地埋式秸稈反應(yīng)堆技術(shù)對(duì)土壤呼吸及番茄植株生長(zhǎng)的影響

摘要 以番茄為試驗(yàn)材料，研究不同秸稈反應(yīng)堆處理對(duì)溫室大棚土壤溫度、二氧化碳通量以及番茄植株生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，行內(nèi)秸稈反應(yīng)堆較行間秸稈反應(yīng)堆處理能夠增加番茄大棚土壤溫度3.1～4.5 ℃。秸稈反應(yīng)堆處理技術(shù)可以有效解決晴天上午和下午日光溫室內(nèi)CO虧缺問(wèn)題，提高不同生育階段番茄株高、莖粗和葉綠素含量、葉片光合特性，提高果實(shí)維生素Ｃ含量、游離氨基酸含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、番茄紅素含量，降低硝酸鹽含量；與CK相比，行內(nèi)反應(yīng)堆處理番茄產(chǎn)量增加5.18%。秸稈反應(yīng)堆提高了土壤溫度，促進(jìn)了植株生長(zhǎng)，能夠促進(jìn)番茄提早15～20 d轉(zhuǎn)色，促使番茄提早上市，其中BR處理效果最好，BR-S和BR-D處理次之。

關(guān)鍵詞 番茄；秸稈反應(yīng)堆；土壤溫度；土壤呼吸；品質(zhì)

中圖分類號(hào) S 626 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2024）16-0166-07

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.16.037

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Effects of Buried Straw Reactor Technology on Soil Respiration and the Growth of Tomato Plants

MA Feng-jie，LIU Qiang，WANG Zhen-long et al

（Gansu Academy of Agri-engineering Technology，Lanzhou，Gansu 730030）

Abstract Using tomato as experimental materials，the effects of different straw reactor treatments on soil temperature，carbon dioxide flux and tomato plant growth，yield and quality were studied.The results showed that compared with the inter-row straw reactor treatment，the in-row straw reactor treatment could increase the soil temperature of tomato greenhouse by 3.1-4.5 ℃.The treatment technology of the in-row straw reactor could effectively solve the CO deficit in the solar greenhouse in the morning and afternoon on sunny days，significantly improve the plant height，stem diameter，chlorophyll content，leaf photosynthetic characteristics，and vitamin C content，free amino acids，soluble protein，soluble sugar and lycopene content of tomato at different growth stages，and reduce nitrate content.The yield of tomato in row reactor increased by 5.18%.Straw reactor increased soil temperature and promoted plant growth，which could promote the color transformation of tomatoes 15-20 days earlier and promote the early market of tomatoes.BR treatment had the best effect，followed by BR-S and BR-D.

Key words Tomato;Straw reactor;Soil temperature;Soil respiration;Quality

基金項(xiàng)目 甘肅省民生科技專項(xiàng)-社會(huì)發(fā)展專題（21CX6FA028）；甘肅省2023年度重點(diǎn)人才項(xiàng)目“河西灌區(qū)新建高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田地力提升技術(shù)模式集成與創(chuàng)新人才培養(yǎng)”；甘肅省軟科學(xué)項(xiàng)目（23JRZH346）。

作者簡(jiǎn)介 馬鳳捷（1993—），女，甘肅定西人，研究實(shí)習(xí)員，碩士，從事土壤資源評(píng)價(jià)及可持續(xù)利用研究。*通信作者，研究員，從事土壤學(xué)相關(guān)研究。

收稿日期 2023-07-24；修回日期 2023-08-21

番茄營(yíng)養(yǎng)豐富、經(jīng)濟(jì)效益好，在設(shè)施生產(chǎn)中棚體密閉、CO 濃度低等是制約番茄優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的主要因素^［1］。研究表明，在溫室內(nèi)應(yīng)用秸稈反應(yīng)堆技術(shù)能夠有效解決溫室內(nèi)溫度低、CO虧缺、作物生長(zhǎng)較慢、病蟲害嚴(yán)重等限制設(shè)施瓜菜生產(chǎn)的突出問(wèn)題^［2］。

秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)是農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、增質(zhì)、增效的有機(jī)栽培技術(shù)，可將農(nóng)作物秸稈轉(zhuǎn)化為蔬菜生長(zhǎng)所需要的二氧化碳、熱量、抗病孢子、有機(jī)和無(wú)機(jī)養(yǎng)分等，進(jìn)而獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、無(wú)公害的農(nóng)產(chǎn)品^［3］。秸稈還田可以顯著改善土壤的物理性狀，植株累積的養(yǎng)分可釋放到土壤中，改善土壤的肥力^［4］。研究表明，秸稈在土壤中腐熟會(huì)產(chǎn)生大量二氧化碳供植物生長(zhǎng)，通過(guò)此光合作用固定的化合物20%～50%通過(guò)植物莖稈和根系組織運(yùn)送到地下，為土壤微生物及土壤動(dòng)物提供足夠的養(yǎng)料，增加根際有益微生物的多樣性，改善土壤生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)植物生長(zhǎng)^［5-6］。微生物在進(jìn)行秸稈分解時(shí)會(huì)釋放大量的熱量，進(jìn)而提升土壤溫度。由于大部分植物的根系都在深度10～30 cm的土壤中活動(dòng)，所以對(duì)于這一區(qū)域土壤，秸稈反應(yīng)堆提升地溫的作用極為顯著，既可以解決溫室越冬地溫低的難題，又可以解決早晨因溫室內(nèi)氣溫驟降而引起的室溫與地溫不協(xié)調(diào)的問(wèn)題，緩解幼苗期植株生長(zhǎng)緩慢問(wèn)題^［7］。秸稈還田是我國(guó)現(xiàn)行的重要土壤培肥措施之一，其腐解產(chǎn)物可轉(zhuǎn)化形成土壤腐殖質(zhì)，而還田秸稈的腐解及腐殖化過(guò)程又受到土壤有機(jī)碳、氮含量等因素的影響，但自然狀態(tài)下秸稈碳氮比較高，難以被微生物分解利用。綜合利用不同的外源氮對(duì)水稻秸稈的腐熟效果最佳^［8-9］，秸稈腐熟劑、尿素、激發(fā)劑等物質(zhì)是秸稈反應(yīng)堆在腐熟過(guò)程中必須添加的物質(zhì)。適宜條件下，微生物菌劑的添加可以產(chǎn)生大量的有益微生物，加速農(nóng)作物秸稈的腐解；添加尿素可以調(diào)節(jié)土壤碳氮比，使其達(dá)到適當(dāng)?shù)谋壤?；添加激發(fā)劑有助于秸稈的腐解^［10-12］。

溫室大棚壟上設(shè)置秸稈反應(yīng)堆技術(shù)，能夠顯著增加空氣二氧化碳濃度。二氧化碳是農(nóng)作物生長(zhǎng)必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，二氧化碳濃度會(huì)顯著影響植物的生長(zhǎng)趨勢(shì)。高濃度的二氧化碳能夠促進(jìn)作物的光合作用，進(jìn)而達(dá)到增產(chǎn)增質(zhì)的目的^［13］。李軍見^［14］研究表明越冬番茄設(shè)置秸稈反應(yīng)堆能夠提高表層土壤溫度1～2 ℃，二氧化碳濃度增加2倍左右，番茄提早上市9 d以上，產(chǎn)量增加28.6%，經(jīng)濟(jì)收益增加39.3%；春茬辣椒成熟期提早10 d，增產(chǎn)26%；甜瓜表層土壤地溫增加2～3 ℃，二氧化碳濃度增加1倍，產(chǎn)量增加55.6%。王繼濤^［15］研究表明內(nèi)置式秸稈反應(yīng)堆能夠使番茄開花期提前，增加番茄株高、莖粗、維生素C含量、游離氨基酸含量，降低硝酸鹽含量。該試驗(yàn)在日光溫室番茄生產(chǎn)過(guò)程中，研究?jī)?nèi)置式和外置式秸稈反應(yīng)堆對(duì)日光溫室內(nèi)CO通量和番茄植株生長(zhǎng)、產(chǎn)量以及果實(shí)品質(zhì)的影響，旨在為秸稈反應(yīng)堆技術(shù)在早春河西溫室大棚的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2022年4月1日在甘肅省農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究院試驗(yàn)基地日光溫室（37.67°N，102.85°E）進(jìn)行。供試作物為番茄，供試土壤為前茬種植豆角的土壤，播前土壤理化性狀如下：有機(jī)質(zhì)含量13.2 g/kg，pH 8.2，全氮含量0.62 g/kg，堿解氮含量72.2 mg/kg，有效磷含量89.5 mg/kg，速效鉀含量106.5 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

