简易式秸秆生物反应堆技术在大棚草莓上的应用

陈莉萍 朱德春 王长松 胡瑶凯 王玉红

土壤与肥料

简易式秸秆生物反应堆技术在大棚草莓上的应用

陈莉萍 朱德春 王长松 胡瑶凯 王玉红

博士，教授，云南民族大学化学与生物技术学院硕士生导师，植物营养与新型肥料研究所所长。参与主持多项国家级和省部级农业项目，其中在中国农业大学参与国家“973”项目和国家农业部“948”重大项目各1项；在云南省农业科学院主持参加了国家级及省部级项目8项；在云南民族大学期间主持云南省自然科学基金项目2项、中德国际合作项目1项、国家“十二五”专项子项目1项等。获2002年度中国农业大学校长奖学金及2005年度云南民族大学科研工作先进奖。在国内外学术刊物Plant and Soil、《中国农业科学》、《华北农学报》、《植物营养与肥料学报》、《中国生态农业学报》、《中国土壤与肥料》等上发表论文26篇，发表《作物营养诊断与合理施肥》专著1部。

导读：简易式大棚秸秆生物反应堆技术是在外置式秸秆反应堆技术的基础上简化而来，是一项全新概念的栽培理论和技术，2013-2015年在江苏仪征市铜山办农业科技园内开展了相关技术的试验示范，结果表明，该项技术操作简单，成本较低，且具有培肥、增产、增效的作用。在大棚草莓上应用该项技术，每1 hm2增产15.03%，增收60 900元。

秸秆反应堆技术是以农作物秸秆为原料，利用生物菌剂将秸秆转化为植物所需要的CO2、热量、抗病孢子、酶、有机和无机养料[1]，进而获得高产、优质的绿色（有机）食品的一项农业技术[2]。该项技术是由山东秸秆生物工程技术研究中心张世明研究员研发的一项全新概念的农业增产、增质、增效的有机栽培理论和技术。江苏省2009年引进该项技术，2010年开始在省内推广示范该项目技术，2011-2013年，江苏省农委将秸秆生物反应堆技术列为农业重点推广技术之一。为此，仪征市耕地质量管理站于2013年借助于江苏省“三新”工程项目，在仪征市铜山办事处枣林湾农业科技示范园内开展了大棚秸秆反应堆技术在草莓上的试验示范研究，取得了较好的展示效果。现将相关技术总结如下。

1 品种选择

选择生长势强、产量高、果实大、品质好、抗性强的草莓品种红颜。

2 整地定植

2.1 整地作畦

移栽前清除棚内杂草，深耕细耙，使土壤沉实平整，施足基肥。基肥以腐熟有机肥为主，一般667 m2施商品有机肥1 500 kg，另加高效复合肥50 kg，全棚撒施均匀，然后耕翻土壤，使肥土充分混匀。畦高30～40 cm，畦面宽50～60 cm，畦沟宽40 cm，以南北向为宜。

2.2 定植

9月中下旬定植，每垄种植2行，行距20～30 cm，株距15～20 cm，667 m2栽5 500～6 500株为宜。定植宜选阴天，苗根部的弓背向垄外侧，根系稍向内侧，并使其伸展。栽植深度以“深不埋心，浅不露根”为宜，覆土要实，植后浇透水。

2.3 地膜覆盖

10月下旬，覆盖黑色地膜，可以保温保水、抑制杂草生长，还可以降低大棚内的空气湿度，隔绝草莓果实与土壤接触，减少病害，保持果实鲜艳、清洁卫生[3]。覆盖前中耕除草，覆盖后立即破膜提苗，确保草莓正常生长。

3 搭架、建秸秆生物反应堆

3.1 搭架

11月上中旬，在草莓苗行间搭架，在棚中两畦间建简易式大棚秸秆生物反应堆。可选用毛竹、木棍或者废弃的钢管等作为搭架的材料，架长1.3～1.5m，架宽0.8～1.0 m，架高2.0～2.2 m，离地面20～30 cm，根据供试大棚面积确定搭建固定架的数量，一般情况下100 m2左右搭1个这样的固定架，本试验点大棚面积为450 m2，搭建了4个固定架，均匀分布在大棚中，架底部铺无纺布，四周用塑料薄膜包裹。

