秸稈生物反應堆技術在連作障礙大棚櫻桃番茄上的應用

蔣紅國 ，徐丹 ，楊峰 ，應英 ，季美娣 ，詹國勤

（1.江蘇常州市園藝技術推廣站，213001；2.常州笙綠農業科技有限公司）

瓜果蔬菜生產在農業中占有重要的地位，是增加農民收入的支柱產業。據常州市2012年統計，一般露地蔬菜667 m2純收入3 000元左右，大棚蔬菜667 m2純收入6 000元左右，分別是大田作物的4倍、8倍左右。但由于長期高強度利用與化肥農藥盲目投入，導致瓜果蔬菜地土壤富營養化，連作障礙的發生與為害日趨嚴重，已成為果蔬高產、優質、節本、高效生產的主要障礙。針對蔬菜、瓜果連作障礙的發生情況，近年來，我們引進秸稈生物反應堆技術[1～3]，在連作障礙較嚴重的大棚櫻桃番茄地上進行應用，取得了良好的效果，現將研究結果報告如下。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗在常州市笙綠農業科技有限公司基地進行。為連續種植多年的老蔬菜地，連作障礙嚴重，近年來種植的櫻桃番茄、小黃瓜等病害明顯加重，產量明顯降低，試驗前茬為青菜和黃瓜，產量較低。

1.2 試驗材料

主要材料為農作物秸稈、麥麩、菜餅，菌種和疫苗均購置于山東省秸稈生物工程技術研究中心。供試品種為千禧櫻桃番茄。

1.3 試驗方法

選取面積、構造相同的2個大棚，每個大棚長45 m，寬6 m，面積267 m2，1個棚為處理區，另1個棚為對照區。2014年1月18日定植，大行1.2 m，小行0.6 m，株距 30 cm，棚栽8行，共栽 1 330株。處理棚用稻草1 500 kg、麥麩150 kg、菜餅100 kg、菌種5 kg、疫苗2.5 kg，采用行下內置式反應堆。處理方法參考張世民等[4]。移栽前10～15 d，先將2/3用量的疫苗、麥麩、菜餅、水按 1∶20∶20∶20 的比例拌和均勻，堆積發酵4 h后全面撒施，并隨即用釘耙平整土地，然后在種植行下挖一條寬50～80 cm、深25 cm（盡量不打破犁底層）、長度與行長相等的溝，在溝內鋪設稻草，鋪滿并高出地面8～10 cm，壓實后，把菌種、麥麩、菜餅、水按 1∶20∶10∶20 的比例拌和均勻并堆積發酵4 h以上的濕料均勻撒在秸稈上，拍打秸稈，使菌種和秸稈混勻，再將溝兩邊的土覆蓋于秸稈上，厚度20～25 cm（具體厚度視需定植的深度而定），每隔8～10 m兩側秸稈露出10 cm以利通氣，然后向做好的反應堆內澆大水，水量以濕透秸稈為準。澆水2～3 d后打孔通氣并鑿平起壟，7～10 d后定植。定植前，將剩余1/3用量的疫苗經同樣活化處理后均勻撒施或撒入穴內，并與土壤充分摻勻，苗定植在高畦上（即反應堆上），定植后澆好定根水并立即在離苗10 cm周圍，用打孔端焊接有直徑3 cm、“V”字形倒釣的14號鋼筋打3～5孔，每次打孔時，使鋼筋穿透秸稈層，并適當旋轉，帶出適量秸稈，這樣可保證澆水時孔穴不淤塞，減少1/2打孔次數。打孔可使O2進入地下，加快有益微生物分解轉化農作物廢棄物進程，使CO2冒出地面，是管理內置式反應堆的主要增產措施。

處理區除建造秸稈生物反應堆所用的稻草、麥麩、菜餅、菌種和疫苗外，整個生長過程中未再施任何肥料，生長后期打藥1次。

對照區定植時施商品有機肥800 kg/棚，生長過程中追肥2次，分別為硫酸鉀型復合肥5 kg/棚、鈣美磷肥5 kg/棚，打藥4次。處理區其他管理，如澆水、整枝、搭架綁蔓、采收等工作與對照區相同。