行內(nèi)反應(yīng)堆：試驗(yàn)在定植壟下開挖3行深30 cm、寬80 cm的秸稈填埋槽，每行長(zhǎng)×寬8.5 m×0.8 m，槽內(nèi)鋪置秸稈52 500 kg/hm²，鋪置后將秸稈腐熟劑（45 kg/hm²）和水以質(zhì)量比1∶100的比例混勻，用噴霧器均勻噴灑至填埋槽內(nèi)的秸稈上；然后，再添加尿素225 kg/hm²、激發(fā)劑1 500 kg/hm²；添加后，將挖出的原土回填至填埋槽，秸稈上覆蓋土壤，形成高30 cm、寬80 cm的壟面，每壟均施尿素2 kg、過(guò)磷酸鈣2 kg、硫酸鉀3 kg，混合均勻。

行間反應(yīng)堆：試驗(yàn)在定植壟間開挖3行深30 cm、寬40 cm 的秸稈填埋槽，每行長(zhǎng)×寬8.5 m×0.4 m，槽內(nèi)鋪置秸稈、秸稈腐熟劑、尿素、激發(fā)劑（按比例添加）；添加后，將挖出的原土回填至填埋槽，秸稈上覆蓋土壤，形成高度30 cm、寬40 cm的溝面。

整體將行內(nèi)反應(yīng)堆和行間反應(yīng)堆用直徑1 cm的鋼管垂直壟面間隔40 cm均勻打孔（使秸稈堆有空氣進(jìn)入），深度30 cm左右；最后，用滴灌將定植壟滴透，放置20～30 d后種植作物。

試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1，小區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)示意圖如圖1所示。

1.3 試驗(yàn)測(cè)定指標(biāo)

1.3.1 土壤。

土壤溫度：用溫度自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀測(cè)定；傳感器分別插入大棚內(nèi)土表以下10、20、40 cm處，每隔15～20 d分別在早、中、晚定時(shí)自動(dòng)記錄。

二氧化碳通量：在田間布設(shè)土壤呼吸圈，采用原位監(jiān)測(cè)土壤呼吸，使用土壤碳通量測(cè)量系統(tǒng) LI-8100 測(cè)定土壤呼吸速率。在每個(gè)小區(qū)設(shè)置1個(gè)內(nèi)徑20 cm、高10 cm的 PVC 管底座，將底座嵌入土壤，頂端距離地面高2 cm。

為防止嵌入呼吸圈短期內(nèi)對(duì)土壤呼吸的影響，在固定好呼吸圈并清除呼吸圈內(nèi)植物后，間隔24 h再測(cè)定土壤呼吸速率（R）。移栽番茄苗20 d后，監(jiān)測(cè)土壤呼吸速率時(shí)選擇2個(gè)連續(xù)晴朗無(wú)風(fēng)日測(cè)定09：00—18：00土壤呼吸日變化，每次間隔2 h，數(shù)據(jù)采集頻率為每2 s記錄1次數(shù)據(jù)，測(cè)量時(shí)長(zhǎng)120 s；監(jiān)測(cè)土壤呼吸速率的同時(shí)，使用便攜式土壤溫度傳感器和濕度傳感器測(cè)定土壤10 cm處的溫度和濕度。第1次監(jiān)測(cè)時(shí)間點(diǎn)為初始點(diǎn)，此后每隔20 d進(jìn)行1次監(jiān)測(cè)，選擇天氣晴朗時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，具體監(jiān)測(cè)時(shí)間為09：00—11：00，直至番茄成熟。

1.3.2 番茄植株。

1.3.2.1 番茄長(zhǎng)勢(shì)。測(cè)定番茄植株的高度、莖粗。

1.3.2.2 番茄葉片。分別在開花期、果實(shí)膨大期、果實(shí)成熟期利用便攜式光合儀Li-6400XT測(cè)定凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO濃度、蒸騰速率，使用葉綠素儀測(cè)定葉綠素含量。

