秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)在連作障礙大棚櫻桃番茄上的應(yīng)用

蔣紅國 ，徐丹 ，楊峰 ，應(yīng)英 ，季美娣 ，詹國勤

（1.江蘇常州市園藝技術(shù)推廣站，213001；2.常州笙綠農(nóng)業(yè)科技有限公司）

瓜果蔬菜生產(chǎn)在農(nóng)業(yè)中占有重要的地位，是增加農(nóng)民收入的支柱產(chǎn)業(yè)。據(jù)常州市2012年統(tǒng)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(qiáng)度利用與化肥農(nóng)藥盲目投入，導(dǎo)致瓜果蔬菜地土壤富營養(yǎng)化，連作障礙的發(fā)生與為害日趨嚴(yán)重，已成為果蔬高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、節(jié)本、高效生產(chǎn)的主要障礙。針對蔬菜、瓜果連作障礙的發(fā)生情況，近年來，我們引進(jìn)秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)[1～3]，在連作障礙較嚴(yán)重的大棚櫻桃番茄地上進(jìn)行應(yīng)用，取得了良好的效果，現(xiàn)將研究結(jié)果報告如下。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)在常州市笙綠農(nóng)業(yè)科技有限公司基地進(jìn)行。為連續(xù)種植多年的老蔬菜地，連作障礙嚴(yán)重，近年來種植的櫻桃番茄、小黃瓜等病害明顯加重，產(chǎn)量明顯降低，試驗(yàn)前茬為青菜和黃瓜，產(chǎn)量較低。

1.2 試驗(yàn)材料

主要材料為農(nóng)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(shù)研究中心。供試品種為千禧櫻桃番茄。

1.3 試驗(yàn)方法

選取面積、構(gòu)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(qū)，另1個棚為對照區(qū)。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(nèi)置式反應(yīng)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(fā)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(nèi)鋪設(shè)稻草，鋪滿并高出地面8～10 cm，壓實(shí)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(fā)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(cè)秸稈露出10 cm以利通氣，然后向做好的反應(yīng)堆內(nèi)澆大水，水量以濕透秸稈為準(zhǔn)。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(jīng)同樣活化處理后均勻撒施或撒入穴內(nèi)，并與土壤充分摻勻，苗定植在高畦上（即反應(yīng)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(dāng)旋轉(zhuǎn)，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(shù)。打孔可使O2進(jìn)入地下，加快有益微生物分解轉(zhuǎn)化農(nóng)作物廢棄物進(jìn)程，使CO2冒出地面，是管理內(nèi)置式反應(yīng)堆的主要增產(chǎn)措施。

處理區(qū)除建造秸稈生物反應(yīng)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(qū)定植時施商品有機(jī)肥800 kg/棚，生長過程中追肥2次，分別為硫酸鉀型復(fù)合肥5 kg/棚、鈣美磷肥5 kg/棚，打藥4次。處理區(qū)其他管理，如澆水、整枝、搭架綁蔓、采收等工作與對照區(qū)相同。

1.4 主要調(diào)查內(nèi)容與方法

主要測定棚內(nèi)氣溫、地溫、CO2濃度、土壤理化性狀等指標(biāo)，溫度測定采用水銀溫度計?？諝鉁囟葴y點(diǎn)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(nèi)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(nèi)櫻桃番茄植株葉片數(shù)量、葉片伸展度和株高等生長發(fā)育指標(biāo)，自櫻桃番茄定植后，調(diào)查記錄始花期、結(jié)果期、果實(shí)上色期、采收期、結(jié)束期等主要生育期，統(tǒng)計測定其產(chǎn)量、品質(zhì)、經(jīng)濟(jì)效益等。

2 結(jié)果與分析

2.1 對大棚內(nèi)CO2濃度的影響

由表1可見，應(yīng)用秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)能顯著增加棚內(nèi)CO2濃度，在時間上呈先增后降的趨勢，在內(nèi)置式秸稈生物反應(yīng)堆啟動后第1個月，處理棚內(nèi)CO2平均濃度達(dá)到 665 μL/L，較對照區(qū)增加333 μL/L，增幅100.3%，啟動后第2個月，處理棚內(nèi)CO2平均濃度達(dá)到 938 μL/L，較對照區(qū)增加了610 μL/L，增加了185.98%，啟動后第3個月，處理棚內(nèi)CO2平均濃度達(dá)到1 156 μL/L，較對照區(qū)增加841 μL/L，增加了 266.98%，啟動后第 4個月，處理棚內(nèi)CO2平均濃度達(dá)到了最高峰1 202 μL/L，較對照區(qū)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(nèi)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(nèi)溫度及地溫的影響

