“棚—沼—菜”三位一体高效生态农业生产技术

黄可东

“棚—沼—菜”三位一体高效生态农业生产模式是以沼气为纽带，将日光温室与蔬菜有机结合在一起的一种高级生态模式。日光温室为沼气池、蔬菜提供适宜的温度条件，生产的沼气燃烧后为棚内增温，同时为蔬菜提供气肥。沼渣、沼液是生产无公害蔬菜优质的有机肥料。自2007年至今，海阳市共推广面积260(亩)，平均(亩)产黄瓜14 832千克，每(亩)较常规生产方式增产2744千克，增产幅度22.7％，每(亩)增加经济效益6 635元，(亩)减少化肥、农药投入1 544元，合计每(亩)增效8 179元，共增加经济收入212.7万元。

1日光温室的建设要求

此模式的建设顺序是：先建日光温室，后建沼气池。首先，确定温室的位置、朝向，然后，根据温室的结构性能、建造参数和结构类型，平地放线进行日光温室的建设。

目前，与模式配套的薄膜日光温室结构类型较多，其中半圆拱型无支柱日光温室具有采光好，空间较大，作业方便和便于压紧薄膜等优点。

半圆拱形无支柱日光温室坐北向南，在北纬23度左右，建筑方位为正南偏西5～7度为宜，跨度8.2米，室顶尖距地面3米；后墙基部宽1～1.2米，上部0.8～0.9米，高1.5米；后坡内角45度，投影1.15米；前坡内切角28度，棚面主采光角28度。前棚面呈圆弧形，温室横切面呈鸟翼形。室长84～100米。

2沼气池的建造技术

2.1沼气池的规划：日光温室建好后，应根据温室面积设计沼气池的容积，通常1(亩)温室应建池容15—20立方米的沼气池一座。为便于管理，在靠近温室入口处，以山墙不遮荫为限，规划出沼气池的位置。沼气池的进料口应设在温室外面，目的是方便下料；出料口要设在温室内，便于用肥、保温。

2.2沼气池的施工

2.2.1放线：在规划和选定的沼气设施建设区域内，清理杂物，平整好场地。然后，在地面上确定沼气池的中心位置，在尺寸线外0.8米左右处打下4根定位木桩，分别钉上钉子以便牵线，两线的交点便是沼气池的中心点，在确定好主池中心位置基础上，以R(池体内半径)+10厘米为半径划圈，确定池体位置，在地平面上要划出发酵池、进料口、出料口三者外框灰线。定位桩须钉牢不动，并采取保护措施。在灰线外适当位置应牢固地打入标高基准桩，在其上确定基准点。以使沼气池建成后，水封圈、进出料口三者在同一水平线上。出料口外线与主池外线间隔15～25厘米，进料口外线距主池外线为80厘米。

2.2.2开挖：按预先划好的灰线和设计的深度开挖池坑，并用半径活动轮杆保证圆的准确性，土壁即为外模，因而要求平整。出料口(水压间)一般建成圆形，深度0.9～1.0米，容积一般15-20立方米，沼气池出料口建设为1.5—2.0立方米进出料口砌筑在池墙高度的1／2处，出料管与主池墙呈40度，进料管为30度角。

2.2.3浇筑池墙：采用150#混凝土浇筑，土质特别疏松的可采用200#。方法是：土壁做外模，砖做内模，内外模的间距就是池墙的厚度，要分层将混凝土浇入模内，每层厚度10～20厘米，并振捣密实。池容20—30立方米沼气池墙厚度12厘米，池容40～50立方米沼气池墙厚度15厘米，池容100立方米以上沼气池墙厚度20厘米，要求一次性浇完。为达到混凝土的预定标号，要熟悉水泥的需水度、水灰比和水泥标号。

2.2.4浇筑池拱：采用“单砖漂拱法”砌筑池拱内模。砌筑时选用正品红干砖，用黏泥粘结，使用两支曲率半径拱尺随时支撑、校正，保证几何尺寸的准确性。每砌完一圈，用片石嵌紧。拱模砌好后，覆盖上塑料薄膜，浇筑混凝土，然后放置活动口和水封圈模，并继续浇筑混凝土。在拱顶和水封圈交接处，浇筑时应划破原结构层表面，使之形成一个整体。拱顶经过充分拍打、提浆、原浆压实、抹平，然后覆土或覆盖保养。

2.2.5曲率半径的计算和使用方法：从球面(拱面)到球心的长度叫曲率半径。削球体的池拱和池底，在施工中凭经验开挖和建设无法保证几何尺寸的准确性，根据球面任何一点到球心等距离的原理，算出曲率半径，以它为尺子，可以保证尺寸的准确和方便施工。

2.2.6浇筑池底：根据不同池坑的土质进行不同的处理。土质坚硬，可直接用混凝土铺底，如遇“海绵土”等特别松软土质，应首先铺一层8-10厘米粒径的卵石，夯实后再浇筑混凝土。实践证明，池底分两次浇筑为好。第一次在施工时首先浇筑池底的外沿部分(将池底半径缩小16厘米)，第二次在拆除砖模后内封闭处理前浇筑剩余部分。目的是防止施工过程中向池底掉落的泥土污染结构层，而与密封层结合不好。渗水池应在中心留积水坑，并覆盖薄膜防污染。

