日光温室辣椒越冬栽培和秸秆生物发酵的影响【库百科养殖网】

日光温室辣椒越冬栽培和秸秆生物发酵的影响

农作物秸秆是农业生产过程中的副产物，是地球一大可再生资源，也是有效地促进农业生产良性循环的重要生物资源。如何进行科学利用，是中国乃至世界的一大难题[1]。十一届三中全会以后，中国农业连年丰收，秸秆数量猛增，因没有成熟的秸秆消耗转化技术，致使秸秆乱堆乱放甚至野外焚烧，既浪费了珍贵的资源，又污染了环境，同时给国家和人民生命财产带来了严重威胁，严重影响了经济的健康发展和人民群众的日常生活[2]。

北方地区日光温室蔬菜越冬栽培一直存在栽培障碍。改善日光温室蔬菜越冬栽培的环境条件，提高蔬菜栽培质量，是当前农业生产中存在的实际问题。通过采用秸秆生物发酵栽培措施，研究该措施对日光温室内栽培环境的影响，在解决当地日光温室辣椒越冬栽培障碍问题的同时，探索出一条农作物秸秆有效利用的途径[3]。

1、材料和方法

1.1、试验材料

1.1.1、试验时间与地点

试验于2009-2010年在辽宁省阜蒙县富荣镇棚菜示范区进行。试验场地为相同面积（均为667 m2）、同等肥力条件的2个日光温室，进行统一整地和施用等量底肥（667 m2施农家肥6 t），温室日常管理为同一管理模式（设置滴灌，揭盖草苫、通风换气等）。

1.1.2、试验材料

2009年9月7日铺设玉米秸秆，667 m2用量4 t。试验以辣椒为主作蔬菜，9月20日定植。采用的生物发酵菌种为复合有益微生物菌种——沃丰宝生物制剂，中国农业科学院、辽宁圭谷农业科技有限公司联合研发。

1.2、试验方法

1.2.1、试验设计

试验共设2个处理。

处理1：应用秸秆生物发酵栽培措施，小区面积220 m2，每小区栽植辣椒720株，36株/畦，共20畦。设置3次重复，随机排列。

处理方法：（1）秸秆铺设。在长100.0 m、宽7.5 m的标准日光温室内每隔1.5 m挖南北向宽40 cm、深30 cm纵沟；将玉米秸秆顺沟铺满并踩实，秸秆在沟的两端露出槽15 cm[4]。（2）菌种配制。将菌种、麦麸和水按1∶15∶15配比进行混和（用量参照使用说明）。（3）灌水撒菌。菌种配好后，在铺好秸秆的槽内灌透水，使秸秆充分吸水，并在其上面均匀铺撒菌种。（4）覆土做畦。在撒好菌种的秸秆上覆盖种植土15 cm，做成80 cm高畦（作业道70 cm）。（5）打孔通气。用钢筋在畦面上隔20 cm均匀打孔，打孔需穿透秸秆层[5]。

处理2（CK）：日光温室辣椒普通越冬栽培，小区面积220 m2，每小区栽植辣椒720株，36株/畦，共20畦。设置3次重复，随机排列。

处理方法：空白对照耕层内未铺设秸秆，即普通栽培。

1.2.2、调查方法

1.2.2.1、测定指标及使用仪器

采用物理测量方法进行试验数据的采集，如辣椒植物学性状，环境因子如温度、水分、CO2浓度等。主要仪器有直尺，游标卡尺，温度计（气温、地温），空气湿度计、土壤烘干仪、CO2浓度测量仪等。辣椒果实称量工具为磅秤。采用仪器分析方法进行生化指标的测定，如辣椒生化性状，果实品质分析等。主要仪器有LI-6400XT光合仪、紫外可见分光光度计、全自动定氮仪等仪器。

1.2.2.2、环境因子测定方法

2009年11月中旬开始日光温室环境因子的监测。在小区内取不同的点，来设置各种环境测量仪器。

温湿度计分别设置在温室种植区的前脚、中部、后部（距离后墙80 cm）3处，在距地面50 cm处悬挂，均匀分布在温室3个小区内，小区内不设重复，共计9处，数值取平均值。