1.4 主要調查內容與方法

主要測定棚內氣溫、地溫、CO2濃度、土壤理化性狀等指標，溫度測定采用水銀溫度計。空氣溫度測點布置于栽植行上150 cm高處，地溫測定布置于栽植行土壤表層下15～20 cm處。定植后第5天開始，每隔5 d于9：00測定棚內氣溫和CO2濃度，CO2濃度測定采用CO2濃度測定儀。于2月25日、3月8日、3月25日、5月8日測量處理棚和對照棚內櫻桃番茄植株葉片數量、葉片伸展度和株高等生長發育指標，自櫻桃番茄定植后，調查記錄始花期、結果期、果實上色期、采收期、結束期等主要生育期，統計測定其產量、品質、經濟效益等。

2 結果與分析

2.1 對大棚內CO2濃度的影響

由表1可見，應用秸稈生物反應堆技術能顯著增加棚內CO2濃度，在時間上呈先增后降的趨勢，在內置式秸稈生物反應堆啟動后第1個月，處理棚內CO2平均濃度達到 665 μL/L，較對照區增加333 μL/L，增幅100.3%，啟動后第2個月，處理棚內CO2平均濃度達到 938 μL/L，較對照區增加了610 μL/L，增加了185.98%，啟動后第3個月，處理棚內CO2平均濃度達到1 156 μL/L，較對照區增加841 μL/L，增加了 266.98%，啟動后第 4個月，處理棚內CO2平均濃度達到了最高峰1 202 μL/L，較對照區增加892 μL/L，增加了287.74%，之后影響逐漸下降，到6月底7月初，與對照棚差異不大。

表1 棚內CO2濃度及棚溫變化

表2 處理棚和對照棚15～20 cm地溫變化

表3 處理棚和對照棚土壤理化性狀

2.2 對大棚內溫度及地溫的影響

12月至翌年3月的冬季低溫季節，陰雨天氣相對較多，光照時間短、氣溫低的情況下，應用內置式秸稈生物反應堆技術具有明顯提高棚內氣溫和地溫的作用。由表1、2可看出，在秸稈生物反應堆啟動后的3個月內，處理棚內氣溫和地溫增幅呈上升趨勢，當反應堆分解速度達到頂峰、放出CO2濃度達到最高峰時，棚內氣溫和地溫增幅也達到最高點，氣溫和地溫增幅分別達2.7℃和4.5℃，此后，氣溫和地溫增幅明顯下降，增溫效應可持續4個月左右。

2.3 對土壤理化性質的影響

由表3可以看出，應用秸稈生物反應堆技術，由于施入大量秸稈，處理棚內土壤容重，特別是20～30 cm耕作層容重下降明顯，本試驗中處理棚中20～30 cm耕層土壤容重較對照區下降了25.17%，有機質含量提高2.3個百分點，全鹽量降低0.18 g/kg，全氮、速效磷、速效鉀、水溶性有機碳、微生物量碳、微生物量氮等指標明顯增高。說明應用秸稈生物反應堆加植物疫苗技術在將秸稈轉化成作物所需的CO2、熱量的同時，還能提高土壤孔隙度，增加有機質含量，改善團粒結構，增加土壤中有益微生物及水、肥、氣、熱等要素，顯著改善土壤理化性狀。

表4 對櫻桃番茄生長速度影響

表5 對櫻桃番茄發育期的影響

表6 處理棚和對照棚發病率和缺株率的對比

2.4 對櫻桃番茄生長發育的影響

①對櫻桃番茄植株生長速度的影響 由表4 可見，定植后 38、49、66、110 d，處理棚內櫻桃番茄植株葉片數量較對照棚增加4、3、3、2 片，葉片伸展度增加 21.2、11.9、5.6、22.7 cm，株高增加 30.4、35.3、32.1、25.2 cm。由此可見，應用秸稈生物反應堆技術，能顯著加快櫻桃番茄植株出葉速度、葉片伸展度、株高，顯著加快生長速度。

