秸稈生物反應堆技術在寧夏利通區(qū)日光溫室蔬菜生產中的應用

馬淑萍，李貴鋒，余立云

（1.利通區(qū)農業(yè)執(zhí)法大隊，寧夏 吳忠 751100；2.利通區(qū)郭家橋鄉(xiāng)農業(yè)服務中心，寧夏 吳忠 751100；3.利通區(qū)農業(yè)技術推廣服務中心，寧夏 吳忠 751100）

寧夏利通區(qū)光熱資源豐富，日照充足，具有發(fā)展日光溫室蔬菜生產的有利條件。日光溫室蔬菜常年種植面積1 600 hm2，但由于利通區(qū)深居內陸，冬季嚴寒漫長，加之利通區(qū)日光溫室主要的生產季節(jié)在冬春二季，低溫、弱光、缺乏CO2等不利栽培條件造成植株逆境生長，效益低下。秸稈生物反應堆技術具有“四增、四減、三提高”的作用（增加地溫、氣溫、CO2濃度和有機質含量；減少灌水次數(shù)、病蟲害發(fā)生頻度、化肥和農藥使用量；提高產品品質、產量及效益）。為了提高日光溫室綜合生產能力，近年來，利通區(qū)在秋冬茬、冬春一大茬番茄、辣椒等作物栽培生產上示范推廣秸稈生物反應堆技術，產量和品質明顯提高，經濟效益顯著增加，現(xiàn)將此技術介紹如下。

1 秸稈生物反應堆技術的增產優(yōu)勢

1.1 提高日光溫室二氧化碳濃度

蔬菜干物質的90%～95%來自光合作用，光合作用的主要原料是CO2。大部分蔬菜作物正常生長所需的CO2濃度在0.08%～0.14%，而冬春季日光溫室內的CO2濃度通常只有0.03%左右，僅能滿足作物最低生長需求。在日光溫室果菜生產中，由于棚室內通風換氣少，常造成CO2的缺乏，影響蔬菜的正常生長。農作物秸稈中含有大量的碳元素和氮磷鉀等營養(yǎng)元素，在腐熟過程中產生大量的CO2，同時產生作物生長所需要的熱量、有機質和無機養(yǎng)分。據有關資料，1 kg秸稈可轉化成1.1 kg CO2，以每667 m2用4 000 kg秸稈計，可轉化成4 400 kg CO2，可顯著提升棚室內CO2濃度。據試驗觀測，采用秸稈生物反應堆技術的溫室，CO2濃度達到0.12%，比常規(guī)栽培提高4倍，光合作用效率提高50%以上，可有效緩解日光溫室密閉環(huán)境下的“植物CO2光合饑餓現(xiàn)象”，蔬菜作物田間表現(xiàn)為節(jié)間粗短、葉色濃綠、葉片肥厚，植株長勢健壯、開花坐果率提高，產量提高，品質明顯提升。

1.2 提高日光溫室氣溫和地溫

溫度是蔬菜生長發(fā)育的重要條件，溫度的變化直接影響蔬菜的根系生長、植株發(fā)育和產量形成。番茄、黃瓜、辣椒等蔬菜作物生長的適宜溫度一般為25～30 ℃；根系生長的適宜溫度（地溫）一般為15～25 ℃，最低溫度為12～14 ℃。利通區(qū)設施農業(yè)主要的生產季節(jié)在冬春二季，此時棚室內氣溫和地溫均較低，導致果菜類蔬菜長勢不良，產量降低，效益下降。秸稈在腐熟過程中會放出大量的熱量，據有關資料，每千克作物秸稈可產生1.27×107J熱量，每667 m2按施入秸稈4 000 kg計算，能產生5.08×1010J熱量，對棚室內氣溫和地溫都有明顯的促進作用。據試驗觀測，2—4月采用秸稈生物反應堆技術的日光溫室比未采用此技術的日光溫室，氣溫平均升高1.8 ℃，15 cm土層地溫平均升高2.5 ℃，保證了蔬菜作物正常生長所需溫度，早春茬可提前10～15 d定植，上市期提前7～15 d，收獲期延長20～30 d，產量平均增長30%以上。