地温计设置在温室种植区的前脚、中部、后部（距离后墙80 cm）3处，分别埋设10 cm、15 cm、20 cm深度地温计，随机排列；均匀分布在温室3个小区内，小区内不设重复，共计9处，同等深度数值取平均值。

在每小区采用5点采样法采集土样，不设重复，采用烘干法测量土壤含水量并取平均值。

选定温室种植区的前脚、中部、后部（距离后墙80 cm）3处进行辣椒生化指标测定，采用LI-6400XT光合仪测量，并在每个小区观测，各项数值取平均值。观测时间为观测当天9∶00-15∶00。

1.2.2.3、辣椒生化性状及产量测定方法

2010年2月初开始采收辣椒果实。辣椒果实产量统计方法：以前5次采收的辣椒果实总质量为前期产量，之后至拉秧（7月9日）采收的果实总量为后期产量，前期产量和后期产量之和为总产量。

1.2.2.4、辣椒果实品质分析测定方法

果实的取样方法：2010年5月10日在试验区每个处理内随机抽取9个点（每个重复3个点），各点取4～5个果，分别混合在一起，送至检验中心检测。检测指标主要有可溶性糖、VC、蛋白质、硝酸盐、水分、干物质含量。

2、结果与分析

2.1、秸秆生物发酵对日光温室内环境温度的影响

2.1.1、对日光温室内气温的影响

日光温室气温越冬阶段变化曲线见图1。从测取的不同日期日平均气温数据中可以看出，秸秆处理的日光温室环境日平均气温比对照要高。通过数据分析对比，平均较对照高2.46 ℃。同时可以看出，日光温室气温在11月中旬开始逐步走低，至翌年1月初温度最低，之后气温逐步走高。这说明在此期间日光温室辣椒越冬栽培环境的气温提升至关重要。2.1.2、对日光温室内地温的影响

日光温室辣椒栽培环境不同深度地温变化曲线如下，10 cm、15 cm、20 cm地温相应变化曲线分别见图2～4。

从数据图中可看出，秸秆生物发酵处理的日光温室内日平均地温比对照要高，只是不同深度的日平均地温提高的幅度不同。数据对比分析表明，10 cm处地温较对照平均高1.31 ℃，15 cm处地温较对照平均高0.96 ℃，20 cm处地温较对照平均高1.20 ℃。同时，日光温室地温在11月中旬开始逐步走低，至翌年1月初最低，之后日光温室地温逐步走高，与气温走势相似。这说明日光温室辣椒越冬栽培在此期间提升地温是至关重要的。

2.2、秸秆生物发酵对日光温室内环境湿度的影响

2.2.1、对日光温室内空气湿度的影响

不同处理辣椒栽培环境的空气湿度数据见表1。从表中数据看出，秸秆生物发酵处理的日光温室空气湿度比对照要高，通过数据分析对比，平均较对照高4.94%。而从空气湿度的阶段变化上看，无明显规律。日光温室内空气中的水分主要来源于作物叶面蒸腾和地表蒸发。该结果表明，秸秆生物发酵处理的日光温室环境水分的蒸发量要大于对照温室，从而间接说明，该处理的日光温室土壤持有水分要多于对照，表明该处理使温室土壤的保水能力得到提高。

2.2.2、对日光温室土壤含水量的影响

不同处理日光温室内土壤含水量数据见表2。从表中数据看出，秸秆生物发酵处理的日光温室土壤含水量要比对照高，通过数据分析对比，平均较对照高30.05%。而从土壤含水量的阶段变化上看，无明显规律。这说明秸秆生物发酵处理可有效地提高土壤的持水能力，缓解灌溉水的下渗，同时使土壤的保水性能得到提高，从而改善日光温室越冬栽培环境的土壤水分条件。

