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沼气综合利用技术

作者:admin 发布日期: 2020-04-30 二维码分享

沼气的主要产物是“三沼”,即沼气、沼渣和沼液,其中沼渣和沼液是沼气发酵的残留物,合称为沼肥。作为人、畜粪尿和农作物废弃物等,经过发酵后所产生的沼气以及发酵残留物沼肥,对于农业种植、养殖、加工乃至生活中的很多方面,又发挥出“变废为宝”的作用。下面主要介绍沼气和沼肥综合利用技术:

一、沼气利用技术

(一)沼气二氧化碳施肥

沼气中一般含有25 %—35 %的二氧化碳和50 % —70 %的甲烷。甲烷燃烧时又产生大量的二氧化碳,同时释放出大量热能。一般来讲,燃烧1m3 沼气可产生0. 975 m3二氧化碳。根据光合作用原理,在种植蔬菜的塑料大棚内燃点一定时间、一定数量的沼气,因棚内二氧化碳浓度和温度增高,可有效地促使蔬菜增产。

1、施肥原理

二氧化碳是作物进行光合作用的主要原料。二氧化碳施肥是蔬菜栽培中增产效果极为显著的一项新技术,增产幅度一般都在30%左右,尤其对于日光温室的冬季生产,增产的效果更加明显。

蔬菜作物的叶片把从空气中吸收的二氧化碳和从土壤中吸收的水分,通过光合作用转化成有机物质,并将太阳能转化为化学能潜藏其中。光合作用形成的有机物质约占蔬菜作物总干物重量的90%—95%,而在蔬菜作物干物重中占比重.大的“碳”和“氧”则是从二氧化碳中来的。由此可见,二氧化碳是蔬菜作物生长发育所需的重要物质之一。

外界大气中二氧化碳的浓度约为0.03% (也就是10000立方米空气中含有3立方米二氧化碳),一般变化不大。但在日光温室中,特别是冬季生产中,温室内二氧化碳浓度的变化比较大,早晨揭开草帘前,二氧化碳的浓度.高,一般超过0.045%,比温室外大气中二氧化碳浓度高出50%以上;揭开草帘之后,由于光合作用,使温室内二氧化碳浓度迅速下降,中午降低到0.0085%,不足温室外大气中二氧化碳浓度的1/3;到了下午,二氧化碳浓度还会下降。盖草帘后,二氧化碳浓度开始回升,到第二天早晨又达到0.045%。由此可以看出,在中午前后温度和光照均达到高峰,应是光合作用的.佳时刻,但这时二氧化碳浓度却已降得很低,出现了明显的供需矛盾。二氧化碳浓度的不足,将直接影响蔬菜作物的生长和产量。在其他季节,可以通过通风来解决,但在寒冷的冬季,通风会导致温室内气温的下降,从而影响温室内蔬菜作物的生长。这时解决日光温室内二氧化碳不足的..办法,就是进行二氧化碳施肥。

实践证明,施用二氧化碳的蔬菜植株生长健壮,叶绿素含量高,叶色深绿有光泽,开花早,雌花多,花果脱落少,而且嫩枝叶长势旺盛,抗病性增强。否则,植株生长势差,叶色暗无光泽,开花晚,雌花少,花果脱落多, 且叶片低平,与主枝垂直或下垂,叶面出现斑点,或凸凹不平,或黄枯腐烂。

2、调控技术

就蔬菜来说,生长期中前期施用二氧化碳效果.好。施后对培育壮苗、缩短苗龄期都有良好效果,在保护地内定植的蔬菜,可在定植后一周左右,植株已经缓苗时施用二氧化碳。对黄瓜、番茄等果菜类蔬菜,宜在雌花着生、开花期、结果初期施二氧化碳,因为此期植株对二氧化碳的吸收量急剧增加,及时施用二氧化碳能够促进果实肥大。如若开花结果前过多过早地施用二氧化碳,会使茎叶繁茂,而对果实产量、经济产量却无明显提高。

人工施用二氧化碳的浓度应根据蔬菜种类、光照度和温室内温度情况来定。一般在弱光、低温和叶面积系数小时,采用较低的浓度;而在强光、高温、叶面积系数大时,宜采用较高浓度。蔬菜种类不同,所处生育期不同,肥水条件、环境条件不同,所需空气中二氧化碳浓度也不同。苗期所需二氧化碳浓度低些,生长期则高些,大多数蔬菜生长期所需二氧化碳浓度约在 0.1%~0.15%。

