空心莲子草在沼气中的应用

空心莲子草在沼气中的应用

 

水花生学名空心莲子草,又名革命草、野花生、水苋菜、喜早莲、子草等。原产于巴西,是多年生杂草,主要生长在水边或潮湿地带,是一种外来入侵生物,目前为黄山市分布较广,并呈蔓延之势。水花生危害较大,主要表现为阻止水流,影响排灌;抑制其他植物生长,使群落物种单一化;覆盖水面,造成鱼类呼吸困难;在农田与作物争肥、争水、争光,使作物减产;入侵公园、林地、草坪和湿地,破坏风景,影响旅游环境;滋生蚊蝇,危害人类健康等。   目前防治水花生的方法有物理措施、农业措施、生物措施、化学措施,均属于被动防治,需要投入大量的人力、物力和经费。可将水花生作为沼气池发酵原料进行利用。水花生在沼气中应用是以农户为单元,以沼气为依托,因地制宜开展沼液、沼渣综合利用。水花生投入沼气池发酵产生沼气后可供农户烧饭、照明,解决农村生活用能,利用沼渣、沼液施肥,可为农业生产提供有机肥料,形成“外来有害生物(水花生)—沼气(沼液)—茶(桑、果、蔬)”这种良性的生态农业经济模式。这种以沼气建设为中心,以利用沼肥为技术手段,铲除水花生的生态模式,不但可以大大减少铲除水花生经费投入,而且保护了生态环境,实现了经济、社会、生态三大效益的有机统一。结合实际,笔者对水花生在沼气中的利用进行探讨。   1发酵原料制备   准备原料,1口8m3沼气池需水花生2000~2500kg作为初期投料量。在沼气池边选择堆沤场地,平铺3m×3m塑料薄膜,将水花生铡成5cm左右,铺厚10cm左右,泼洒浓度为10%左右的石灰水澄清液,直到原料中有液体流失为止,再铺第2层,依次再铺第3层、第4层。堆好后用稀泥封闭或用塑料薄膜覆盖。   2堆沤时间控制   根据季节气温变化,在气温较高季节可在沼气池边地面上堆沤,在气温较低季节可采用坑式堆沤。为避免分解液流失,选用坑式堆沤较好。分解液可促进产气,特别是在沼气池产气量不高时,加入一些堆沤的水花生原料,可以很快提高产气量。目前农户通常采用沼气池边地面上堆沤。堆沤时间为:当气温在28~38℃时堆沤1~2d;气温在10~26℃时堆沤2~3d;气温在5℃时堆沤4~5d。从直观上看,颜色呈咖啡色即可达到要求,不宜再继续堆沤,以免原料损失过大。   3进料封盖   选择晴天将预处理的水花生与准备好的接种物混合,立即投入池内,封好池盖。第1次投料量为沼气池容积的80%,水、水花生、接种物比例为5∶2∶1,进料时气温最好在20℃以上,温度低于8℃沼气池难以产气启动。   4沼气池日常投料   以水花生为发酵原料的沼气池日常管理是关键。如果农户对沼气池的结构、发酵原理比较理解,将容易接受和掌握水花生在沼气中利用技术。沼气池正常运行后,要勤加料、勤出料,新建沼气池启动后20d,最迟不超过30d,在产气高峰未过以前要添加新的发酵原料。每隔5~7d进料1次,出料1次,做到进出料平衡。进料量为经过堆沤后的水花生100~200kg,每次加料量占发酵料液的4%左右,最好不要大进料或大出料,要经常搅拌沼气池,使原料发酵充分。   5沼渣与沼液综合利用   沼渣沼液综合利用是以沼气为纽带,联动种植、养殖等产业,在吸收传统农业精华和现代农业先进技术的基础上,广泛开展生物能综合利用,形成能流、物流的良性循环,从而改良土壤结构,改善生态环境,有效降低农业生产成本,提高农产品品质,增加农民收入,实现可持续发展。沼渣、沼液的综合利用技术已有许多报道[1-2]。   6结语   水花生进行预先堆沤后进行沼气发酵,可提高甲烷菌含量,加快产气速度。堆沤益处很多:一是在堆沤过程中,发酵细菌大量生长繁殖,起到富集菌种作用[3-4];二是堆沤腐熟料进入沼气池,可减缓酸化作用,有利于酸化与甲烷化的平衡;三是水花生经堆沤后,纤维素变松散,扩大了纤维素分解菌与纤维素的接触面,加快纤维素的分解速度,加速沼气发酵过程进行;四是堆沤后的水花生含水量较大,入池后很快沉底,不易浮面结壳;五是堆沤后的水花生体积缩小,便于装池。水花生在沼气中的应用,仅用能方面,年产气相当于10罐液化气,按现行价计算,节能1000元以上,促进了农户增收节支,解决农户生活用能问题,同时利用沼渣和沼液施肥、喂猪、喷肥,形成“外来有害生物—沼气池—农业生产”的生态模式,实现了变害为利,综合效益明显。