沼氣燈CO2氣肥特性研究

高瑞斌

摘要 本文以沼氣燈排放的CO2為氣肥源，研究了沼氣燈在密閉空間下不同燃燒時間段內CO2濃度變化規律。結果表明，沼氣燈在釋放CO2時，隨著時間延長和點燈數量的增加，室內CO2濃度逐漸增加，且CO2濃度增加量穩定增長。

關鍵詞 CO2氣肥；沼氣燈；特性

中圖分類號 S216.4 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）15-0166-01

目前，隨著我國生態農業的大力推廣，我國農村沼氣工程迅速發展起來，農村沼氣池的大范圍使用在解決農村能源、生態建設和改善人民生活等方面發揮了巨大作用。隨著科技進步，利用沼氣燃燒產生的二氧化碳對溫室、塑料大棚內的蔬菜進行氣體施肥都取得了良好的效益。本試驗利用沼氣燈作為新型氣肥的產生裝置，以期為溫室CO2施肥優化設計提供一種科學參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

密閉房間體積為54 m3（長6 m，寬3 m，高3 m）；塑料大棚長度50 m、跨度6 m、脊高2.6 m；ZD1600-450-A型沼氣燈。試驗用沼氣來自正常產氣1年的戶用型沼氣池。試驗儀器為CO2檢測儀（telaire7001）

1.2 試驗設計

本試驗采用密閉房間法，在密閉體積（50 m3）的房間中央設置5盞沼氣燈。沼氣燈距離地面2 m房間內等距離標記5個測試點，測定沼氣燈點燃前房間內二氧化碳濃度。重復測定2次；然后分別測定點燃1盞沼氣燈、2盞沼氣燈、3盞沼氣燈、4盞沼氣燈、5盞沼氣燈時，2 h內的密閉房間內二氧化碳濃度變化狀況。每隔20 min測定1次，每次重復2 次，整個試驗重復3次[1]。

2 結果與分析

使用沼氣燈釋放CO2平均1 h內50 m3空間CO2的增加量如下：1盞燈可增加612 μL/L，2盞燈可增加1 392 μL/L，3盞燈可增加1 748 μL/L，4盞燈可增加2 239 μL/L，5盞燈可增加2 804 μL/L。

同時，沼氣燈點燃時間與密閉房間內的CO2濃度存在正相關性，沼氣燈數與CO2濃度之間也存在正相關。隨著密閉房間內點燈時間和沼氣燈數的增加，CO2濃度也相應地增加。由相關性分析可以看出，點燃1盞燈時，點燈時間和室內CO2濃度的相關性公式為：y=181.18x-109.6，其決定系數R2=0.9852；點燃2盞燈、3盞燈、4盞燈、5盞燈時的決定系數分別為0.968、0.947 4、0.934 2、0.945 5。由本試驗可以看出沼氣燈釋放CO2的速度穩定，產氣均勻。密閉房間內沼氣燈數與CO2濃度之間的線性相關公式為：y=523.1x+189.7，其決定系數R2=0.986。可見，隨著沼氣燈數的增加，釋放CO2量也在呈線性遞增趨勢，沼氣燈釋放CO2的速度穩定，可控性較強，可以作為合適的CO2氣源來使用[2]。

在密閉房間內，隨著沼氣燈數由1盞增加到5盞，CO2濃度每小時增加量從425 μL/L增加到2 804 μL/L。在點燈開始的前30 min內，密閉室內的CO2濃度上升較為緩慢，當到 50 min時，房內CO2濃度迅速增加，同時隨著沼氣燈數的增加，CO2濃度增加量也隨之提升，點5盞燈時CO2濃度變化最快，平均達到2 596 μL（L·h）。由此可見，沼氣燈在釋放CO2時，隨著時間延長和點燈數量的增加，室內CO2濃度逐漸增加，且CO2濃度增加量穩定增長。

3 結論與討論

目前，我國利用CO2施肥的主要問題之一是如何獲得價格低廉、釋放CO2穩定、使用方便的CO2氣源。而本試驗采用的沼氣燈燃燒釋放的CO2作為氣肥的肥源，綜合利用了農村沼氣工程，提高了沼氣燈的利用率。但本試驗只是初步研究了沼氣燈釋放CO2的過程，至于具體的增肥機理還需要進一步的研究。但是同時還需要注意到以下幾個問題：一是所使用的沼氣必須要進行脫硫處理，這是因為在沼氣中含有部分硫化氫，如果不對其進行處理有可能會腐蝕器具，同時其燃燒之后所產生的二氧化硫在水化之后則會形成硫酸，對植物帶來危害[3-4]；二是并不是時時刻刻都需要將沼氣燈、灶點燃，而是需要選擇在凌晨氣溫較低的情況下點燃；三是當釋放二氧化碳氣肥之后，蔬菜的光合作用會得到增強，此時必須要注意水肥管理，只有水肥跟上才可以真正達到增產效果[5-7]；四是沼氣燈、灶在棚內的燃燒時間不宜太長，否則產生過多的二氧化碳氣肥反而會抑制植物生長；五是不能在溫室大棚內堆漚沼氣發酵原料，否則會釋放氨氣等對作物有毒的氣體[8-10]。

4 參考文獻

[1] 高井康雄.植物營養與技術[M].敖光明，梁振興，譯.北京：農業出版社，1988.

[2] 權銀珠.冬季溫室黃瓜沼氣燈二氧化碳施肥效果[J].中國農業信息，2015（7）：71.

[3] 金海峰，王永江，鄭建新，等.溫室內建設沼氣池及“三沼”綜合利用技術[J].河北農業，2014（7）：40-42.

[4] 項安民，高虹，楊海興.日光溫室綜合利用沼氣技術生產果蔬試驗報告[J].中國沼氣，2014（4）：76-79.

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[10] 青松.沼氣燈誘滅害蟲技術[J].農村新技術，2013（2）：36.endprint