大棚黄瓜栽培中秸秆生物热气肥应用效果初探

王永显 孙亚萍 杨铭鑫 王兰先 杨青贤 隋芳芳

秸秆生物热气肥是对传统秸秆生物反应堆的升级改造,已申报2项国家发明专利。它是利用各类农林和畜牧废弃物，调配为适宜的碳氮比，压制成颗粒状。经笔者在华北地区多年试验探索，秸秆生物热气肥适于冬季保护地栽培应用，加入发酵菌群和生防菌群后，可迅速启动发酵，产生生物热，提高地温，释放二氧化碳，大幅度提高产量（有研究表明，充足的二氧化碳能使作物增产60%～210%）和品质。本研究明确了秸秆生物热气肥在冬暖式大棚黄瓜种植中的提气、升温和增产效果。

1 材料与方法

1.1 供试材料 供试黄瓜品种为硕丰9号。秸秆生物热气肥3t（青岛市农业技术推广中心提供），枯草芽孢杆菌+酿酒酵母菌+木霉菌（1000亿/g孢子数）专用菌种1.5kg（青岛市农业技术推广中心提供）；麦麸60kg（试验基地自筹）；15∶15∶15复合肥150kg（由山东大龙化肥有限公司公司生产，试验基地自筹）；45%商品有机肥240kg。

1.2 试验安排 试验于2018年12月中旬至2019年7月中旬在青岛市即墨区移风店镇三湾庄村两个相邻的试验棚进行，东西长60m，南北种植区长8m，分别作为处理棚和对照棚。

1.3 试验方法 处理棚施用15∶15∶15复合肥50kg，45%商品有机肥40kg，对照棚施用15∶15∶15复合肥100kg，45%商品有机肥200kg。

处理棚施底肥后作畦，开沟，每畦均匀施入60kg秸秆生物热气肥，提前用麸皮将菌种活化，按1t热气肥使用专用菌种500g的比例，与热气肥混匀。土回填，覆土厚度15cm。畦面整平后移栽，大水浇透。浇水48小时后，用直径2～3cm的木棒打孔，孔距30cm。每周打1次，共打6～9次，每次打孔与上一次孔位错开。

对照棚按常规栽培方式操作，先撒施商品有机肥和复合肥,然后依次旋耕、做畦、移栽。

1.4 数据记录

1）田间管理。处理棚和栽培棚的水肥、病虫、除草管理均按常规进行，管理水平一致。

2）温度记录。每个棚内“S”状选取5个地温检测点，地下20～30cm埋设地温仪，记录全生育期地温。

3）二氧化碳记录。每天上午9:00，用手持二氧化碳仪，在每个棚随机选取5个点位，测量二氧化碳浓度。

4）产量统计。记录2个试验棚每次采收黄瓜时间、采收量、销售额等数据，并统计肥料投入、人工投入等。

2 结果与讨论

2.1 不同处理对地温的影响 冬季地温低是黄瓜生产的制约因素，汇总2个试验棚每天5个测温点的平均地温，并计算各棚5日地温平均值，结果见图1。由图1可知，处理棚5日平均地温比对照棚高0.3～2.2℃，平均高1.2℃。

图1 黄瓜大棚低温5天均值

2.2 不同处理对二氧化碳浓度的影响 汇总2个试验棚5个点每天上午9:00二氧化碳浓度（2018年12月 16至 2019年3月 25日），分别统计5个点5天平均值，结果见图2、图3。可知，2019年1月17日之前处理棚上午二氧化碳浓度范围在5000～8000mg/L，远远高于对照棚1300～2000mg/L。1月17日之后处理棚上午二氧化碳浓度稳定在2000～3300mg/L，高于对照棚1000～1300mg/L。由此可见，秸秆生物热气肥历时1个月，微生物分解有机物活动趋于平稳，但整个生育期二氧化碳浓度均比对照棚高。

图2 黄瓜大棚上午二氧化碳浓度5天均值

2.3 不同处理各生育期的表现

1）苗期。处理棚黄瓜苗表现出缓苗早、生长快、瓜蔓粗壮、叶片增大、花芽分化早的现象，这与张世明的研究结果一致（《秸秆生物反应堆技术》，中国农业出版社2012年出版），提高二氧化碳浓度后，增强作物抗逆性，促进作物生长发育。

