秸秆生物反应技术应用对阳光玫瑰葡萄设施栽培的影响*

季立荣，安万秀，于柱英，吕晓霞

（武威市林业综合服务中心，甘肃 武威 733000）

近年来，武威市充分利用自然光热资源，大力发展现代农业优势主导产业，形成“8+N”农业产业发展模式，其中，鲜食葡萄设施栽培已成为促进农民增收的重要特色产业之一。阳光玫瑰葡萄作为一种重要的经济作物，在振兴乡村产业、促进区域经济发展方面发挥着重要作用，但传统的栽培方法存在着土壤质量下降、植物适应性差以及产量不稳定等问题。为了改善土壤环境，提高阳光玫瑰葡萄的设施栽培水平，培育绿色高品质产品，秸秆生物反应堆技术被引入了该栽培系统中。

秸秆生物反应堆技术通过微生物分解处理秸秆，重新产生作物所需的营养元素，分解生成抗病虫菌孢子，可预防土传病害发生并促进作物生长，是一种创新的绿色无公害生产技术[1-3]。该技术可提高再生资源利用率，改善温室土壤生境，控制环境污染，减少农药和化肥使用量，促进农业“双碳”目标实现[4]。在阳光玫瑰葡萄设施栽培中应用秸秆生物反应堆技术还存在一些不明确的问题。因此，文章旨在探究秸秆生物反应堆技术在阳光玫瑰葡萄设施栽培中的应用效果，以便为阳光玫瑰葡萄的高效栽培提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于中国甘肃省武威市凉州区古城镇河北村，该地区属于温带干旱区，年均气温7.7 ℃，极端低温-32.0 ℃，极端高温41 ℃，年平均无霜期155 d，年平均日照时数2 876.9 h，≥10 ℃的活动积温3 000 ℃，年平均降水量为166 mm，年平均蒸发量为2 163.6 mm。试验在阳光玫瑰葡萄种植温室内进行，其基础原土为砂壤质轻度盐渍化荒漠灰钙土。

1.2 试验设计

1.2.1 主要供试材料

选用山东天合生物工程技术有限公司秸秆生物反应堆专用菌种和植物疫苗。

1.2.2 秸秆反应堆搭建

在阳光玫瑰葡萄种植温室内，待葡萄冬剪后，沿定植行40 cm 远处挖1 条宽60 cm 左右、深60 cm的沟。将生物秸秆反应菌以9 kg∕亩的量和麦麸比按1:15 加水搅拌均匀，以手握滴水较为合适，在阴凉处堆放（不超24 h）备用；疫苗接种前24 h 按每亩4 kg加入75 kg麦麸、兑水50～65 kg，充分拌匀后堆积待用；在挖好的反应堆建设沟内按每亩3 500～4 000 kg分3层铺入准备好的玉米秸秆，先铺20 cm厚玉米秸秆，在玉米秸秆上均匀撒入1∕3 拌好菌种，覆5 cm土，撒填时用铁锹拍打秸秆，让土和菌种进入秸秆空隙当中；再铺一层15 cm 玉米秸秆，撒入1∕3 拌好菌种和1∕2拌好植物疫苗，再撒填5 cm左右厚土，操作同上；再铺最上层15 cm 玉米秸秆，撒入1∕3 拌好菌种和1∕2拌好植物疫苗，再撒填覆土，同样用铁锹拍打秸秆，覆土后高于坪床5 cm 左右，沟两头的秸秆漏出10 cm 左右便于灌水和通气，建好后结合冬灌浇一次透水。春季升温时覆膜，覆膜3 d后沿行按孔距50 cm打一行孔，孔深以穿透秸秆层为宜，便于氧气进入和二氧化碳气体排出。生长季以滴灌浇水为主，注意2～3次浇水后要补打孔，以防水将孔堵上。

1.2.3 试验方法

教材是教学的载体，是学生获得知识的重要来源.长期以来，多数中小学数学教师尤其是农村数学教师在使用教材时照本宣科，认为只要将书本上的知识教给学生就足够了，并没有根据学情的实际及教学条件的变化而灵活变通.本文所讨论的“制作一个尽可能大的无盖长方体形盒子”课题学习问题的三种解法中，近似逼近法是现行初中多版教材解决该问题的方法，而不等式法和极值法分别是高中数学和高等数学教材中涉及到的解法，国培研讨过程中发现的问题说明了农村初中数学教师太拘泥于教材中的知识，忽视了不同学段之间数学教材中知识内部的联系，这在很大程度上降低了教师使用数学教材的成效.

