摘 要:在農(nóng)村能源短缺和環(huán)境污染問題日益突出的雙重背景下，本文以解決戶用沼氣冬季產(chǎn)氣和秸稈產(chǎn)沼氣關(guān)鍵技術(shù)為切入點，闡明了目前農(nóng)村戶用沼氣推廣普及現(xiàn)狀，分析了在推廣普及過程中面臨的主要技術(shù)問題;針對存在的推廣普及難題，研制出了沼氣微生物菌劑，解決了冬季產(chǎn)氣難和秸稈發(fā)酵難兩大難題，指出了沼氣微生物菌劑的效益和應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞:沼氣微生物菌劑;戶用沼氣;推廣普及;應(yīng)用前景

中圖分類號:TK6文獻(xiàn)標(biāo)識號:A文章編號:1001-4942(2010)02-0070-03

農(nóng)村戶用沼氣作為一種生態(tài)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，是以資源高效循環(huán)利用為核心，以資源投入“減量化”，廢棄物“資源化”，污染物排放“無害化”為原則，達(dá)到低消耗、低排放、高效率為目標(biāo)的經(jīng)濟(jì)增長模式。因此沼氣在生態(tài)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和治理環(huán)境污染中的作用已經(jīng)引起社會各界的高度關(guān)注。

1 目前農(nóng)村戶用沼氣推廣普及現(xiàn)狀

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，能源需求不斷增長，能源短缺也越來越嚴(yán)重。在農(nóng)村，高額的能源支出使農(nóng)民壓力越來越大。而充分利用農(nóng)村的有利條件，在農(nóng)村推廣普及戶用沼氣池是解決農(nóng)村能源問題，幫助農(nóng)民減輕負(fù)擔(dān)的最有效措施之一。近幾年，黨中央和國務(wù)院對農(nóng)村沼氣的發(fā)展都給予了極大的關(guān)注和強有力的支持。中央農(nóng)村工作會議和連續(xù)幾年的中央“一號文件”都把農(nóng)村沼氣作為全面建設(shè)農(nóng)村小康社會、改善農(nóng)村生產(chǎn)生活條件的六小工程之一，明確要求加大扶持力度，加快普及的步伐。2003～2007年，中央累計安排國債資金80億元，在7.3萬個村支持建設(shè)823萬戶沼氣，引導(dǎo)帶動了沼氣發(fā)展?！笆晃濉逼陂g，僅中央財政每年至少拿出25億元用于支持農(nóng)村沼氣工程建設(shè)，國務(wù)院常務(wù)會議2008年11月確定將農(nóng)村沼氣作為進(jìn)一步擴(kuò)大內(nèi)需的措施之一，2009年中央“一號文件”再度鎖定“三農(nóng)”，明確表明將加快農(nóng)村的沼氣建設(shè)，增加農(nóng)村沼氣工程建設(shè)投資，每年能解決400～600萬農(nóng)民家庭使用沼氣。

截至2008年底，我國已建成的戶用沼氣池總數(shù)達(dá)到了3 050萬個，而山東省內(nèi)農(nóng)村戶用沼氣池總數(shù)達(dá)到了180萬戶，年處理農(nóng)村人畜糞便等廢棄物2 500多萬噸，生產(chǎn)沼氣6.8億立方米，相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)煤近50萬噸，年增收節(jié)支近20億元，沼氣戶戶均增收1 170元。同時，通過農(nóng)村戶用沼氣和沼氣服務(wù)組織建設(shè)，年可轉(zhuǎn)移農(nóng)村勞動力近3～4萬人。但因農(nóng)村戶用沼氣推廣普及中的一些問題，山東省沼氣推廣普及速度總體仍然偏慢，目前全省農(nóng)村戶用沼氣僅占適宜戶數(shù)的16.3%，而秸稈利用水平和效益也有待于進(jìn)一步提高。

2 戶用沼氣推廣普及的技術(shù)難題

隨著戶用沼氣池數(shù)量的上升，推廣規(guī)模的擴(kuò)大，面臨的問題也逐漸顯現(xiàn)出來，嚴(yán)重影響了沼氣池的普及和持續(xù)發(fā)展。

2.1 北方地區(qū)沼氣池冬季產(chǎn)氣問題目前，我國推廣的戶用沼氣池幾乎全部采用常溫發(fā)酵模式，沼氣池的產(chǎn)氣情況受溫度變化的影響很大。在每年的深秋、冬季及初春季節(jié)農(nóng)戶都不能正常使用，尤其是在冬季，很多沼氣池都停止產(chǎn)氣，有的甚至被凍壞，給農(nóng)戶的生活帶來極大不便，嚴(yán)重影響了北方地區(qū)沼氣池的推廣普及和應(yīng)用。