二氧化碳施用的时间与光照度有关。在日光温室中,早晨揭开草帘后,随着光照度的逐渐增加,光合作用也逐渐加强,日光温室内二氧化碳浓度开始迅速下降,这时便可开始施放二氧化碳。这个时间一般在揭开草帘后 0. 5~1小时。具体讲,11月至第二年元月为9时,1月下旬至2月下旬为8时, 3~4月为7时。

在植株叶面积系数较大的温室内需要长时间通风的情况下,应在日出30分钟左右燃烧沼气或点沼气灯,平均施放度为每小时0.5立方米左右,据此计算出不同体积温室增施各种浓度二氧化碳所需要燃烧沼气的时间。一般采取断续施放的方法,每施放10~15分钟,间歇20分钟,在放风前30分钟停止施放。

3、作用和效能

(1)提高蔬菜的光合速率。 利用L1-6200光合测定系统,测定蔬菜叶片在不同二氧化碳浓度时其光合速率有很大差异。在温度基本相同的情况下,增加二氧化碳浓度可大大提高光合作用的速率。

(2)提高蔬菜的生物产量。 试验表明,无论是叶菜类还是果菜类,在二氧化碳浓度增加时,除了植株的光合速率明显提高外,其株重、叶面积及干叶比重均有增加。一般的温室,在不放风时的二氧化碳浓度只有0.02~0.03%,其蔬菜的单株干物重只相当于沼气二氧化碳施肥温室的60%;在二氧化碳浓度增高后,蔬菜叶片明显变厚,其干叶比重比低浓度二氧化碳时可增加30%。

(3)提高蔬菜的结果率。增施二氧化碳不但可以促进蔬菜的营养生长,而且可使蔬菜的雌花增多,结果率增加。试验表明,施沼气二氧化碳后黄瓜的结瓜率可提高27.1%。在青椒开花结果期增施二氧化碳,也得到同样的结果,单株开花数增加2.4个,单株结果率增加29%。

(4)提高蔬菜的产量。增施二氧化碳,促进了蔬菜的生长发育,相应产量和产值均有较大幅度的增长,特别是早期产量增长更为明显。增施沼气二氧化碳的温室,黄瓜早期产量增长66%,产值增长84%,总产量增长31%,总产值增长30%。番茄和青椒在定植后开始增施二氧化碳,增产效果也很明显,试验表明,番茄较对照可平均增产21. 5%,青椒较对照增产36%

(5)提高蔬菜的品质。温室蔬菜增施二氧化碳后,不但增加了产量,提高了经济效益,同时也改善了蔬菜的品质,色正和口昧,到市场后大受消费者欢迎。经对黄瓜和番茄果实进行分析,果实中维生素C和可溶性糖的含量均有增加,黄瓜的可溶性糖比对照增加13.8%。

(二)沼气贮粮

有机废料经过厌氧消化所产生的沼气,其首要功能是作为燃料被加以利用,除此之外,沼气还作为一种环境气体调制剂,可用于粮食、种子的灭虫贮藏,是一项简便易行、投资少、经济效益显著的实用技术。

1、设备及安装

在原来的粮仓上面覆盖一层0.l~0. 2毫米厚的聚乙烯塑料帐,其顶端设置一根小管作排气通道,并与测氧仪或二氧化碳分析仪连接,以便随时测量粮堆中环境气体的含氧量或二氧化碳含量;粮堆底部放置一“射线形” 进气扩散管,并与沼气流量计相连;流量计与沼气输气管道及开关连接就可以了。

2、操作及控制

设备和管道安装完毕并检查无漏气、阻塞后,即可打开沼气输气开关,使沼气进入粮堆;粮堆内的气体在沼气压力的驱排下,从粮仓顶部的排气管径测量仪器后排出仓外,当充入的沼气量达到粮堆容积的1.5倍,通过测氧仪测得粮堆中的氧气含量降至1%~5%,二氧化碳含量上升到20%~30%时,关闭测氧仪前的排气管和沼气开关,密封保持3~5天,即可杀死粮堆内的玉米象、拟谷盗、绿豆象等主要粮食害虫,无虫害期可保持一年左右。

