赵贯飞,朱荣杰,杨 斌,王世彬,李宝海
(西藏自治区蔬菜研究所,拉萨 850000)
秸秆反应堆对番茄、辣椒壮苗效果研究*
赵贯飞,朱荣杰,杨斌,王世彬,李宝海*
(西藏自治区蔬菜研究所,拉萨 850000)
以西藏拉萨地区为代表的高海拔地区具有热量不足﹑作物生长环境温度低等特点,极大地限制了番茄﹑辣椒等需要充分热量和较高的温度的果蔬类作物的产量。秸秆反应堆技术是近些年兴起的低碳农业发展新途径,其作用效果很适合西藏拉萨地区的环境特点,值得引用。文章介绍了秸秆反应堆的基本理论和在西藏地区的具体应用,并对其产生的良好效果进行评价分析,结论是对高原地区果蔬类农作物具有明显的壮苗效果。
秸秆反应堆壮苗效果
秸秆反应堆技术是由山东省农业研究部门研发出的低碳农业新方式,通过微生物的降解发酵作用,将作物的秸秆回收利用,转化为能够被植物再利用的养料﹑水分,提高了土壤中有机质含量。有机质能够促进作物的优质生长[1]。补充土壤养分,促进下茬作物生长。该技术通过在山东省试点,与农村生产实际结合甚好,已经被农业部在大部分地区推广实施。
西藏拉萨地区因其资源缺乏﹑海拔过高﹑热量不足﹑气温低,使农业发展缓慢,主要是没有找到合适的农业发展路径。秸秆反应堆技术的引进,则在一定程度上,解决了困扰西藏地区农业发展的这一严重问题。秸秆反应堆技术的引进,使番茄﹑辣椒等需要高热量﹑高温度的农作物得以丰收。
1.1温室内二氧化碳缺少
从生物学知识可知,植物通过光合作用,制造本身生长需要的物质。而光合作用的主要原料之一,就是二氧化碳。西藏地区为植物生长营造适宜的温度,一般采取温室大棚的方法(如图1)。但是,在大棚通风较少的条件下,二氧化碳随着光合作用不断减少,导致光合作用效率降低,限制作物的生长。
1.2温度低,病害严重
拉萨地区气温和地表温度都不太适宜植物的生长。所以,在这样的环境下,植物的根系不能良好的发育[2],导致作物生长没有足够的水分和养料,作物的抗病能力就会下降,引起多种作物病害的发生。又由于不能过多的对温室大棚进行通风,导致棚内湿度高,容易引发作物霉病。
秸秆反应堆技术是对生物过程的应用,具体来说,就是对光合作用的逆应用。从生物学知识可知,植物结构基本是由光合作用形成的,光合作用利用二氧化碳﹑水﹑无机盐合成植物的有机组成部分。秸秆反应堆技术则是通过微生物将植物秸秆进行分解,即把有机物转化成二氧化碳﹑热量和无机盐等,适用于拉萨地区的蔬菜种植,有利于解决困扰西藏地区蔬菜生产的困境。
2.1二氧化碳效应和热量效应
秸秆反应堆的降解作用可以释放出大量的二氧化碳,能够有效的补充温室大棚内的二氧化碳含量。通过实验测量得出,二氧化碳浓度较之前提高了5倍,光合作用效率也因此提高,番茄﹑辣椒等作物的茎干明显粗壮,结果率提高,蔬菜大棚第1季产量提高了40%。
二氧化碳属于温室气体,因此,还能够提高大棚的保温效果,微生物的分解作用放出的热量,也使大棚内温度上升。测量得到棚内的地表温度较之前提高了4~5℃,气温提高了6~7℃,有效地降低了低温对番茄﹑辣椒等农作物的影响。
2.2生物效应和改良土壤
