秸秆生物反应堆技术应用下日光温室番茄膜上打孔、根际培土试验

■ 秦一统，付金元，肖正璐，浩立军

（庆阳市农业科学研究院，甘肃 庆阳 745000）

秸秆生物反应堆技术是采用有益微生物，使秸秆在有氧条件下分解，释放出热量、二氧化碳、抗病孢子、酶、矿质营养和有机物质，进而获得高产、优质安全农产品的工艺设施技术[1-3]。近些年，该技术在日光温室反季节番茄栽培中得到广泛应用，能提高棚温2～3℃，最高可达4℃；可提高大棚内CO2浓度，蔬菜产量提高24%左右，同时质量显著提高，上市时间提前5d左右[4]，促进番茄植株及根系生长，提高产量15.5%～19%[5]。该技术的优点很突出，但是遇到极端天气，如连续阴天、降雪天气等的影响，由于室内空气湿度过高，引起病虫害频发的问题也凸显出来，该试验旨在通过起垄覆膜、膜上打孔、根际培土等综合技术研究，力求进一步改进行下内置式秸秆生物反应堆技术，从而更高效、科学化的推广这项技术，确保反季节温室瓜菜高效生产。

一、试验材料与方法

试验在庆阳市农科院米堡科研基地3#日光温室中进行，时间为2015年7月～2016年2月。

（一）试验材料

栽培作物为番茄，品种：金棚3号；秸秆为玉米；试验地按标准腐熟农家羊粪6 000kg/667m2使用，秸秆生物反应堆技术应用前，一次性做基肥施入，不再施肥。

（二）试验方法

试验设4个处理（含对照），T1：采用秸秆反应堆技术，起垄覆膜，垄上及垄两侧打孔，根际培土（用12#钢筋在地膜中间打2行孔，行距20cm，孔距30cm；在垄两侧膜中央各打1行斜孔，孔距30cm，孔深以穿透秸秆层为准）。番茄株高约1m时，以根基部为中心，半径为10cm，高15cm呈锥形覆土；T2：采用秸秆反应堆技术，起垄不覆膜，垄上打孔，根际不覆土（用12#钢筋打3行孔，行距25cm，孔距20cm，孔深以穿透秸秆层为准）；T3：未采用秸秆反应堆技术，常规起垄覆膜；对照（CK），未采用秸秆反应堆技术，起垄不覆膜。每个处理1个小区，共4个小区；小区面积98m2，试验面积392m2。

起垄标准一致，垄底宽90cm，垄面宽70cm，垄沟50cm，垄高25cm。

（三）行下内置式反应堆制作

在温室内横向开沟，沟宽60cm，深30cm，行宽80cm。在开好的沟内先铺一层长秸秆，上面铺一层碎秸秆，将秸秆在沟的两端各出槽12cm。温室所用秸秆量每亩为4 000kg，菌种10kg，麦麸200kg，饼肥100kg。秸秆铺好后，撒施菌种并轻拍后覆土，覆土一半时，撒一次疫苗，再覆剩余的一半时撒完疫苗。秸秆上覆土厚30cm，从伸出秸秆一段灌水，浇水后土层厚25cm，隔3～4 d后，将垄面找平。

（四）管理方法

在日光温室于7月10日进行50孔穴盘育苗，8月23日定植，定植行距40cm、株距45cm，采用对角定植，每垄定植30株。番茄种苗定植后，采用统一的单蔓整枝打叉管理。

（五）测定项目

1.温度。采用台湾衡欣AZ8829食品药品冷藏运输温湿度记录仪，温湿度计可接电脑，时间间隔为30分钟，分别测定温室外部和温室中间位置地面以上150cm处的温度。土壤温度测定距植株根系15cm处，地面以下15cm 处的温度。

2.番茄生长状况调查。从2015年10月12日起对番茄的生长状况进行测量，每7天测量1次。株高为番茄顶端到根基部的垂直距离，用卷尺测量；用游标卡尺测定番茄的茎粗。每处理选取9株进行测定。