3.2 铺草、撒肥、撒菌种

每层同方向铺放稻秸秆，层与层之间最好交叉叠放。当秸秆厚20～30 cm时，撒1层有机肥，质量在2 kg左右。中间及最上1层撒碳酸氢铵或氯化铵0.25 kg左右。一般情况下菌种2 kg搭配秸秆750～1 000 kg。菌种与秸秆质量比为0.2%～0.3%。

3.3 喷水

铺草、撒肥、撒菌种、喷水如此循环，整个反应堆高度1.5～1.8 m，最后1层菌种撒好后，加水湿透秸秆，盖上塑料农膜。

4 田间管理

4.1 生物反应堆的管理

一是及时揭膜。简易外置式反应堆建好5天后移走上面的薄膜，但要增加淋水次数，保持反应堆中的湿度。二是保持湿润。秸秆转化需要大量水分，缺水会影响反应堆转化速度和效果，低温季节10天补水1次，其他季节5～7天补水1次，及时给秸秆加水，以保持秸秆潮湿，加水量以湿透秸秆为宜。三是及时补料。当反应堆中秸秆高度下降至50～70 cm时，及时添加菌种、秸秆和有机肥；在草莓市场价格好时，勤加秸秆、有机肥料和菌种，增加产气量，提高效益；一般秸秆反应堆每40天左右需补1次料。四是保持通风。最简便易行的方法是在反应堆内部插入通风管，可以加速秸秆反应。

4.2 水肥管理

草莓定植后及时浇水，每隔3～4天浇1次水，直到草莓苗成活，以后见干就浇，特别是果实膨大期，草莓需水量大，必须经常浇水，使耕层保持湿润[3]。追肥分3次，第1次追肥在定植成活后至地膜覆盖前，这时植株和根系开始生长，增施1次氮肥，不仅能促进植株营养生长，而且能增加顶花穗的花数。第2次追肥在开花前施入，667 m2施复合肥10 kg。第3次在草莓采摘后施，每次施肥间隔15天左右，肥水相结合，用滴灌追施冲施肥（N∶P∶K=14∶10∶26）3次。

4.3 除草

草莓园基肥施用量大，灌水量大，杂草发生多，因此应及时中耕除草，一是栽植后至越冬前；二是翌年春季，草莓萌芽后到开花结果前；三是草莓采果期。中耕除草一般深3～4 cm为宜，注意不要损伤根系和叶片。

4.4 植株管理

摘除匍匐茎，减少植株营养消耗；疏去畸形果、病虫果，提高商品果率；摘除老叶与弱芽，增加通风透光性。

4.5 温度、湿度调控

一般在10月底11月初开始覆膜保温，当夜间最低气温低于5℃时，大棚内应加扣套棚，当夜间最低气温降至0℃以下时，应在草莓垄上加盖小环棚。显蕾后一般白天保持24～28℃，夜间6～8℃，高于30℃或低于5℃都不利于草莓开花结果。大棚内空气湿度甚高，特别是清晨至上午或阴雨天气，晴天9：00左右应进行背风向单面裙带通风，使棚内湿度下降至75%以下。如出现32℃以上高温时，及时通风降温。

4.5 主要病虫害防治

以生物防治、物理防治为主，合理使用化学防治技术。生长期间发现病株、病叶、病果及时清除，在棚内悬挂黄板诱虫[4]，防治选用高效、低毒、低残留农药，以免果实残毒。

5 秸秆反应堆的应用效果

5.1 释放大量的CO2

每隔10天左右，在示范点定点测CO2浓度。由表1可知，示范棚CO2浓度在900～1 300 mg/kg，而对照棚CO2浓度在350～500 mg/kg，作物群体内CO2浓度提高2～4倍。CO2浓度提高了，在同样光照强度下，光合效率提高30%以上，作物饥饿程度得到有效缓解，生长加快，开花坐果率提高，产量增加，品质改善，效益增加，解决了大棚瓜果蔬菜因CO2亏缺不能继续提高产量的难题。

