秸稈生物反應技術(shù)應用對陽光玫瑰葡萄設施栽培的影響*

季立榮，安萬秀，于柱英，呂曉霞

（武威市林業(yè)綜合服務中心，甘肅 武威 733000）

近年來，武威市充分利用自然光熱資源，大力發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)優(yōu)勢主導產(chǎn)業(yè)，形成“8+N”農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，其中，鮮食葡萄設施栽培已成為促進農(nóng)民增收的重要特色產(chǎn)業(yè)之一。陽光玫瑰葡萄作為一種重要的經(jīng)濟作物，在振興鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)、促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展方面發(fā)揮著重要作用，但傳統(tǒng)的栽培方法存在著土壤質(zhì)量下降、植物適應性差以及產(chǎn)量不穩(wěn)定等問題。為了改善土壤環(huán)境，提高陽光玫瑰葡萄的設施栽培水平，培育綠色高品質(zhì)產(chǎn)品，秸稈生物反應堆技術(shù)被引入了該栽培系統(tǒng)中。

秸稈生物反應堆技術(shù)通過微生物分解處理秸稈，重新產(chǎn)生作物所需的營養(yǎng)元素，分解生成抗病蟲菌孢子，可預防土傳病害發(fā)生并促進作物生長，是一種創(chuàng)新的綠色無公害生產(chǎn)技術(shù)[1-3]。該技術(shù)可提高再生資源利用率，改善溫室土壤生境，控制環(huán)境污染，減少農(nóng)藥和化肥使用量，促進農(nóng)業(yè)“雙碳”目標實現(xiàn)[4]。在陽光玫瑰葡萄設施栽培中應用秸稈生物反應堆技術(shù)還存在一些不明確的問題。因此，文章旨在探究秸稈生物反應堆技術(shù)在陽光玫瑰葡萄設施栽培中的應用效果，以便為陽光玫瑰葡萄的高效栽培提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于中國甘肅省武威市涼州區(qū)古城鎮(zhèn)河北村，該地區(qū)屬于溫帶干旱區(qū)，年均氣溫7.7 ℃，極端低溫-32.0 ℃，極端高溫41 ℃，年平均無霜期155 d，年平均日照時數(shù)2 876.9 h，≥10 ℃的活動積溫3 000 ℃，年平均降水量為166 mm，年平均蒸發(fā)量為2 163.6 mm。試驗在陽光玫瑰葡萄種植溫室內(nèi)進行，其基礎原土為砂壤質(zhì)輕度鹽漬化荒漠灰鈣土。

1.2 試驗設計

1.2.1 主要供試材料

選用山東天合生物工程技術(shù)有限公司秸稈生物反應堆專用菌種和植物疫苗。

1.2.2 秸稈反應堆搭建

在陽光玫瑰葡萄種植溫室內(nèi)，待葡萄冬剪后，沿定植行40 cm 遠處挖1 條寬60 cm 左右、深60 cm的溝。將生物秸稈反應菌以9 kg∕畝的量和麥麩比按1:15 加水攪拌均勻，以手握滴水較為合適，在陰涼處堆放（不超24 h）備用；疫苗接種前24 h 按每畝4 kg加入75 kg麥麩、兌水50～65 kg，充分拌勻后堆積待用；在挖好的反應堆建設溝內(nèi)按每畝3 500～4 000 kg分3層鋪入準備好的玉米秸稈，先鋪20 cm厚玉米秸稈，在玉米秸稈上均勻撒入1∕3 拌好菌種，覆5 cm土，撒填時用鐵鍬拍打秸稈，讓土和菌種進入秸稈空隙當中；再鋪一層15 cm 玉米秸稈，撒入1∕3 拌好菌種和1∕2拌好植物疫苗，再撒填5 cm左右厚土，操作同上；再鋪最上層15 cm 玉米秸稈，撒入1∕3 拌好菌種和1∕2拌好植物疫苗，再撒填覆土，同樣用鐵鍬拍打秸稈，覆土后高于坪床5 cm 左右，溝兩頭的秸稈漏出10 cm 左右便于灌水和通氣，建好后結(jié)合冬灌澆一次透水。春季升溫時覆膜，覆膜3 d后沿行按孔距50 cm打一行孔，孔深以穿透秸稈層為宜，便于氧氣進入和二氧化碳氣體排出。生長季以滴灌澆水為主，注意2～3次澆水后要補打孔，以防水將孔堵上。

