陳曉峰，韓家晨，徐國(guó)帥，孟祥詞，隋好林

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)煙臺(tái)研究院，山東煙臺(tái)264670）

海陽白玉黃瓜是國(guó)家著名的地理標(biāo)志農(nóng)產(chǎn)品，因其良好的外觀和較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值而廣受市場(chǎng)歡迎[1]。近幾年，隨著白玉黃瓜種植生產(chǎn)效益增加，露地和設(shè)施栽培規(guī)模不斷擴(kuò)大，但是白玉黃瓜由于受限于品種特點(diǎn)，秋冬及早春反季節(jié)栽培極易受低溫、CO2氣體虧缺等環(huán)境因素的影響，出現(xiàn)植株長(zhǎng)勢(shì)弱甚至凍害現(xiàn)象的發(fā)生，影響產(chǎn)量和品質(zhì)，而在實(shí)際生產(chǎn)中多采用秸稈還田技術(shù)來解決這些問題。

秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)是在特定的技術(shù)條件下，利用秸稈發(fā)酵過程中釋放的熱量、CO2、礦物質(zhì)元素和有機(jī)質(zhì)等物質(zhì)來改善作物生產(chǎn)環(huán)境，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)、增收[2-4]。同時(shí)，該技術(shù)應(yīng)用還可降低設(shè)施栽培中作物對(duì)水分、化肥和農(nóng)藥的需求，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用，在設(shè)施蔬菜栽培上應(yīng)用較為廣泛[5-8]，但未見在白玉黃瓜栽培中的應(yīng)用研究。

本試驗(yàn)對(duì)內(nèi)置式秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)在日光溫室秋冬茬白玉黃瓜生產(chǎn)應(yīng)用效果進(jìn)行了研究，旨在為該技術(shù)在黃瓜生產(chǎn)上的應(yīng)用提供科學(xué)參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試白玉黃瓜品種為鮮明三號(hào)；供試菌種為山東世明生物反應(yīng)堆蔬菜專用菌種和疫苗。

1.2 試驗(yàn)地選擇

試驗(yàn)在山東海陽市“愛農(nóng)家庭農(nóng)場(chǎng)”進(jìn)行。試驗(yàn)在3 個(gè)日光溫室內(nèi)進(jìn)行，每個(gè)棚室面積均為700 m2（70 m×10 m），其中，2 棟進(jìn)行秸稈生物反應(yīng)堆試驗(yàn)，1 棟作為對(duì)照（CK）。

1.3 行下式內(nèi)置式秸稈生物反應(yīng)堆建造

1.3.1 定植前的準(zhǔn)備

1.3.1.1 開溝、鋪秸稈 在定植前20 d，每個(gè)溫室施有機(jī)肥10 m3，深翻、摟平。定植前15 d，在定植行挖溝，溝寬60 cm、深20 cm，溝長(zhǎng)與行長(zhǎng)相等，2 個(gè)定植行之間留出80 cm 管理通道。在挖好的定植溝內(nèi)順向鋪設(shè)干玉米秸稈，填平踏實(shí)的秸稈厚度約30 cm，溝兩頭的秸稈露出15 cm，每公頃秸稈用量約為75 000 kg。

1.3.1.2 撒菌種、做畦、澆水 每個(gè)溫室需用秸稈反應(yīng)堆專用菌種10 kg，菌種制備參考顧俊榮等[9]方法。將處理完的菌種均勻撒在秸稈上，然后撒上餅肥，用鍬拍打秸稈使菌種和餅肥上下均勻，每公頃需用餅肥1 500 kg。秸稈上覆土20 cm 左右，拍實(shí)以后做成高畦。白玉黃瓜在定植前10 d 澆水，第1 次澆大水、濕透秸稈，以后根據(jù)墑情澆水。

1.3.1.3 施疫苗、打孔 每公頃用疫苗75 kg，疫苗處理方法與拌菌種相同。于第1 次澆水后3～4 d，將處理好的疫苗撒到畦面上，用镢頭與表層土壤混勻，找平起壟，然后在畦面上打3 排通氣孔，孔距20～30 cm。白玉黃瓜定植后需重新打孔，作物生長(zhǎng)過程需要及時(shí)打孔。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4.1 溫室內(nèi)氣溫、地溫和CO2濃度 從定植次日開始，每20 d 記錄一次處理與對(duì)照溫室內(nèi)的氣溫和地溫（溫室東、中、西3 個(gè)位置），采用ZDR-20 型智能溫濕度記錄儀于上午揭覆蓋物前對(duì)溫室內(nèi)20 cm 處地溫進(jìn)行測(cè)定。從定植次日開始，每30 d測(cè)定一次溫室內(nèi)植株冠層CO2濃度（溫室東、中、西3 個(gè)位置），測(cè)定時(shí)間為上午揭覆蓋物后（臨近通風(fēng)前）。利用TPS-2 型便攜型光合儀測(cè)定溫室內(nèi)CO2濃度。每次測(cè)定重復(fù)3 次，取平均值。