2.3、秸秆生物发酵对日光温室内CO2浓度及辣椒光合作用的影响

从表3数据可看出，秸秆生物发酵处理显著地提高了栽培环境CO2浓度及辣椒叶片的胞间CO2浓度，分别较对照提高37.32%和30.88%，有效地增加了辣椒光合作用的原料（CO2），其他指标也相应得到改善。从图5看出，9：00左右温室CO2浓度最高，随着辣椒光合作用的逐步增强，CO2的消耗逐渐加快，温室内的CO2浓度逐步降低，接近中午时趋于平缓，但仍较对照高100 μmol/mol左右。而对照的CO2浓度则无明显变化，说明没有外源CO2，辣椒生长处于“饥饿”状态，从而削弱了辣椒的光合作用，影响其光合物质的积累，进而阻碍产量的形成。

2.4、秸秆生物发酵对辣椒植物学性状的影响

分别在辣椒的始花期和盛果期进行植物学性状调查及比较，结果见表4。从表4数据可以看出，秸秆生物发酵处理的辣椒植物学性状的各项指标数据明显优于对照。通过分析比较得出，秸秆生物发酵处理的辣椒平均株高较对照高13 cm，平均株幅较对照大5 cm，平均茎粗较对照高0.21 cm，果实性状也好于对照。这说明通过秸秆生物发酵处理，可全面改善日光温室辣椒越冬栽培环境条件，从而促进辣椒的生长发育。

2.5、秸秆生物发酵对辣椒产量的影响

从表5中数据可以看出，秸秆生物发酵处理的辣椒前期产量、后期产量及总产量均高于对照。通过数据分析对比，秸秆生物发酵处理的辣椒前期产量较对照高33.14%，后期产量较对照高21.32%，总产量较对照高26.32%。经方差分析，秸秆生物发酵处理的辣椒各时期产量与对照各时期产量差异均达到极显著水平。

2.6、秸秆生物发酵对辣椒果实品质的影响

辣椒果实的品质分析于2010年5月14日在农业部农产品质量监督检验测试中心（沈阳）完成，不同处理辣椒果实品质见表6。从表中数据可以看出，检验辣椒果实品质的重要数据指标VC和干物质含量，秸秆生物发酵处理明显优于对照。秸秆生物发酵处理的辣椒果实VC含量为643.9 mg/kg，干物质含量为5.8%；对照辣椒果实VC含量为413.3 mg/kg，干物质含量为5.4%。秸秆生物发酵处理的辣椒果实VC含量较对照提高55.79%，经方差分析，极显著高于对照。其他指标则差异不大。

3、结论与讨论

3.1、结论

3.1.1、在外界环境气温最低的冬季，日光温室辣椒越冬栽培通过采用秸秆生物发酵措施，可产生大量的热量，有效地提高日光温室环境气温2～3 ℃，提高环境地温1～2 ℃。

3.1.2、在外界环境寒冷干燥的冬季，日光温室辣椒越冬栽培通过采用秸秆生物发酵措施，可改善土壤结构，有效缓解灌溉水下渗，提高日光温室内土壤的保水能力，减少灌水次数，避免因多次灌溉造成室内高湿，保持土壤水分均衡，避免忽干忽湿，有效地改善辣椒栽培环境的水分条件。

3.1.3、在外界环境CO2浓度稀薄的冬季，日光温室辣椒越冬栽培通过采用秸秆生物发酵措施，可释放出大量CO2，大幅度提高日光温室内环境CO2浓度。秸秆生物发酵处理的环境CO2浓度及辣椒叶片胞间CO2浓度分别较对照提高37.32%和30.88%。弥补了温室内CO2的不足，从而促进辣椒的光合作用，加速光合产物的积累，促进了辣椒的早熟和产量的增加。

3.1.4、在外界环境最不适温室越冬栽培的冬季，采用秸秆生物发酵措施，秸秆发酵后产生的有机和无机养分，可增加土壤养分供给，使养分供给更全面。辣椒果实的VC含量和干物质含量较对照分别提高55.79%和7.41%，在一定程度上改善了辣椒的果实品质。

