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“四位一体”能源生态模式，是典型的农村沼气能源生态模式之一。它是在农户庭院或田园内建日光温室，在温室的一端地下建沼气池，沼气池上建猪舍和厕所，温室内种植蔬菜或水果。该模式以太阳能为动力，以沼气为纽带，种植业和养殖业相结合，形成生态良性循环，从而增加农民收入。
一、“四位一体”能源生态模式的“三沼”应用技术要点
1、利用沼气增温增光。利用沼气在棚内增温增光主要靠点燃沼气灯、沼气灶来解决，一盏沼气灯一夜约消耗沼气0.2m3，释放热量4600kj。燃烧1m3沼气，可在100m2棚内增温1℃左右。
2、二氧化碳气体施肥。利用沼气燃烧后排放二氧化碳这一特性，向大棚内的农作物供应二氧化碳“气肥”，促进增产。以沼气灯作为施气工具，春冬两季每天日出后30分钟，在日光温室内点沼气灯1小时（按照一个蔬菜大棚内安装6盏灯为例，1小时后，室内二氧化碳浓度可提高500～1000mg/kg），待室温升到25～30℃时即开棚放风（一般采取断续施放的方法，每施放10～15分钟，间歇20分钟。在放风前30分钟停止施放）。普通温室每50m3安装一盏沼气灯。
3、沼气灯诱虫。沼气灯的波长在300～1000纳米之间，许多害虫对330～400纳米的紫外光线有较大的趋光性。根据害虫前半夜多于后半夜的规律，掌握在天黑至夜晚12时进行沼气灯光诱虫。
4、沼液喂猪。沼液喂猪，就是将沼液作为一种饲料添加剂。猪有个适应过程，饲喂沼液时，应先将正常产气一个月以上的沼液取出少许，然后让猪闻气味，或者将猪饿1～2顿后，再将少量沼液拌入饲料等方法诱食，3～5天后即可正常进行。沼液饲喂猪重量为20～50kg时，增重较为明显。沼液喂猪主要解决广大农村猪饲料营养不完全的问题。
5、沼液施肥。叶面喷施沼液，可调节作物生长代谢，补充营养，促进生长平衡，增强光合作用等。以沼液喷施蘑菇为例：一般出菇后开始，每平方米施用500g，沼液加1～2倍清水，每天喷施1次，可提高菇质，增加产量。
6、沼液防治病虫害。为了确保大棚内蔬菜无公害生产，用沼液浸种、叶面喷施防治病虫害。沼液应从正常产气1个月以上的沼气池中取出，澄清、纱布过滤好，以防堵塞喷雾器。喷施时，以叶背面为主，以利于吸收。总的原则是：幼苗、嫩叶期，1份沼液加1～2份清水；夏季高温，1份沼液加1份清水；气温较低，又是老叶（苗）时，可不加清水，平均每7～10天喷施1次。
二、社会效益和生态效益分析
1 提升环境质量。“四位一体”将人畜粪便转化成的沼气，是农民家庭生活的一种清洁、高效的可再生能源。农民用上沼气后，在节柴、节电、节煤的同时，降低了劳动强度，有效转化了大量的畜禽粪便，净化了室内外卫生，极大地改善了农村卫生状况和生态环境，为建设村容整洁、环境优美的新农村创造了必要条件。解决养殖业带来的环境污染问题，改善人居环境，阻断疫病传染源，使农村村容村貌发生了根本变化，促进了农村社会文明进步。
2 带动结构调整。发展农村清洁能源与农业生产有机结合，就会带动农业结构调整，促进农业增长方式转变和农民增收。以农村能源生态建设为纽带，把特色、绿色农业生产作为增加农民收入的主要手段。农民不仅增加了收入，市民也吃上了放心的粮食和蔬菜，对丰富菜篮子发挥了主要作用。农村能源生态建设已经跳出了过去的就能源抓能源的小圈子，逐步走向能源、生态、经济和社会效益协调发展的轨道。
3 资源循环利用。发展农村“四位一体”沼气大棚、秸秆汽化和太阳能，不仅使农村的资源得到有效利用，而且通过改厕、改厨、改圈、改院等建设，把农村的“三废”（秸秆、粪便、垃圾1变成“三宝”，成为清洁燃料、绿色饲料和肥料，促进了生产、生活、生态的协调发展。“四位一体”沼气大棚把种植业、养殖业和能源综合利用有机结合起来，把养殖业所产生的废弃物转换生成可再生能源沼气和有机肥料，既解决了农村燃料问题，又可以把沼渣加工成有机肥料，用于无公害农产品生产，提高了农产品的质量。