1.4.2 白玉黃瓜生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期 作物生長(zhǎng)全過程記錄定植期、始花期、始收期、盛果期、拉秧時(shí)間。

1.4.3 果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量 第4 茬黃瓜成熟時(shí)取果實(shí)樣品進(jìn)行品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定，參考劉猷紅等[10]的測(cè)定方法，Vc 含量用鉬藍(lán)比色法，可溶性糖含量用蒽酮比色法，可溶性蛋白質(zhì)含量采用考馬斯亮藍(lán)法，總酸含量采用NaOH 中和法，硝酸鹽含量采用水楊酸-濃硫酸比色法。作物產(chǎn)量為累計(jì)產(chǎn)量。

1.4.4 生產(chǎn)效益 從開始收獲到采收結(jié)束，分別記錄每次采收的黃瓜質(zhì)量、銷售價(jià)格。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016 和SPSS 18.0 軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)對(duì)日光溫室內(nèi)氣溫、地溫的影響

大量研究證實(shí)，應(yīng)用秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)可提高日光溫室的氣溫和地溫[2-9]，尤其對(duì)地溫影響較為明顯[4-9]。從表1 可以看出，白玉黃瓜生長(zhǎng)周期中，處理和對(duì)照溫室內(nèi)氣溫、地溫變化規(guī)律相似，只是地溫的變化相對(duì)氣溫的變化較為平緩。應(yīng)用秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)后，處理溫室內(nèi)氣溫比CK 提高0.5～3.9 ℃，即使在最寒冷的2 月份，溫室內(nèi)最低氣溫也不低于10.8 ℃，黃瓜生長(zhǎng)不至于停止，此時(shí)，對(duì)照溫室內(nèi)氣溫約為7 ℃，出現(xiàn)了植株生長(zhǎng)緩慢、掉花掉果的現(xiàn)象；應(yīng)用秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)后，處理溫室地溫比CK 提高1.1～6.8 ℃，定植60 d 后，由于秸稈分解達(dá)到峰值，熱量大量產(chǎn)生，對(duì)處理溫室內(nèi)地溫的影響較大，此時(shí)正值黃瓜盛果期，極大地提高了黃瓜根部溫度，促進(jìn)了植株生長(zhǎng)。

表1 日光溫室內(nèi)氣溫、地溫調(diào)查結(jié)果 ℃

2.2 秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)對(duì)溫室內(nèi)CO2 濃度的影響

蔬菜作物生長(zhǎng)所需要的CO2濃度一般在800～1 000 μL/L[10-12]，個(gè)別品種飽和濃度甚至超過1 500 μL/L。研究表明，設(shè)施蔬菜秋冬茬栽培中，清晨揭開覆蓋物后2 h（未通風(fēng)前），溫室內(nèi)CO2隨著作物光合作用的進(jìn)行，濃度迅速降低，最低濃度約為100 μL/L 左右，導(dǎo)致作物光合作用遲緩[11-15]，因此，解決溫室內(nèi)CO2虧缺問題，是設(shè)施蔬菜生產(chǎn)的關(guān)鍵。從表2 可以看出，定植后前2 次CO2濃度測(cè)定，處理溫室較對(duì)照高出430～580 μL/L；隨著秸稈降解進(jìn)入高峰期，中間2 次測(cè)定中，處理溫室內(nèi)較對(duì)照CO2濃度高出950～1 190 μL/L；后期處理溫室CO2濃度增幅有所降低，但仍高于1 000 μL/L。處理溫室內(nèi)CO2濃度測(cè)量平均值為1 385 μL/L，而對(duì)照為624 μL/L，處理溫室CO2濃度是對(duì)照溫室的2.2 倍。日光溫室內(nèi)較高濃度的CO2可以促進(jìn)植株的光合反應(yīng)，進(jìn)而促進(jìn)作物生長(zhǎng)與產(chǎn)量提升。

表2 通風(fēng)前黃瓜冠層CO2 濃度調(diào)查結(jié)果 μL/L

2.3 秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)對(duì)白玉黃瓜生長(zhǎng)發(fā)育的影響