1.2.3 試驗方法

教材是教學的載體，是學生獲得知識的重要來源.長期以來，多數(shù)中小學數(shù)學教師尤其是農(nóng)村數(shù)學教師在使用教材時照本宣科，認為只要將書本上的知識教給學生就足夠了，并沒有根據(jù)學情的實際及教學條件的變化而靈活變通.本文所討論的“制作一個盡可能大的無蓋長方體形盒子”課題學習問題的三種解法中，近似逼近法是現(xiàn)行初中多版教材解決該問題的方法，而不等式法和極值法分別是高中數(shù)學和高等數(shù)學教材中涉及到的解法，國培研討過程中發(fā)現(xiàn)的問題說明了農(nóng)村初中數(shù)學教師太拘泥于教材中的知識，忽視了不同學段之間數(shù)學教材中知識內(nèi)部的聯(lián)系，這在很大程度上降低了教師使用數(shù)學教材的成效.

選3 年生的L 型架栽植陽光玫瑰葡萄4 座日光溫室為試驗棚，其中3 座建設秸稈生物反應堆為試驗溫室，1座施用普通肥料為對照，按一般水肥管理栽培。反應堆建設后翌年4月、7月和10月分3次按3 個處理調(diào)查土壤有機質(zhì)等主要養(yǎng)分含量，3 座溫室為3個重復，每個溫室內(nèi)取3個點取樣，按《土壤質(zhì)量 土壤采樣程序設計指南》（GB∕T 36199—2018），對有機質(zhì)、全氮、總磷、全鉀、有效磷、速效鉀、水解性氮等7 個指標進行測定。分析土壤養(yǎng)分情況，同時在對照溫室7月份取樣進行對比。檢測主要指標及檢驗方法見表1。

表1 土壤檢測主要指標及檢驗方法

陽光玫瑰葡萄成熟期，選取3 座溫室為3 個重復，每個溫室內(nèi)任選3 株葡萄為試驗株，每株上采1穗葡萄作為樣品，通過對葡萄果實大小、穗粒數(shù)及穗重等測定，同時在對照溫室任選3 株葡萄每株上采1 穗葡萄作為對照，比較生物秸稈反應堆應用對葡萄產(chǎn)量的影響。

采收后選取3座溫室為3個重復，每個溫室內(nèi)隨機抽取3穗葡萄為樣品，通過便攜式手持折光儀測定可溶性固形物、蒽酮比色法測定可溶性糖含量、酸堿滴定法測定可滴定酸含量、數(shù)顯式水果硬度計（GY－4）測定果實硬度等主要品質(zhì)指標，分析評價生物秸稈反應堆應用對陽光玫瑰葡萄品質(zhì)的影響。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理

使用IBM SPSS Statistics 21.0 軟件對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析，最小顯著差數(shù)法（Duncan，p<0.05）進行處理間顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 秸稈生物反應堆技術(shù)應用對設施土壤主要養(yǎng)分的影響

通過試驗采樣測定，應用秸稈生物反應堆技術(shù)后土壤主要養(yǎng)分情況見表2。

從表中可以看出，秸稈生物反應堆技術(shù)對土壤養(yǎng)分的提高具有顯著效果。在4月、7月和10月這3個時間點，應用秸稈生物反應堆技術(shù)的土壤有機質(zhì)、全氮、總磷、全鉀、水解性氮、有效磷和速效鉀含量均高于對照組。這說明秸稈生物反應堆技術(shù)能有效提高設施土壤的養(yǎng)分含量，有利于土壤肥力的提升和作物產(chǎn)量的提高。