1.3.2.3 根系形態(tài)。各個(gè)生育時(shí)期使用根系掃描儀測(cè)定根長(zhǎng)、根系表面積、根體積。

1.3.2.4 番茄產(chǎn)量。從第1次采摘開始，每隔5～7 d進(jìn)行1次采摘并記錄番茄重量，采摘結(jié)束后統(tǒng)計(jì)單株重量和每個(gè)處理重量。最后，將所有的番茄重量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)相加，計(jì)算每個(gè)處理番茄產(chǎn)量。

1.3.2.5 品質(zhì)指標(biāo)。測(cè)定指標(biāo)包括維生素C、可溶性蛋白、游離氨基酸、番茄紅素、硝酸鹽、可溶性糖等含量。

1.4 水肥管理

反應(yīng)堆布置完成后，秸稈上施用微生物有機(jī)肥（果蔬專用）2 250 kg/hm²。在做畦覆土中間層撒化肥，每壟施2 kg過(guò)磷酸鈣、2 kg尿素、3 kg硫酸鉀。反應(yīng)堆上設(shè)置滴灌帶，每20 d澆水1次，果實(shí)生長(zhǎng)期追施2次復(fù)合肥。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel匯總數(shù)據(jù)并制表，使用SPSS 26.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同秸稈反應(yīng)堆處理對(duì)土壤溫度的影響

2.1.1 不同秸稈反應(yīng)堆處理土壤溫度的日變化規(guī)律。

由表2可知，一天之內(nèi)，隨著時(shí)間的變化，土壤溫度呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，13：00—17：00土壤溫度較高；隨著土層深度的增加，對(duì)照處理早上呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，中午呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)；隨著土層深度的增加，行間反應(yīng)堆早上呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，中午呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)；隨著土層深度的增加，行內(nèi)反應(yīng)堆早上呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)，中午呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)。在秸稈生物反應(yīng)堆發(fā)酵過(guò)程中，秸稈生物反應(yīng)堆均能提高土壤溫度，其中行內(nèi)秸稈反應(yīng)堆處理對(duì)日光溫室內(nèi)土壤溫度的提升效果最好，行間反應(yīng)堆次之。

2.1.2 不同秸稈反應(yīng)堆處理各生育期土壤溫度的變化規(guī)律。

從表3可以看出，行間反應(yīng)堆和行內(nèi)反應(yīng)堆對(duì)土壤溫度的增溫趨勢(shì)一致。從4月25日到6月25日，隨著秸稈反應(yīng)堆發(fā)酵時(shí)間，土壤溫度呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)，秸稈反應(yīng)堆初期對(duì)土壤溫度的提升效果較好，后期提升效果較差，2種處理10 cm深度土層溫度比對(duì)照高3.1～4.5 ℃；行內(nèi)秸稈反應(yīng)堆處理5月7日09：00—11：00 40 cm深土層溫度最高（33.8 ℃），比對(duì)照高8.6 ℃；行間秸稈反應(yīng)堆5月7日09：00—11：00 20 cm深土層溫度最高（31.2 ℃），比對(duì)照高4.6 ℃。以上結(jié)果說(shuō)明秸稈反應(yīng)堆的設(shè)置能夠提高土壤溫度，其中行內(nèi)秸稈反應(yīng)堆較行間秸稈反應(yīng)堆效果好。

2.2 不同秸稈反應(yīng)堆處理對(duì)土壤呼吸的影響

2.2.1 不同秸稈反應(yīng)堆處理土壤呼吸的日變化規(guī)律。

二氧化碳通量是反映土壤呼吸強(qiáng)度的一個(gè)重要指標(biāo)。從表4可以看出，二氧化碳通量在4個(gè)時(shí)間段變化趨勢(shì)一致，均表現(xiàn)為BR>BR-S>BR-D>CK；與CK相比 ，4個(gè)時(shí)間段BR處理分別增加了166.70%、340.25%、423.98%和590.08%，BR-D和BR-S較CK處理增加了二氧化碳通量，但與BR處理相比效果較差。這說(shuō)明秸稈反應(yīng)堆處理可以有效補(bǔ)給棚內(nèi)CO濃度虧缺，促進(jìn)溫室大棚番茄植株的快速生長(zhǎng)，提高大棚番茄產(chǎn)量。各秸稈反應(yīng)堆處理早上土壤二氧化碳通量最高，隨著時(shí)間的增加，二氧化碳通量整體呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)。這說(shuō)明早晨土壤呼吸強(qiáng)度較高，隨著土壤溫度的增加，土壤呼吸作用有所減弱。