实践证明，在北方冬季寒冷的特定环境下创建北方“四位一体”生态模式，即沼气池、猪圈、厕所、太阳能温棚四者修在一起，在保证沼气池顺利越冬的前提下，还体现以下几方面优点：第一，人、畜粪便能自动流入沼气池，有利于粪便管理，同时优化农村生活环境，提高农民健康水平；第二，猪圈设置在太阳能温棚内，冬季使圈舍温度提高3～5℃，为生猪提供适宜的生长条件，缩短了生猪育肥期；第三，猪圈下的沼气池由于太阳能温棚而增温、保温，解决了北方地区在寒冷冬季产气难、池子易冻裂的技术问题，年总产气量与无太阳能温棚的沼气池相比提高20%～30%；第四，高效有机肥（沼肥）增加60%以上，猪呼出的二氧化碳，使太阳能温棚内二氧化碳的浓度提高，有助于温棚内农作物的生长，既增产，又优质；第五，在棚内安装沼气灯有两个作用，一是利用沼气燃烧，提高大棚内温度和增加光照；二是利用沼气燃烧后排放二氧化碳的特性，向大棚内的农作物供应二氧化碳“气肥”，促进增产。第六，改善土壤环境、培肥地力，促进农业持续发展。
在开展“四位一体”大棚生产技术中，沼肥和二氧化碳气肥可得到合理利用。沼气池产生的沼气通过点燃沼气灯、沼气灶来解决增温、增光技术，并可提供二氧化碳，也称二氧化碳气肥技术，增加光合作用。在蔬菜生产上，沼气池产生的沼渣、沼液是优质的绿色肥料，可调节作物生长代谢，补充营养，促进生长平衡，增强光合作用能力，同时沼液又能防治病虫害，因其无污染、无残毒、无抗药性而被称为“生物农药”，达到药物的功效，起到防止病虫的效果。大棚内搞养殖，提高出栏率，更增加了效益。这种“四位一体”模式充分体现了在同一块土地上，实现产气和积肥同步，种植和养殖并举，生物种群多，食物链结构健全，能流、物流较快循环的能源生态系统工程，彻底改变传统的农业生产方式，提高资源的利用率，是一项高效的农业生态技术。
一、“四位一体”能源生态模式的“三沼”应用技术要点
1、利用沼气增温增光。利用沼气在棚内增温增光主要靠点燃沼气灯、沼气灶来解决，一盏沼气灯一夜约消耗沼气0.2m3，释放热量4600kj。燃烧1m3沼气，可在100m2棚内增温1℃左右。
2、二氧化碳气体施肥。利用沼气燃烧后排放二氧化碳这一特性，向大棚内的农作物供应二氧化碳“气肥”，促进增产。以沼气灯作为施气工具，春冬两季每天日出后30分钟，在日光温室内点沼气灯1小时（按照一个蔬菜大棚内安装6盏灯为例，1小时后，室内二氧化碳浓度可提高500～1000mg/kg），待室温升到25～30℃时即开棚放风（一般采取断续施放的方法，每施放10～15分钟，间歇20分钟。在放风前30分钟停止施放）。普通温室每50m3安装一盏沼气灯。
3、沼气灯诱虫。沼气灯的波长在300～1000纳米之间，许多害虫对330～400纳米的紫外光线有较大的趋光性。根据害虫前半夜多于后半夜的规律，掌握在天黑至夜晚12时进行沼气灯光诱虫。
4、沼液喂猪。沼液喂猪，就是将沼液作为一种饲料添加剂。猪有个适应过程，饲喂沼液时，应先将正常产气一个月以上的沼液取出少许，然后让猪闻气味，或者将猪饿1～2顿后，再将少量沼液拌入饲料等方法诱食，3～5天后即可正常进行。沼液饲喂猪重量为20～50kg时，增重较为明显。沼液喂猪主要解决广大农村猪饲料营养不完全的问题。
5、沼液施肥。叶面喷施沼液，可调节作物生长代谢，补充营养，促进生长平衡，增强光合作用等。以沼液喷施蘑菇为例：一般出菇后开始，每平方米施用500g，沼液加1～2倍清水，每天喷施1次，可提高菇质，增加产量。