发病率（%）=发病株数/调查株数×100%。

病情指数=100×∑（各级病叶数×各级代表值）/（调查总叶数×最高级代表值）。

白粉虱虫量：单株虫口数。

3.番茄产量。按小区进行测定，记录每次采收时商品果的质量，并换算成每667m2的经济产量。

（六）数据分析

试验数据采用Excel 2003软件进行处理，采用SPSS统计分析软件进行显著性差异分析。

二、试验结果与分析

（一）不同处理对番茄根际土壤温度的影响

1.不同时期番茄根际土壤平均温度的变化。对不同处理的11月～翌年2月番茄根际土壤15cm的平均温度进行统计。

2.冬季低温期不同处理土壤最低温度的变化。据庆阳市气象资料记载，2016年1月19～26日室外气温最低，在-16.3～-9.2℃；室内调查气温在气温在5.3～9.4℃，其中1月24日为最低点，温室外气温-16.3℃，温室内5.3℃（见图1）。对不同处理的根际土壤温度日变化调查，其最低温度比较显示，T1＞T3＞T2＞CK，在1月24日各处理土壤温度均达到最低点，分别为T1（14.2℃）＞T3（13.5℃）＞T2（13.3℃）＞CK（12.3℃），各处理比对照分别提高了15.4%、9.7%和8.1%（见图1）。结果显示，秸秆生物反应堆膜上打孔、根际培土综合技术（T1）保温效果最好。

图1 低温期不同处理土壤温度变化

图2 低温期温室内外温度变化

表1 不同处理土壤平均温度的变化

（二）不同处理对番茄生长的影响

1.对番茄株高的影响。通过对10月12日、10月19日、10月26日、11月2日、11月9日、11月16日、11月23日番茄植株调查显示（见图3），每一个调查日，T1处理番茄株高均极显著高于其他3个处理，T3、T2处理番茄平均株高显著高于对照（CK），二者处理之间则差异不显著。

2.不同处理对番茄茎粗的影响。由图4可知，从10月12日测量开始各处理之间番茄茎粗已经表现出一定差异，T1处理显著高于其他处理，T2、T3处理也显著高于对照（CK），但相互之间差异不显著，分别为1.251cm、1.168cm、1.182cm和1.102cm。

图3 不同处理番茄株高的变化

3.不同处理对番茄病害的影响。通过对各处理番茄主要病害（叶霉病、晚疫病）、虫害白粉虱的发生情况以及严重程度调查显示，T1、T3处理叶霉病、晚疫病发病率低于其他2个处理，发病程度也较轻，病情指数均低于5，两个处理之间则比较接近；白粉虱头数也低于其他2个处理。对照发病则最严重，叶霉病病情指数达到11.9，晚疫病病情指数28.6，虫口密度达到118.2头/株。

图4 不同处理番茄茎粗的变化

4.不同处理对番茄根系生长的影响。根长、根体积及根鲜重等参数是评价植株根系生长状况的重要指标。调查显示，各处理较对照（CK）对番茄植株根系各项特征参数都有明显的提高。

5.不同处理对番茄秋冬茬产量的影响。对各处理番茄的小区产量调查显示，T1＞T3＞T2＞CK，分别为763.6kg、695.3kg、614.4kg、545.1kg；折合667m2产量分别为5 197.2kg、4 732.3kg、4 81.7kg和3 710kg。对照产量最低，T1、T3、T2分别较对照增产40.08%、27.55%、12.71%；T1较T3增产9.82%，T2较T3则表现为减产11.64%。

三、结论与讨论

通过对以上试验数据综合比对，结果表明，采用秸秆反应堆技术，起垄覆膜，垄上及垄两侧打孔，根际培土综合技术（T1），各项指标均优于其他处理。其中，月平均地温比对照提高了1.74～3.16℃，在外界气温最低的1月24日室内番茄根际土壤达到14.2℃，比对照提高1.9℃。该技术的综合应用，大大改善了日光温室番茄的生长环境条件，更有利于番茄生长。对番茄生长特性的调查显示，综合技术的应用同样促进了番茄的生长，其株高、茎粗、根系状况都显著优于对照，且病害发生轻，折合667m2产量达到5 197.2kg，比对照（3 710kg/667m2）增产40.08%。

该技术应用后，室内番茄根际土壤最低温度14.2℃，在极端天气保证了番茄生理需求。该试验只是从番茄宏观的栽培技术指标进行了调查分析，其秸秆生物反应堆改善土壤环境、提高土壤温度的机理还有待研究，而我们也将长期致力于改善反季节日光温室蔬菜生长环境，提高作物产量、品质的研究工作，实现庆阳市反季节蔬菜的安全、高效化发展。