3、注意事项

(1)塑料帐、管道系统必须密封严密,输气前,应检查输气管道有无漏气、阻塞,管道内有无冷凝水,粮仓是否密封等。

(2)仓房内严禁用火柴、打火机、煤油灯、蜡烛等明火照明或吸烟,防止发生火灾。

(3)含水量较高的粮食长期处于缺氧呼吸,会产生较多的酒精,使粮食遭受毒害,品质降低。所以,应经常进行换气。

(三)沼气升温育秧

温室育秧是解决水稻提早栽插,促进水稻早熟、高产的一项技术措施。

目前,多数温室都是用煤炭或薪柴作升温燃料,因此,每年育秧要耗费大量的煤炭或薪柴,育秧成本较高。利用沼气作为育秧温室的升温燃料,培育水稻秧苗是沼气综合利用的一项新技术,设备简单,操作方便,成本低廉,易于控温,不烂种,发芽快,出苗整齐,成秧率高,易于推广。

1、沼气育秧棚的类型和建造

(1)单层薄膜育秧棚。选择背风向阳的地方,用竹子和塑料薄膜搭成育秧棚。棚内用竹竿或木条做成秧架,底层距离地面30厘米,其余各层秧架间隔均为20厘米。在架上放置用竹笆或苇席做成的秧床。在棚内一侧的地面上, 砌筑一个简易沼气灶,灶膛两侧的中上部位,分别安装一根打通节的竹管, 从灶内伸出棚外,以排除沼气燃烧产生的废气。灶内放沼气炉,灶上放一口锅。在秧棚另一侧的塑料薄膜上,开一小窗口,以使用喷雾器从窗口向秧床上喷水保湿。小窗用时揭开,不用时关闭。

(2)双层薄膜育秧棚。双层塑料薄膜育秧棚是在单层沼气育秧棚外面再加一层塑料薄膜而构成。两层薄膜之间相距O.4米,以便利用其间的热空气给秧棚保温。内层育秧棚的制作方法和育秧技术要求与前面介绍的基本相同,所不同的,只是在秧棚正中一侧的地面上砌筑一个简易沼气灶,灶上安放一口铝锅,锅口与地面成水平,锅沿与灶沿吻合,灶内放人沼气炉,沼气灶口位于秧棚之外,以便使沼气燃烧时产生的废气不进人秧棚内。采用双层薄膜育秧,不仅育秧初期升温快,而且对稳定夜间育秧棚温具有良好的效果,同时比单层薄膜育秧棚节省沼气20%~30%。

(3)移动式小型育秧棚。所谓移动式小型育秧棚,是坐落在两条长木凳上的沼气育秧棚。它适用于谷种用量少的农户。根据谷种播量的多少设计秧棚,在秧棚中部的对角两端各挂一支温度计。在两条长木凳上,铺一层略大于秧棚底面积的厚型包装箱纸板,在纸板中部剪一圆孔,孔径大小以恰能放入一口铝锅为宜。纸板上面平铺一层塑料薄膜,以免纸板因浸水变软。在孔中放人一口铝锅,锅底与沼气炉的支角相接触。在锅上加盖,盖与锅之间留一空隙,以利水蒸气和热量均匀扩散。在纸板留孔正对上方的塑料薄膜上开一小窗,以便向锅内添加开水和上下调换秧笆位置。由于整个秧棚坐落在两条长木凳上,白天气温高时,把秧棚抬出屋外晒太阳增温,傍晚把秧棚抬进屋内,用沼气升温。

2、育秧方法

(1)浸种、催芽。培育早稻秧苗,.好先用沼液浸种。沼液浸种,一方面能增加种子的营养,促使其胚根、胚茎组织内的淀粉酶活化,提高发芽力;另一方面也可以增强种子的抗逆性,减少病害。

(2)温度调控。把已播上谷种的秧床放到秧架上,在秧棚内的两端各挂一支温度计,然后将塑料薄膜与地面接触的边沿用泥沙土压实。向锅内倒满热水,点燃沼气炉,关闭小窗口。出苗期要求保持好较高的温度和湿度,以保证出苗整齐。..天,育秧棚内温度保持在35~ 38°C。第二天保持在 32~ 35°C,每隔一定时间,向谷种上喷洒20~ 25°C的温水,并调换上下秧笆的位置,使其受热均匀,还要随时注意向锅内添加开水,以防烧干。经过 35~40小时,秧针可达2. 7~3厘米,初生根开始盘结。第三天保持在30~ 32°C, 湿度以秧苗叶尖挂露水而根部草纸上不渍水为宜。第四天保持在27~ 29°C。第五天后保持在24~ 26°C。当秧苗发育到二叶一心时,就可移出秧棚,栽入秧田进行寄秧。