2.2.2 不同秸稈反應(yīng)堆處理各生育期土壤呼吸的變化規(guī)律。

從表5可以看出，不同生育時(shí)期各處理二氧化碳通量均表現(xiàn)為BR>BR-S>BR-D>CK；與CK相比，4個(gè)生育時(shí)間段（4月25日、5月15日、6月1日、6月25日）BR處理二氧化碳通量分別增加了915.65%、166.70%、512.24%、402.65%，行間反應(yīng)堆BR-S和BR-D較CK增加了24.77%～371.11%。秸稈反應(yīng)堆填埋初期，土壤二氧化碳通量明顯高于中后期。CK處理各個(gè)生育時(shí)期二氧化碳通量的變化幅度較?。籅R處理二氧化碳通量各生育期均最高，說(shuō)明行內(nèi)秸稈反應(yīng)堆持續(xù)為溫室大棚補(bǔ)充二氧化碳，有助于番茄光合作用；雙側(cè)行間反應(yīng)堆處理BR-S對(duì)二氧化碳的補(bǔ)充大于單側(cè)行間反應(yīng)堆BR-D處理?？傮w來(lái)看，BR處理是一項(xiàng)適合大棚番茄種植越冬的實(shí)用技術(shù)。

2.3 不同秸稈反應(yīng)堆處理番茄植株生長(zhǎng)的變化

由表6可知，不同秸稈反應(yīng)堆處理的番茄長(zhǎng)勢(shì)良好，盛果期番茄株高、莖粗、葉綠素含量均比CK要高；秸稈處理下番茄結(jié)果時(shí)間比對(duì)照提前2～4 d；BR-S處理盛果期番茄株高、莖粗和葉綠素含量均最高，分別為188.00 cm、13.90 cm和52.80。行內(nèi)秸稈反應(yīng)堆處理下番茄果實(shí)結(jié)果最早，膨大最快，轉(zhuǎn)色期最早，說(shuō)明行內(nèi)秸稈反應(yīng)堆能夠促進(jìn)番茄生長(zhǎng)，較常規(guī)處理提早上市15～20 d。綜合分析，行內(nèi)秸稈反應(yīng)堆處理、雙側(cè)行間秸稈反應(yīng)堆、單側(cè)行間反應(yīng)堆處理番茄長(zhǎng)勢(shì)均優(yōu)于CK。總體而言3種秸稈反應(yīng)堆技術(shù)均能促進(jìn)番茄結(jié)果，效果比較顯著。

2.4 不同秸稈反應(yīng)堆處理番茄葉片光合特性的變化

由表7可知，秸稈反應(yīng)堆處理可以增加番茄光合特性。開花期：與CK相比，秸稈反應(yīng)堆處理番茄凈光合速率均有所增加，凈光合速率增加幅度為3.2%～24.0%，其中BR-S處理最高；與CK相比，秸稈反應(yīng)堆處理番茄氣孔導(dǎo)度顯著增加，氣孔導(dǎo)度增加15.8%～42.1%，其中BR-S、BR-D處理較高；與CK相比，秸稈反應(yīng)堆處理番茄胞間CO濃度顯著增加，胞間CO濃度增加范圍為14.7%～22.3%，其中BR-D處理最高；與CK相比，秸稈反應(yīng)堆處理番茄蒸騰速率顯著增加，蒸騰速率增加6.5%～36.3%，其中BR-S處理最高。

果實(shí)膨大期：與CK和BR-S相比，BR-D處理番茄凈光合速率顯著增加，BR-D處理最高；與BR-D相比，CK、BR、BR-S處理番茄氣孔導(dǎo)度均顯著增加，氣孔導(dǎo)度增加14.3%～128.6%，其中BR-S處理最高；與CK和BR-S相比，秸稈反應(yīng)堆處理番茄胞間CO濃度顯著增加，其中BR處理最高；與CK、BR-D、BR-S相比，BR處理番茄蒸騰速率顯著增加。

