姜媛媛朱哲欒天宇張冬娜

(1.吉林省農(nóng)業(yè)科學院，吉林 長春 130124；2.鎮(zhèn)賚科技局，吉林 白城 137300)

秸稈生物反應堆是有機、無公害栽培技術。以農(nóng)作物秸稈為原料，攪拌微生物菌劑，使秸稈能快速分解并釋放出大量的二氧化碳、熱量及抗病的微生物孢子[1,2]，從而使農(nóng)作物產(chǎn)量、品質(zhì)得到進一步改善與提高，進而提高其經(jīng)濟效益。目前，此項技術在我國的部分地區(qū)應用廣泛，主要適用在西紅柿、甘藍等蔬菜上，并已取得一定的經(jīng)濟效果與收益[3]。秸稈反應堆取材廣泛，可應用的秸稈種類也很豐富，如玉米秸稈、玉米皮、玉米芯、豆秸等。大量研究表明，秸稈反應堆技術在蔬菜大棚上的應用，能有效提高蔬菜的產(chǎn)量、改善蔬菜的品質(zhì)、增加農(nóng)民的收入[4]。

在我國北方地區(qū)，冬春季節(jié)的地溫低、二氧化碳等的虧缺是困擾蔬菜反季節(jié)栽培的難題。在大棚的越冬茬或早春茬的栽培過程中，地溫要比氣溫顯得更重要[5]。而保護地的地溫與氣溫升高卻存在著不協(xié)調(diào)問題，在春季氣溫已達到生育的適溫期時，地溫卻相對偏低，嚴重影響作物的根系生長，以及對養(yǎng)分、水分的需求與吸收，從而使植株生長延緩，產(chǎn)量下降。二氧化碳是作物光合作用制造有機物的主要因素之一，其虧缺成為保護地蔬菜生產(chǎn)的重要限制性因素之一。針對上述問題，國內(nèi)多位專家提出關于有效土壤改良和土傳病害治理方面的思路，即有效利用秸稈發(fā)酵技術改善大棚的種植環(huán)境，并通過施用玉米秸稈和配施微生物菌劑，進一步實現(xiàn)土壤理化性質(zhì)和生物學功能的徹底好轉(zhuǎn)[6,7]。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試作物為瓦力甘藍，選擇生長期較短、耐寒且抗病性強，并具有較好的商品性早熟品種，甘藍品種購自壽光良種引進服務中心。菌種為蘇云金芽孢桿菌，購自山東中向生物工程有限公司。

1.2 儀器

溫度傳感測定器，二氧化碳便攜測定儀。

1.3 試驗設計

試驗設在吉林省白城市鎮(zhèn)賚縣天億農(nóng)業(yè)科技有限公司溫室大棚進行。大棚規(guī)格30m×16m，采用行下內(nèi)置式生物反應堆技術。試驗設置2個處理，處理1為添加蘇云金芽孢桿菌的秸稈生物反應堆技術；處理2為對照(未做秸稈反應堆處理)。試驗大棚選用玉米秸稈、菌種、農(nóng)家肥；對照棚施用復合肥。其它管理按常規(guī)進行。

1.4 試驗方法

在種植行的位置，按南北方向挖略寬于小行的溝，溝寬為70cm、深為25cm，開溝后把準備好的玉米秸稈填入溝內(nèi)，鋪放干秸稈75t·hm-2，填放秸稈厚度為30cm，并進行踩實，南北兩端讓部分秸稈露出地面，便于通氣。將生物菌劑按150kg·hm-2均勻撒在秸稈上，并用鐵鍬輕輕拍打秸稈，使菌種能進一步漏入到下層部分，并覆土整平成畦，覆土厚度達20cm。覆土后需在反應堆間的溝內(nèi)澆水，使水面高度達壟高的3/4，并有效利用水的滲透作用來充分濕透反應堆中的秸稈，并要防止水面過高，以免土壤板結進而影響栽種。于7d后進行打孔，并進行通氣散熱，需間隔20cm，深度達秸稈底部；10d后方可進行移栽定植，定植時僅需要澆緩苗水即可。其它地田間操作按照普通起壟栽培進行，種植過程中的各種操作均按常規(guī)方法。