选3 年生的L 型架栽植阳光玫瑰葡萄4 座日光温室为试验棚，其中3 座建设秸秆生物反应堆为试验温室，1座施用普通肥料为对照，按一般水肥管理栽培。反应堆建设后翌年4月、7月和10月分3次按3 个处理调查土壤有机质等主要养分含量，3 座温室为3个重复，每个温室内取3个点取样，按《土壤质量 土壤采样程序设计指南》（GB∕T 36199—2018），对有机质、全氮、总磷、全钾、有效磷、速效钾、水解性氮等7 个指标进行测定。分析土壤养分情况，同时在对照温室7月份取样进行对比。检测主要指标及检验方法见表1。

表1 土壤检测主要指标及检验方法

阳光玫瑰葡萄成熟期，选取3 座温室为3 个重复，每个温室内任选3 株葡萄为试验株，每株上采1穗葡萄作为样品，通过对葡萄果实大小、穗粒数及穗重等测定，同时在对照温室任选3 株葡萄每株上采1 穗葡萄作为对照，比较生物秸秆反应堆应用对葡萄产量的影响。

采收后选取3座温室为3个重复，每个温室内随机抽取3穗葡萄为样品，通过便携式手持折光仪测定可溶性固形物、蒽酮比色法测定可溶性糖含量、酸碱滴定法测定可滴定酸含量、数显式水果硬度计（GY－4）测定果实硬度等主要品质指标，分析评价生物秸秆反应堆应用对阳光玫瑰葡萄品质的影响。

1.2.4 数据处理

使用IBM SPSS Statistics 21.0 软件对数据进行单因素方差分析，最小显著差数法（Duncan，p<0.05）进行处理间显著性检验。

2 结果与分析

2.1 秸秆生物反应堆技术应用对设施土壤主要养分的影响

通过试验采样测定，应用秸秆生物反应堆技术后土壤主要养分情况见表2。

从表中可以看出，秸秆生物反应堆技术对土壤养分的提高具有显著效果。在4月、7月和10月这3个时间点，应用秸秆生物反应堆技术的土壤有机质、全氮、总磷、全钾、水解性氮、有效磷和速效钾含量均高于对照组。这说明秸秆生物反应堆技术能有效提高设施土壤的养分含量，有利于土壤肥力的提升和作物产量的提高。

生物反应堆建设后翌年4月葡萄升温发芽开始生长时，土壤有机质含量已显著提高达26.03 g∕kg，7月建后最高为33.6 g∕kg，大部分玉米秸秆已腐化，10月有机质含量为24.33 g∕kg，经葡萄生长吸收有机质含量有所下降，但仍在20 g∕kg 以上，达有机质含量2%中等水平以上[5]，土壤可有效保证葡萄生长所需。通过与对照组比较，可以看出建设秸秆生物反应堆可有效提高有机质含量，保证了葡萄整个年生长周期营养需求。全氮含量与对照组比较，生物反应堆应用后土壤中全氮含量显著提高，平均0.23%达1级肥力指标，7月最高为0.257%，10月最低为0.211%，在生长过程中总氮含量基本稳定。生物反应堆应用后土壤中全钾含量显著提高，3次测定波动很小，全钾含量基本稳定。水解性氮含量3次测定平均为39.66 mg∕kg，比对照组含量高9.33 mg∕kg，含量提高明显。全氮总体含量稳定而水解性氮7月时含量最低，说明5—6月葡萄枝叶生长期对氮的需求量大，而秸秆生物反应堆提供了生长期充足的氮素供应。有效磷平均含量320.3 mg∕kg，最高时为323.5 mg∕kg，最低为314.97 mg∕kg 相差仅8.53 mg∕kg，含量波动小，结合总磷含量逐步增加，有效磷含量保持稳定，说明葡萄膨大期对磷的吸收量相对大一些，而秸秆生物反应堆可持续提供充分的有效磷供应。速效钾3次平均含量631.43 mg∕kg显著高于对照组，3次测量最高与最低相差261 mg∕kg，4 月时速效钾的含量显著高于7 月和10 月，结合全钾含量基本稳定，说明秸秆反应堆发酵过程中钾素释放较快，葡萄生长前期对钾需求相对较少，7 月果实膨大期对钾素吸收量最大，秸秆生物反应堆应用为葡萄果实生长提供充足的有效钾的供应。