2.5 不同秸稈反應(yīng)堆處理番茄根系生長(zhǎng)的變化

由表8可以看出，與CK相比，秸稈生物反應(yīng)堆處理番茄植株根系指標(biāo)均有不同程度的增加。BR處理0～20、>20～40 cm土層根系均最長(zhǎng)，分別為2 441.00和932.00 mm，分別比CK提高21.02%和12.29%。BR處理0～20、>20～40 cm土層番茄根表面積均最大，分別比CK增加了13.18%和11.70%。由此可見，秸稈生物反應(yīng)堆處理增加了番茄的根系長(zhǎng)度、根表面積及根系體積。

2.6 不同秸稈反應(yīng)堆處理番茄產(chǎn)量的變化

從表9可以看出，與CK相比，秸稈反應(yīng)堆處理番茄單果重和單穗重均有所增加，BR處理第一穗果和第二穗果單果重和單穗重均較大；行內(nèi)秸稈反應(yīng)堆產(chǎn)量最大（8 739.1 kg/hm²），比CK提高5.18%。4個(gè)處理產(chǎn)量大小順序?yàn)锽R>BR-D>BR-S>CK。秸稈反應(yīng)堆處理對(duì)番茄結(jié)果期和成熟期的影響較大，行內(nèi)和行間秸稈反應(yīng)堆均能提高番茄產(chǎn)量，設(shè)置適當(dāng)?shù)男袃?nèi)反應(yīng)堆能夠增加番茄產(chǎn)量。BR處理番茄轉(zhuǎn)色期7月4日，BR-D處理番茄轉(zhuǎn)色期為7月16日，BR-S處理番茄轉(zhuǎn)色期為7月10日，CK處理番茄轉(zhuǎn)色期為7月25日，說(shuō)明秸稈反應(yīng)堆處理使番茄的轉(zhuǎn)色期提前。

2.7 不同秸稈反應(yīng)堆處理番茄品質(zhì)的變化

從表10可以看出，秸稈反應(yīng)堆處理對(duì)番茄心室數(shù)、橫徑和縱徑的影響較小，對(duì)番茄品質(zhì)的影響較大。各處理維生素C含量、可溶性蛋白含量、番茄紅素含量均表現(xiàn)為BR>BR-S≥BR-D>CK，BR處理的維生素C含量、可溶性蛋白含量、番茄紅素含量比CK分別提高了18.75%、25.00%和14.51%；BR、BR-D、BR-S處理可溶性糖含量、游離氨基酸含量均顯著高于CK；秸稈反應(yīng)堆處理硝酸鹽含量與CK相比均顯著降低。綜合分析可知，不同秸稈反應(yīng)堆處理均起到改善番茄品質(zhì)的效果。

3 結(jié)論和討論

該試驗(yàn)結(jié)果表明，秸稈反應(yīng)堆處理能夠顯著增加番茄溫室大棚土壤溫度。秸稈反應(yīng)堆處理技術(shù)可以有效解決晴天上午和下午日光溫室內(nèi)CO虧缺現(xiàn)象，提高不同生育階段番茄株高、莖粗和葉綠素含量，促進(jìn)番茄植株生長(zhǎng)，提高果實(shí)維生素Ｃ含量、游離氨基酸含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、番茄紅素含量，降低硝酸鹽含量；行內(nèi)反應(yīng)堆番茄產(chǎn)量增加5.18%。

