高温闷棚综合技术在设施农业中的应用

2021-12-02何浩雯刘慧芹王蕴辉

天津农林科技 2021年1期

何浩雯，刘慧芹，2 ，王丹，王蕴辉

（1.天津农学院园艺园林学院，天津 300384；2.和田职业技术学院，新疆和田 848000；3.天津绿之本生物科技有限公司，天津 301804）

随着设施农业在我国的快速发展，温室、冷棚等越冬保护地在设施农业中发挥了巨大的作用，但长期的连作生产使设施农业的土壤连作障碍问题日益突显，如土壤条件恶化、病虫害严重、重金属污染、养分失衡等，反之又严重影响了设施农业的发展。为了克服连作障碍，传统作法是在夏季运用高温闷棚技术，改善相对可控的封闭环境，从而使设施环境得到改善。高温闷棚是一种绿色健康、无污染的生态防治技术，通常在夏季7—8 月份气温最高时，利用太阳光线、太阳热量以及生物产热等作为基础，通过对种植地的高温闷棚处理，使土壤温度达到40 ℃以上的高温，以此来杀灭土壤中的有害生物。但传统的高温闷棚技术过于单一，不足以解决目前日益严重而复杂的连作障碍问题。

1 夏季高温闷棚的综合技术

生态调控是我国农业发展的方向之一，以预防为主的绿色防控综合技术，强调绿色、生态、环保、健康的生态农业环境发展理念。因此以传统的高温闷棚技术为依托，融入更多的农业科学技术，形成了丰富多样的闷棚综合技术，使设施连作障碍得到了有效的治理。

1.1 太阳能+石灰氮高温闷棚

石灰主要由氰氨化钙混合氧化钙而构成（分子式：CaCN2、CaO），pH 值基本稳定在12.5 左右，是效果极佳的农药、肥料双效合一的碱性复合肥。石灰氮施入土壤后水解释放的化学能以及水解产生的氢氧化钙和氰胺都具有杀菌消毒、灭虫防病的作用，尤其对土壤中的根结线虫有很好的灭杀效果，其中的氰胺能水解成的尿素也可供植物体吸收利用。在封闭的环境下利用太阳能和未腐熟的有机物或有机肥腐解发热来提高土壤温度，通过高温杀菌，来杀死生存在耕作层土壤中的有害生物。

操作流程：选择晴天进行，清洁大棚，均匀施撒石灰氮的颗粒和有机肥，旋耕将其土壤混匀，应重复翻耕 2～3 次，深度达 30～40 cm，之后作畦，畦高30 cm、宽60～70 cm，用新地膜将土壤完全覆盖封闭，防止土壤水分流失，并从薄膜下往畦灌足水，直至畦面湿透，密闭大棚，持续闷棚10～15 d，闷棚结束后，揭膜晾晒、翻耕土壤，便可播种或定植作物。

1.2 碳酸氢铵+高温闷棚消毒

碳酸氢铵（分子式：NH4HCO2），在温室或大棚中，与稀盐酸反应后，生成氯化铵（NH4Cl）和二氧化碳（CO2）。CO2是植物光合作用的原料，其含量和浓度的增加有利于植物产量的积累；生成的氯化铵同样作为肥料再次使用。也可以混入土壤结合高温闷棚，使其分解产生氨气，可防止土壤酸化、板结，并驱赶和杀死温室中的病原菌和害虫，如减轻灰霉病、枯萎病、病毒病等真菌、细菌和病毒性引起的病害，以及蚜虫、粉虱等害虫危害杂草种子的发育和成熟。

操作流程：深翻施肥、干闷、晒垡，7 d 后在土壤表面撒施碳酸氢铵，每667 m2施 200 ～300 kg，覆膜交叉覆盖，必须把土表覆严，用土压实。地膜盖严后浇大水，关闭大棚风口，保持大棚密闭性，闷棚结束后，打开风口，揭去地膜 2 ～3 d后浇小水，向其中施入微生物菌剂，再翻耕土地，晾晒10 ～15 d 后方可定植。

1.3 秸秆还田+高温闷棚

秸秆主要指成熟农作物收获籽实后剩余的植物残余组织。目前，秸秆的利用方式主要是秸秆还田等，但此种方法存在使用率低、环境污染严重以及秸秆带有的病菌深入土壤危害作物等问题。因此单一使用秸秆还田技术效果不明显，但与高温闷棚技术相结合后，秸秆可以充分被发酵腐熟，有效提高土壤温度，杀死秸秆中的病原菌，还可以作为有机肥改善土壤肥力，改变土壤理化性质，减少土传病害的发生，此种改良技术不仅杜绝了因秸秆焚烧造成空气污染的问题，还提高了秸秆的利用率，节省种植成本。