2）生长结果期。据观察，处理棚黄瓜坐瓜节位降低、节间缩短，单瓜质量大，瓜条均匀，商品率提高，口感变好。这说明秸秆生物热气肥发酵过程能提高地温和棚内二氧化碳浓度，优化土壤微生物环境，促进黄瓜生长发育,进而提高产量。

棚内地温主要是对作物根系活性产生影响，地温不足时，根系生理活性减弱，吸收水分养分减慢，地上部分生长受阻，植株易老化。刘金泉等总结了二氧化碳施肥对黄瓜的生理作用与效应，二氧化碳肥可以促进光合作用，抑制呼吸作用，降低蒸腾作用，有利于黄瓜生长发育和产量形成。

2.4 不同处理对产量的影响 将全生育期产量分3段统计，处理棚与对照棚黄瓜产量对比见表1。第1段是2月18日之前，这个阶段黄瓜单价高；第2段至对照棚采收结束，即2月19日至5月24日；第3段是对照棚采收结束后至处理棚采收结束，即5月25日至7月15日。

表1 大棚黄瓜产量及收入对比

根据采收记录及表1，处理棚黄瓜比对照棚提前14天于2月2日上市，采收32.5kg黄瓜，2月4日采收60kg，对照棚2月16日采收第1批黄瓜25kg，当天处理棚采收110kg，结瓜情况显示，秸秆生物热气肥对越冬栽培黄瓜有明显的促早产作用。

处理棚2月2日开始收获，一直到7月15日采摘结束，相比对照棚收获期从2月16日到5月24日，可见，热气肥的使用大大延长了生育期。

处理棚持续结瓜能力强，无明显歇秧期，日产量稳定，证明热气肥稳产效果显著，对照棚则有明显的歇秧期 （3月 9—14日，3月 26—31日），歇秧期产量明显下降。

张世明对施用秸秆生物反应堆的研究也证实了这一点，常规种植黄瓜在冬季受低温刺激表现的瓜打顶、生长结瓜间歇现象基本消失，生育期拉长35～45天，且后期长势不减，淡季不淡。

处理棚整个生育期收获11151.5kg，相较对照棚5845.5kg，增产率达90.7%。由此可见，秸秆在腐烂分解过程中提高了土壤有机质和无机养分含量，改善了土壤理化性质，增强了保肥、保水能力，培肥了地力，秸秆的施用为黄瓜生长打下了坚实的物质和能量基础。

2.5 不同处理的经济效益分析 分段统计大棚收入，汇总结果见表1。春节期间黄瓜价格在10～14元/kg，2月 2—18日处理棚比对照棚增产558.5kg，增收6622元；2月19日至5月24日期间，处理棚增产1452kg，增收5795元；5月25日至7月15日，处理棚产量3295.5kg，增收5768元。使用秸秆生物热气肥后处理棚农户黄瓜增产91%，毛收入多18185元。

虽然秸秆热气肥的投入成本比对照棚增加4160元（见表2），但纯收入处理棚比对照棚多14025元，增收58%，效益非常可观。

表2 大棚黄瓜投入对比

3 结论

经过7个多月观察记录，处理棚越冬黄瓜各项性状指标在不同生长发育期均优于对照棚黄瓜。施用了秸秆生物热气肥的处理棚在前期5天平均地温比对照棚高0.3～2.2℃，平均高1.2℃；处理棚上午二氧化碳浓度范围在5000～8000mg/L，远高于对照棚1300～2000mg/L。说明秸秆在生物发酵菌作用下，释放出大量的热量和二氧化碳，提高了大棚内地温和二氧化碳浓度，促进了黄瓜的光合作用，处理棚黄瓜苗生长加快、瓜条均匀、单果质量提高、商品率提高、成熟期提前、生育期延长，还有促早产、保稳产作用，处理棚实现增产91%、增收58%。

综上，秸秆生物热气肥可有效提高地温，补充棚内二氧化碳浓度，促进增产增收效果显著，有实际推广价值。同时，大力推广秸秆生物热气肥，还有助于提高秸秆综合利用率，节约化肥、农药，有利于节能减排和保护生态环境，实现良好的经济效益、生态效益和社会效益。

（参考文献略）