沼氣增溫在草莓設施栽培上的應用

摘要：在大棚內添置沼氣池，利用沼氣加溫解決冬季低溫季節大棚溫度不足的缺陷，同時利用沼渣作為基肥，沼液作為追肥，研究對草莓生長發育及對果實品質的影響。結果表明：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 ℃；同時利用沼渣作為基肥、沼液作為追肥，明顯提高了草莓果實的經濟性狀。

關鍵詞：草莓；塑料大棚；沼氣增溫；沼液；沼渣

中圖分類號：S668.404 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2015）07-0152-02

我國沼氣資源豐富，發展沼氣符合我國國情。國家“小型公益設施補助資金農村能源項目”和“國債資金農村沼氣建設”項目的實施，極大地促進了沼氣業的發展，出現了許多沼氣與設施農業結合的農業生產模式，標志著我國的沼氣工程進入了一個新的發展階段[1]。

草莓被歐美國家譽為“水果皇后”，其果實鮮紅美艷，柔軟多汁，甘酸宜人，芳香馥郁，營養價值很高，不僅含有比其他水果高10倍的維生素，而且果實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、當年結果、產量高、經濟效益好等優點，我國近年來的草莓生產發展很快，大多數地方在冬季低溫季節利用塑料大棚加強增溫保溫效果，人工創造適合草莓生長發育、開花結果的溫度條件，以促進其花芽分化，實現優質、高產的目的。但是盡管如此，冬季塑料大棚升溫不足，塑料大棚內草莓生長發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，塑料大棚生物產量不高。在這樣的形勢下，將沼氣池建在塑料大棚內，在塑料大棚內燃燒沼氣增溫，解決了冬季塑料大棚升溫不足的問題；同時燃燒沼氣產生CO2，提高了大棚內的CO2濃度，促進了草莓的光合作用；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、維生素和其他營養物質可直接被莖葉吸收，參與光合作用、提高產量、改善品質[3]；另外沼液中含有氮、磷、鉀等營養元素，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，促進幼苗的生長和同化作用，其中鉀離子、銨離子、磷酸根離子會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，加快養分的代謝和運轉過程[4]。利用沼肥在一定程度上能代替化肥、農藥，從而減少化肥、農藥的使用量，并可以提高產量，而且能改善營養品質，如增加維生素C含量、含糖量，減少有毒有害物質殘留（如降低硝酸鹽[5]、農藥殘留等有害物質的含量），同時還能改良土壤。

1 材料與方法

1.1 材料與試驗地概況

試驗材料為豐香草莓，土壤養分含量相同。試驗于2014年10月至2015年3月進行，地點設在江蘇省鹽城市亭湖區南洋鎮三洼村4組。

1.2 試驗設計

建3座新型向陽式大棚，分別為1號棚、2號棚、3號棚。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，再從地面向上覆蓋塑料薄膜，與保溫棚面相連；西側垂直面，從地面向上先覆蓋1.5 m高防蟲網，再從地面向上覆蓋塑料薄膜至最高點；東側垂直面，除準備間、進出口外，其他部位同西側。在1號棚、2號棚中心部位建10 m3沼氣池，進料口、出料口均在棚架內，出料口備小水泵；棚內每100 m2設置1個加溫沼氣灶具，每25 m2設置1個照明沼氣燈具，灶具、燈具在大棚內均勻分布；3號棚不建沼氣池，也沒有加溫沼氣灶具和照明沼氣燈具。

1.3 試驗實施方案

從10月初開始記錄大棚內溫度。白天當大棚內溫度≤25 ℃時，1號棚、2號棚開始利用沼氣增溫。具體增溫時間為：08：00（太陽照射到大棚時），當大棚內溫度低于23 ℃時開始利用沼氣增溫，當溫度達到25 ℃時停止增溫；下午，當大棚溫度低于23 ℃時開始增溫，增溫到23～30 ℃，以確保大棚照射不到陽光時[4]溫度在23 ℃以上為宜；夜晚，當溫 度≤5 ℃ 時，開始利用沼氣增溫，當溫度達到5 ℃時停止增溫。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]。增溫試驗從2015年1月開始，時間3個月左右，至2015年3月29日結束，調查增溫溫室與未增溫溫室、溫室外溫度的變化。

1號棚施用沼肥，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，在草莓開花結果期進行4次根外追肥，每次噴施750 kg/hm2。

