5]權(quán)銀珠.冬季溫室黃瓜沼氣燈CO2施肥效果[J].中國農(nóng)業(yè)信息（上半月），2015（4）：71-71. （責(zé)編：張宏民）