“四位一體”能源生態(tài)模式，是典型的農(nóng)村沼氣能源生態(tài)模式之一。它是在農(nóng)戶庭院或田園內(nèi)建日光溫室，在溫室的一端地下建沼氣池，沼氣池上建豬舍和廁所，溫室內(nèi)種植蔬菜或水果。該模式以太陽能為動(dòng)力，以沼氣為紐帶，種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)相結(jié)合，形成生態(tài)良性循環(huán)，從而增加農(nóng)民收入。
一、“四位一體”能源生態(tài)模式的“三沼”應(yīng)用技術(shù)要點(diǎn)
1、利用沼氣增溫增光。利用沼氣在棚內(nèi)增溫增光主要靠點(diǎn)燃沼氣燈、沼氣灶來解決，一盞沼氣燈一夜約消耗沼氣0.2m3，釋放熱量4600kj。燃燒1m3沼氣，可在100m2棚內(nèi)增溫1℃左右。
2、二氧化碳?xì)怏w施肥。利用沼氣燃燒后排放二氧化碳這一特性，向大棚內(nèi)的農(nóng)作物供應(yīng)二氧化碳“氣肥”，促進(jìn)增產(chǎn)。以沼氣燈作為施氣工具，春冬兩季每天日出后30分鐘，在日光溫室內(nèi)點(diǎn)沼氣燈1小時(shí)（按照一個(gè)蔬菜大棚內(nèi)安裝6盞燈為例，1小時(shí)后，室內(nèi)二氧化碳濃度可提高500～1000mg／kg），待室溫升到25～30℃時(shí)即開棚放風(fēng)（一般采取斷續(xù)施放的方法，每施放10～15分鐘，間歇20分鐘。在放風(fēng)前30分鐘停止施放）。普通溫室每50m3安裝一盞沼氣燈。
3、沼氣燈誘蟲。沼氣燈的波長在3 0 0～1000納米之間，許多害蟲對(duì)330～400納米的紫外光線有較大的趨光性。根據(jù)害蟲前半夜多于后半夜的規(guī)律，掌握在天黑至夜晚12時(shí)進(jìn)行沼氣燈光誘蟲。
4、沼液喂豬。沼液喂豬，就是將沼液作為一種飼料添加劑。豬有個(gè)適應(yīng)程，飼喂沼液時(shí)，應(yīng)先將正常產(chǎn)氣一個(gè)月以上的沼液取出少許，然后讓豬聞氣味，或者將豬餓1~2頓后，再將少量沼液拌入飼料等方法誘食，3~5天后即可正常進(jìn)行。沼液飼喂豬重量為20~50k g時(shí)，增重較為明顯。沼液喂豬主要解決廣大農(nóng)村豬飼料營養(yǎng)不完全的問題。
5、沼液施肥。葉面噴施沼液，可調(diào)節(jié)作物生長代謝，補(bǔ)充營養(yǎng)，促進(jìn)生長平衡，增強(qiáng)光合作用等。以沼液噴施蘑菇為例：一般出菇后開始，每平方米施用500g，沼液加1~2倍清水，每天噴施1次，可提高菇質(zhì)，增加產(chǎn)量。
6、沼液防治病蟲害。為了確保大棚內(nèi)蔬菜無公害生產(chǎn)，用沼液浸種、葉面噴施防治病蟲害。沼液應(yīng)從正常產(chǎn)氣1個(gè)月以上的沼氣池中取出，澄清、紗布過濾好，以防堵塞噴霧器。噴施時(shí)，以葉背面為主，以利于吸收?？偟脑瓌t是：幼苗、嫩葉期，1份沼液加1~2份清水；夏季高溫，1份沼液加1份清水；氣溫較低，又是老葉（苗）時(shí)，可不加清水，平均每7 ~ 1 0天噴施1次。
二、社會(huì)效益和生態(tài)效益分析
1．提升環(huán)境質(zhì)量?！八奈灰惑w”將人畜糞便轉(zhuǎn)化成的沼氣，是農(nóng)民家庭生活的一種清潔、高效的可再生能源。農(nóng)民用上沼氣后，在節(jié)柴、節(jié)電、節(jié)煤的同時(shí)，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，有效轉(zhuǎn)化了大量的畜禽糞便，凈化了室內(nèi)外衛(wèi)生，極大地改善了農(nóng)村衛(wèi)生狀況和生態(tài)環(huán)境，為建設(shè)村容整潔、環(huán)境優(yōu)美的新農(nóng)村創(chuàng)造了必要條件。解決養(yǎng)殖業(yè)帶來的環(huán)境污染問題，改善人居環(huán)境，阻斷疫病傳染源，使農(nóng)村村容村貌發(fā)生了根本變化，促進(jìn)了農(nóng)村社會(huì)文明進(jìn)步。