3.1.5、在外界环境极端恶劣的冬季，日光温室辣椒越冬栽培通过采用秸秆生物发酵措施，可全面改善辣椒栽培质量，增加日光温室越冬栽培辣椒的抗逆性，提高抵抗低温冷害的能力。同时，促进辣椒提早成熟上市，增加前期产量，增产幅度33%以上；提高单位面积总产量，增产幅度26%以上。

3.2、讨论

该项试验研究虽然取得了初步的成果，但秸秆生物发酵在辣椒越冬栽培中的表现仍有不足之处，还有待进一步试验论证。为了能够使该措施最终在当地辣椒越冬栽培中得以大面积推广应用，需注意和解决以下问题。3.2.1、秸秆的来源问题

日光温室辣椒越冬栽培中，应用秸秆生物发酵措施的栽培效果是非常显著的。但如何提供充足的秸秆是一个问题，由于在当地铺设秸秆大多在8-9月份，主要农作物（玉米）还未成熟，秸秆难以获取，只能用上年的秸秆。而上年的秸秆除了大部分用作燃料烧掉外，少部分喂了牲畜，剩下的就很少了。用上年的秸秆涉及到保存问题，因为经过夏季雨淋后秸秆会发生腐烂，不能用作发酵或效果差。因此，秸秆来源成为制约该项栽培措施在当地日光温室辣椒越冬栽培中应用推广的因素之一，充足的秸秆是保障该措施推广应用的基本条件。

3.2.2、地表土下沉问题

秸秆发酵分解后，原有体积逐渐缩小，导致地表土下沉。地面下沉容易损伤辣椒根系，在影响根部吸收的同时增加染病的机会，进而影响辣椒的生长发育。如何缓解秸秆发酵后地表下沉，是值得考虑的问题。

3.2.3、土壤酸化问题

秸秆发酵过程中产生的腐殖酸会逐渐酸化土壤，致使土壤偏酸产生负效应。在应用该措施的同时怎样配合施肥，是进一步要研究的问题。

秸秆生物发酵措施仅在当地日光温室越冬栽培辣椒上成功应用，对象单一，代表性较差，缺乏说服力。相关试验表明，在黄瓜和番茄上应用效果良好[6-8]，该技术具有很高的应用推广价值。

总之，日光温室辣椒越冬栽培应用秸秆生物发酵措施是利大于弊的。在北方冬季最寒冷时期，通过应用该措施，使日光温室辣椒越冬栽培的温度、气体、土壤及水分条件得到充分的改善，创造更适合冬季日光温室栽培辣椒的生长发育环境条件，可有效解决日光温室辣椒越冬栽培障碍问题。不但使辣椒抵御低温冷害的能力得到提高，增加了辣椒的抗逆性，而且可改善辣椒产品品质，促进辣椒产品提早上市，增加辣椒产量，提高经济效益，最终使日光温室辣椒越冬栽培的整体质量得到提升。同时，为农作物秸秆的转化利用提供了一条有效途径。

参考文献

[1] 马增奇，王静学.农作物秸秆的综合利用[J].现代化农业，2005（3）：32.

[2] 杨孝海.秸秆禁烧与综合利用的问题与对策[J].甘肃农业，2003（8）：28-30.

[3] 邹海明.农业秸秆资源化利用途径探讨[J].农业与技术，2005，25（5）：78-80.

[4] 张世明，徐建堂.秸秆生物反应堆新技术[M].北京：中国农业出版社，2005.

[5] 林淑敏.设施园艺秸秆生物反应堆技术（二）：秸秆生物反应堆的后期管理[J].蔬菜，2011（12）：33.

[6] 郭敬华，石琳琪，董灵迪，等.秸秆生物反应堆对日光温室黄瓜生育环境及产量的影响[J].河北农业科学，2009，13（5）：17-19.

[7] 李明霞，杨怀亮，李金忠，等.秸秆生物反应堆技术在温室番茄上的应用[J].中国瓜菜，2008（03）：28-29.

[8] 宋彩霞，张宪正，孙泽伟.设施蔬菜秸秆生物反应堆技术应用效果[J].蔬菜，2011（11）：56-57.