2 結果與分析

2.1 秸稈生物反應堆技術對地溫的影響

由表1可知，玉米秸稈生物反應堆技術種植，處理1比處理2溫度高2.1～3.3℃，處理1比處理2地溫高2.1～3.5℃，在冬季低溫季節(jié)種植能提高氣溫與地溫，為甘藍生長提供安全可靠的溫度環(huán)境，促進甘藍健康長勢。玉米秸稈腐熟產(chǎn)生的大量熱量能有效提升地溫。

表1 秸稈生物反應堆技術對地溫的影響

2.2 秸稈生物反應堆技術對甘藍生長發(fā)育的影響

由表2可知，2個處理比較，秸稈生物反應堆處理比對照處理的葉片數(shù)增加4片，株高增加0.50m,采收期提前6d，單重增加90g。由此可知，秸稈反應堆技術的應用有效增加了葉片數(shù)和株高，同時也使采收日期提前，甘藍的單重也增加。

表2 秸稈生物反應堆技術對甘藍生長發(fā)育的影響

2.3 秸稈生物反應堆技術對產(chǎn)量的影響

經(jīng)核算，秸稈生物反應堆技術所需菌種6kg·667m-2，計價600元，秸稈4000kg·667m-2(0.10元·kg-1)，價值400元，節(jié)約肥料200元，節(jié)約農(nóng)藥200元，多增加人工10個，人工費300元，秸稈生物反應堆技術要比對照增加投入900元·667m-2。由表3可知，玉米秸稈生物反應堆技術處理要比對照增產(chǎn)2050kg，增產(chǎn)率為27.37%。按甘藍市場價5.50元·kg-1計算，可增產(chǎn)值11275元，可增加純收入10375元·667m-2。

表3 秸稈生物反應堆技術對產(chǎn)量的影響

3 結論與討論

本研究表明，秸稈生物反應堆技術在溫室蔬菜栽培中的應用能有效提高10cm處的土壤溫度2.10～3.50℃，溫室氣溫提高2.10～3.30℃，有效解決了冬季低溫凍害給設施蔬菜生產(chǎn)造成的嚴重影響，做到減災抗災，增強作物長勢，提高作物的抗病力，減少農(nóng)藥和化肥的使用量，不斷改善蔬菜的品質(zhì)，生產(chǎn)綠色、無害蔬菜；有效促進作物的提早上市；提高產(chǎn)量,增加經(jīng)濟收入。秸稈生物反應堆技術為農(nóng)作物秸稈綜合利用提供一條新路徑，既解決了農(nóng)作物秸稈資源浪費的問題，又保護了生態(tài)環(huán)境，有利于農(nóng)業(yè)向健康、有效、循環(huán)發(fā)展，具有良好的經(jīng)濟、社會與生態(tài)效益。秸稈生物反應堆技術推廣的應用前景非常廣闊。

秸稈反應堆技術解決了農(nóng)村大量剩余秸稈綜合利用難的問題，并進一步控制設施農(nóng)業(yè)土傳病害的傳播，減少農(nóng)藥的使用量，不斷改善農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)，生產(chǎn)出綠色、有機、無公害產(chǎn)品。秸稈生物反應堆技術促進了資源循環(huán)增值利用及對多種生產(chǎn)要素的有效轉(zhuǎn)化，進一步實現(xiàn)生態(tài)保護、生態(tài)改良與農(nóng)作物高效生產(chǎn)的有機結合，為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展開辟了新途徑。本項技術所利用的玉米秸稈可快速轉(zhuǎn)化為農(nóng)作物生長所需的熱量、二氧化碳、有機和無機養(yǎng)料，達到改良土壤、防治根病、促進作物生長發(fā)育、提高作物光合效率的目的，進而獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、早熟的蔬菜產(chǎn)品，對我國的設施蔬菜生產(chǎn)具有重要的指導與借鑒意義。