生物反应堆对设施连作番茄光合特性的影响

雷帅　王明友

摘要：以连作5年的日光温室种植的越冬番茄为试验材料，研究生物反应堆对设施连作番茄不同季节和生育时期光合特性的影响。结果表明，生物反应堆可以明显提高设施连作番茄光合速率（Pn）和蒸腾速率（Tr），全生育期分别提高15.88%和17.45%，但番茄不同生长季节和生育期作用效果不同，在低温季节和番茄生育后期效果更为明显，1月下旬和11月初日均Pn分别提高44.51%和11.71%，日均Tr分别提高34.51%和14.77%。

关键词：番茄；设施连作；生物反应堆；光合特性

中图分类号：S641.225.5+4文献标识号：A文章编号：1001-4942（2014）05-0096-03

番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）是我国栽培面积较大的蔬菜之一，在蔬菜生产中占有十分重要的地位。特别是随着设施蔬菜的发展，番茄生产基本实现了周年生产和均衡供应的目标。但由于设施蔬菜生产具有复种指数高、高度集约化等特点，致使连作障碍问题日益突出，严重制约了设施番茄栽培的可持续发展。迄今为止，国内外对蔬菜的连作障碍问题进行了大量的研究。研究表明[1～6]，连作致使土壤理化性状变劣、养分比例失调、病原微生物增多、生产性能降低、作物产量品质降低。生物反应堆可以改善设施土壤理化性状、提高土壤有益微生物活性和蔬菜光合速率、促进蔬菜生长发育[7～10]，是解决设施连作障碍的有效方法之一[11]，对修复连作土壤、改善土壤健康具有一定作用[12]。但目前关于生物反应堆和设施连作番茄光合特性关系的研究尚少见报道。本研究以连作5年日光温室栽植番茄为研究对象，通过内置生物反应堆处理，对越冬茬连作番茄的光合特性进行研究，以期为克服连作障碍和设施番茄生产的可持续发展提供必要的依据。

1材料与方法

1.1供试材料

试验于2010～2011年在德州市临邑县临南镇日光温室蔬菜产区进行。供试地块为番茄连作5年的日光温室。供试番茄品种为金鹏1号。

1.2试验设计与方法

试验设两个处理：生物反应堆处理（T）和常规栽培（CK），处理和对照温室为同类，同时建造。小区面积19.6 m2，重复3次。

生物反应堆类型为内置式，具体制作过程为：2010年9月上旬在番茄栽培畦下南北方向挖沟，沟宽70 cm、深30 cm。填放玉米秸，厚度30 cm，铺匀，南北两端各露出8 cm的秸秆通气。用120 kg麸子、6 kg菌种，加96 kg水，混合均匀后，均匀撒在秸秆上，并用铁锨轻拍，使菌种下漏，同时撒施饼肥。每畦撒菌种5 kg，饼肥2.3 kg，覆土20 cm。接种后大水浇透。

定植前将提前处理好的植物疫苗撒在畦上，并与表土掺匀，整平畦面。用14 号钢筋在定植穴上打孔，行距25 cm，孔距20 cm，孔深以穿透玉米秸层为准，完毕后等待定植。

2010年8月3日播种，9月21日田间定植，行距70 cm，株距40 cm。其它管理均按常规方法进行。

1.3测定方法

光合速率（Pn）及蒸腾速率（Tr）采用英国PP-systems公司生产的CIRAS-1型便携式光合测定系统进行测定，每次测定均在每小区内随机选取3棵植株上部数第3～4片功能叶，并绘制Pn和Tr的季节变化和日变化曲线。Pn和Tr的季节变化以晴天10时30分左右测定值表示，每30天左右测定1次；Pn和Tr的日变化于11月初和1月下旬各测1次，选择晴天进行，从7时开始每隔2 h测定1次，绘制日变化曲线。

2结果与分析

2.1生物反应堆对设施连作番茄Pn和Tr季节变化的影响

图1显示，不同处理设施连作番茄Pn季节变化呈相同的趋势，在11月3日升到最大值后开始降低，在1月29日左右降到最低值，之后再次升高。这种变化趋势和设施环境条件及植株发育密切相关，生长前期设施内温光条件较好，植株生长旺盛，Pn保持在较高水平，之后因设施温光条件降到全年最低阶段，Pn亦随之明显降低，3、4月份随温光增强，Pn再次升高。在番茄整个生长发育阶段，和对照相比生物反应堆处理可显著提高设施连作番茄Pn，全生育期平均提高15.88%。但这种作用在低温的1月份更为显著，且生育后期要比生育前期作用明显，如1月29日生物反应堆处理比对照高26.83%，11月3日和4月9日分别高10.61%和19.25%。