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

2.3 對土壤理化性質(zhì)的影響

由表3可以看出，應(yīng)用秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)，由于施入大量秸稈，處理棚內(nèi)土壤容重，特別是20～30 cm耕作層容重下降明顯，本試驗(yàn)中處理棚中20～30 cm耕層土壤容重較對照區(qū)下降了25.17%，有機(jī)質(zhì)含量提高2.3個百分點(diǎn)，全鹽量降低0.18 g/kg，全氮、速效磷、速效鉀、水溶性有機(jī)碳、微生物量碳、微生物量氮等指標(biāo)明顯增高。說明應(yīng)用秸稈生物反應(yīng)堆加植物疫苗技術(shù)在將秸稈轉(zhuǎn)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(jī)質(zhì)含量，改善團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，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(fā)育期的影響

表6 處理棚和對照棚發(fā)病率和缺株率的對比

2.4 對櫻桃番茄生長發(fā)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(nèi)櫻桃番茄植株葉片數(shù)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(yīng)用秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)，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(jié)果期為3月1日，較對照棚提早12 d，果實(shí)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(yīng)用秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)，能顯著加快植株生長發(fā)育速度，提早果實(shí)成熟上市期。

2.5 對櫻桃番茄用藥及發(fā)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(jié)線蟲病、蚜蟲等。本試驗(yàn)中對照區(qū)3月初便開始發(fā)現(xiàn)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(qū)生長前期和中期未見病蟲害，直到6月中旬才發(fā)現(xiàn)有零星病毒病，6月21日用藥1次，發(fā)病率明顯降低，發(fā)病率僅為0.15%，而對照區(qū)灰霉病、枯萎病、病毒病、根結(jié)線蟲病等都有發(fā)生，發(fā)病率為5.41%，較處理區(qū)高5.26個百分點(diǎn)。處理區(qū)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(yīng)堆技術(shù)不僅能減少用藥量和用藥次數(shù)，而且能有效防治病害，驅(qū)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(chǎn)量、品質(zhì)、經(jīng)濟(jì)效益的影響

2.6 對產(chǎn)量、品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益的影響

由表7可見，處理區(qū)內(nèi)平均單果質(zhì)量達(dá)17.3 g，較對照區(qū)增加0.2 g，增加1.17%；處理區(qū)結(jié)果量1.43 kg/株，較對照區(qū)增加0.3 kg/株，增加26.55%，處理區(qū)產(chǎn)量達(dá)4 747 kg/667 m2，較對照區(qū)產(chǎn)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(qū)，因此，處理區(qū)櫻桃番茄單價也較對照區(qū)高0.92元/kg。雖然應(yīng)用秸稈生物反應(yīng)技術(shù)，生產(chǎn)成本會增加（生產(chǎn)成本見表8），但由于產(chǎn)量和單價提高，產(chǎn)值和效益會明顯增加，本試驗(yàn)中，處理區(qū)667 m2產(chǎn)值和效益分別達(dá)81 591.5元和70 899.3元，較對照區(qū)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(yán)重的果蔬地上應(yīng)用秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)，能夠加快櫻桃番茄植株生長速度，提早果實(shí)成熟，延長采收期，增加產(chǎn)量，提高品質(zhì)，從而增加經(jīng)濟(jì)效益。

表8 處理棚和對照棚成本比較 單位：kg、元

3 結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明，應(yīng)用秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)，一是能顯著增加地溫、棚內(nèi)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(yīng)堆技術(shù)處理的土壤容重輕，團(tuán)粒結(jié)構(gòu)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(jī)礦物質(zhì)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(nóng)作物生長。三是減輕病蟲害的發(fā)生，顯著減少農(nóng)藥用量，對提高產(chǎn)品的質(zhì)量有顯著的促進(jìn)作用。四是采用植物秸稈代替化肥，依靠氣肥CO2增產(chǎn)，減輕了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對土壤、空氣、水等帶來的環(huán)境污染壓力。五是具有明顯的抗連作障礙效果。應(yīng)用秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)，能有效克服瓜果蔬菜地連作障礙，提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)、產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。

[1]曹麗華，張洪海，李新宇，等.內(nèi)置式秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)在大棚紅香芋上的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代園藝，2011（20）：5-6.

[2]詹國勤，季美娣.不同蔬菜品種應(yīng)用秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)比較試驗(yàn)[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012（5）：111-113.

[3]季美娣，詹國勤.秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)應(yīng)用初報[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012（9）：330-333.

[4]張世民，徐建堂.秸稈生物反應(yīng)堆新技術(shù)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2005：28-33.