2.2 秸秆生物反应堆技术应用对设施阳光玫瑰葡萄栽培产量的影响

阳光玫瑰葡萄成熟期采样，对样品葡萄颗粒果粒纵∕横径、单粒重、穗粒数、穗重和穗长等测定数据见表3。

表3 秸秆生物反应堆技术应用对阳光玫瑰葡果实及果穗大小的影响表

由表3 可以看出，3 个试验组果粒纵径和横径均高于对照组，试验组间差异不明显，与对照组差异显著。试验组平均果粒纵径为25.87 mm、果粒横径为22.87 mm，分别高于对照组3.2 mm和2.84 mm，说明秸秆生物反应堆技术应用有助于阳光玫瑰葡萄果实的生长发育，使葡萄颗粒更大。试验组与对照组果粒纵横比无明显差异，说明果实形状主要由品种特性决定，充足的营养只对果粒大小有影响与果粒形状无关。秸秆生物反应堆技术应用栽培的葡萄纵径和横径显著大于对照组，说明秸秆生物反应堆技术应用对阳光玫瑰葡萄果实大小及果穗紧凑性方面效果显著。单粒重试验组平均9.36 g高于对照组1.63 g，样1 高于对照1.04 g；样2 高于对照2.47 g；样3 高于对照1.37 g，试验组与对照差异显著，试验2和1、3也有明显差异，这说明应用秸秆生物反应堆技术有利于阳光玫瑰葡萄果实养分的积累，能显著增加葡萄果粒单粒重，同时栽培管理的细微差别也是影响果实重的重要因素之一。样1穗粒数62.33 个高于对照组9.33 个；样2 高于对照组14.33个；样3高于对照组19.33个；试验组平均67.33个，高于对照组14.33 个，试验组与对照组差异显著，试验1和3也有明显差异，这说明应用秸秆生物反应堆技术应用有利于阳光玫瑰葡萄果穗开花结实，显著提高了葡萄坐果率，同时花果前期的精细化管理程度也是影响果穗大小和质量的重要因素。样1穗重479.7 g高于对照组75.9 g；样2高于对照组138.53 g；样3高于对照组199.27 g；试验组平均541.7 g，高于对照组137.9 g，试验组与对照差异显著，这说明应用秸秆生物反应堆技术有利于阳光玫瑰葡萄果穗生长，提高了葡萄果穗单穗重。试验组平均穗长24.94 cm，对照组穗长为24.33 cm，说明试验组与对照组穗长无差异，在正常栽培条件下穗长主要与果穗管理方法有关。

通过对比样1、样2、样3和对照组数据，可以发现秸秆生物反应堆技术对阳光玫瑰葡萄果实及果穗大小具有显著的改善作用，有助于提高果实产量。按试验区统计平均数110株∕亩、30穗∕株计算产量，对照组亩产1 332.5 kg，试验组平均1 790 kg，最低亩产1 593 kg，为排除管理因素影响，以应用秸秆生物反应堆最低亩产与对照比较，表明应用秸秆生物反应堆则每棚亩产可增产18%。

2.3 秸秆生物反应堆技术应用对设施阳光玫瑰葡萄栽培品质的影响

阳光玫瑰葡萄采收后，对样品主要品质指标测定结果见表4。

表4 应用秸秆生物反应堆栽培阳光玫瑰葡萄品质测定表

表4列出了秸秆生物反应堆技术应用对设施阳光玫瑰葡萄栽培品质的影响，包括可溶性固形物、可溶性糖含量、可滴定酸含量和硬度4 个指标。从表中数据可以看出，秸秆生物反应堆技术对阳光玫瑰葡萄的品质有显著的改善作用。与对照组相比，处理1、处理2 和处理3 的可溶性固形物、可溶性糖含量和可滴定酸含量均有所提高，其中处理2 的可溶性糖含量最高，达到了204.55 mg∕g，处理1 的可滴定酸含量最低，为1.555 mg∕g。这表明，应用秸秆生物反应堆技术有助于提高阳光玫瑰葡萄的糖分含量，降低酸度，从而改善果实口感。此外，秸秆生物反应堆技术也提高了阳光玫瑰葡萄的硬度。与对照组相比，处理1、处理2 和处理3 的硬度均有所增加，这有利于果实耐贮藏性和抗病性的提高。合适的糖酸比才能有更好的风味，总可溶性固形物与酸度的比值越大越偏甜、越小越偏酸。试验组糖酸比为13.25、12.54、12.5，对照组为5.43，达到爽口糖酸比12.5以上，说明利用秸秆生物反应堆能有效提高阳光玫瑰葡萄糖酸比，改善葡萄口味品质。

3 结论

通过试验可以看出，秸秆生物反应堆技术在阳光玫瑰葡萄设施栽培中具有显著的优势。这项技术可以提高土壤肥力，为葡萄生长提供充足的养分，有效提高阳光玫瑰葡萄的产量、改善葡萄品质。首先，秸秆生物反应堆技术可以提高阳光玫瑰葡萄的产量。通过生物反应堆发酵分解秸秆，产生大量的二氧化碳、水和热量，为葡萄生长提供了充足的碳、氢、氧等元素，有利于葡萄果实的生长发育。同时，反应过程中产生的抗病虫菌孢子有助于改善设施土壤生态环境，预防土传病害的发生，从而提高葡萄的产量。其次，秸秆生物反应堆技术对阳光玫瑰葡萄的品质具有显著的改善作用。通过提高土壤肥力和改善土壤生态环境，有利于葡萄对养分的吸收和利用，进而提高果实糖分含量、降低酸度以及增加果实硬度，从而提高果实品质。

总之，在阳光玫瑰葡萄设施栽培中应用秸秆生物反应堆技术，可以提高土壤质量，增加产量，并为实现高品质有机生产奠定基础，值得在葡萄产业中进一步推广和应用。在实际应用中，还需要对不同立地条件、不同栽培模式，进一步完善和优化应用技术，为高效栽培提供更加科学的技术支持。