2.2生物反应堆对设施连作番茄不同发育阶段Pn和Tr日变化的影响

2.2.1生物反应堆对设施连作番茄Pn日变化的影响由图3可以看出，温室内应用生物反应堆后，对连作番茄光合速率日变化趋势影响较小，在设施温光条件尚好的11月初，处理和对照Pn均表现一定的光合午休；在深冬季节（1月下旬）处理和对照Pn表现为单峰曲线，13时最高，都低于11月份相应处理Pn。就生物反应堆的作用来看，处理后可明显提高11月份和1月份的光合速率，但在低温的1月份效果更为显著，处理比对照Pn平均提高44.51%，而11月份仅提高11.71%，这可能和生物反应堆提高环境温度、改善土壤理化性状有关。

2.2.2生物反应堆对设施连作番茄Tr日变化的影响图4为不同处理设施连作番茄在11月初和1月下旬的Tr日变化曲线，其趋势变化和各处理对应Pn日变化相似。11月份生物反应堆处理Tr平均值为3.26 mmolH2O·m-2·s-1，较对照高14.79%；1月份生物反应堆处理Tr平均值为1.52 mmolH2O·m-2·s-1，较对照高34.51%。

3讨论与结论

秸秆生物反应堆技术是利用生物工程技术，将农作物秸秆转化为作物所需要的气体、二氧化碳、热量、抗病孢子、矿质元素、有机质等，进而促进光合作用和农作物的生长发育从而获得高产优质无公害农产品的一项设施农业生产新技术[13]。前人研究表明，秸秆生物反应堆利用专用微生物菌种分解农作物秸秆，缓慢释放CO2可显著提高温室内CO2浓度，促进农作物的光合作用效率，从而显著提高农作物产量、品质[10，13，15]。本试验关于生物反应堆对设施连作番茄光合特性的影响结果亦得出相似的结论，全生育期内生物反应堆处理较对照Pn和Tr分别高15.88%和17.45%。但在番茄不同的生长季节和生育期生物反应堆作用效果不同，在低温季节和番茄生育后期效果更为明显，Pn季节变化中1月29日生物反应堆处理比对照高26.83%，11月3日和4月9日分别高10.61%和19.25%；日平均Pn在1月下旬和11月初生物反应堆处理较对照分别高44.51%和11.71%。这和生物反应堆提高设施环境温度，特别是低温季节温度及增加温室CO2浓度、提高土壤有机质含量、改善土壤理化性状和增加土壤有益微生物数量等因素有关[7，8，12，15，16]。endprint

致谢：在试验及论文完成当中得到了德州学院生态与园林建筑学院高方胜老师的悉心指导和帮助，在此瑾致谢意！

参考文献：

[1]吴凤芝，刘德，王东凯，等. 大棚蔬菜连作年限对土壤主要理化性状的影响[J]. 中国蔬菜，1998（4）：5-8.

[2]刘磊. 蔬菜温室大棚土壤盐渍化成因分析[J]. 山东农业科学，2012，44（7）：69-72.

[3]王薇，袁亮. 设施栽培土壤微生物量氮的变化规律及其与土壤肥力的关系[J]. 山东农业科学，2011（4）：53-55，70.

[4]陈志杰，梁银丽，张淑莲，等. 日光温室不同连作年限对黄瓜主要病害的影响[J]. 植物保护学报，2006，33（2）：219-220.

[5]贺丽娜，梁银丽，高静，等. 连作对设施黄瓜产量和品质及土壤酶活性的影响[J]. 西北农林科技大学学报：自然科学版，2008，36（5）：155-159.

[6]薛亮，马忠明，杜少平. 连作对砂田土壤质量及西瓜产量与品质的影响[J]. 甘肃农业科技，2011（6）：5-8.

[7]彭杏敏，陈之群，陈青云，等. 内置秸秆反应堆和菌剂对日光温室土壤温度及越冬番茄生长的影响[J]. 中国蔬菜，2011（22/24）：63-67.

[8]马建华，张丽荣，康萍芝，等. 秸秆生物反应堆技术的应用对设施黄瓜土壤微生物的影响[J]. 西北农业学报，2010，19（12）：161- 165.

[9]郜玉环，李彦，孙明，等. 山东省可农用有机废弃物的利用现状与技术分析[J]. 山东农业科学，2011（7）：98-101.

