秸秆还田对番茄幼苗及产量的影响

施垚竹

（抚顺市顺城区生态环境服务中心，辽宁 抚顺 113006）

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。

1.1 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。

2.1 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

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］。