生物反應堆建設后翌年4月葡萄升溫發(fā)芽開始生長時，土壤有機質(zhì)含量已顯著提高達26.03 g∕kg，7月建后最高為33.6 g∕kg，大部分玉米秸稈已腐化，10月有機質(zhì)含量為24.33 g∕kg，經(jīng)葡萄生長吸收有機質(zhì)含量有所下降，但仍在20 g∕kg 以上，達有機質(zhì)含量2%中等水平以上[5]，土壤可有效保證葡萄生長所需。通過與對照組比較，可以看出建設秸稈生物反應堆可有效提高有機質(zhì)含量，保證了葡萄整個年生長周期營養(yǎng)需求。全氮含量與對照組比較，生物反應堆應用后土壤中全氮含量顯著提高，平均0.23%達1級肥力指標，7月最高為0.257%，10月最低為0.211%，在生長過程中總氮含量基本穩(wěn)定。生物反應堆應用后土壤中全鉀含量顯著提高，3次測定波動很小，全鉀含量基本穩(wěn)定。水解性氮含量3次測定平均為39.66 mg∕kg，比對照組含量高9.33 mg∕kg，含量提高明顯。全氮總體含量穩(wěn)定而水解性氮7月時含量最低，說明5—6月葡萄枝葉生長期對氮的需求量大，而秸稈生物反應堆提供了生長期充足的氮素供應。有效磷平均含量320.3 mg∕kg，最高時為323.5 mg∕kg，最低為314.97 mg∕kg 相差僅8.53 mg∕kg，含量波動小，結(jié)合總磷含量逐步增加，有效磷含量保持穩(wěn)定，說明葡萄膨大期對磷的吸收量相對大一些，而秸稈生物反應堆可持續(xù)提供充分的有效磷供應。速效鉀3次平均含量631.43 mg∕kg顯著高于對照組，3次測量最高與最低相差261 mg∕kg，4 月時速效鉀的含量顯著高于7 月和10 月，結(jié)合全鉀含量基本穩(wěn)定，說明秸稈反應堆發(fā)酵過程中鉀素釋放較快，葡萄生長前期對鉀需求相對較少，7 月果實膨大期對鉀素吸收量最大，秸稈生物反應堆應用為葡萄果實生長提供充足的有效鉀的供應。

2.2 秸稈生物反應堆技術(shù)應用對設施陽光玫瑰葡萄栽培產(chǎn)量的影響

陽光玫瑰葡萄成熟期采樣，對樣品葡萄顆粒果?？v∕橫徑、單粒重、穗粒數(shù)、穗重和穗長等測定數(shù)據(jù)見表3。

表3 秸稈生物反應堆技術(shù)應用對陽光玫瑰葡果實及果穗大小的影響表

由表3 可以看出，3 個試驗組果?？v徑和橫徑均高于對照組，試驗組間差異不明顯，與對照組差異顯著。試驗組平均果粒縱徑為25.87 mm、果粒橫徑為22.87 mm，分別高于對照組3.2 mm和2.84 mm，說明秸稈生物反應堆技術(shù)應用有助于陽光玫瑰葡萄果實的生長發(fā)育，使葡萄顆粒更大。試驗組與對照組果粒縱橫比無明顯差異，說明果實形狀主要由品種特性決定，充足的營養(yǎng)只對果粒大小有影響與果粒形狀無關(guān)。秸稈生物反應堆技術(shù)應用栽培的葡萄縱徑和橫徑顯著大于對照組，說明秸稈生物反應堆技術(shù)應用對陽光玫瑰葡萄果實大小及果穗緊湊性方面效果顯著。單粒重試驗組平均9.36 g高于對照組1.63 g，樣1 高于對照1.04 g；樣2 高于對照2.47 g；樣3 高于對照1.37 g，試驗組與對照差異顯著，試驗2和1、3也有明顯差異，這說明應用秸稈生物反應堆技術(shù)有利于陽光玫瑰葡萄果實養(yǎng)分的積累，能顯著增加葡萄果粒單粒重，同時栽培管理的細微差別也是影響果實重的重要因素之一。樣1穗粒數(shù)62.33 個高于對照組9.33 個；樣2 高于對照組14.33個；樣3高于對照組19.33個；試驗組平均67.33個，高于對照組14.33 個，試驗組與對照組差異顯著，試驗1和3也有明顯差異，這說明應用秸稈生物反應堆技術(shù)應用有利于陽光玫瑰葡萄果穗開花結(jié)實，顯著提高了葡萄坐果率，同時花果前期的精細化管理程度也是影響果穗大小和質(zhì)量的重要因素。樣1穗重479.7 g高于對照組75.9 g；樣2高于對照組138.53 g；樣3高于對照組199.27 g；試驗組平均541.7 g，高于對照組137.9 g，試驗組與對照差異顯著，這說明應用秸稈生物反應堆技術(shù)有利于陽光玫瑰葡萄果穗生長，提高了葡萄果穗單穗重。試驗組平均穗長24.94 cm，對照組穗長為24.33 cm，說明試驗組與對照組穗長無差異，在正常栽培條件下穗長主要與果穗管理方法有關(guān)。