[10]徐全辉，赵强. 秸秆生物反应堆对温室茄子光合能力的影响[J]. 安徽农业科学，2010，38（23）：12380-12381.

[11]于凤玲. 克服设施蔬菜连作障碍几种有效方法[J]. 中国蔬菜，2006（11）：51-52.

[12]宋尚成，朱凤霞，刘润进，等. 秸秆生物反应堆对西瓜连作土壤微生物数量和土壤酶活性的影响[J]. 微生物学通报，2010，37（5）：696-700.

[13]刘杰才，崔世茂，杨文秀，等. 秸秆生物反应堆技术对大棚黄瓜光合性能的影响[J]. 内蒙古农业大学学报，2010，31（3）：85-87.

[14]李建忠. 秸秆生物反应堆技术对温室黄瓜质量的影响[J].安徽农学通报，2008，14（2）： 31-32.

[15]张同兴，韩丽娟，祝军岐. 内置式秸秆生物反应堆技术在大棚西瓜上的应用试验初报[J]. 陕西农业科学，2008（1）：48-49.

[16]武志杰，张海军，许广山，等.玉米秸秆还田培肥土壤的效果[J]. 应用生态学报，2002，13（5）：539-542.山 东 农 业 科 学2014，46（5）：99～101Shandong Agricultural Sciences山 东 农 业 科 学第46卷第5期冯婷婷，等：昆明市立交桥绿化植物调查及应用研究

收稿日期：2014-01-14

基金项目：云南省教育厅科学研究基金项目“基于不同地段的立交桥绿化景观设计研究——以昆明市主城区为例”（编号2013Y084）

作者简介：冯婷婷（1984-），女，贵州六盘水人，硕士，讲师，研究方向为城市规划与设计。E-mail：fengtingtingkm@163.comendprint

致谢：在试验及论文完成当中得到了德州学院生态与园林建筑学院高方胜老师的悉心指导和帮助，在此瑾致谢意！

参考文献：

[1]吴凤芝，刘德，王东凯，等. 大棚蔬菜连作年限对土壤主要理化性状的影响[J]. 中国蔬菜，1998（4）：5-8.

[2]刘磊. 蔬菜温室大棚土壤盐渍化成因分析[J]. 山东农业科学，2012，44（7）：69-72.

[3]王薇，袁亮. 设施栽培土壤微生物量氮的变化规律及其与土壤肥力的关系[J]. 山东农业科学，2011（4）：53-55，70.

[4]陈志杰，梁银丽，张淑莲，等. 日光温室不同连作年限对黄瓜主要病害的影响[J]. 植物保护学报，2006，33（2）：219-220.

[5]贺丽娜，梁银丽，高静，等. 连作对设施黄瓜产量和品质及土壤酶活性的影响[J]. 西北农林科技大学学报：自然科学版，2008，36（5）：155-159.

[6]薛亮，马忠明，杜少平. 连作对砂田土壤质量及西瓜产量与品质的影响[J]. 甘肃农业科技，2011（6）：5-8.

[7]彭杏敏，陈之群，陈青云，等. 内置秸秆反应堆和菌剂对日光温室土壤温度及越冬番茄生长的影响[J]. 中国蔬菜，2011（22/24）：63-67.

[8]马建华，张丽荣，康萍芝，等. 秸秆生物反应堆技术的应用对设施黄瓜土壤微生物的影响[J]. 西北农业学报，2010，19（12）：161- 165.

[9]郜玉环，李彦，孙明，等. 山东省可农用有机废弃物的利用现状与技术分析[J]. 山东农业科学，2011（7）：98-101.

[10]徐全辉，赵强. 秸秆生物反应堆对温室茄子光合能力的影响[J]. 安徽农业科学，2010，38（23）：12380-12381.

[11]于凤玲. 克服设施蔬菜连作障碍几种有效方法[J]. 中国蔬菜，2006（11）：51-52.

[12]宋尚成，朱凤霞，刘润进，等. 秸秆生物反应堆对西瓜连作土壤微生物数量和土壤酶活性的影响[J]. 微生物学通报，2010，37（5）：696-700.

[13]刘杰才，崔世茂，杨文秀，等. 秸秆生物反应堆技术对大棚黄瓜光合性能的影响[J]. 内蒙古农业大学学报，2010，31（3）：85-87.

[14]李建忠. 秸秆生物反应堆技术对温室黄瓜质量的影响[J].安徽农学通报，2008，14（2）： 31-32.

