秸秆还田对番茄幼苗及产量的影响

2022-11-14 13:12施垚竹
乡村科技 2022年18期
关键词:反应堆作物秸秆

施垚竹

(抚顺市顺城区生态环境服务中心,辽宁 抚顺 113006)

0 引言

近年来,辽宁省顺城区农作物秸秆还田工作取得了很大成效,焚烧秸秆现象得到了有效遏制。秸秆还田技术是把不宜直接作饲料的作物秸秆(麦秆、玉米秸和水稻秸秆等)直接或堆积腐熟后施入土壤中的一种技术[1]。秸秆还田能增加土壤有机质,改良土壤结构[2],使土壤疏松并形成团粒结构,促进微生物活动[3]和作物根系发育。秸秆还田技术以秸秆替代部分化肥,密切结合农村实际,促进资源循环增值利用和多种生产要素有效转化,使生态改良、环境保护与农作物高产、优质相结合,为农业增效、农民增收、食品安全和农业可持续发展提供了助力。

番茄是全球栽培最广、消费量最大的蔬菜作物之一,而我国是世界上最大的番茄生产国和消费国之一[4]。番茄是我国主要的蔬菜之一,在日光温室中种植面积较大[5],尤其在我国北方地区种植更为广泛。番茄的保护地栽培类型主要有早春日光温室栽培、越夏拱棚栽培及越冬拱棚栽培等。番茄是喜光作物,而我国北方地区冬季日照时间比较短,加上受雾霾和阴雪天气等影响,容易使番茄长期处于弱光环境中,从而影响番茄植株的光合作用,影响产量。此外,有研究表明,连作导致的土传病害严重影响番茄产量,其中番茄线虫病发生危害最为严重,甚至造成番茄绝产。而秸秆还田除了优化土壤环境,还能丰富土壤微生物群落,抑制病害发生、传播。鉴于秸秆还田的诸多优点,笔者主要在行下内置式秸秆反应堆的条件下,研究秸秆还田对番茄幼苗及产量的影响,为温室番茄栽培秸秆还田提供理论数据。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

试验地位于辽宁省抚顺市顺城区河北乡东华村,前茬作物为番茄。试验地肥力一致,地势平坦,壤土,土壤有机质含量为3.5%,pH值为6.5。

试验作物为番茄,品种有靓粉、圭粉、日本硬粉,均在抚顺市顺城区顺连植保技术服务部购买。秸秆为玉米秸秆,667 m2质量1 000~4 000 kg。菌种为辽宁微生物科学院生产的宏阳秸秆降解菌。

1.2 试验设计

选择结构条件、土壤肥力相当的3栋相邻温室(温室面积45 m×7 m)进行试验,番茄株行距0.3 m×0.8 m,每个番茄品种分别设一个处理和一个对照(见表1)。

表1 试验设计

试验处理为行下内置秸秆反应堆,对照为常规栽培(CK)。3月4日定植;4月1日对植株的生长情况进行调查;5月开始采摘,分别记录作物的产量和产值情况,并进行对比。

1.3 试验方法

2月27日开始整地,挖宽80 cm、深30 cm的沟,长度与栽培畦等长。处理组挖沟时采用两沟协同作业,即下一个沟挖出的土,直接覆盖在上个沟的秸秆上,以减轻劳动强度,加快作业速度。在沟内每667 m2铺玉米秸秆3 000 kg左右,每条槽沟铺约30 kg干秸秆(见图1)。填平踏实的秸秆厚度为30 cm,沟两头秸秆露10 cm。大水浇透秸秆,水面高至垄高的2/3,避免垄土板结。将处理完毕的菌种均匀撒在吃透水的秸秆上,并用铁锹轻拍秸秆,使菌种与沟槽各部位秸秆均匀接触。接种完成后覆土,3 d后起垄找平,铺滴灌带、覆盖地膜(见图2)。用14号钢筋在定植行上打长宽高均为20 cm的孔,深度以穿透秸秆层为准,以利于氧气进入,促进秸秆发酵转化。每次浇水后也要打孔,位置可与上次错开。

图1 垄沟铺秸秆照片

图2 覆盖地膜图片

对照组整地时施入底肥(每667 m施鸡粪5 000 kg),3月4日定植,栽培管理依照常规农事管理进行。结果期追肥2次(每667 m2每次追施15 kg磷酸二铵,将化肥溶解在水中,随水浇灌)。

采用熊蜂授粉,通过放风和加温控制空气湿度来防治番茄病害。

1.4 调查项目

4月1日,每个处理随机抽取10株植株进行调查,用量尺测量株高和张开度,用游标卡尺测量植株茎直径,肉眼观察植株的叶色。5月开始采摘,分别记录各处理的产量和产值,并进行对比。