操作流程：清洁大棚，检查棚膜，清园后使用机械旋耕机或粉碎机将秸秆等作物粉碎入土壤，密闭大棚，干闷7 d，药物处理后将鸡粪等有机肥混合均匀施撒于土壤表面，翻转土壤使之充分混合，灌水使地表水层达1 cm 高。铺设地膜，再密闭大棚，进行高温闷棚20 ～30 d。闷棚结束后揭膜充分晾晒，再向其中施撒有机肥，旋耕使土壤疏松恢复活力，而后播种定植。

1.4 有机肥+高温闷棚

有机肥可选用生猪粪、鸡粪或牛粪，如无牲畜粪便也可选用豆粕或菜籽粕，还可用玉米秆、稻草等植物秸秆。通过向土壤中施入适量有机肥，能够有效调节土壤生态环境，增加有益微生物的种类和数量，而更好地起到抑制土壤中病原菌的作用，并最终将其杀灭的效果。其中鸡粪是一种优质有机肥，在所有禽畜粪便中是养分最高的。将鸡粪发酵结合到高温闷棚中，鸡粪在大棚内充分腐熟、发酵，所产生的热量可以杀灭土壤中一部分病原物，并且通过高温厌氧催化，能缩短腐熟时间，有效降解土壤中的有毒物质、重金属、农药残留、藻毒素等，实现无污染、绿色、高效地防治土传病害。

操作流程：前一轮采收结束后，清洁大棚，根据土壤肥力状况向土壤表面施加适量鸡粪、牛粪或植物秸秆等，深翻土壤，使之充分混合；覆地膜，足水浇灌，封闭大棚，持续高温闷棚20 d以上，闷棚结束揭膜晾晒7 d，翻耕土壤，起垄定植。

1.5 微生物+高温闷棚技术

不同的微生物作用于土壤中的不同病害，生产中通常将2 种或2 种以上互不拮抗、相辅相成的微生物混配成复合菌剂用于防治多种病害。微生物通过在自身繁殖、生长过程中释放各种植物激素，促使农作物增产；还可产生许多拮抗物质或代谢物质对某些病原菌、害虫产生杀灭作用，以达到抑制病虫害的目的。在高温闷棚技术中加入微生物菌剂，不仅能够减少生产成本、避免环境污染，还能有效提高农作物的产量和品质。

操作流程：检查大棚是否完好，在施用有机肥的土壤中加入微生物菌剂，深翻土壤使之均匀混合；提温浇水后再提温，闷棚处理7 d 时浇水，然后再次闷棚。闷棚结束后，揭膜晾晒5 ～7 d，翻耕土壤，起垄定植。

2 高温闷棚综合技术的优点

2.1 升温效果好

闷棚初期，太阳光照射能够直接使大棚内的土壤温度升高，在一周之内可以使棚内某些土壤表面的病菌、虫卵灭杀。棚内高温能使鸡粪等有机肥快速腐熟，释放的化学能和热量再消杀一部分病原物和地下害虫，加之地面有地膜覆盖，阻挡热量的散失，使热量在地膜下充分流动，所以土壤升温均衡快速。

2.2 防治土传病害

高温闷棚结合微生物菌剂的技术，能有效地调节土壤的生态环境，改变微生物的种群和数量，对防治因重茬引发的多种土传病害、线虫病害等有明显的效果。石灰氮+高温闷棚技术能有效提高土壤温度，提升杀菌效果，同时石灰氮能中和土壤酸性，提高土壤pH值，改变土壤理化性质，抑制土壤病菌、害虫、线虫的繁殖，提高土传病虫害的防治效果，连年使用或消除连作障碍。

2.3 改善土壤环境

高温闷棚过程结合粪肥、秸秆等物，秸秆经过充分腐熟发酵，C、N 等营养元素又循环回流到土壤，使土壤的营养比例、物化结构、有机含量得到改善，还有利于盐渍化土壤脱盐、保护土壤团粒结构等，使棚室作物产量和品质恢复到新建棚时的水平。