[15]张同兴，韩丽娟，祝军岐. 内置式秸秆生物反应堆技术在大棚西瓜上的应用试验初报[J]. 陕西农业科学，2008（1）：48-49.

[16]武志杰，张海军，许广山，等.玉米秸秆还田培肥土壤的效果[J]. 应用生态学报，2002，13（5）：539-542.山 东 农 业 科 学2014，46（5）：99～101Shandong Agricultural Sciences山 东 农 业 科 学第46卷第5期冯婷婷，等：昆明市立交桥绿化植物调查及应用研究

收稿日期：2014-01-14

基金项目：云南省教育厅科学研究基金项目“基于不同地段的立交桥绿化景观设计研究——以昆明市主城区为例”（编号2013Y084）

作者简介：冯婷婷（1984-），女，贵州六盘水人，硕士，讲师，研究方向为城市规划与设计。E-mail：fengtingtingkm@163.comendprint

致谢：在试验及论文完成当中得到了德州学院生态与园林建筑学院高方胜老师的悉心指导和帮助，在此瑾致谢意！

参考文献：

[1]吴凤芝，刘德，王东凯，等. 大棚蔬菜连作年限对土壤主要理化性状的影响[J]. 中国蔬菜，1998（4）：5-8.

[2]刘磊. 蔬菜温室大棚土壤盐渍化成因分析[J]. 山东农业科学，2012，44（7）：69-72.

[3]王薇，袁亮. 设施栽培土壤微生物量氮的变化规律及其与土壤肥力的关系[J]. 山东农业科学，2011（4）：53-55，70.

[4]陈志杰，梁银丽，张淑莲，等. 日光温室不同连作年限对黄瓜主要病害的影响[J]. 植物保护学报，2006，33（2）：219-220.

[5]贺丽娜，梁银丽，高静，等. 连作对设施黄瓜产量和品质及土壤酶活性的影响[J]. 西北农林科技大学学报：自然科学版，2008，36（5）：155-159.

[6]薛亮，马忠明，杜少平. 连作对砂田土壤质量及西瓜产量与品质的影响[J]. 甘肃农业科技，2011（6）：5-8.

[7]彭杏敏，陈之群，陈青云，等. 内置秸秆反应堆和菌剂对日光温室土壤温度及越冬番茄生长的影响[J]. 中国蔬菜，2011（22/24）：63-67.

[8]马建华，张丽荣，康萍芝，等. 秸秆生物反应堆技术的应用对设施黄瓜土壤微生物的影响[J]. 西北农业学报，2010，19（12）：161- 165.

[9]郜玉环，李彦，孙明，等. 山东省可农用有机废弃物的利用现状与技术分析[J]. 山东农业科学，2011（7）：98-101.

[10]徐全辉，赵强. 秸秆生物反应堆对温室茄子光合能力的影响[J]. 安徽农业科学，2010，38（23）：12380-12381.

[11]于凤玲. 克服设施蔬菜连作障碍几种有效方法[J]. 中国蔬菜，2006（11）：51-52.

[12]宋尚成，朱凤霞，刘润进，等. 秸秆生物反应堆对西瓜连作土壤微生物数量和土壤酶活性的影响[J]. 微生物学通报，2010，37（5）：696-700.

[13]刘杰才，崔世茂，杨文秀，等. 秸秆生物反应堆技术对大棚黄瓜光合性能的影响[J]. 内蒙古农业大学学报，2010，31（3）：85-87.

[14]李建忠. 秸秆生物反应堆技术对温室黄瓜质量的影响[J].安徽农学通报，2008，14（2）： 31-32.

[15]张同兴，韩丽娟，祝军岐. 内置式秸秆生物反应堆技术在大棚西瓜上的应用试验初报[J]. 陕西农业科学，2008（1）：48-49.

[16]武志杰，张海军，许广山，等.玉米秸秆还田培肥土壤的效果[J]. 应用生态学报，2002，13（5）：539-542.山 东 农 业 科 学2014，46（5）：99～101Shandong Agricultural Sciences山 东 农 业 科 学第46卷第5期冯婷婷，等：昆明市立交桥绿化植物调查及应用研究

收稿日期：2014-01-14

基金项目：云南省教育厅科学研究基金项目“基于不同地段的立交桥绿化景观设计研究——以昆明市主城区为例”（编号2013Y084）

作者简介：冯婷婷（1984-），女，贵州六盘水人，硕士，讲师，研究方向为城市规划与设计。E-mail：fengtingtingkm@163.comendprint