2.2.7安放进、出料管：进出料管安放的高度，原则是在池墙高度的1／2处。过高，下料不足和一次出料过多时容易跑气；过低，底部发酵原料堆积易造成进料不畅。进出料管周围要回填充实，结合处用砂浆、混凝土灌实，杜绝断裂、漏水现象发生。进出料间的上口水平位置，应高于池盖(活动口盖)5厘米，这样可使进出料间起到水压箱的作用，避免产气较多时，发酵液溢到池外；进出料间的位置应尽可能达到对称，使入池发酵原料经过最长距离的运转消化，到达出料口时“料尽其用”，如果池址受限达不到对称，至少应大于90度角，若达不到，则应在池内建设“曲流布料墙”。

2.2.8出料间、水压间容积的确定：出料间是根据储存沼气和维持沼气气压而设计的，兼做平时小出料之用。大小由沼气池容积的大小和产气率而定。水压间有效容积的计算公式：V(水压间)=池容积×投料量×产气率/2。

2.2.9矢跨比：是指削球体的矢高和底直径的比例。矢跨比的确定，应根据池子的受力状况、表面积、体积、当地的土质水文情况、施工条件等综合分析而定。

2.2.10池内抹刷：沼气池整个池体竣工后，需池内抹刷(即：池内密封)。操作方法如下：①池内表层的基础处理：将沼气池内壁清扫干净，把砌筑时留下的缝隙和损坏不平处，用1：3的砂浆找平，使整个内壁表面清洁、平整而粗糙。②分层抹刷：池内抹刷一般抹刷五遍。池底和出料间各抹两遍、刷浆三遍。总之，主池采用“三灰四浆”，池底和出料间“两灰三浆”。内封闭结束后，保持池内湿度,20～30℃养护七天即可试压、投料。

2.3沼气灯的安装及操作：安装沼气灯的目的就是通过燃烧沼气为温室增加温度和二氧化碳气肥来促进蔬菜生长。通常日光温室内应每50^-60平方米面积设置1盏沼气灯，沼气灯的安装位置在温室内走廊的上方，高度为2米左右，加温时间是冬季每天上午6：00-8：00。

3“棚—沼—菜”模式的技术应用

3.1沼气的利用：沼气在蔬菜大棚中的应用有两个方面：一是燃烧沼气为大棚增温；二是增加棚内二氧化碳浓度促进蔬菜生长。

3.1.1“棚—沼—菜”三位一体高效生态模式温度昼夜变化规律：影响日光温室蔬菜产量进一步提高的一个重要因素是温度。我市12月底至1月中下旬持续一个多月低温期，对大棚黄瓜、西红柿等蔬菜正常生长影响较大，突遇强寒流往往遭受冻害，产生畸形果，影响产量和品质。棚内建上沼气池后，南于燃烧沼气放出大量能量，棚内温度增高，蔬菜生长旺盛。经测定：早6：00-8：00点燃烧2小时可提高棚内温度1～1.5℃(详见表1)。

3.1.2“棚—沼—菜”三位一体高效生态模式二氧化碳气肥昼夜变化规律：冬季，限制大棚菜产量进一步提高的另一个致关重要的因素就是棚内二氧化碳的≠捉度。在大栅栽培中二氧化碳浓度昼夜变化比较大。经测定，日出前二氧化碳浓度可达(2300～2400)×10^-6日出后随着温度升高，光合作用增加，中午12点二氧化碳含量急速下降到600×10^-6，下午2点降至400×10^-6，至4点达到最低值仅200×10^-6，低于大气中二氧化碳浓度。随后，二氧化碳浓度稍有上升，日落至午夜前，由于植株和土壤呼吸比较强，二氧化碳浓度缓慢增加，至日出前达最大值。燃烧沼气生成的二氧化碳气体，可使棚内二氧化碳浓度增高，有利于蔬菜光合作用，起到增施二氧化碳气肥的作用。经测定，冬季早6：00点烧至8：00点，全天棚内二氧化碳含量平均可提高(详见表2)。

3.2沼液的利用：沼液是沼气发酵后残留液体，其总固体含量小于1％，其养分主要是速效性养分。这是因为发酵物长期浸泡水中，一些可溶性养分自固相转入液相，提高了速效养分含量(详见表3)。

沼液中存留了丰富的氨基酸、B族维生素、各种水解酶、某些植物激素等，结合大棚蔬菜浇水追施沼液，可减少化肥的使用量，同时对病虫害有抑制作用，减少用药量，有着较广泛的综合利用前景。浇施沼液的土壤，要求地面平整，施肥时，在水渠口，将沼液均匀地浇到灌溉水中，浇施的数量与流水的速度要配合好，以达到所要求的施肥量。每(亩)每次浇施800～1000千克，共追施8次。