簡易式秸稈生物反應堆技術在大棚草莓上的應用

陳莉萍 朱德春 王長松 胡瑤凱 王玉紅

土壤與肥料

簡易式秸稈生物反應堆技術在大棚草莓上的應用

陳莉萍 朱德春 王長松 胡瑤凱 王玉紅

博士，教授，云南民族大學化學與生物技術學院碩士生導師，植物營養與新型肥料研究所所長。參與主持多項國家級和省部級農業項目，其中在中國農業大學參與國家“973”項目和國家農業部“948”重大項目各1項；在云南省農業科學院主持參加了國家級及省部級項目8項；在云南民族大學期間主持云南省自然科學基金項目2項、中德國際合作項目1項、國家“十二五”專項子項目1項等。獲2002年度中國農業大學校長獎學金及2005年度云南民族大學科研工作先進獎。在國內外學術刊物Plant and Soil、《中國農業科學》、《華北農學報》、《植物營養與肥料學報》、《中國生態農業學報》、《中國土壤與肥料》等上發表論文26篇，發表《作物營養診斷與合理施肥》專著1部。

導讀：簡易式大棚秸稈生物反應堆技術是在外置式秸稈反應堆技術的基礎上簡化而來，是一項全新概念的栽培理論和技術，2013-2015年在江蘇儀征市銅山辦農業科技園內開展了相關技術的試驗示范，結果表明，該項技術操作簡單，成本較低，且具有培肥、增產、增效的作用。在大棚草莓上應用該項技術，每1 hm2增產15.03%，增收60 900元。

秸稈反應堆技術是以農作物秸稈為原料，利用生物菌劑將秸稈轉化為植物所需要的CO2、熱量、抗病孢子、酶、有機和無機養料[1]，進而獲得高產、優質的綠色（有機）食品的一項農業技術[2]。該項技術是由山東秸稈生物工程技術研究中心張世明研究員研發的一項全新概念的農業增產、增質、增效的有機栽培理論和技術。江蘇省2009年引進該項技術，2010年開始在省內推廣示范該項目技術，2011-2013年，江蘇省農委將秸稈生物反應堆技術列為農業重點推廣技術之一。為此，儀征市耕地質量管理站于2013年借助于江蘇省“三新”工程項目，在儀征市銅山辦事處棗林灣農業科技示范園內開展了大棚秸稈反應堆技術在草莓上的試驗示范研究，取得了較好的展示效果。現將相關技術總結如下。

1 品種選擇

選擇生長勢強、產量高、果實大、品質好、抗性強的草莓品種紅顏。

2 整地定植

2.1 整地作畦

移栽前清除棚內雜草，深耕細耙，使土壤沉實平整，施足基肥。基肥以腐熟有機肥為主，一般667 m2施商品有機肥1 500 kg，另加高效復合肥50 kg，全棚撒施均勻，然后耕翻土壤，使肥土充分混勻。畦高30～40 cm，畦面寬50～60 cm，畦溝寬40 cm，以南北向為宜。

2.2 定植

9月中下旬定植，每壟種植2行，行距20～30 cm，株距15～20 cm，667 m2栽5 500～6 500株為宜。定植宜選陰天，苗根部的弓背向壟外側，根系稍向內側，并使其伸展。栽植深度以“深不埋心，淺不露根”為宜，覆土要實，植后澆透水。

2.3 地膜覆蓋

10月下旬，覆蓋黑色地膜，可以保溫保水、抑制雜草生長，還可以降低大棚內的空氣濕度，隔絕草莓果實與土壤接觸，減少病害，保持果實鮮艷、清潔衛生[3]。覆蓋前中耕除草，覆蓋后立即破膜提苗，確保草莓正常生長。

3 搭架、建秸稈生物反應堆

3.1 搭架

11月上中旬，在草莓苗行間搭架，在棚中兩畦間建簡易式大棚秸稈生物反應堆。可選用毛竹、木棍或者廢棄的鋼管等作為搭架的材料，架長1.3～1.5m，架寬0.8～1.0 m，架高2.0～2.2 m，離地面20～30 cm，根據供試大棚面積確定搭建固定架的數量，一般情況下100 m2左右搭1個這樣的固定架，本試驗點大棚面積為450 m2，搭建了4個固定架，均勻分布在大棚中，架底部鋪無紡布，四周用塑料薄膜包裹。

