秸秆生物降解技术 大棚增产增收新途径

王忠秋

(山东省菏泽市单县李田楼镇农业农村服务中心，山东 菏泽 274333）

现如今，全球范围内逐渐出现了能源等多方面的危机问题，这也使得各类可再生能源被广泛地应用，在我国以往的农业生产领域中，秸秆的利用水平相对较低，甚至很多农户会选择露天焚烧秸秆，不仅会造成资源的浪费，同样也会对各地区空气造成污染问题。因此本文主要围绕秸秆生物降解技术，深入探讨大棚增产增收的新途径，切实提高了秸秆的可应用性和综合价值。

1.秸秆生物降解技术分析

秸秆生物降解技术主要通过生物转化的形式，对秸秆进行厌氧消化、乙醇发酵以及耗氧堆肥等多方面处理。其中厌氧消化的处理过程主要通过厌氧微生物对秸秆内部的可降解物质进行充分转化，并进一步形成沼气，而此类沼气则可以直接应用于燃料生产以及人民群众日常生活中的热力所需和电力所需。乙醇发酵形式是应用微生物通过糖酵解，将秸秆中的糖分转化为生物乙醇之后，可以用作替代燃料。耗氧堆肥则更加倾向于应用有氧微生物让秸秆进行充分的分解，最后形成的有机物可以进行堆肥，并作为生物肥料全面应用于农作物的生长之中。不论是哪一种生物处理方法，在秸秆处理和生物降解中都有独特的作用和价值，更加适合我国当前可持续发展的绿色道路。

2.秸秆生物降解技术应用重要性

在秸秆的处理过程中，应用生物方法实现秸秆资源的有效回收与利用。近年来我国农业生产过程中对于秸秆的回收与利用水平显著提升，越来越受到社会各界的广泛关注，其中秸秆还田、秸秆热化学法等多种应用方式被积极应用，但是不能忽视的是，此类秸秆处理技术也存在较大的缺点问题。例如，在农业生产中直接对秸秆进行焚烧，虽然操作更加简单便捷，但是会产生大量的温室气体和有害气体，无法实现资源回收；而对秸秆进行就地填埋或压块处理，虽然整体处理成本相对较低，热效率更高，但仍是也会在一定程度上造成能源资源的无法充分回收，占地面积更大，被农民接受的程度相对较低。相比之下，秸秆还田应用最为广泛，操作便捷，既能够减少水土流失问题，也能在原有产量的基础上实现农作物的增产增收，但是秸秆还田的方式有较大的病虫害隐患问题，单一通过生物降解效率相对较慢；而应用热化学法在运营成本方面更高，反应条件更加苛刻，容易产生二次污染问题。因此在新时代背景下，积极推广和应用秸秆生物降解技术，既能够实现对秸秆能源资源的有效回收，避免秸秆焚烧以及温室气体等各类污染物的排放，也能有效减少秸秆运用和回收的占地面积，整体运营成本相对较低。

3.应用秸秆生物降解技术的价值与作用

3.1 促进光合作用

在大棚种植过程中应用秸秆生物降解技术能够进一步提高大棚内部农作物的光合作用水平。植物需要在光合作用的影响之下，将水和二氧化碳合成富能有机物，同时放出氧气，而在冬季时期大棚内部的放风量相对较少，如果在此时应用秸秆生物降解技术，会导致秸秆发酵过程中不断提高大棚内部的二氧化碳浓度，相比之下会提升五倍左右，而此时光合作用也会提高一半以上，促进大棚内部植物的生长，提高开花与结果的效率，一般情况下可以实现大棚增产增收四成，显著提高农产品的品质与水平。

3.2 强化病虫害防治

应用秸秆生物降解技术能够有效提高病虫害的防治效果，在进行生物降解时，往往需要应用特殊的生物菌种，而菌种转化过程中会生成大量的抗病孢子，孢子对于植物生长过程中的各类致病病菌有较好的抑制作用和杀菌效果，会将植物的发病率降低90%以上，减少了植物生长过程中化学药剂施加的频率，同时也能有效减少农药在植物中的残留。

3.3 改良大棚土壤结构

在大棚设施农业种植中应用秸秆生物降解技术，往往可以实现一定的增温效果，会将原有的地位提高5℃左右，而棚内气温也会相比以往提高3℃左右，有效改善植物生长的环境，切实提升作物抗低温的能力和水平，提前植物生育期。除此之外，应用秸秆生物降解技术能够有效改良大棚内部的土壤结构，进一步提升土壤孔隙率，在增温作用的影响之下，植物的生长更为茂盛，根系更加发达，土壤内部不同类型有益菌和肥力明显增多，能够减少各类化学肥料的施加和应用。

