太陽能溫室點燃沼氣對青椒的增長效應研究

劉兆勇 李英民 葛長城 王強 劉穎 呂云鵬

摘 要：隨著生態農業的發展，沼氣的用途逐漸拓展，其中溫室點燃沼氣進行CO2施肥是近年來在溫室蔬菜生產中應用較為成熟的技術。該文以溫室青椒為研究對象，探討了太陽能溫室點燃沼氣對青椒的增長效應，結果表明，溫室點燃沼氣能夠顯著增加青椒產量，提高作物抗病力，適合在聊城地區推廣應用。

關鍵詞：太陽能溫室；點燃沼氣；青椒；增長效應

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

沼氣生態農業憑借其同時具有顯著的經濟、社會和生態效益，受到廣大農業從業者的歡迎，逐漸成為生態農業建設的重要技術模式。隨著近年來政府對沼氣項目支持力度的逐年增大，沼氣建設速度快速發展，使更多的農戶從中受益。目前關于沼氣在生態農業中的應用的相關研究頗多，如有研究認為利用沼液、沼渣不僅能夠促進作物產量的提高，而且有利于改善土壤品質，增加土壤肥力，從而有利于農業的可持續發展；也有研究認為，通過在溫室大棚內利用紅外沼氣燈點燃沼氣增加大棚內CO2氣體含量，有助于促進作物光合作用，進而提高產量。目前該技術已在多個地區試用推廣并取得了良好的增產、增收效果。為推動該技術在聊城地區的推廣，筆者以青椒溫室大棚為研究對象，探討了太陽能溫室點燃沼氣對溫室內CO2氣體濃度以及青椒增長的影響，為其推廣應用提供可靠的實驗依據。

1 試驗方法

1.1 沼氣點燃 2014年10月至2015年5月期間，選擇聊城市東阿縣姜樓鎮陳店村辣椒種植溫室作為研究對象，實驗溫室面積為666.67m2；在溫室大棚內采用江西共創HWZQD型紅外沼氣燈用于沼氣點燃，安裝間隔為8m；根據辣椒生長特點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燃，點燃時間為3h/d。需要注意的是點燃一般在上午放風前進行。

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

2 結果與分析

2.1 點燃沼氣對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。點燃沼氣的溫室，早晨8：00未點燃沼氣時CO2濃度為700mg/L，點燃沼氣3h后CO2的濃度上升至848mg/L，是不點燃沼氣的3.42倍；至中午12：00放風前CO2含量仍達760mg/L，是不點燃沼氣的3.74倍（表1）。

2.2 點燃沼氣對青椒生長發育的影響 試驗表明，點燃沼氣對青椒生長發育有明顯的促進作用。在青椒苗期的觀測試驗結果是：青椒棵高增7.62%，莖粗增17.3%，干物質增25.8%（表2）。

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

2.4 點燃沼氣對青椒產量的影響 試驗表明，點燃沼氣能夠較大幅度提高青椒產量，單果平均增重14g，總增產幅度達20.6%（表4）。

3 討論

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

3.1 溫室內點燃沼氣促進作物增產的理論依據 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、保溫等措施的影響，一天當中CO2濃度變化趨勢較大，在早晨揭開草簾之前，CO2的濃度達到一天當中的最高值，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，植物光合作用加強，消耗大量CO2，進而造成溫室內CO2濃度的下降，到中午時降低至約85mg/kg，大大低于外界環境中的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行，溫室中CO2的濃度還會繼續降低。由于午后光照強度最強，此時本應是植物光合作用最強的時期，卻因為溫室內CO2氣體的不足而限制了光合作用的進行，進而限制了植物生長，影響最終產量。由于在寒冷季節溫室需要保溫，不能通過放風增加溫室中CO2的含量，因此通過點燃沼氣燈增加溫室內CO2含量是當前較為理想的途徑。

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

3.2 沼氣點燃對青椒產量的影響 沼氣的主要成份是甲烷（CH4），1m3沼氣燃燒后能夠產生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，從而大大減少了化學農藥的使用，有利于降低農殘，符合生態農業的標準。本次試驗結果表明，在溫室內點燃沼氣，大大增強了農作物的光合性能，促進了生長發育，增強了抗病能力，增產幅度達20.6%。

4 結論

（1）綜上所述，溫室點燃沼氣，能夠補充溫室內CO2含量，解決了溫室越冬菜生產放風與增溫的矛盾，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，減少了病害的發生，大幅度地提高產量，創造較好的經濟效益和社會效益，在生產上有較好的推廣價值。可見，蔬菜溫室點燃沼氣補充CO2，是促進蔬菜光合作用，提高產量和品質的關鍵技術之一。

（2）盡管研究結果認為，沼氣燈施肥能夠促進青椒產量的提高，有利于增強作物抗病能力，但在實際應用中還應注意與作物生長特點相結合，以免得不償失。首先，沼氣燈應在作物自身生長消耗量大的花果期使用，在苗期應用引發營養生長過旺，發生徒長；其次，應在晴天的上午進行沼氣燈施肥，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，沼氣燈應置于植株群體冠層高度。

參考文獻

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