6、沼液防治病虫害。为了确保大棚内蔬菜无公害生产，用沼液浸种、叶面喷施防治病虫害。沼液应从正常产气1个月以上的沼气池中取出，澄清、纱布过滤好，以防堵塞喷雾器。喷施时，以叶背面为主，以利于吸收。总的原则是：幼苗、嫩叶期，1份沼液加1～2份清水；夏季高温，1份沼液加1份清水；气温较低，又是老叶（苗）时，可不加清水，平均每7～10天喷施1次。
二、社会效益和生态效益分析
1 提升环境质量。“四位一体”将人畜粪便转化成的沼气，是农民家庭生活的一种清洁、高效的可再生能源。农民用上沼气后，在节柴、节电、节煤的同时，降低了劳动强度，有效转化了大量的畜禽粪便，净化了室内外卫生，极大地改善了农村卫生状况和生态环境，为建设村容整洁、环境优美的新农村创造了必要条件。解决养殖业带来的环境污染问题，改善人居环境，阻断疫病传染源，使农村村容村貌发生了根本变化，促进了农村社会文明进步。
2 带动结构调整。发展农村清洁能源与农业生产有机结合，就会带动农业结构调整，促进农业增长方式转变和农民增收。以农村能源生态建设为纽带，把特色、绿色农业生产作为增加农民收入的主要手段。农民不仅增加了收入，市民也吃上了放心的粮食和蔬菜，对丰富菜篮子发挥了主要作用。农村能源生态建设已经跳出了过去的就能源抓能源的小圈子，逐步走向能源、生态、经济和社会效益协调发展的轨道。
3 资源循环利用。发展农村“四位一体”沼气大棚、秸秆汽化和太阳能，不仅使农村的资源得到有效利用，而且通过改厕、改厨、改圈、改院等建设，把农村的“三废”（秸秆、粪便、垃圾1变成“三宝”，成为清洁燃料、绿色饲料和肥料，促进了生产、生活、生态的协调发展。“四位一体”沼气大棚把种植业、养殖业和能源综合利用有机结合起来，把养殖业所产生的废弃物转换生成可再生能源沼气和有机肥料，既解决了农村燃料问题，又可以把沼渣加工成有机肥料，用于无公害农产品生产，提高了农产品的质量。
实践证明，在北方冬季寒冷的特定环境下创建北方“四位一体”生态模式，即沼气池、猪圈、厕所、太阳能温棚四者修在一起，在保证沼气池顺利越冬的前提下，还体现以下几方面优点：第一，人、畜粪便能自动流入沼气池，有利于粪便管理，同时优化农村生活环境，提高农民健康水平；第二，猪圈设置在太阳能温棚内，冬季使圈舍温度提高3～5℃，为生猪提供适宜的生长条件，缩短了生猪育肥期；第三，猪圈下的沼气池由于太阳能温棚而增温、保温，解决了北方地区在寒冷冬季产气难、池子易冻裂的技术问题，年总产气量与无太阳能温棚的沼气池相比提高20%～30%；第四，高效有机肥（沼肥）增加60%以上，猪呼出的二氧化碳，使太阳能温棚内二氧化碳的浓度提高，有助于温棚内农作物的生长，既增产，又优质；第五，在棚内安装沼气灯有两个作用，一是利用沼气燃烧，提高大棚内温度和增加光照；二是利用沼气燃烧后排放二氧化碳的特性，向大棚内的农作物供应二氧化碳“气肥”，促进增产。第六，改善土壤环境、培肥地力，促进农业持续发展。
在开展“四位一体”大棚生产技术中，沼肥和二氧化碳气肥可得到合理利用。沼气池产生的沼气通过点燃沼气灯、沼气灶来解决增温、增光技术，并可提供二氧化碳，也称二氧化碳气肥技术，增加光合作用。在蔬菜生产上，沼气池产生的沼渣、沼液是优质的绿色肥料，可调节作物生长代谢，补充营养，促进生长平衡，增强光合作用能力，同时沼液又能防治病虫害，因其无污染、无残毒、无抗药性而被称为“生物农药”，达到药物的功效，起到防止病虫的效果。大棚内搞养殖，提高出栏率，更增加了效益。这种“四位一体”模式充分体现了在同一块土地上，实现产气和积肥同步，种植和养殖并举，生物种群多，食物链结构健全，能流、物流较快循环的能源生态系统工程，彻底改变传统的农业生产方式，提高资源的利用率，是一项高效的农业生态技术。