②對櫻桃番茄植株生育期的影響 由表5可見，處理棚始花期為2月7日，較對照棚早7 d；處理棚開始結果期為3月1日，較對照棚提早12 d，果實開始上色期處理棚為4月8日，較對照棚提早18 d，處理棚開始采收期為4月28日，較對照棚提早21 d。由此可見，應用秸稈生物反應堆技術，能顯著加快植株生長發育速度，提早果實成熟上市期。

2.5 對櫻桃番茄用藥及發病率的影響

櫻桃番茄主要病蟲害有灰霉病、枯萎病、病毒病、根結線蟲病、蚜蟲等。本試驗中對照區3月初便開始發現有零星病害和蚜蟲為害，3月7日開始用藥，到6月21日，前后共用藥4次，處理區生長前期和中期未見病蟲害，直到6月中旬才發現有零星病毒病，6月21日用藥1次，發病率明顯降低，發病率僅為0.15%，而對照區灰霉病、枯萎病、病毒病、根結線蟲病等都有發生，發病率為5.41%，較處理區高5.26個百分點。處理區比對照減少用藥3次，減少用藥成本78.7元，比對照降低58.86%（表6）。可見，采用秸稈生物反應堆技術不僅能減少用藥量和用藥次數，而且能有效防治病害，驅避蟲害，克服大棚重茬櫻桃番茄連作障礙。

表7 對櫻桃番茄產量、品質、經濟效益的影響

2.6 對產量、品質和經濟效益的影響

由表7可見，處理區內平均單果質量達17.3 g，較對照區增加0.2 g，增加1.17%；處理區結果量1.43 kg/株，較對照區增加0.3 kg/株，增加26.55%，處理區產量達4 747 kg/667 m2，較對照區產量增加995.5 kg/667 m2，增幅26.55%，并且由于上市早，加上口感、外觀、色澤等商品性也明顯好于對照區，因此，處理區櫻桃番茄單價也較對照區高0.92元/kg。雖然應用秸稈生物反應技術，生產成本會增加（生產成本見表8），但由于產量和單價提高，產值和效益會明顯增加，本試驗中，處理區667 m2產值和效益分別達81 591.5元和70 899.3元，較對照區分別增加20 543.2元和18 012.8元，分別增33.65%和34.06%。由此可見，在連作障礙嚴重的果蔬地上應用秸稈生物反應堆技術，能夠加快櫻桃番茄植株生長速度，提早果實成熟，延長采收期，增加產量，提高品質，從而增加經濟效益。

表8 處理棚和對照棚成本比較 單位：kg、元

3 結論

試驗結果表明，應用秸稈生物反應堆技術，一是能顯著增加地溫、棚內氣溫及田間CO2濃度，加快果蔬生長速度，提早上市時間。二是可明顯改良土壤，提高地力，采用秸稈生物反應堆技術處理的土壤容重輕，團粒結構及有益微生物顯著增多，土壤中可供植物吸收的氮、磷、鉀、有機礦物質等含量高，全鹽量低，土壤水、肥、氣、熱等要素明顯改善，有利于農作物生長。三是減輕病蟲害的發生，顯著減少農藥用量，對提高產品的質量有顯著的促進作用。四是采用植物秸稈代替化肥，依靠氣肥CO2增產，減輕了農業生產對土壤、空氣、水等帶來的環境污染壓力。五是具有明顯的抗連作障礙效果。應用秸稈生物反應堆技術，能有效克服瓜果蔬菜地連作障礙，提高農產品品質、產量和經濟效益。

[1]曹麗華，張洪海，李新宇，等.內置式秸稈生物反應堆技術在大棚紅香芋上的應用研究[J].現代園藝，2011（20）：5-6.

[2]詹國勤，季美娣.不同蔬菜品種應用秸稈生物反應堆技術比較試驗[J].江蘇農業科學，2012（5）：111-113.

[3]季美娣，詹國勤.秸稈生物反應堆技術應用初報[J].江蘇農業科學，2012（9）：330-333.

[4]張世民，徐建堂.秸稈生物反應堆新技術[M].北京：中國農業出版社，2005：28-33.