表1 2014年示范点CO2含量检测情况

5.2 释放大量的热量

据测定，1 kg秸秆可转化12 552.0～13 388.8 kJ热量[5]。在严寒冬季，应用秸秆反应堆可使大棚内20 cm地温提高4～6℃，气温提高2～3℃[6]，显著改善植物生长的环境，提高作物抵御低温的能力，有效保护作物正常生长，使生育期提前10～15天。

5.3 减少农药用量

示范点前期农药肥料用量同对照区相差不大，但到了中后期，示范区用药次数明显减少，这主要是由于使用秸秆生物反应堆后，棚内CO2浓度增加，植株光合效率提高，体内养分积累增加，抗病能力增强[7]。

5.4 改良土壤

分别于2013年9月25日和2014年4月8日对铜山办事处示范点的2号大棚土壤样品进行采样化验，土壤有机质含量分别为29.97、31.14 g/kg。可见秸秆反应堆反应结束后，残渣入土，土壤变得肥沃而且松软，20 cm耕作层土壤孔隙度有所提高，有机质含量增加1.17 g/kg，有益微生物群体增多，水、肥、气适中，各种矿质元素被定向释放出来，为根系生长创造了优良的环境。除此之外，残渣里面还含有大量抗病微生物和植物生长所必需的矿质营养，而且比例配合适当，能很好地改善土壤的营养状况，大大减少化肥的用量，从而解决了土壤板结、盐渍化的难题。

5.5 增产增收效果显著

2014 年示范点数据表明，示范区草莓平均产量23 310 kg/hm2，比对照区增产3 045 kg/hm2，增幅15.03%。按照市场价20元/kg计算，每1 hm2增收60 900元（表2）。

表2 2014年示范点产量及经济效益统计

5.6 示范带动效果显著

2015 年示范区种植户自行按照操作规程，在种植番茄的大棚内搭建简易外置式秸秆反应堆，示范区比对照区增产2 550 kg/hm2，增幅13.25%，每1 hm2增收20 400元（表3），为新技术在仪征市的大力推广起了一个带动示范带动作用。

表3 2015年示范点经济效益统计

6 小结

同常规外置式秸秆生物反应堆技术相比，简易外置式秸秆生物反应堆技术操作简单、简便实用、搭建成本较低、示范效果显著、农户容易接受，其最为关键的技术是通风透气和湿度，掌握好这两项关键措施，可以充分地挖掘反应堆带来的增产潜力。另外，还需要加大宣传力度，以示范点为辐射中心点，带动设施农业的生产，进一步增强为农服务水平，促进农业增效、农民增收。

[1]韩雪梅.秸秆反应堆技术规程[J].山东蔬菜，2012（3）：33-38.

[2]吕春花，刘玉明，王亚杰.秸秆反应堆技术的应用推广概况[J].大麦与谷类科学，2014（4）：70-73.

[3]田洪梅，曾义玲，石玉林，等.大棚草莓种植技术[J].植物医生，2011，24（1）：52-53.

[4]王全.秸秆反应堆技术在设施草莓上的应用[J].温室园艺，2015（5）：54.

[5]朱晓丽，秦清伟.内置式秸秆生物反应堆技术的应用及效能分析[J].新疆农业科技，2012（1）：58.

[6]吴孝军.浅谈秸秆反应堆技术在设施农业生产中的应用[J].现代农业，2015（9）：41.

[7]范美玲，荣海燕，张海萍.大棚黄瓜秸秆生物反应堆及植物疫苗技术应用试验[J].现代农业科技，2008（4）：8-9.

江苏省农业三新工程项目（SXGC[2013]258）

陈莉萍， 江苏仪征市耕地质量管理站，211400，E-mail：614001462@qq.com

朱德春，仪征市园艺试验场

王长松，胡瑶凯，王玉红，仪征市耕地质量管理站

2016-12-21