4.以秸秆生物降解技术实现大棚增产增收路径

4.1 秸秆覆盖与填埋技术

由于秸秆富含大量的有机物，可以用作肥料，在大棚种植中应用秸秆进行覆盖与填埋，能够有效提高土壤中的肥力，并对现有土壤进行保温和保湿，避免大棚内部土壤出现板结。除此之外，也可以将秸秆直接铺设在行间和垄面，具体的秸秆覆盖厚度可以控制在15cm 左右，通过农作物秸秆的覆盖与填埋既实现保温保湿，也能为土壤提供必要的有机物和肥力。但是要特别注意在应用秸秆覆盖与填埋技术时，需要对秸秆进行高温杀菌，避免引发更为严重的病虫害灾害问题。相比于生物降解技术，秸秆的覆盖与填埋在应用过程中也存在一定的生物降解元素，个别农户也会在进行秸秆填埋的过程中适当拌入微生物制剂，以加快秸秆腐败与分解过程，但是究其根本此类覆盖于填埋技术病虫害隐患相对较多，在应用过程中需要具体情况具体分析。

4.2 秸秆生物反应堆降解技术

在大棚农业发展进程中应用秸秆生物反应堆技术，主要通过有益菌种的全面繁殖，全面改良大棚土壤状态和肥力。秸秆反应堆能够让秸秆内部产生高热，以进一步杀死土壤中的有害生物和各类病菌细菌，并在此基础上改良土壤及土质。在应用秸秆生物反应堆技术时需要提前做好开工铺料，菌种播撒等相关操作，在秸秆生物降解配料过程中，可以按照每亩地3500kg 秸秆和10kg 菌种的比重进行配比，也可以适当加入麦麸、油渣、食草动物粪便等肥料，秸秆存在较多的氮元素，因此在应用秸秆生物降解技术的过程中避免重复施加氮肥。

4.3 秸秆生物降解技术的应用方法

为了实现大棚的增产和增收，广泛应用秸秆生物降解技术可以分为内置、外置以及内外置相结合三种方式。

首先在秸秆生物反应堆的外置应用中可以直接在大棚的进口山墙位置挖一条发酵池，深度控制在80cm 左右，宽度为1m，也可以应用砖砌的方法，在发酵池中间位置建设一条气道，而气道需要向外延伸60cm 左右，在棚内建设气体交换通道，连接气体交换机，通过此种方式进行秸秆生物降解成本相对较高，操作更加复杂，因此内置式的应用技术更为普遍。

其次在内置式技术中，具体也可以分为行下内置以及行间内置两种方法。行下内置需要提前开沟，在定植行下部挖宽度50cm、深度25cm 的槽沟，长度可以与定植行保持一致。我国很多北方地区玉米秸秆相对较多，因此可以应用此类玉米秸秆进行生物降解，每亩地应用3000kg 秸秆进行均匀铺设，用脚踩实槽沟，两端露出15cm 左右的秸秆，也可以在秸秆铺设过程中配合农家肥，提高秸秆生物降解的效率和水平，避免土壤出现板结和病虫害情况。随后，可以向秸秆喷洒菌种，可以优先选择液体菌种或固体菌种等多种形式，要确保菌种的喷洒均匀，避光状态下堆积发酵5 小时至24 小时左右。喷洒菌种完成之后可以适当进行拍震，让菌种能够与秸秆进行全面接触。喷洒菌种后可以对其进行覆土，可以应用敲或用脚踩的力量，让土壤和肥料充分渗透到秸秆之间的缝隙之中，加快秸秆分解效率和二氧化碳的产生速度，配合适当浇水和打孔，在定植完成之后需要在植株周围进行打孔通气，一般情况下在浇水5 天左右可以进行及时打孔，具体的孔距和打孔位置可以根据不同的作物需求进行确定，完成前期准备之后，只要地温适合可以进行抢早定植，进一步提高大棚作物的生长周期和生长质量水平。与之相对应的是行间内置式的应用方法，此类方法需要提前进行作物定植，等到秸秆收获之后，直接在行间进行操作，其他流程工序与行下内置式基本类似。

5.应用秸秆生物降解技术的相关注意事项

5.1 菌种选择与打孔处理

在应用秸秆生物降解技术提高大棚的产量与收益时，需要选择更加优质的菌种，避免出现菌种与尿素等其他化学产品混合施用的情况。要选择正规渠道的微生物肥料和菌种，避免直接从不法商贩处购置不合格菌种，减少对产品及农作物生产质量的影响。在播撒菌种之后，可以进行浇水等一系列措施，具体应用过程中要保障秸秆和菌种的用量充足，首次浇水量的充足，避免直接向秸秆生物降解发酵沟内喷洒杀菌剂的情况，而对大棚内部的开沟和覆土也不宜过厚或过深，避免影响农作物的正常生长。开展打孔最主要目标在于保证生物降解过程中氧气和二氧化碳的正常进出，随着生物降解反应的不断开展，降解反应堆内部通气状况会越来越差，如果通气孔洞被阻塞，则会导致秸秆生物反应堆内部温度急剧增加，甚至会造成更为严重的安全隐患问题，因此在进行生物降解反应时可以适当进行打孔和重新通气，确保反应堆的氧气和二氧化碳出入。