秸秆反应堆中参与降解作用的大量菌类,在分解过程中,会产生对作物有益的抗病孢子,可以有效地降低番茄﹑辣椒农作物的患病几率,尤其是对于各种霉病的抑制作用更为突出,再加上秸秆反应堆技术的壮苗效果,基本实现作物的生物防治,减少了农药的使用。
秸秆反应堆的另一产物是无机盐和秸秆残渣,则可以显著提高土壤质量,分解产生的各种无机盐是植物生长必需的养分[3]。而秸秆残渣则提高了土壤的孔隙度。孔隙度的增加使土壤蓄肥﹑蓄水﹑蓄热的能力提高,在一定程度上,实现了养分缓释的效果,为番茄﹑辣椒等农作物的根系生长,提供了更加适宜的条件。
2.3酶效应
酶是生物生长的催化剂,能够加快生物反应速率,促进生物化学反应的进行。秸秆反应堆降解作用可以产生一定量的活性酶。活性酶可以催化化学农药中的有毒物质分解,不仅减少了有害物质含量,还能为植物生长提供额外的二氧化碳。实验大棚的测试结果显示,该技术使作物的
*资助项目:国家科技部星火计划,项目编号:2014GA840003农药残留减少了四成以上。
酶的参与不仅提高了植物生物反应的速度,还对自身的分解作用具有明显的促进作用,并形成了一种良性循环,在严重缺乏资源的拉萨地区实现了自然资源的高效利用。由此可见,秸秆反应堆技术在多个方面都具有巨大的积极意义。
图2 番茄、辣椒作物结果率明显
3.1提高产量
秸秆反应堆技术可以有效地提高环境温度。一方面是二氧化碳含量从之前的500mg/kg增加到近2000mg/ kg,温室气体的大幅增加使温室内的保温效果更加优秀;另一方面是微生物发酵作用产生的热量,在温室内积累并能够很好地进入地表,有效地提高了土壤的温度。光合作用的光能利用率和水分利用率都有了大幅的提高,番茄﹑辣椒作物的苗株更加粗壮,结果率明显提高,果实发育也更加健康(如图2),产量较以往提高了1倍以上。
3.2提高植株抗病性
秸秆反应堆可以显著提高土壤质量,分解产生的各种无机盐是植物生长必需的养分。而秸秆残渣则提高了土壤的孔隙度[4]。孔隙度的增加,使土壤蓄肥﹑蓄水﹑蓄热的能力得到提高,在一定程度上,实现了养分缓释的效果,促进了番茄﹑辣椒根系的生长,根系发达的苗株不易被病虫害侵袭。
秸秆反应堆技术改革了植物秸秆的处理方式。之前的作物秸秆一般都采取废弃或焚烧的方式,造成了严重的资源浪费和环境污染。拉萨高海拔地区资源本来就短缺,废弃或焚烧的做法,无疑加剧了西藏环境的恶劣程度。秸秆反应堆技术将秸秆还田,废物利用,缓解了西藏地区资源缺乏的现状,改善了农作物的生长环境。
研究表明,西藏拉萨地区引进秸秆反应堆技术后,一改往日秸秆焚烧还田的方法,增加了番茄﹑辣椒温室大棚内的二氧化碳含量,提高了棚内温度,促进了番茄﹑辣椒作物的光合作用效率。
秸秆反应堆技术还增加了拉萨地区土壤的养分含量和土地质量,其分解过程中产生的酶,促进了残留农药化肥的分解利用,大幅度提高了该地区的番茄﹑辣椒农作物的产量,是今后西藏地区农业发展的新方向。
[1]吴芝叶.浅谈建设项目设计阶段工程造价的控制.建筑科技与管理学术交流会论文集,2015,(2)
[2]田丽珍,常锦霞.浅谈工程造价的控制与管理.建筑科技与管理学术交流会论文集,2015,(2)
[3]姚彦芝.浅谈施工阶段工程造价的合理控制.水电站机电技术,2015,(4)
[4]杨威.浅谈电力工程控制工程造价的措施.今日财富论坛论文集,2016,(1)