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(shí)間段內(nèi)CO2濃度變化規(guī)律。結(jié)果表明，沼氣燈在釋放CO2時(shí)，隨著時(shí)間延長(zhǎng)和點(diǎn)燈數(shù)量的增加，室內(nèi)CO2濃度逐漸增加，且CO2濃度增加量穩(wěn)定增長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞 CO2氣肥；沼氣燈；特性

中圖分類號(hào) S216.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）15-0166-01

目前，隨著我國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)的大力推廣，我國(guó)農(nóng)村沼氣工程迅速發(fā)展起來(lái)，農(nóng)村沼氣池的大范圍使用在解決農(nóng)村能源、生態(tài)建設(shè)和改善人民生活等方面發(fā)揮了巨大作用。隨著科技進(jìn)步，利用沼氣燃燒產(chǎn)生的二氧化碳對(duì)溫室、塑料大棚內(nèi)的蔬菜進(jìn)行氣體施肥都取得了良好的效益。本試驗(yàn)利用沼氣燈作為新型氣肥的產(chǎn)生裝置，以期為溫室CO2施肥優(yōu)化設(shè)計(jì)提供一種科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

密閉房間體積為54 m3（長(zhǎng)6 m，寬3 m，高3 m）；塑料大棚長(zhǎng)度50 m、跨度6 m、脊高2.6 m；ZD1600-450-A型沼氣燈。試驗(yàn)用沼氣來(lái)自正常產(chǎn)氣1年的戶用型沼氣池。試驗(yàn)儀器為CO2檢測(cè)儀（telaire7001）

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采用密閉房間法，在密閉體積（50 m3）的房間中央設(shè)置5盞沼氣燈。沼氣燈距離地面2 m房間內(nèi)等距離標(biāo)記5個(gè)測(cè)試點(diǎn)，測(cè)定沼氣燈點(diǎn)燃前房間內(nèi)二氧化碳濃度。重復(fù)測(cè)定2次；然后分別測(cè)定點(diǎn)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(shí)，2 h內(nèi)的密閉房間內(nèi)二氧化碳濃度變化狀況。每隔20 min測(cè)定1次，每次重復(fù)2 次，整個(gè)試驗(yàn)重復(fù)3次[1]。

2 結(jié)果與分析

使用沼氣燈釋放CO2平均1 h內(nèi)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(shí)，沼氣燈點(diǎn)燃時(shí)間與密閉房間內(nèi)的CO2濃度存在正相關(guān)性，沼氣燈數(shù)與CO2濃度之間也存在正相關(guān)。隨著密閉房間內(nèi)點(diǎn)燈時(shí)間和沼氣燈數(shù)的增加，CO2濃度也相應(yīng)地增加。由相關(guān)性分析可以看出，點(diǎn)燃1盞燈時(shí)，點(diǎn)燈時(shí)間和室內(nèi)CO2濃度的相關(guān)性公式為：y=181.18x-109.6，其決定系數(shù)R2=0.9852；點(diǎn)燃2盞燈、3盞燈、4盞燈、5盞燈時(shí)的決定系數(shù)分別為0.968、0.947 4、0.934 2、0.945 5。由本試驗(yàn)可以看出沼氣燈釋放CO2的速度穩(wěn)定，產(chǎn)氣均勻。密閉房間內(nèi)沼氣燈數(shù)與CO2濃度之間的線性相關(guān)公式為：y=523.1x+189.7，其決定系數(shù)R2=0.986。可見(jiàn)，隨著沼氣燈數(shù)的增加，釋放CO2量也在呈線性遞增趨勢(shì)，沼氣燈釋放CO2的速度穩(wěn)定，可控性較強(qiáng)，可以作為合適的CO2氣源來(lái)使用[2]。

在密閉房間內(nèi)，隨著沼氣燈數(shù)由1盞增加到5盞，CO2濃度每小時(shí)增加量從425 μL/L增加到2 804 μL/L。在點(diǎn)燈開(kāi)始的前30 min內(nèi)，密閉室內(nèi)的CO2濃度上升較為緩慢，當(dāng)?shù)?50 min時(shí)，房?jī)?nèi)CO2濃度迅速增加，同時(shí)隨著沼氣燈數(shù)的增加，CO2濃度增加量也隨之提升，點(diǎn)5盞燈時(shí)CO2濃度變化最快，平均達(dá)到2 596 μL（L·h）。由此可見(jiàn)，沼氣燈在釋放CO2時(shí)，隨著時(shí)間延長(zhǎng)和點(diǎn)燈數(shù)量的增加，室內(nèi)CO2濃度逐漸增加，且CO2濃度增加量穩(wěn)定增長(zhǎng)。

3 結(jié)論與討論

目前，我國(guó)利用CO2施肥的主要問(wèn)題之一是如何獲得價(jià)格低廉、釋放CO2穩(wěn)定、使用方便的CO2氣源。而本試驗(yàn)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(nóng)村沼氣工程，提高了沼氣燈的利用率。但本試驗(yàn)只是初步研究了沼氣燈釋放CO2的過(guò)程，至于具體的增肥機(jī)理還需要進(jìn)一步的研究。但是同時(shí)還需要注意到以下幾個(gè)問(wèn)題：一是所使用的沼氣必須要進(jìn)行脫硫處理，這是因?yàn)樵谡託庵泻胁糠至蚧瘹?，如果不?duì)其進(jìn)行處理有可能會(huì)腐蝕器具，同時(shí)其燃燒之后所產(chǎn)生的二氧化硫在水化之后則會(huì)形成硫酸，對(duì)植物帶來(lái)危害[3-4]；二是并不是時(shí)時(shí)刻刻都需要將沼氣燈、灶點(diǎn)燃，而是需要選擇在凌晨氣溫較低的情況下點(diǎn)燃；三是當(dāng)釋放二氧化碳?xì)夥手?，蔬菜的光合作用?huì)得到增強(qiáng)，此時(shí)必須要注意水肥管理，只有水肥跟上才可以真正達(dá)到增產(chǎn)效果[5-7]；四是沼氣燈、灶在棚內(nèi)的燃燒時(shí)間不宜太長(zhǎng)，否則產(chǎn)生過(guò)多的二氧化碳?xì)夥史炊鴷?huì)抑制植物生長(zhǎng)；五是不能在溫室大棚內(nèi)堆漚沼氣發(fā)酵原料，否則會(huì)釋放氨氣等對(duì)作物有毒的氣體[8-10]。

4 參考文獻(xiàn)

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