1.3 增加土壤有機質和改良土壤

土壤有機質具有提供作物所需要的養(yǎng)分和提高養(yǎng)分的有效性、改善土壤的理化性狀、增強土壤的保肥性能和緩沖性能等重要作用。蔬菜生產需要有機質豐富（4%～6%）、質地砂黏適中、團粒結構好、透氣的土壤。在日光溫室生產中，常年大量施入化肥和雞糞、豬糞等肥料，由于雞糞、豬糞等有機肥含木質素、纖維素較少，對土壤有機質的形成貢獻不大。同時化肥的大量施用易造成土壤板結，理化性質和有機質含量下降。應用秸稈生物反應堆技術，秸稈腐熟轉化為腐殖質，能夠促進土壤團粒結構形成，增加土壤總孔隙和非毛細管孔隙，增強土壤的透氣性、通氣性和容水量，有效調節(jié)土壤中肥、氣、熱等因素協(xié)調狀況，改善土壤結構，使土壤耕層變得明顯疏松，土壤有機質含量增加，保水、保肥性能提高。據試驗觀測，應用玉米秸稈生產一茬后，土壤有機質含量由9.05 g/kg提高到14.06 g/kg，pH由7.52降到6.89。

1.4 改善土壤次生鹽漬化

土壤pH影響著土壤中礦質養(yǎng)分的活化和有效性，從而間接影響著植物根系對養(yǎng)分的吸收和利用。據報道，番茄、黃瓜等蔬菜作物適宜生長的土壤pH一般為6～7，而利通區(qū)土壤大多為偏堿性土質，土壤pH在8左右，不利于蔬菜作物栽培生產。加之日光溫室常年覆蓋，缺少雨水淋洗、溫度較高，水分蒸發(fā)強烈，大量鹽分隨毛管水上升到地表，水分蒸發(fā)后，使鹽分積累在表層土壤，易引起土壤耕層鹽分的大量積累。有關研究表明，日光溫室耕層土壤鹽分含量是露地的11.8倍。同時在日光溫室生產中，施肥量偏大和連作等因素進一步加重了土壤的次生鹽漬化。通常改良土壤鹽漬化的方法是灌水洗鹽和客土法，勞動用工量大且不易操作，而應用秸稈生物反應堆技術，操作簡便，勞動用工相對少，可以有效改善土壤次生鹽漬化發(fā)生程度。

2 秸稈生物反應堆技術的應用要點

2.1 開溝

在溫室內南北向開溝，長度與栽培畦等長，溝寬50 cm，深30 cm，溝與溝的中心距離為150 cm。

2.2 鋪稈

在開好的溝內鋪滿干秸稈，厚度約為30 cm，將秸稈在溝的兩端各出槽10～15 cm，便于灌水、散熱、透氣。每667 m2日光溫室所用秸稈量約為4 000 kg。

2.3 撒菌

秸稈鋪好踩實后，按照菌種與秸稈1∶400的質量比撒入專用微生物菌種，每667 m2用量約10 kg。具體方法是當秸稈填到半溝深時踏實找平，撒上1/3菌種，然后繼續(xù)填入秸稈，踏實找平，與地面相平時撒入剩余2/3菌種，同時每667 m2撒入8～10 kg尿素，以加速秸稈的腐解并培養(yǎng)出微生物。

2.4 覆土

將溝兩邊的土回填于秸稈上，覆土厚度不低于30 cm，整平。結合覆土，施入底肥，隨后澆水。

2.5 澆水

澆一次透水，以濕透秸稈為宜，隔3～4 d后，將壟面找平，秸稈上土層厚度保持30 cm左右，覆膜，打孔。

2.6 打孔

在壟上用12#鋼筋（一般長80～100 cm，并在頂端焊接一個T型把）打3行孔，行距25～30 cm，孔距20 cm，孔深以穿透秸稈層為準。

2.7 定植

在秸稈經過微生物腐解15 d后，定植番茄、辣椒等蔬菜作物。

3 秸稈生物反應堆技術的推廣效果

近年來，秸稈生物反應堆技術在利通區(qū)日光溫室秋冬茬、冬春一大茬番茄、辣椒等蔬菜作物生產上廣泛應用，有效緩解了日光溫室連作障礙，改善了冬季日光溫室亞低溫狀況，提升了蔬菜產品品質，提高了日光溫室綜合生產能力，有力地促進了農民增收。同時將作物秸稈還田變廢為寶，秸稈焚燒現(xiàn)象大幅減少，減輕了對環(huán)境的污染。截至2015年，利通區(qū)累計推廣秸稈生物反應堆技術760 hm2，比常規(guī)栽培每667 m2平均增產1 807.21 kg，新增純收入3 325.77萬元，總經濟效益2 080.01萬元。