玉米秸秆生物反应堆技术在日光温室辣椒上的应用试验

海生广 惠浩剑 高 昱

（彭阳县蔬菜产业发展服务中心 宁夏彭阳756500）

秸秆生物反应堆技术是利用微生物分解作物秸秆过程中释放作物生长所需的热量、CO2、无机和有机养分并改善作物根际环境的生态农业创新技术，此项技术应用在温室辣椒等作物生产上， 能够取得较好的收益。 作物秸秆中含有大量的营养物质，有机碳平均在 40%以上， 氮、 磷、 钾平均含量分别为0.62%、0.25%和 1.44%，还含有钙、镁、铁、硫、硅等微量元素，这些都是农作物生长必须的营养元素，其资源利用潜力很大。 秸秆生物反应堆技术是一项全新概念的农业增产、提质、增效的新技术，为确切了解该技术在保护地蔬菜上的应用效果， 为其今后大面积推广应用提供依据， 宁夏园艺总站于2013 年以来， 在彭阳县红茹河流域温室辣椒上进行了应用试验研究， 通过棚室辣椒试验田与对照田各项试验指标对比， 证明秸秆生物反应堆技术在温室辣椒上的应用是可行的，并且可以大面积推广应用。

1 材料与方法

1.1 试验材料

辣椒品种为绿剑。 生物菌种，CO2浓度、温度、地温、湿度测量仪，玉米秸秆、水等。

1.2 试验温室情况

试验温室位于彭阳县红河镇友联村马河日光温室园区， 安排有多年种植辣椒经验的种植户的3 个大棚， 其中2 个大棚应用玉米秸秆生物反应堆 （处理 1、处理 2），1 个大棚作对照（CK），3 棚辣椒品种示范展示。每个大棚面积 450 m2（60.0 m×7.5 m）,辣椒于2019 年11 月28 日定植，其他种植管理方式一致。

1.3 反应堆的使用方法

棚内土地翻整、施肥，开挖南北向秸秆填放沟，沟长 7.5 m、 宽 0.7 m， 深 0.30 m， 每亩铺玉米秸秆4 000 kg，两沟间留管理行宽0.8 m，以利于通风透光及种植管理。 然后将菌种（10 kg/亩）均匀地撒在玉米秸秆上， 用锨拍振一遍后， 每沟约施50 kg 优质农家肥，起土回填，覆土25～30 cm[1]，沟两头秸秆露出10 cm，做畦、安装滴管滴透水，待垄面彻实后再覆土耧平，摆好滴管管道，铺好地膜，在畦的正上方平均分布打孔，孔径 0.8 cm 30～50 个，孔深 30 cm，7 d 后定植辣椒，定植后重复打孔1 次，每浇水2～3 次打孔1 次。 2019 年 11 月 5 日启用秸秆生物反应堆。

2019 年 9 月 3 日育苗，10 月 28 日定植。 定植前每亩施腐熟农家肥4 000 kg、磷酸二铵50 kg、复合肥50 kg， 秸秆试验处理的于 2020 年1 月24 日开始采收，对照为 2 月 1 日开始采收[2]。

2 结果与分析

2.1 生育期

由表1 可知， 采用玉米秸秆生物反应堆技术的2 个处理较对照的始花期分别提前3 d、 4 d， 始收期较对照分别提前9 d、 7 d， 明显加快了辣椒的生育过程。

2.2 主要农艺性状

由表2 可知， 采用玉米秸秆生物反应堆技术的2 个处理均较对照的茎秆粗， 其中以处理1 最粗，平均茎粗为1.28 cm，比对照粗0.03 cm，处理2 比对照粗0.02 cm。 株高均比对照高，其中处理1 株高最高，平均株高2.06 m，比对照高0.2 m，处理2 平均株高1.97 m，比对照高0.11 m。单株结果数均比对照增加，处理 1、处理 2 分别比对照增加 9.8 个、9.5 个。 果长均比对照增长，但变化不明显。 单株产量2 个处理明显较对照提高，以处理1 最高，为2 801 g，比对照高560 g，处理2 较对照高542 g。 采用玉米秸秆生物反应堆技术田间畸形结果率降低了5%。 说明不同处理方式下辣椒应用玉米秸秆生物反应堆技术后， 植株生长旺盛、主茎变粗、主要农艺性状和经济性状明显增加[3]。

2.3 不同处理CO2 浓度的测定结果

由表3 可知， 采用玉米秸秆生物反应堆技术的2 个处理较对照CO2浓度都高，对连续2 个时间段的不同3 个时间点的CO2浓度进行比较，2 个处理较对照CO2浓度平均增加3.06 倍， 这为增加辣椒产量提供了理论基础。

表1 不同处理辣椒主要生育期

表2 不同处理辣椒的农艺性状表现及品质比较

表3 不同处理CO2 浓度(mg/kg）测定结果

2.4 不同处理温室的温度比较

由表4 可知， 玉米秸秆生物反应堆技术处理的棚内平均温度为29.1℃， 对照平均棚温为28.4℃，较对照高0.7℃；试验处理10 cm 平均地温为16.9℃，对照10 cm 平均地温为14.8℃，比对照高2.1℃，为辣椒生长提供了有利条件。

2.5 不同处理的产量、产值比较

由表5 可知， 玉米秸秆生物反应堆技术处理的棚内辣椒采摘期为1 月24 日， 对照为2 月1 日，较对照早采摘7 d；各处理的平均亩产为6 976 kg，对照的平均亩产为5 603 kg， 较对照的亩增产1 373 kg；亩投入成本各处理平均为4 501元，对照的为4 815元，较对照的亩投入降低314 元； 各处理的亩纯收入平均为17 528元，对照的为12 879 元，比对照的亩纯收入增加 4 649 元[3]。

表4 不同处理温室温度比较

3 结论

试验结果表明， ①日光温室利用秸秆生物反应堆技术可使辣椒提前上市5～8 d，平均提前7 d，且果形正，光泽度高，商品性好，价格也高。 ②秸秆分解产生热量，使10 cm 土层土壤温度增加2～3℃，平均增加2.1℃， 为反季节栽培辣椒生长提供了有利条件。③秸秆生物反应堆技术所引用的菌种含有专门控制土传病害的高活性菌种，从而减少了病害的发生，尤其是土传病虫害明显减少，使用药成本较低，农药用量减少30%。 ④应用秸秆生物反应堆技术可使土壤通透性、有机质、作物根部呼吸作用均得到改善，作物根系生长旺盛。 ⑤应用秸秆生物反应堆技术使辣椒全生育期增产24.5%以上，增收36.1%，即每栋棚增产686.5 kg、增收2 324.5 元，折合亩增产1 373 kg、亩增收4 649 元，产值和收入大幅度提高，因此该项技术值得大力推广应用。

表5 不同处理产量、产值比较