2.2 以秸稈為主要原料制取沼氣發(fā)酵難問題我國現(xiàn)在推廣的沼氣池主要是以動物的糞便為主要原料，以秸稈為主要原料的很少。我國農(nóng)作物秸稈資源擁有量居世界首位，年產(chǎn)秸稈6億噸左右，目前主要應(yīng)用于家畜飼料、田間肥料、農(nóng)用燃料和工業(yè)原料等，還有大量剩余秸稈被就地露天焚燒，不僅造成極大的資源浪費，而且?guī)韲?yán)重的環(huán)境污染，還給城鄉(xiāng)衛(wèi)生、航空交通等帶來嚴(yán)重困擾。另一方面，開發(fā)沼氣能源與沼氣發(fā)酵原料不足的矛盾日益突出。我國有不少地方能源短缺，但又缺乏作為沼氣發(fā)酵原料的畜禽糞便或工業(yè)有機(jī)廢水，利用農(nóng)作物秸稈作為沼氣發(fā)酵原料正是促進(jìn)沼氣事業(yè)可持續(xù)發(fā)展的解決途徑之一。但是，由于秸稈中的纖維素多，比重輕，容易結(jié)殼和堵塞，加之進(jìn)出料難等問題，秸稈沼氣發(fā)酵一直是擺在建池戶和基層沼氣工作者面前的難題。

3 沼氣微生物菌劑的示范效果

針對這兩個關(guān)鍵技術(shù)問題，山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所科研人員做了大量調(diào)查研究工作，認(rèn)真分析了山東地區(qū)戶用沼氣池應(yīng)用的具體情況，了解了建池農(nóng)戶以及沼氣基層推廣人員對解決冬季產(chǎn)氣難技術(shù)的需要情況。經(jīng)過近兩年的實驗室試驗，經(jīng)菌種馴化、篩選、培養(yǎng)、組合，成功研制出了集解決戶用沼氣冬季產(chǎn)氣問題和促進(jìn)秸稈厭氧發(fā)酵兩項功能于一體的沼氣微生物菌劑，同時輔助一些冬季保暖措施，效果更佳。該菌劑的成功研制，解決了北方地區(qū)冬季產(chǎn)氣難和沼氣池原料不足的問題。

3.1 沼氣微生物菌劑技術(shù)特點和示范效果該菌劑的主要特點一是具有促進(jìn)戶用沼氣池低溫產(chǎn)氣和秸稈沼氣發(fā)酵的雙重功能;二是具有長效、低成本、使用方法簡便、易于掌握的特點;三是推廣應(yīng)用前景廣闊，社會、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益顯著;四是技術(shù)水平高，在國內(nèi)外尚屬首創(chuàng)，總體研究達(dá)到國際領(lǐng)先水平。自 2007年開始，先后在章丘、昌邑、臨朐、高密、萊蕪、長清、德州等地選擇了近萬口戶用沼氣池對該菌劑進(jìn)行了試驗示范，結(jié)果顯示:在冬季的3個月里，加入該菌劑的農(nóng)村戶用沼氣池，以糞便或秸稈為原料的10 m3沼氣池平均每天產(chǎn)氣量比對照池提高約40%～60%，而在其它季節(jié)，以秸稈為主要原料的沼氣池啟動時間比對照池縮短2～8天，每池每天產(chǎn)氣量平均能達(dá)到1.0 m3，比不加菌劑的提高30%～50%。

3.2 解決冬季低溫產(chǎn)氣使用方法對已經(jīng)啟動并正常產(chǎn)氣的沼氣池(原料為糞便或秸稈)，于11月上旬打開進(jìn)料口，用長管將經(jīng)溫水稀釋的沼氣微生物菌劑注入主池內(nèi)部，然后從水壓間取沼液10桶沖入進(jìn)料口，促進(jìn)沼氣微生物菌劑與沼氣池內(nèi)發(fā)酵液充分混合，并封好沼氣池進(jìn)料口池蓋。取干的玉米秸稈或小麥秸稈，平鋪在已建的沼氣池上面，厚度約50 cm，上面覆蓋塑料薄膜，周圍用泥土壓實，對沼氣池進(jìn)行保溫，使池內(nèi)溫度達(dá)到9℃以上，沼氣池在冬季即可正常產(chǎn)氣。

3.3 以秸稈為原料的沼氣池使用方法以秸稈為原料的農(nóng)村戶用沼氣池，加入沼氣微生物菌劑即可正常產(chǎn)氣。首先選用無農(nóng)藥或消毒液污染的玉米秸、麥草、稻草等秸稈原料400～500 kg，鍘成1～3 cm小段，按料水比1∶1比例加水潤濕、拌勻，堆放1～2天。然后將沼氣池容積5%～10%的豬糞尿均勻潑灑在秸稈上，或?qū)⒔斩捲现亓?.8%～1.2%的碳酸氫銨加水調(diào)勻后分層潑灑在秸稈上，使秸稈最終含水量達(dá)到(70±2)%，然后堆成長1.0～1.2 m、寬1.0～1.2 m、高1.0～1.2 m的垛，用塑料薄膜覆蓋進(jìn)行堆漚。當(dāng)堆內(nèi)發(fā)酵至50～60℃時，立即翻堆，把堆外的秸稈翻入堆內(nèi)，并根據(jù)失水情況適當(dāng)補充水分。堆漚時間夏季為4～5天，冬季為7～8天。將堆漚好的秸稈投入沼氣池，加入沼氣池容積10%～15%的豬糞或秸稈原料重量2.4%～2.6%的碳酸氫銨調(diào)節(jié)碳氮比，再加入沼氣池容積15%～20%的接種物，加水至沼氣池容積的70%，并調(diào)節(jié)pH值為7.2～7.6。最后，加入沼氣微生物菌劑，攪拌均勻，封蓋即可。

