太阳能温室点燃沼气对青椒的增长效应研究

刘兆勇 李英民 葛长城 王强 刘颖 吕云鹏

摘 要：随着生态农业的发展，沼气的用途逐渐拓展，其中温室点燃沼气进行CO2施肥是近年来在温室蔬菜生产中应用较为成熟的技术。该文以温室青椒为研究对象，探讨了太阳能温室点燃沼气对青椒的增长效应，结果表明，温室点燃沼气能够显著增加青椒产量，提高作物抗病力，适合在聊城地区推广应用。

关键词：太阳能温室；点燃沼气；青椒；增长效应

中图分类号 S63 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2015）21-72-02

沼气生态农业凭借其同时具有显著的经济、社会和生态效益，受到广大农业从业者的欢迎，逐渐成为生态农业建设的重要技术模式。随着近年来政府对沼气项目支持力度的逐年增大，沼气建设速度快速发展，使更多的农户从中受益。目前关于沼气在生态农业中的应用的相关研究颇多，如有研究认为利用沼液、沼渣不仅能够促进作物产量的提高，而且有利于改善土壤品质，增加土壤肥力，从而有利于农业的可持续发展；也有研究认为，通过在温室大棚内利用红外沼气灯点燃沼气增加大棚内CO2气体含量，有助于促进作物光合作用，进而提高产量。目前该技术已在多个地区试用推广并取得了良好的增产、增收效果。为推动该技术在聊城地区的推广，笔者以青椒温室大棚为研究对象，探讨了太阳能温室点燃沼气对温室内CO2气体浓度以及青椒增长的影响，为其推广应用提供可靠的实验依据。

1 试验方法

1.1 沼气点燃 2014年10月至2015年5月期间，选择聊城市东阿县姜楼镇陈店村辣椒种植温室作为研究对象，实验温室面积为666.67m2；在温室大棚内采用江西共创HWZQD型红外沼气灯用于沼气点燃，安装间隔为8m；根据辣椒生长特点及光照变化确定在晴天的上午8：00～10：00揭开保温被时开始点燃，点燃时间为3h/d。需要注意的是点燃一般在上午放风前进行。

1.2 CO2浓度测定 采用美国产M150/TEL7001二氧化碳检测仪对CO2浓度进行测定。

2 结果与分析

2.1 点燃沼气对CO2浓度的影响 在自然条件下，早晨8：00 CO2浓度最高可达670mg/L，日出后揭开保温被3h则迅速下降至248mg/L，中午12：00放风前可降至203mg/L。晚上在密闭的条件下因蔬菜呼吸作用及土壤释放等原因，逐渐增加到日出前最高值。点燃沼气的温室，早晨8：00未点燃沼气时CO2浓度为700mg/L，点燃沼气3h后CO2的浓度上升至848mg/L，是不点燃沼气的3.42倍；至中午12：00放风前CO2含量仍达760mg/L，是不点燃沼气的3.74倍（表1）。

2.2 点燃沼气对青椒生长发育的影响 试验表明，点燃沼气对青椒生长发育有明显的促进作用。在青椒苗期的观测试验结果是：青椒棵高增7.62%，茎粗增17.3%，干物质增25.8%（表2）。

2.3 点燃沼气对青椒病害的影响 试验表明，点燃沼气能够使青椒作物生长健壮，增强抗病能力，疫病的发病率降低11%（表3）。

2.4 点燃沼气对青椒产量的影响 试验表明，点燃沼气能够较大幅度提高青椒产量，单果平均增重14g，总增产幅度达20.6%（表4）。

3 讨论

利用温室点燃沼气灯进行青椒施肥，主要作用机制是缓和了作物生长过程中温室内CO2浓度不足，无法满足作物光合作用消耗之间的矛盾，从而有力地促进了植物光合作物，提高了光合作物产物的几率，因而更加有利于植物的生长以及产量的增加。

3.1 温室内点燃沼气促进作物增产的理论依据 正常情况下，在冬季温室大棚外空气中CO2的含量约为300mg/kg，且不会发生较大幅度的变化。但由于日光温室蔬菜的光合作用及受到放风、保温等措施的影响，一天当中CO2浓度变化趋势较大，在早晨揭开草帘之前，CO2的浓度达到一天当中的最高值，甚至超过450mg/kg，相对于温室外大气中CO2含量偏高50%以上。在草帘打开后，光照逐渐增强，植物光合作用加强，消耗大量CO2，进而造成温室内CO2浓度的下降，到中午时降低至约85mg/kg，大大低于外界环境中的CO2浓度，此时已不能满足作物生长光合作用对CO2的需求量，且随着光合作用的进行，温室中CO2的浓度还会继续降低。由于午后光照强度最强，此时本应是植物光合作用最强的时期，却因为温室内CO2气体的不足而限制了光合作用的进行，进而限制了植物生长，影响最终产量。由于在寒冷季节温室需要保温，不能通过放风增加温室中CO2的含量，因此通过点燃沼气灯增加温室内CO2含量是当前较为理想的途径。

本研究结果也表明，在点燃沼气灯后，CO2浓度明显上升，到点燃3h上升至848mg/L，是不点燃沼气的3.42倍；至中午12：00放风前CO2含量仍达760mg/L，是不点燃沼气的3.74倍。上述结果充分说明温室点燃沼气能够有效补充因作物光合作用消耗的CO2，在理论上能够促进作物产量的提高。

3.2 沼气点燃对青椒产量的影响 沼气的主要成份是甲烷（CH4），1m3沼气燃烧后能够产生0.97m3的CO2。已有研究表明，施用CO2的温室蔬菜，植株长势健壮，叶绿素含量也较高，叶色深绿有光，花期提前，且具有更高的坐果率，更为重要的是作物长势旺盛，抗病性显著增强，从而大大减少了化学农药的使用，有利于降低农残，符合生态农业的标准。本次试验结果表明，在温室内点燃沼气，大大增强了农作物的光合性能，促进了生长发育，增强了抗病能力，增产幅度达20.6%。

4 结论

（1）综上所述，温室点燃沼气，能够补充温室内CO2含量，解决了温室越冬菜生产放风与增温的矛盾，使温室CO2浓度提高3.4倍，从而大大提高了蔬菜作物的光合能力，使作物生长健壮，减少了病害的发生，大幅度地提高产量，创造较好的经济效益和社会效益，在生产上有较好的推广价值。可见，蔬菜温室点燃沼气补充CO2，是促进蔬菜光合作用，提高产量和品质的关键技术之一。

（2）尽管研究结果认为，沼气灯施肥能够促进青椒产量的提高，有利于增强作物抗病能力，但在实际应用中还应注意与作物生长特点相结合，以免得不偿失。首先，沼气灯应在作物自身生长消耗量大的花果期使用，在苗期应用引发营养生长过旺，发生徒长；其次，应在晴天的上午进行沼气灯施肥，在下午以及阴雨天气，光照不足，光合作用较弱，无需进行沼气灯施肥。为保证CO2能够均匀的在植株功能叶周围释放，沼气灯应置于植株群体冠层高度。

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