2．帶動(dòng)結(jié)構(gòu)調(diào)整。發(fā)展農(nóng)村清潔能源與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有機(jī)結(jié)合，就會(huì)帶動(dòng)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，促進(jìn)農(nóng)業(yè)增長方式轉(zhuǎn)變和農(nóng)民增收。以農(nóng)村能源生態(tài)建設(shè)為紐帶，把特色、綠色農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作為增加農(nóng)民收入的主要手段。農(nóng)民不僅增加了收入，市民也吃上了放心的糧食和蔬菜，對(duì)豐富菜籃子發(fā)揮了主要作用。農(nóng)村能源生態(tài)建設(shè)已經(jīng)跳出了過去的就能源抓能源的小圈子，逐步走向能源、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益協(xié)調(diào)發(fā)展的軌道。
3．資源循環(huán)利用。發(fā)展農(nóng)村“四位一體”沼氣大棚、秸稈汽化和太陽能，不僅使農(nóng)村的資源得到有效利用，而且通過改廁、改廚、改圈、改院等建設(shè)，把農(nóng)村的“三廢”(秸稈、糞便、垃圾1變成“三寶”，成為清潔燃料、綠色飼料和肥料，促進(jìn)了生產(chǎn)、生活、生態(tài)的協(xié)調(diào)發(fā)展。“四位一體”沼氣大棚把種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和能源綜合利用有機(jī)結(jié)合起來，把養(yǎng)殖業(yè)所產(chǎn)生的廢棄物轉(zhuǎn)換生成可再生能源沼氣和有機(jī)肥料，既解決了農(nóng)村燃料問題，又可以把沼渣加工成有機(jī)肥料，用于無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)，提高了農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量。
實(shí)踐證明，在北方冬季寒冷的特定環(huán)境下創(chuàng)建北方“四位一體”生態(tài)模式，即沼氣池、豬圈、廁所、太陽能溫棚四者修在一起，在保證沼氣池順利越冬的前提下，還體現(xiàn)以下幾方面優(yōu)點(diǎn)：第一，人、畜糞便能自動(dòng)流入沼氣池，有利于糞便管理，同時(shí)優(yōu)化農(nóng)村生活環(huán)境，提高農(nóng)民健康水平；第二，豬圈設(shè)置在太陽能溫棚內(nèi)，冬季使圈舍溫度提高3～5℃，為生豬提供適宜的生長條件，縮短了生豬育肥期；第三，豬圈下的沼氣池由于太陽能溫棚而增溫、保溫，解決了北方地區(qū)在寒冷冬季產(chǎn)氣難、池子易凍裂的技術(shù)問題，年總產(chǎn)氣量與無太陽能溫棚的沼氣池相比提高20％～30％；第四，高效有機(jī)肥（沼肥）增加60％以上，豬呼出的二氧化碳，使太陽能溫棚內(nèi)二氧化碳的濃度提高，有助于溫棚內(nèi)農(nóng)作物的生長，既增產(chǎn)，又優(yōu)質(zhì)；第五，在棚內(nèi)安裝沼氣燈有兩個(gè)作用，一是利用沼氣燃燒，提高大棚內(nèi)溫度和增加光照；二是利用沼氣燃燒后排放二氧化碳的特性，向大棚內(nèi)的農(nóng)作物供應(yīng)二氧化碳“氣肥”，促進(jìn)增產(chǎn)。第六，改善土壤環(huán)境、培肥地力，促進(jìn)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展。
在開展“四位一體”大棚生產(chǎn)技術(shù)中，沼肥和二氧化碳?xì)夥士傻玫胶侠砝?。沼氣池產(chǎn)生的沼氣通過點(diǎn)燃沼氣燈、沼氣灶來解決增溫、增光技術(shù)，并可提供二氧化碳，也稱二氧化碳?xì)夥始夹g(shù)，增加光合作用。在蔬菜生產(chǎn)上，沼氣池產(chǎn)生的沼渣、沼液是優(yōu)質(zhì)的綠色肥料，可調(diào)節(jié)作物生長代謝，補(bǔ)充營養(yǎng)，促進(jìn)生長平衡，增強(qiáng)光合作用能力，同時(shí)沼液又能防治病蟲害，因其無污染、無殘毒、無抗藥性而被稱為“生物農(nóng)藥”，達(dá)到藥物的功效，起到防止病蟲的效果。大棚內(nèi)搞養(yǎng)殖，提高出欄率，更增加了效益。這種“四位一體”模式充分體現(xiàn)了在同一塊土地上，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)氣和積肥同步，種植和養(yǎng)殖并舉，生物種群多，食物鏈結(jié)構(gòu)健全，能流、物流較快循環(huán)的能源生態(tài)系統(tǒng)工程，徹底改變傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，提高資源的利用率，是一項(xiàng)高效的農(nóng)業(yè)生態(tài)技術(shù)。