5.2 提高大棚植株的田间管理水平

在应用秸秆生物降解技术的过程中，需要配以和更加全面的田间管理操作，以充分实现大棚植株的增长和增收。如果在植物生长过程中逐渐出现叶片发黄、茎根较细、叶片稀薄等多方面问题，这主要是由于在应用秸秆生物降解没有充分添加尿素，以进一步平衡秸秆碳氮比，或是尿素的添加分量相对较少，使得在秸秆生物降解的过程中微生物的滋生与植物之间充分争夺氮元素，导致农作物生长过程中缺少氮元素而逐渐发生失绿问题，对此类植物生长问题进行处理时，可以及时施加氮肥即可，进一步平衡植物生长的碳氮比。

如果在植物生长过程中出现底部叶片发黄问题，主要是受到秸秆生物降解反应的影响，棚内温度相对较高，而生物降解期间生成的氨气从截完孔洞之内充分排出使得农作物底部的叶片受到氨气影响而变黄，因此需要适当增加大棚内部的排风换气频率，进一步降低棚内的氨气，同时也可以配合浇水降低秸秆生物降解的肥料浓度，也可以在植物的叶片背面喷湿食用醋，减少植株底面叶片变黄的症状及问题。

如果大棚内部植物应用秸秆生物降解技术之后，遭受病虫害影响的频率相比以往更为严重，则主要是因为生物降解过程中所应用的菌种不加或菌种使用量不足，导致秸秆生物降解水平不完善，再加上秸秆本身存在一定的病菌问题，如果菌种使用不当或此类病菌全面滋生，也会导致带病菌在大棚内部肆意蔓延，引发更为严重的病害问题，因此在应用秸秆生物降解技术的过程中需要选择质量水平更高的菌种，并配合杀菌剂等，避免直接进行灌根操作。

5.3 蔬菜秸秆生物降解应用

除了农业领域中广泛使用的玉米秸秆以外，很多农户和研究人员积极应用蔬菜秸秆进行生物降解的应用，以实现大棚增产和增收。现如今在该领域中，各类番茄、茄子、黄瓜等蔬菜品种的秸秆生物降解技术越发成熟，应用效果更好。在应用蔬菜秸秆进行生物降解时，为了加快降解过程以及秸秆还田的便利化效果，可以在进行生物降解之前提前对蔬菜秸秆进行碎化处理，特别是针对辣椒、茄子此类采收完成之后秸秆木质化程度更高的秸秆品种，需要进一步提高秸秆的粉碎精度，与此同时可以应用不同类型的秸秆粉碎措施，在进行碎化处理之前提前做好秸秆的干燥化处理。例如可以在茄果瓜类蔬菜采收之后延迟进行清茬，同时在采收过程中适当将蔬菜植株进行拔根，采取田间悬挂或倒伏的形式，让其自然晾干，也可以根据不同蔬菜品种的干化处理需求调整晾干的天数等等。

应用蔬菜秸秆进行生物降解沤堆的过程中可以适当增加腐熟剂，以进一步提高生物降解和腐熟的进度，确保腐熟记忆的均匀化分布，可以优先采取分层施加投放的方法，也可以根据不同腐熟剂的类型和品种进行选择和合理用量。针对蔬菜秸秆进行生物降解仍旧与玉米秸秆降解过程类似，可以根据秸秆的腐熟情况适当洒水和补水，以进一步提高秸秆生物降解的湿度，提高腐熟效果。不同类型的蔬菜秸秆在应用生物降解技术的过程中在降解时间和腐熟效果方面存在较大的差异，一般情况下会在开始时期颜色逐渐变深，释放臭味并存在浓黑色液体，但是随着生物降解时间的不断延长，此类臭味会逐渐消失，因此在大棚蔬菜种植过程中应用蔬菜秸秆进行生物降解，可以根据秸秆的质地变化判断是否已经完成腐熟，提高土壤肥力。

除此之外，不同类型的蔬菜秸秆在晾干、粉碎和生物降解过程中，所应用的时间、腐蚀剂的用量等存在较大的差别。大多数情况下，番茄秸秆的生物降解时间为3 个月左右，辣椒茄子等秸秆木质化效果相对较深，因此时间更长，一般为4 至5 个月，黄瓜秸秆的生物降解时间为2 个月左右。

6.结论

总而言之，为了进一步实现大棚作物的增产和增收，可以积极应用秸秆生物降解技术提高土壤肥力。本文首先概述了秸秆生物降解技术类型以及应用的重要性，其次分析了应用秸秆生物降解技术的主要价值与作用，最后探讨了应用秸秆生物降解技术实现大棚增产增收的路径，希望通过本文的研究能够为我国大棚设施农业经济效益与社会效益的实现奠定良好基础。