通過對比樣1、樣2、樣3和對照組數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)秸稈生物反應堆技術(shù)對陽光玫瑰葡萄果實及果穗大小具有顯著的改善作用，有助于提高果實產(chǎn)量。按試驗區(qū)統(tǒng)計平均數(shù)110株∕畝、30穗∕株計算產(chǎn)量，對照組畝產(chǎn)1 332.5 kg，試驗組平均1 790 kg，最低畝產(chǎn)1 593 kg，為排除管理因素影響，以應用秸稈生物反應堆最低畝產(chǎn)與對照比較，表明應用秸稈生物反應堆則每棚畝產(chǎn)可增產(chǎn)18%。

2.3 秸稈生物反應堆技術(shù)應用對設施陽光玫瑰葡萄栽培品質(zhì)的影響

陽光玫瑰葡萄采收后，對樣品主要品質(zhì)指標測定結(jié)果見表4。

表4 應用秸稈生物反應堆栽培陽光玫瑰葡萄品質(zhì)測定表

表4列出了秸稈生物反應堆技術(shù)應用對設施陽光玫瑰葡萄栽培品質(zhì)的影響，包括可溶性固形物、可溶性糖含量、可滴定酸含量和硬度4 個指標。從表中數(shù)據(jù)可以看出，秸稈生物反應堆技術(shù)對陽光玫瑰葡萄的品質(zhì)有顯著的改善作用。與對照組相比，處理1、處理2 和處理3 的可溶性固形物、可溶性糖含量和可滴定酸含量均有所提高，其中處理2 的可溶性糖含量最高，達到了204.55 mg∕g，處理1 的可滴定酸含量最低，為1.555 mg∕g。這表明，應用秸稈生物反應堆技術(shù)有助于提高陽光玫瑰葡萄的糖分含量，降低酸度，從而改善果實口感。此外，秸稈生物反應堆技術(shù)也提高了陽光玫瑰葡萄的硬度。與對照組相比，處理1、處理2 和處理3 的硬度均有所增加，這有利于果實耐貯藏性和抗病性的提高。合適的糖酸比才能有更好的風味，總可溶性固形物與酸度的比值越大越偏甜、越小越偏酸。試驗組糖酸比為13.25、12.54、12.5，對照組為5.43，達到爽口糖酸比12.5以上，說明利用秸稈生物反應堆能有效提高陽光玫瑰葡萄糖酸比，改善葡萄口味品質(zhì)。

3 結(jié)論

通過試驗可以看出，秸稈生物反應堆技術(shù)在陽光玫瑰葡萄設施栽培中具有顯著的優(yōu)勢。這項技術(shù)可以提高土壤肥力，為葡萄生長提供充足的養(yǎng)分，有效提高陽光玫瑰葡萄的產(chǎn)量、改善葡萄品質(zhì)。首先，秸稈生物反應堆技術(shù)可以提高陽光玫瑰葡萄的產(chǎn)量。通過生物反應堆發(fā)酵分解秸稈，產(chǎn)生大量的二氧化碳、水和熱量，為葡萄生長提供了充足的碳、氫、氧等元素，有利于葡萄果實的生長發(fā)育。同時，反應過程中產(chǎn)生的抗病蟲菌孢子有助于改善設施土壤生態(tài)環(huán)境，預防土傳病害的發(fā)生，從而提高葡萄的產(chǎn)量。其次，秸稈生物反應堆技術(shù)對陽光玫瑰葡萄的品質(zhì)具有顯著的改善作用。通過提高土壤肥力和改善土壤生態(tài)環(huán)境，有利于葡萄對養(yǎng)分的吸收和利用，進而提高果實糖分含量、降低酸度以及增加果實硬度，從而提高果實品質(zhì)。

總之，在陽光玫瑰葡萄設施栽培中應用秸稈生物反應堆技術(shù)，可以提高土壤質(zhì)量，增加產(chǎn)量，并為實現(xiàn)高品質(zhì)有機生產(chǎn)奠定基礎，值得在葡萄產(chǎn)業(yè)中進一步推廣和應用。在實際應用中，還需要對不同立地條件、不同栽培模式，進一步完善和優(yōu)化應用技術(shù)，為高效栽培提供更加科學的技術(shù)支持。