3.注意事项

(1)播种前对谷种进行精选、晾晒和消毒处理,以保证种子纯净、饱满、无病,为培育壮秧提供良好的条件。

(2)采用沼液浸种后,一定要用清水将谷种洗净,以防烂芽。

(3)育秧棚内的温湿度,不能过高或过低,温度..天应达到38°C,然后缓慢下降,到第五天时应保持在25°C左右,这样可以避免谷种营养物质消耗过快,秧苗纤细瘦弱。同时,要始终保持谷种和草纸的湿润。

(4)根据谷种的播种量,确定育秧棚的大小。

(5)加强沼气池的管理,以保证育秧棚内正常使用沼气。

二、沼肥种植技术

(一)沼液浸种

利用沼液浸种,沼液中饵钾离子、铵离子、磷酸根离子等都能因渗透作用或生理特性,不同程度地被种子吸收,而这些离子在幼苗生长过程中,可增强酶的活性,加速养分运转和新陈代谢过程。因此,幼苗“胎里壮”,抗病、 抗虫、抗逆能力强,为高产奠定了基础。

1.沼液浸稻种

沼液浸水稻种的工艺流程为:除杂晒种—装袋—池浸(盆浸)—清水洗净—催芽。其操作方法和技术要领为:

(1)晒种。选用上年生产的高纯度和高发芽率的新水稻种子,浸种前晒种1~2天,以提高种子的吸水性能,并杀灭部分病菌。

(2)浸种。首先用浸种袋(如化肥袋、尼龙编织袋等)将稻种装好,每袋装15~20公斤,扎紧袋口,投入已正常使用40天以上的沼气池水压间内浸泡,常规稻种以一次性浸种为主, 24小时左右为宜;杂交稻采取间歇式浸种, 即在沼液中浸泡8~10小时后,提出来晾6小时,三浸兰晾,直至种子吸足水分。

(3)清洗。捞出浸种袋,用清水漂洗2~3次,晾干,方可催芽。沼液浸种会改变有些种壳的颜色,但不会影响发芽。

2、沼液浸麦种

沼液浸麦种的操作方法和技术要领为:

(1)种子的处理。在浸种前要选择晴天将麦种晒2~3次,提高种子的吸水性能。

(2)沼液的选择。选用发酵时间长且腐熟较好并与猪圈、厕所结合正常使用的沼气池发酵液。于浸种前几天打开水压间盖,在空气中暴露数日,并搅动数次,使少量硫化氢气体逸散,还要将水压间内水面上的浮渣清除。

(3)浸种时间。小麦浸种时间依据当地正常播种时间,在播种前一天进行浸种。浸泡时间要根据水温而定,一般17 ~ 20 oC浸6~8小时。

(4)浸种操作。将要浸泡的麦种装人透水性好的塑料编织袋。每袋种子量占袋容的2/3。将袋子放人水压间沼液中,并拽一下袋子的底部,使种子均匀松散于袋内,以沼液浸没种子为宜。(5)播种。麦种浸6~8小时后,取出种子袋,用清水洗净,并使袋里的水漏去,然后把种子摊在席子上,待种子表面水分晾干后即可播种。如果要催芽的,即可进行催芽播种。

3、沼液浸玉米种

先将玉米种子晒1~2天,去杂、去批粒后,用发酵好的沼液浸种。将要浸的玉米种装在塑料编织袋内,不可装得太满,然后放入沼液中,浸12小时。取出用清水冲洗一下,晾干即可。

4、沼液浸甘薯种

将选好的薯种分层放人大缸或清洁的水池内;将沼液倒入,液面超过上层薯块表面6厘米为宜,并在浸泡中及时补充沼液;2小时后捞出薯种,用清水冲洗净后,放在草席晾晒,直至种块表面无水分为止;然后按常规排列上床。苗床土培养基为30%的沼渣肥和70%的泥土混合而成。

5、注意事项

(1)用于沼液浸种的沼气池,一定要正常使用40天以上。长期停用的沼气池中“沼液”不能用于浸种,以免伤害种子。

(2)种子浸泡时间不宜过长,否则影响出芽。

(3)如沼液浓度过高,浸种前加1~3倍清水。

(4)浸种时要考虑天气情况,如遇阴雨,可将种子摊在席子上自然发芽,播种更好。

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