地热农业利用application of geothermal energy in agriculture

中国的地热能资源丰富，20世纪70年代以来，农业上利用地热能发展较快，已有20多个省（自治区）开展了这项工作，一般用于温室种植、养鱼、孵化禽类，以及灌溉、农副产品的加工等方面。世界各国对地热能的开发利用也较重视，除用于发电外，较多的用于农业生产与生活。
地热温室 有两种形式：一种是直接在有地热源的地面上建温室。这种温室不需要地下加温，在10～20厘米深处的地温可达20～25℃，适宜种植蔬菜和养鱼。另一种是利用地热水作为介质对温室进行加热，用以种植蔬菜或花卉，中国多采用此种形式。

图1 单屋面塑料薄膜地热温室剖面图

图2 单屋面塑料薄膜地热温室平面图

地热温室的结构与一般温室大致相同，有双屋面或单屋面的玻璃温室和单屋面塑料薄膜温室，后一种地热温室造价低，保温性好，操作方便，其结构剖面如图1和图2所示。
地热温室的地下加温应满足以下技术要求：

温室种植类型	管径（毫米）	埋深（毫米）	管间距（毫米）	备 注
蔬菜育种 扦插花果木	37.9～50.8 50.8	500～600 300	800～1000 600	进入地下埋管的水温应小 于60℃，压力小于3千克/厘 米2

地热温室在使用过程中宜注意以下问题：❶由于土壤吸热慢，放热也慢，温室的地温调节不能过快、过猛，一旦超温就很难降下来；
❷地热水腐蚀管道严重，尤其与空气接触部位氧化加快腐蚀，因此，发现有热水滴漏要尽快维修；
❸尾水排放宜远离温室，不宜采用土渠排放，以免造成垂直渗透污染地下冷水层或污染土壤，使土壤板结；
❹地热温室在使用过程中，要对地热水的水温、流量、压力等进行长期观测。
地热养鱼 温度适宜的地热水可直接用于养鱼，水温很高的地热水可通过热交换器间接地为鱼池水加温。利用地热水主要是进行亲鱼(即能进行繁殖的雌、雄成鱼)、鱼种越冬养殖。中国利用地热水养殖的鱼种有罗非鱼、鳗鱼、四大家鱼(草、青、鲢、鳙)、胡子鲶、罗氏沼虾、对虾、甲鱼、白鲳及观赏鱼，其中利用地热越冬养殖罗非鱼发展较快，经济效益明显。利用地热进行越冬养殖可以打破休眠期，进行高密度养殖，达到速生高产的目的。应当注意的是，利用地热越冬养鱼，其水质、水温、棚温、光照、水的溶解氧等都必须满足要求。
地热孵化禽类 利用地热水作为孵化箱（室）热源，孵化鸡、鸭、鹅、孔雀等禽类。中国福建省农业科学院地热农业利用研究所研制了D-801半自动地热孵化箱和D-802全自动地热孵化箱，采用多面供热，交叉对流，取消鼓风机，使箱内温度均匀，温差小于±0.28℃，孵化率可达90%以上。它由自动节流调温、自动进（排）气、自动定时翻蛋、自动报警四个部分组成。除了有容蛋千枚的地热孵化箱外，还有带鼓风装置的万枚地热孵化箱（室）和地热简易的孵化室。
地热孵化的优点：❶结构简单，造价低(同规模的地热孵化箱比电热孵化箱低25%)，维修容易；
❷节约电能，劳动强度低，管理方便；
❸孵化过程无噪音，温差小而稳定，雏鸡出壳后在箱内温暖的环境下有利于生长发育，所以成活率高；
❹消除了电辐射热的不良刺激，鸡的胚胎发育处于接近母鸡的孵化状态，雏鸡品质好，抗病能力强，增重快。
地热烘干 地热水通过“水-气”热交换，可烘干各种物料，如木材、农产品、药材、纺织品等。地热水烘干香菇装置(图3)，利用热交换器加热空气；从而降低了空气的相对湿度，再用风机把干热空气送入烘道对物料进行烘干。

图3 地热水烘干平面示意图

1.烘道进口； 2.排潮风口； 3.回风可调风门； 4.左烘道； 5.风机； 6.热交换器； 7.烘道出口； 8.导风板；9.空气可调风门； 10.混合室； 11.右烘道； 12.烘车

地热水灌溉 有的地热水含有利于农作物生长的化学元素(如钾、钙、硫等)，并符合“农田灌溉水质标准”，可以进行农田灌溉加温，起到防治病虫害、增加肥效、缩短作物生长期、促进增产的作用。中国云南省的热泉出露地区，农田不施用钾肥，因地热水中钾的含量比冷水（包括地表水和浅层地下水）高1至20倍，可增产粮食约1倍。
地热在农业方面还可用于为沼气池加温，为牲畜洗浴。
在轻纺工业(染织、洗涤、染色、缫丝)、食品加工业(屠宰、酿造、热矿泉水饮料)、造纸、烤胶、水泥制品加工、木材烘干、皮革加工等方面也均有应用。
利用地热须合理开发，适量开采；实行梯级利用和综合利用，避免浪费；要处理好尾水排放，避免对周围环境的热污染和产生耕地板结；地热水中有害元素要妥善处理，避免造成对动物、植物的危害；长期使用地热水要进行回灌，避免导致地层塌陷(见地热水污染、地热资源保护)。