2.4 增加有机肥肥料效应

在闷棚前向土壤中施加一系列肥料后，使其中的有机质分解，能够使肥料发挥最好的功效，也能够避免植物根系烧伤。向大棚中施加鸡粪、鸭粪以及秸秆等有机肥料，通过高温闷棚处理使有机肥料充分腐熟，以达到肥料最好效果。

2.5 节本环保

将新鲜鸡粪直接用于高温闷棚，能缓解养鸡场的鸡粪堆放难题，降低环境污染，缩短大棚管理时间，且肥料投入成本大幅降低，种植户能节省一笔可观的开销。太阳能消毒技术采用的是自然能源进展的生态防控方法，节能、清洁、不污染环境。石灰氮不仅能有效地补充植物所需要的N、Ca 等微量元素，节省氮肥成本，避免造成浪费，而且石灰氮的降解可产生氢氧化钙、尿素等物质，安全可靠；碳酸氢铵高温闷棚技术无药物残留，对人畜无危害，对环境友好。

目前，生产中高温闷棚综合技术的运用已十分广泛，综合技术减轻环境污染、资源浪费、节省农户成本、保护生态环境，实现了农作物优质、高产，有利于农业生态环境的良好持续发展，最终实现综合效益最大化。

3 高温闷棚综合技术注意事项

3.1 全棚密闭

闷棚不仅要关严大棚的放风口，大棚内的地面还要覆盖一层地膜。土壤中积累了许多有害生物，如果不覆盖地膜，土壤的温度不均匀，想要将病菌和害虫彻底杀死是很困难的。因此薄膜覆盖后一定要在四周用泥土严封，不需过多复杂的操作，但要仔细检查大棚的密闭性，如若不然，将会功亏一篑。

3.2 保护大棚设施

闷棚形成高温环境，极其容易让大棚内的设备遭到高温破坏使之快速老化和损坏，所以应该在水管、阀门等设备上包裹旧棉絮、隔温棉等，将农具也集中存放于管理房内。

3.3 闷棚时间充足

闷棚需要连续曝晒，时间为20 ～30 d 最佳，其中至少要有连续5 d 以上的高温晴朗天气，使棚内持续保持高温。最终可使棚内的温度保持在70 ℃以上维持2 ～4 h，土壤温度不低于50 ℃，起到最佳的闷棚效果。

3.4 补施生物肥，增加有益菌

高温闷棚后，持续高温会影响土壤的活性，这是由于高温会同时将土壤中的有益微生物和其他害虫天敌一同杀灭。因此，在实施此项技术后必须在里面加入适量有益菌，以求达到平衡，所以在土壤中按照规定的用量施入生物肥料，保护植物根系环境，促进植物根的生长，提高植物抗病能力。

3.5 补施粪肥，使其充分腐熟

由于猪粪、牛粪和人粪等粪肥不易腐熟，如果在土壤中施用未充分腐熟的有机肥料容易产生烧根、熏苗和烂种等问题，引发病虫草害，影响农作物产量。因此，闷棚前需提前在棚内补施粪肥等有机肥料，经旋耕混均，再高温闷棚，这样同时促进了有机肥的充分腐熟，防止以上问题的发生。

3.6 补施石灰氮，严防根结线虫

发生土传病害严重的棚室，可在翻地前向其中施入石灰氮进行高温闷棚。而石灰氮与水发生反应，在酸性土壤中产生氰胺，在碱性土壤中生成双氰胺，都能灭杀根结线虫。

3.7 严控病菌进入大棚

植物病害的典型特点是具有很强传染性，有独特的传播方式，往往会由于人的农事操作而将病菌带入大棚，导致农作物发生大规模的发生和流行。因此，在夏季高温闷棚时，把常用农耕工具一块放进棚室杀菌消毒，可降低病害发生可能性。

3.8 注意人员安全

鸡粪、鸭粪等在发酵过程中产生大量有毒、有害气体，闷棚结束后必须先揭除棚膜，并打开所有通风口，等有毒气体排尽后方可进入大棚，谨防工作人员中毒。施撒石灰氮需穿防护服和佩戴口罩，石灰氮分解后产生氰对皮肤和粘膜有刺激作用，以防造成人员伤害。高温闷棚期间严禁人员进入棚内，以免发生中暑、中毒等意外，在对农作物施肥过程中要防止石灰氮粉末四处飞散掉落在其他农作物上，造成一系列的危害。尤其要注意在大风天石灰氮的施入。