3.2 鋪草、撒肥、撒菌種

每層同方向鋪放稻秸稈，層與層之間最好交叉疊放。當秸稈厚20～30 cm時，撒1層有機肥，質量在2 kg左右。中間及最上1層撒碳酸氫銨或氯化銨0.25 kg左右。一般情況下菌種2 kg搭配秸稈750～1 000 kg。菌種與秸稈質量比為0.2%～0.3%。

3.3 噴水

鋪草、撒肥、撒菌種、噴水如此循環，整個反應堆高度1.5～1.8 m，最后1層菌種撒好后，加水濕透秸稈，蓋上塑料農膜。

4 田間管理

4.1 生物反應堆的管理

一是及時揭膜。簡易外置式反應堆建好5天后移走上面的薄膜，但要增加淋水次數，保持反應堆中的濕度。二是保持濕潤。秸稈轉化需要大量水分，缺水會影響反應堆轉化速度和效果，低溫季節10天補水1次，其他季節5～7天補水1次，及時給秸稈加水，以保持秸稈潮濕，加水量以濕透秸稈為宜。三是及時補料。當反應堆中秸稈高度下降至50～70 cm時，及時添加菌種、秸稈和有機肥；在草莓市場價格好時，勤加秸稈、有機肥料和菌種，增加產氣量，提高效益；一般秸稈反應堆每40天左右需補1次料。四是保持通風。最簡便易行的方法是在反應堆內部插入通風管，可以加速秸稈反應。

4.2 水肥管理

草莓定植后及時澆水，每隔3～4天澆1次水，直到草莓苗成活，以后見干就澆，特別是果實膨大期，草莓需水量大，必須經常澆水，使耕層保持濕潤[3]。追肥分3次，第1次追肥在定植成活后至地膜覆蓋前，這時植株和根系開始生長，增施1次氮肥，不僅能促進植株營養生長，而且能增加頂花穗的花數。第2次追肥在開花前施入，667 m2施復合肥10 kg。第3次在草莓采摘后施，每次施肥間隔15天左右，肥水相結合，用滴灌追施沖施肥（N∶P∶K=14∶10∶26）3次。

4.3 除草

草莓園基肥施用量大，灌水量大，雜草發生多，因此應及時中耕除草，一是栽植后至越冬前；二是翌年春季，草莓萌芽后到開花結果前；三是草莓采果期。中耕除草一般深3～4 cm為宜，注意不要損傷根系和葉片。

4.4 植株管理

摘除匍匐莖，減少植株營養消耗；疏去畸形果、病蟲果，提高商品果率；摘除老葉與弱芽，增加通風透光性。

4.5 溫度、濕度調控

一般在10月底11月初開始覆膜保溫，當夜間最低氣溫低于5℃時，大棚內應加扣套棚，當夜間最低氣溫降至0℃以下時，應在草莓壟上加蓋小環棚。顯蕾后一般白天保持24～28℃，夜間6～8℃，高于30℃或低于5℃都不利于草莓開花結果。大棚內空氣濕度甚高，特別是清晨至上午或陰雨天氣，晴天9：00左右應進行背風向單面裙帶通風，使棚內濕度下降至75%以下。如出現32℃以上高溫時，及時通風降溫。

4.5 主要病蟲害防治

以生物防治、物理防治為主，合理使用化學防治技術。生長期間發現病株、病葉、病果及時清除，在棚內懸掛黃板誘蟲[4]，防治選用高效、低毒、低殘留農藥，以免果實殘毒。

5 秸稈反應堆的應用效果

5.1 釋放大量的CO2

每隔10天左右，在示范點定點測CO2濃度。由表1可知，示范棚CO2濃度在900～1 300 mg/kg，而對照棚CO2濃度在350～500 mg/kg，作物群體內CO2濃度提高2～4倍。CO2濃度提高了，在同樣光照強度下，光合效率提高30%以上，作物饑餓程度得到有效緩解，生長加快，開花坐果率提高，產量增加，品質改善，效益增加，解決了大棚瓜果蔬菜因CO2虧缺不能繼續提高產量的難題。