秸稈反應(yīng)堆技術(shù)是將作物秸稈填埋在土壤中，通過(guò)添加物料腐熟劑和微生物菌劑及尿素等物質(zhì)來(lái)促進(jìn)作物秸稈的腐解，產(chǎn)生作物生長(zhǎng)所需的二氧化碳、熱量、抗病孢子、作物生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)元素等，改善設(shè)施大棚室內(nèi)溫度和二氧化碳濃度，促進(jìn)作物生長(zhǎng)，從而達(dá)到提質(zhì)增產(chǎn)增效的目的。土壤溫度影響作物生長(zhǎng)，較高的土壤溫度促進(jìn)冬季作物的正常生長(zhǎng)^［16］。二氧化碳濃度影響作物的光合作用，較高濃度的二氧化碳濃度會(huì)增加作物的坐果率，對(duì)作物起到增產(chǎn)和提質(zhì)的作用^［17-19］。研究表明，秸稈反應(yīng)堆技術(shù)能夠提高溫室大棚室內(nèi)溫度5.0 ℃左右，提升土壤地溫5.4 ℃^［20］。黑龍江旱作耕地土壤和春播期氣候條件下對(duì)秸稈深施還田和覆蓋還田耕地以及對(duì)照地的土壤溫度進(jìn)行了測(cè)試分析，結(jié)果表明秸稈深施還田耕地土壤日平均溫度（9.1 ℃）高于覆蓋還田耕地和對(duì)照地的土壤溫度（8.3和7.9 ℃）^［21］。秸稈反應(yīng)堆促進(jìn)溫室大棚CO濃度提高4～6倍，光合效率提高50%以上，作物生長(zhǎng)加快，開花坐果率提高，平均增產(chǎn)10%～50%，農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)顯著提高。秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)能增加溫室內(nèi)二氧化碳濃度400～1 000 mg/kg，提高地溫3～6 ℃，提高氣溫1.5～2.9 ℃^［22］。王宇先等^［23］研究表明寒地香瓜大棚秸稈反應(yīng)堆處理能夠顯著提高棚內(nèi)二氧化碳濃度，其二氧化碳濃度比對(duì)照提高750 mg/kg。段曉婷等^［24］研究表明秸稈反應(yīng)堆處理可以提高越冬茄子產(chǎn)量29.2%～32.0%，但不同秸稈反應(yīng)堆處理間無(wú)顯著差異，說(shuō)明不同秸稈反應(yīng)堆處理均能提高土壤二氧化碳通量，提高茄子產(chǎn)量和品質(zhì)。Martínez等^［25］研究表明秸稈反應(yīng)堆技術(shù)能夠促進(jìn)作物根系的生長(zhǎng)，提高作物根系吸收養(yǎng)分的潛力；秸稈反應(yīng)堆在發(fā)酵劑不斷作用下產(chǎn)生大量的熱量，提升溫室大棚土壤溫度和室內(nèi)空氣溫度，增加二氧化碳含量，促進(jìn)作物的光合作用，使得植株長(zhǎng)勢(shì)旺盛、產(chǎn)量增加，并提高了果實(shí)的品質(zhì)；與對(duì)照相比，秸稈反應(yīng)堆處理黃瓜產(chǎn)量提高了21.95%，可溶性糖、可溶性蛋白和維生素C含量分別比對(duì)照提高了38.10%、25.20%和19.90%，同時(shí)降低了硝酸鹽的含量^［7］。王繼濤等^［26］研究表明不同填埋方式提高了日光溫室番茄維生素C含量、游離氨基酸含量和可溶性蛋白含量，可溶性糖和番茄紅素含量分別為對(duì)照的1.5倍和1.46倍，產(chǎn)量較對(duì)照增產(chǎn)8.6%。楊圓圓^［27］在番茄試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)番茄株高、莖粗、葉片數(shù)較對(duì)照有所增加，葉長(zhǎng)與葉寬均小于對(duì)照，而處理溫室的番茄光合速率較對(duì)照提高了52.6%，增產(chǎn)25%。張慶華等^［28］研究表明蚯蚓生物技術(shù)套種套養(yǎng)種植模式較秸稈生物反應(yīng)堆處理土壤溫度提升2.66 ℃，灰霉病病株率降低20.73％～25.95％，糖酸比提高0.82～1.20；秸稈生物反應(yīng)堆處理株高、果穩(wěn)數(shù)及葉綠素含量較高，果實(shí)轉(zhuǎn)色快。

綜上所述，內(nèi)置式和外置式秸稈反應(yīng)堆技術(shù)通過(guò)秸稈腐解產(chǎn)生的二氧化碳和熱量增加了土壤溫濕度和室內(nèi)溫濕度，促進(jìn)植物根系對(duì)養(yǎng)分的吸收利用，增加光合作用，促進(jìn)苗期作物的生長(zhǎng)，進(jìn)而促使作物提早成熟，提前上市，其中內(nèi)置式秸稈反應(yīng)堆技術(shù)在調(diào)節(jié)土壤溫度、提升二氧化碳濃度、促進(jìn)番茄植株生長(zhǎng)和提高番茄品質(zhì)等方面效果較好。

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