4 沼氣微生物菌劑的應(yīng)用前景

沼氣微生物菌劑的成功研制和推廣應(yīng)用，不但可以使養(yǎng)殖區(qū)的戶用沼氣池冬季正常產(chǎn)氣，還可使非養(yǎng)殖區(qū)的農(nóng)戶通過添加本菌劑利用秸稈作原料制取沼氣，有效解決非養(yǎng)殖區(qū)沼氣池原料匱乏的問題。同時，還能消除農(nóng)村糞便污染，減少寄生蟲、疾病等傳播，避免秸稈燃燒造成污染，從而極大改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，使有限資源實現(xiàn)再升值和多級利用，最大限度地提高了資源利用率，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益，應(yīng)用前景廣闊。

4.1 經(jīng)濟(jì)效益沼渣沼液中含有30%～40%的有機(jī)質(zhì)，10%～20%的腐殖酸，豐富的氮、磷、鉀和微量元素以及氨基酸等，是優(yōu)質(zhì)的高效有機(jī)肥。施用沼渣可改良土壤、培肥地力、提高土地增產(chǎn)潛力;沼液用于蔬菜生產(chǎn)，可在一定程度上減少蔬菜病蟲害的發(fā)生，降低農(nóng)藥使用量，降低生產(chǎn)成本。經(jīng)統(tǒng)計，若按每口戶用沼氣池每年大換料兩次計算，非養(yǎng)殖區(qū)農(nóng)戶每年購買糞便約需8 m3，糞便價格約為50元/m3，利用秸稈代替糞便每年節(jié)約費用400元;按一戶四口之家每天使用1 m3煤氣，煤氣價格為1元計算，每年可節(jié)約煤氣費用365元;沼渣沼液每年可提供沼肥10 t，替代化肥150 kg，節(jié)約化肥農(nóng)藥開支150～250元;利用沼液噴施、沼渣作為有機(jī)肥等綜合利用，對作物起到明顯的增產(chǎn)增收效果，年均提高效益5%以上，戶均增收400元。這樣采用該技術(shù)的非養(yǎng)殖區(qū)農(nóng)戶每年可節(jié)約費用1 000元以上。

4.2 環(huán)境效益使用沼氣微生物菌劑，還能產(chǎn)生良好的環(huán)境效益。一是可以消除以往秸稈在房前屋后、道路兩側(cè)、田間地頭無序堆放的現(xiàn)象及焚燒造成的環(huán)境污染，解決資源浪費問題。二是人畜糞便和養(yǎng)殖污水經(jīng)沼氣池厭氧發(fā)酵后能有效殺滅寄生蟲卵和致病微生物。經(jīng)衛(wèi)生部門檢測，人畜糞便經(jīng)沼氣池厭氧發(fā)酵后，其中大腸桿菌滅活率達(dá)40%以上，寄生蟲卵減少98.98%，有害有毒物質(zhì)得到降解，產(chǎn)生的沼渣沼液可直接供生產(chǎn)無公害農(nóng)產(chǎn)品的肥料之用，不產(chǎn)生二次污染。三是農(nóng)戶生活改用沼氣后，作物秸稈則主要用于飼喂牲畜，通過“過腹入池”生產(chǎn)沼氣和沼肥，可使生物質(zhì)能的利用率達(dá)20%以上，熱效率由10%提高到60%以上，減少因燃燒柴草或煤氣產(chǎn)生的CO2、SO2和煙塵對大氣環(huán)境的污染。

4.3 社會效益隨著農(nóng)村戶用沼氣池的普及，不僅大大節(jié)省了開支，方便了農(nóng)民生活，而且農(nóng)村的不良環(huán)境可逐步得到治理，門前屋后的草堆逐步被沼氣取代，群眾的生活條件和農(nóng)村的環(huán)境狀況明顯改善，村容村貌得到全面整治，農(nóng)民開始轉(zhuǎn)向健康、文明、衛(wèi)生的生活方式。

由此可見，在農(nóng)村能源短缺和環(huán)境污染日趨突出的雙重背景下，沼氣微生物菌劑在推廣普及農(nóng)村戶用沼氣池中的應(yīng)用前景非常廣闊，發(fā)展?jié)摿艽?。它以沼氣為紐帶，前促養(yǎng)殖業(yè)后帶種植業(yè)，成為促進(jìn)農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收、改善生活條件、建立生態(tài)農(nóng)業(yè)的有效途徑，實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高效、低耗，充分體現(xiàn)了生態(tài)建設(shè)的最佳經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)效益。