表1 2014年示范點CO2含量檢測情況

5.2 釋放大量的熱量

據測定，1 kg秸稈可轉化12 552.0～13 388.8 kJ熱量[5]。在嚴寒冬季，應用秸稈反應堆可使大棚內20 cm地溫提高4～6℃，氣溫提高2～3℃[6]，顯著改善植物生長的環境，提高作物抵御低溫的能力，有效保護作物正常生長，使生育期提前10～15天。

5.3 減少農藥用量

示范點前期農藥肥料用量同對照區相差不大，但到了中后期，示范區用藥次數明顯減少，這主要是由于使用秸稈生物反應堆后，棚內CO2濃度增加，植株光合效率提高，體內養分積累增加，抗病能力增強[7]。

5.4 改良土壤

分別于2013年9月25日和2014年4月8日對銅山辦事處示范點的2號大棚土壤樣品進行采樣化驗，土壤有機質含量分別為29.97、31.14 g/kg。可見秸稈反應堆反應結束后，殘渣入土，土壤變得肥沃而且松軟，20 cm耕作層土壤孔隙度有所提高，有機質含量增加1.17 g/kg，有益微生物群體增多，水、肥、氣適中，各種礦質元素被定向釋放出來，為根系生長創造了優良的環境。除此之外，殘渣里面還含有大量抗病微生物和植物生長所必需的礦質營養，而且比例配合適當，能很好地改善土壤的營養狀況，大大減少化肥的用量，從而解決了土壤板結、鹽漬化的難題。

5.5 增產增收效果顯著

2014 年示范點數據表明，示范區草莓平均產量23 310 kg/hm2，比對照區增產3 045 kg/hm2，增幅15.03%。按照市場價20元/kg計算，每1 hm2增收60 900元（表2）。

表2 2014年示范點產量及經濟效益統計

5.6 示范帶動效果顯著

2015 年示范區種植戶自行按照操作規程，在種植番茄的大棚內搭建簡易外置式秸稈反應堆，示范區比對照區增產2 550 kg/hm2，增幅13.25%，每1 hm2增收20 400元（表3），為新技術在儀征市的大力推廣起了一個帶動示范帶動作用。

表3 2015年示范點經濟效益統計

6 小結

同常規外置式秸稈生物反應堆技術相比，簡易外置式秸稈生物反應堆技術操作簡單、簡便實用、搭建成本較低、示范效果顯著、農戶容易接受，其最為關鍵的技術是通風透氣和濕度，掌握好這兩項關鍵措施，可以充分地挖掘反應堆帶來的增產潛力。另外，還需要加大宣傳力度，以示范點為輻射中心點，帶動設施農業的生產，進一步增強為農服務水平，促進農業增效、農民增收。

[1]韓雪梅.秸稈反應堆技術規程[J].山東蔬菜，2012（3）：33-38.

[2]呂春花，劉玉明，王亞杰.秸稈反應堆技術的應用推廣概況[J].大麥與谷類科學，2014（4）：70-73.

[3]田洪梅，曾義玲，石玉林，等.大棚草莓種植技術[J].植物醫生，2011，24（1）：52-53.

[4]王全.秸稈反應堆技術在設施草莓上的應用[J].溫室園藝，2015（5）：54.

[5]朱曉麗，秦清偉.內置式秸稈生物反應堆技術的應用及效能分析[J].新疆農業科技，2012（1）：58.

[6]吳孝軍.淺談秸稈反應堆技術在設施農業生產中的應用[J].現代農業，2015（9）：41.

[7]范美玲，榮海燕，張海萍.大棚黃瓜秸稈生物反應堆及植物疫苗技術應用試驗[J].現代農業科技，2008（4）：8-9.

江蘇省農業三新工程項目（SXGC[2013]258）

陳莉萍， 江蘇儀征市耕地質量管理站，211400，E-mail：614001462@qq.com

朱德春，儀征市園藝試驗場

王長松，胡瑤凱，王玉紅，儀征市耕地質量管理站

2016-12-21