從表3 可以看出，應(yīng)用秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)后，處理溫室黃瓜植株始花期比對(duì)照提早2 d，始收期提前5 d，盛果期提前18 d，拉秧期推后23 d。田間觀察也發(fā)現(xiàn)，處理的白玉黃瓜植株表現(xiàn)為長(zhǎng)速快，株高、節(jié)數(shù)增加，而對(duì)照溫室內(nèi)植株在定植后60 d 左右，部分植株由于低溫的影響出現(xiàn)了頂端生長(zhǎng)點(diǎn)受凍現(xiàn)象，這與其他研究結(jié)果相符合[7-9，16-18]，說明秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)可明顯促進(jìn)瓜類作物的生長(zhǎng)發(fā)育。

表3 白玉黃瓜生長(zhǎng)周期調(diào)查結(jié)果 年-月-日

2.4 秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)對(duì)白玉黃瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)是日光溫室蔬菜生產(chǎn)的主要目標(biāo)，在設(shè)施作物栽培中利用秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)可大幅度提升作物產(chǎn)量和品質(zhì)[6-9，16-17]。由表4 可知，應(yīng)用秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)白玉黃瓜果實(shí)產(chǎn)量提高25.5%，這與何宗均等[17-19]研究結(jié)果相符合，說明該技術(shù)利用對(duì)蔬菜作物產(chǎn)量提升有很大的作用。與對(duì)照相比，應(yīng)用秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)可提高白玉黃瓜果實(shí)干物質(zhì)、Vc 含量、可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)含量，分別比CK 提高16.9%、37.3%、18.7%、18.5%，NO3-含量則減少45.9%。處理和對(duì)照果實(shí)可滴定酸含量沒有差異。秸稈降解使得土壤中各種元素含量均衡增加[19-21]，由于蔬菜硝酸鹽含量主要受施氮量的影響，因此，日光溫室內(nèi)應(yīng)用秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)可大幅減少化肥的施用，使得果實(shí)中硝酸鹽含量明顯降低。同時(shí)，處理溫室內(nèi)白玉黃瓜果實(shí)可溶性糖含量有明顯增加，在可滴定酸含量相對(duì)穩(wěn)定的情況，糖酸比增大，味道濃郁，瓜形正，商品合格率達(dá)到89%以上。

表4 秸稈反應(yīng)堆技術(shù)對(duì)白玉黃瓜果實(shí)品質(zhì)及產(chǎn)量的影響

2.5 秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)對(duì)白玉黃瓜生產(chǎn)效益的影響

從表5 可以看出，應(yīng)用秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)處理后溫室內(nèi)白玉黃瓜產(chǎn)量、產(chǎn)值明顯高于對(duì)照。處理溫室白玉黃瓜產(chǎn)量為137 536 kg/hm2，平均單價(jià)為3.12 元/kg，對(duì)照產(chǎn)量為109 625 kg/hm2，平均單價(jià)為2.93 元/kg，處理比對(duì)照增產(chǎn)27 911 kg/hm2；每公頃效益增加10 500 元。處理溫室應(yīng)用秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)在生產(chǎn)費(fèi)用投入上與對(duì)照相差不大，主要是因?yàn)樘幚頊厥业臐菜?、施肥和噴藥次?shù)明顯少于對(duì)照。

表5 每公頃生產(chǎn)費(fèi)用和效益比較 元

3 結(jié)論與討論

本研究發(fā)現(xiàn)，日光溫室白玉黃瓜生產(chǎn)中應(yīng)用秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)可顯著改善溫室內(nèi)作物生長(zhǎng)環(huán)境，其中，氣溫提高0.5～3.9 ℃，地溫提高1.1～6.8 ℃，CO2濃度平均提高約760 μL/L，可有效緩解日光溫室秋冬季蔬菜生產(chǎn)中面臨的低溫和CO2供給不足的問題。同時(shí)，溫室環(huán)境因素的改變，白玉黃瓜生長(zhǎng)周期延長(zhǎng)，植株性狀得到提升，主要病蟲害發(fā)生得到抑制，產(chǎn)品提早上市5 d，整個(gè)收獲期延長(zhǎng)30 d，產(chǎn)量提高25.5%左右，果實(shí)品質(zhì)獲得較大提升，效益有了明顯提高。應(yīng)用秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)，在減少勞力和人工費(fèi)投入的前提下，每公頃增加效益與多投入資金的比值為35∶1。

在日光溫室白玉黃瓜生產(chǎn)中應(yīng)用秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)，真正做到了不施（或少施）農(nóng)藥、化肥，澆水次數(shù)也大為減少，既節(jié)約了成本，又實(shí)現(xiàn)了農(nóng)作物廢棄物的綜合利用，在改善農(nóng)村環(huán)境的同時(shí)，還可以生產(chǎn)無公害農(nóng)產(chǎn)品。應(yīng)在保護(hù)地生產(chǎn)上大面積示范推廣該技術(shù)，以更好發(fā)揮秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)的增產(chǎn)效果。