设施蔬菜残体原位还田对土壤环境和草莓产量的影响

●邵 晞 樊继刚 魏学敏

（1．连云港市农村能源环境保护办公室 江苏 连云港 222001；2．连云港市赣榆区农业技术推广中心耕保科 江苏 连云港 222100）

优化传统设施蔬菜种植技术，开展农药减量增效技术是减少设施蔬菜土壤环境污染、实现农业可持续发展的有效手段。现有研究表明，通过化学方法解决土壤连作障碍，存在药害残留多的问题，且成本较高。高温闷棚技术是近年来出现的一种代替型措施。在7～8月，利用大棚空闲时间段，进行高温闷棚处理，有效杀灭土生害虫和病原真菌[1-2]。目前，将秸秆进行原位还田处理并结合高温闷棚的报道较少，对于改善土壤环境连带减肥增效的机制还需要进一步阐明。本试验以蔬菜残体为材料，结合原位还田技术，通过高温水淹闷棚处理，研究该技术对土壤环境以及草莓产量的影响，探讨秸秆还田与闷棚处理的最适宜方案，以期为蔬菜残体有效利用提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在连云港市赣榆区沙河镇蔬菜种植基地进行。试验地土壤质地为壤土，上茬作物为“红颜”草莓。

1.2 试验设计

1.2.1 秸秆原位还田处理（T1）上茬作物收获后，利用机械旋耕机就地破碎作物秸秆，直接旋耕入土，基肥：亩（约667 m2，下同）施硫酸钾复合肥料（45%）35 kg，后续追肥同空白对照处理。

1.2.2 秸秆原位还田和高温闷棚处理（T2）秸秆旋耕入土后，每亩撒施石灰氮50 kg，作畦，用透明薄膜将土壤表面完全封闭，再从薄膜下向畦间灌水，密封温室，利用太阳能日光照射，持续25 d。基肥和追肥等同T1处理。

1.2.3 空白对照处理（CK）上茬蔬菜收获后，将秸秆移除。基肥：亩施硫酸钾复合肥料（45%）50 kg，有机肥500 kg。追肥：全生育期共追肥9次，其中发芽期2次，开花坐果期2次，初果期至膨大成熟期4次。每次亩施高浓度硫酸钾复合肥5 kg，兑水500 kg滴灌于草莓根部。总追肥量为45 kg。每个处理设计3个重复小区，每个小区设定8.25 m2作为收获面积，共计9个小区。

1.3 土壤样品收集和分析

闷棚结束时采集土样，每个小区重复3次，每个小区采集5个点的样品，然后混匀，实验室冰箱保鲜储存，用于测定土壤的理化性质。

1.4 种植密度

采用高垄栽培，垄高25 cm，垄面宽50 cm，垄底宽65 cm，垄沟宽30 cm，每垄栽2行，株距25 cm。栽植密度为7114株/亩。

1.5 测定方法

1.5.1 土壤理化性质测定闷棚后对土壤有机质含量、pH值和氮磷钾含量进行测定。

1.5.2 微生物数量测定在闷棚处理前和闷棚结束后分别取样，冰箱保鲜储存，用于测定土壤真菌和细菌含量变化。采用平板稀释法测定：细菌数量使用牛肉膏蛋白胨进行接种涂板；真菌总数采用孟加拉红培养基涂板接种；放线菌的含量测定使用改良高氏1号培养基。

1.5.3 草莓产量性状测定于翌年1月开始采摘，至5月止，记录收取果实的鲜重。

1.6 数据分析

常规数据分析采用Excel 2013、SPSS 16.0进行。

2 结果与分析

2.1 秸秆原位处理对草莓产量的影响

果实产量是最重要的经济指标，从表1可以看出，经过蔬菜残体堆肥处理后，草莓产量T2＞T1＞CK，对照组产量为48.46 t/hm2，T1处理为50.84 t/hm2，相比对照组差异不显著，T2处理产量达到了56.12 t/hm2，显著高于对照组；从单果质量来看，对照组和T1处理差异不显著，单果增重1.51 g，T2处理单果质量则明显升高，达到54.18 g，相比对照组提高了13.49%，说明高温闷棚更有利于发挥草莓的高产潜力。草莓每株结果数，T1处理相比对照组提高0.1个，T2处理比对照组提高0.5个，说明高温闷棚处理后，结果数量没有明显增多。

表1 不同处理条件下草莓产量

2.2 秸秆原位处理对土中微生物含量的影响

从表2可以看出，对照组的真菌含量为6.27%，而T1处理升高20.26%，变化明显，说明秸秆原位处理有利于真菌的生长繁殖，而T2处理的真菌含量显著降低。从细菌含量变化来看，对照组细菌含量升高25.61%，T1处理的细菌含量升高，达到100.17%，与对照组相比差异显著；T2处理细菌含量极显著升高，达180.64%。进行高温闷棚处理后，T2处理的放线菌含量显著提升，达到155.87%，T1处理的放线菌含量也升高10.23%，对照组则基本没有变化。放线菌的含量变化区试类似于细菌，在高温水淹处理后，含量都大幅升高。

表2 不同处理条件下土壤微生物含量 单位：%

2.3 秸秆原位处理对土壤养分的影响

由表3可以看出，经过蔬菜残体堆肥处理后（T2），土壤有机质含量明显升高，相比对照组增加了53.73%，T1处理没有经过水淹处理，有机质含量比对照组增加12.98%，T2处理有机质含量增加量大于T1处理；经过秸秆原位处理的T1和T2处理，土壤pH环境得到改善，接近中性。蔬菜残体原位分解，在湿闷时可以增加有机酸，在干闷情况下，pH下降幅度则比较小；土壤有效磷、全氮和速效钾含量都得到显著提升。水淹处理后，T2与T1处理相比，有效磷、全氮和速效钾含量升高不明显。

表3 不同处理条件下土壤理化性质

3 讨论与结论

土壤肥力是理化特性的综合表现，长期施用工业化肥会降低土壤的自我调控能力，产生板结、盐碱化等问题，国内有学者尝试用有机肥代替化肥，取得一定成效，与常规化肥相比，有机肥能显著提高养分的有效性，改善土壤物理结构和酸碱缓冲能力[3-4]。由于有机质的大量增加，土壤各种酶活性也得到提高，同微生物协同作用，持续改善土壤生态。

本试验结果表明，经过水淹闷棚处理后，土壤微生物含量表现为细菌和放线菌比例提升，真菌含量下降。在大棚内，由于水淹和高温处理，土中真菌类微生物转为细菌类，有益菌含量升高，植株的根系微环境得到改善，使得植株更容易吸收土中养分。从单产和单果产量也可看出，草莓产量T2处理的升高幅度大于T1处理，很可能是微生物环境改善起到了作用[5]。同时，草莓常见的根腐病、灰霉病等在高温闷棚处理组发生率明显下降，提高了草莓的商品外观。

蔬菜残体还田是当前绿色农业的重要组成部分，在实际应用中，存在操作不便、效果差等问题。科研人员应致力于研发便捷、有效的处理方式，促进蔬菜残体堆肥的应用推广。本研究通过蔬菜残体原位还田结合高温闷棚，有效解决了蔬菜根叶的残留问题，同时有效补充了土壤有机质和氮磷钾元素，在促进土壤结构改善和减肥增产上有一定成效。在后续研究中，可逐步加入小麦玉米等作物秸秆和益生菌发酵工艺，完善研究链条，以期为推广绿色高质农业提供更多参考。