2 试验结果与分析

2.1 秸秆生物反应堆对番茄幼苗生长发育的影响

株高是反映植株生长快慢的重要指标,茎直径在一定程度上可以反映植株的健壮程度。3月6日至4月6日监测显示,采用秸秆生物反应堆技术使温室气温平均提升2.5 ℃,低温升高3.2 ℃。由表2可知,3组处理相比各对照组的株高分别提高了19.0%、7.1%、18.3%,开张度分别提高了35.6%、36.4%、36.9%,茎直径分别提高了20.9%、19.4%、19.4%。处理组番茄幼苗健壮程度均高于对照组,即处理组株高、茎直径、开张度均高于常规栽培(CK)。综合比较,采用秸秆生物反应堆技术可以促进番茄幼苗的生长。

表2 不同处理番茄幼苗生长情况

2.2 秸秆生物反应堆对番茄品质的影响

由表3可知,处理组比对照组的果实纵径平均增加0.4 cm,提高6%~7%;番茄果实横径平均增加0.8 cm,提高10%~12%;单果质量平均增加46 g,提高19%~20%;处理组果实外观一致,圆润无筋棱,色泽均匀,表皮有光泽,果实坚实、富有弹性。

表3 不同处理番茄品质情况

2.3 秸秆生物反应堆对番茄产量的影响

5月1—8日开始采收处理组番茄(见图3),5月8—15日开始采收对照组番茄,处理组采收期比对照组平均提前7 d。由表4可知,前期处理组产量明显比对照组高,且增产效益明显,平均产量翻倍增加。中期处理组产量均高于对照组产量,产量平均提高23%。后期除了T1外,其他处理组均高于对照组。综合分析,在温室栽培番茄时采用行下内置式秸秆反应堆技术可使采摘期提前,提高番茄产量。由于番茄的采收期提前,价格提高了0.5~1.0元/kg,进而提高番茄栽培的经济效益。

表4 不同时期各处理番茄产量情况

图3 处理组番茄采收照片

3 结论与讨论

综合试验结果可知,在温室栽培番茄时采用秸秆还田技术(行下内置式秸秆反应堆技术方式)可以提高设施内地温2 ℃以上,促进番茄幼苗生长,显著提高番茄产量,每667 m2总产量提高20%~30%,且可使番茄提前上市5~7 d。除此之外,也有研究表明,秸秆还田后可以显著提高番茄产量 ,番茄品质得到改善,还能使土壤有机质含量、通气性、保水保肥能力得到提高和改善。因此,为提高温室番茄的生产效益,政府有关部门应尽快推广秸秆还田技术。采用合理的秸秆还田方式可改良土壤理化性状,增强土壤生态系统的稳定性,对推动生态农业发展具有重要意义[8]。

顺城区在推广秸秆还田技术中,也取得了比较明显的效果。当地安排秸秆生物反应堆技术试验示范棚17个,种植番茄、黄瓜、角瓜和葡萄4种作物。根据14户产调结果,每667 m2平均增产24.7%,增效27.8%。调查结果显示,在实际农户种植中,应用秸秆还田技术确实提高了作物产量和质量,提前了果蔬上市时间,提高了经济效益,降低了生产成本。此外,应用该技术后,温室内二氧化碳供应充足,气温、地温提高,土壤中有益微生物大量繁殖,使作物生长健壮,抗病能力增强。顺城区各乡镇应用此技术的实际情况表明,一般可节省化肥20%以上,节约农药50%左右,每个大棚减少农药和肥料投入200元以上。化肥、农药使用量减少,可显著提高果菜品质。而该技术的应用也开辟了农作物秸秆利用的新途径,生态效益显著。顺城区年产秸秆20万t左右,大量剩余秸秆被废弃、焚烧,得不到合理利用。若采用秸秆生物反应堆技术,每667 m2果菜可“消化”秸秆约4 000 kg,在提高秸秆利用率的同时,能够有效解决焚烧秸秆造成的环境污染、火灾、威胁高速公路行车等问题。由此可见,该技术具有很高的经济效益、社会效益和生态效益[9]。

然而,在现实推广该技术过程中,也出现了一些问题有待解决。一是容易出现植株徒长现象。采用秸秆还田技术的设施内,作物先期会出现徒长现象,需要控制好室内温度和水分。二是玉米秸秆有可能携带螟虫。秸秆收获后,可能存在螟虫在秸秆内休眠的情况,当秸秆铺入地下后,螟虫会危害栽培作物。此问题的解决方法是在发现螟虫的垄面和植株上喷洒杀虫剂。三是由于植物根系生长容易堵塞原有的通气孔,所以必须要定期打孔,保证发酵菌活动[10]。

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