2號棚為常規施肥，以溝施農家肥30 t/hm2+1 350 kg/hm2 磷肥+1 350 kg/hm2復合肥作基肥，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號棚為常規施肥，以溝施30 t/hm2農家肥+1 350 kg/hm2 磷肥+1 350 kg/hm2復合肥作基肥；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 結果與分析

2.1 冬季燃燒沼氣對草莓溫室內溫度的影響

表1列出的是2015年1月2日至3月29日2個溫室及室外不同時間最高氣溫、最低氣溫、平均氣溫的統計數值，可以代表燃燒沼氣增溫對草莓大棚冬季氣溫的整體影響。可以看出，1號棚、2號棚的平均氣溫為14.40 ℃，3號棚為 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，有效促進植株的發育和果實生長。如果累積計算，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，這是生物學產量增加的基礎；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育的影響

通過對整個生育期的觀察發現，施用沼液、沼渣作肥料的1號棚，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結果表明，1號棚草莓平均高度為18.2 cm，略低于2號棚、3號棚草莓，表現比2號棚、3號棚草莓健壯；1號棚草莓開展度17.8 cm×24.6 cm，也小于2號棚、3號棚草莓，但葉色濃綠色，表明棚內草莓雖處于弱光條件下，但并沒有出現徒長現象，比常規肥料管理的植株更加矮壯，是較標準的豐產株。

2.3 燃燒沼氣加溫及利用沼液、沼渣作肥料對草莓果實性狀的影響

經過對草莓果實的各項性狀指標的測驗表明，1號棚采

收的一級果平均質量比2號棚高1.3 g，比3號棚高1.9 g，而且果形也稍長于2號棚、3號棚草莓；可溶性固形物含量比2號棚草莓高0.4百分點，比3號棚草莓高0.7百分點；還原糖鮮質量含量比2號棚草莓高0.22百分點，比3號棚草莓高032百分點；維生素C鮮質量含量比2號棚草莓高 2.9 mg/100 g，比3號棚草莓高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。

3號棚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

本試驗在600 m2的大棚內建設了10 m3的沼氣池。在燃氣增溫的實踐中，一般燃燒沼氣增溫0.5～1.0 h，沼氣壓力就下降到標準以下，必須停止燃燒5～6 h后沼氣壓力才可回升，此時可以再次燃燒沼氣增溫。雖然沼氣產氣量與原料碳氮比、pH值、溫度等多因素有關，但沼氣池體積仍然是決定產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一步研究。

3.2 大棚內CO2濃度對草莓生長發育的影響

通過燃燒沼氣放出CO2，使大棚內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，不但不會增產，反而會導致植物氣孔關閉，出現不良現象。本試驗沒有測定棚內CO2濃度，因而關于CO2及其對草莓生長發育的影響還有待進一步研究。

4 結論

（1）利用大棚內沼氣燃氣加熱可顯著提高大棚溫度。利用大棚內沼氣通過燃氣方式對沙石加熱， 沙石再慢慢釋放熱量，可以較穩定、明顯地提高大棚內的溫度。與無沼氣增溫的大棚相比，可增加溫度達6 ℃以上。（2）利用大棚內沼氣燃氣加熱可顯著提高大棚生物產量。利用大棚內沼氣燃氣加熱，與未加熱大棚相比，可使大棚內平均溫度約提高1倍，有效地促進了光合作用，可顯著提高大棚生物產量。（3）沼肥作基肥肥效長；沼液作為追肥，可改善草莓品質，從而增加經濟收入。使用沼液、沼渣作肥料種植草莓可減少肥料使用量，從而降低生產投入、增加草莓產量、提高草莓品質、增加經濟收入。（4）種植草莓施用沼肥，能提高草莓植株單果質量，進而提高單產，還能改善土壤物理性狀，培肥地力，達到對土壤的種養有機結合。（5）草莓種植施用沼肥是一項簡單易行的措施，是發展無害化生產的有效途徑。沼渣、沼液含有大量的有機質和腐殖酸，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，有利于農業的可持續發展。

參考文獻：

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

[2]華 春，王仁雷，陳全戰，等. 光合作用 C4途徑的進化[J]. 江蘇農業科學，2013，41（12）：20-21.

[3]馬文元，郭玉蘭. 對沼氣發酵殘留物中生物活性物質的探討[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. 沼氣發酵殘余物對減少葉菜硝酸鹽積累的影響研究[J]. 中國生態農業學報，2002，10（4）：58-61.endprint