技術(shù)背景：

近年來，隨著人民生活水平的提高和農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，我國(guó)蔬菜種植面積不斷擴(kuò)大，其中保護(hù)地反季節(jié)栽培更是發(fā)展迅速。保護(hù)地栽培雖然解決了冬季蔬菜的供應(yīng)難題，提高了人民生活水平，收到了很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。但作為一種高投入、高產(chǎn)出、集約化的工廠化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，也極大地改變了土地原有的理化性質(zhì)和生物學(xué)環(huán)境。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1、土壤鹽漬化；2、有機(jī)質(zhì)含量下降，土壤板結(jié)；3、土壤微生物區(qū)系嚴(yán)重惡化，有益菌群急劇減少，疫病、根腐病等土傳病害嚴(yán)重發(fā)生。

此外，在我國(guó)北方地區(qū)，冬春季節(jié)地溫低和CO2虧缺等也是困擾蔬菜反季節(jié)栽培的重大難題。在大棚越冬茬或早春茬栽培中，地溫比氣溫更重要。但往往保護(hù)地內(nèi)陸溫與氣溫升高不協(xié)調(diào)，在春季往往氣溫已達(dá)到生育適溫，而地溫偏低，影響了根系生長(zhǎng)和對(duì)養(yǎng)分、水分的吸收，進(jìn)而使植株生長(zhǎng)緩慢，產(chǎn)量降低。CO2是作物光合作用制造有機(jī)物的主要原料之一，但CO2虧缺已成為保護(hù)地蔬菜生產(chǎn)的重要限制因子。實(shí)驗(yàn)表明，中午前后CO2濃度往往低至150～200ppm，甚至接近CO2補(bǔ)償點(diǎn)，因而光合速率降低，導(dǎo)致減產(chǎn)。

針對(duì)上述問題,國(guó)內(nèi)多家農(nóng)業(yè)科研院所提出了關(guān)于土壤改良和土傳病害治理方面的基本思路——利用秸稈發(fā)酵技術(shù)改善大棚種植環(huán)境。據(jù)此，北京正農(nóng)農(nóng)業(yè)科技有限公司在改進(jìn)和完善自主研發(fā)的農(nóng)業(yè)有益微生物制劑的基礎(chǔ)上，通過施用農(nóng)作物秸稈和利用特定有機(jī)物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)土壤理化性質(zhì)和生物學(xué)功能的徹底好轉(zhuǎn)，開發(fā)出秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)配套菌種。

秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)一方面可以解決農(nóng)村大量剩余秸稈的綜合利用問題，控制設(shè)施農(nóng)業(yè)土傳病害的傳播，減少農(nóng)藥用量，改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，生產(chǎn)出有機(jī)、綠色農(nóng)產(chǎn)品，同時(shí)能使設(shè)施蔬菜土壤的理化性質(zhì)和生物學(xué)性狀得到改善。本技術(shù)所利用的玉米等作物秸稈可快速轉(zhuǎn)化為農(nóng)作物生長(zhǎng)所需的熱量、二氧化碳、有機(jī)和無(wú)機(jī)養(yǎng)料，達(dá)到改良土壤、防治根病、促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育、提高作物光合效率的目的，進(jìn)而獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、早熟的蔬菜產(chǎn)品，對(duì)我國(guó)的設(shè)施蔬菜生產(chǎn)具有重要的意義。

原理、意義：

1  秸稈生物反應(yīng)堆的原理

秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)是依據(jù)有機(jī)物質(zhì)的微生物代謝原理，即采用微生物菌種將秸稈轉(zhuǎn)化成植物光合作用的原料——二氧化碳，同時(shí)產(chǎn)生作物生長(zhǎng)所需要的熱量、有機(jī)物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)元素。發(fā)酵過程中所產(chǎn)生的大量微生物及其分泌物改善了作物的生長(zhǎng)環(huán)境，促進(jìn)作物的生長(zhǎng)發(fā)育，抑制土傳病蟲害的發(fā)生，進(jìn)而獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的無(wú)公害農(nóng)產(chǎn)品。

2  秸稈生物反應(yīng)堆的意義

秸稈生物反應(yīng)堆的意義綜合下來，主要有以下幾個(gè)方面：

2.1 增加棚室內(nèi)CO2濃度，進(jìn)而增加產(chǎn)量，提高經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)科學(xué)測(cè)定，大氣中的CO2濃度不足350ppm。而試驗(yàn)結(jié)果表明：若將大棚內(nèi)二氧化碳的濃度增至1000ppm時(shí)，黃瓜可增產(chǎn)42%，芹菜增產(chǎn)50%，蕃茄可增產(chǎn)35%，其他各種蔬菜也同樣可增產(chǎn)14～45%左右。因此，在科學(xué)生產(chǎn)上必須設(shè)法增加大棚內(nèi)的CO2濃度，從而滿足蔬菜等作物光合作用所需。本項(xiàng)技術(shù)能直接提高CO2濃度５倍左右，緩解了“植物的CO2光合饑餓現(xiàn)象”。

2.2 協(xié)調(diào)溫室氣溫、地溫比例，早播早收，提前上市。目前，溫室內(nèi)陸溫和氣溫不成比例，造成植物的根冠比失調(diào)，制約作物產(chǎn)量的提高。本項(xiàng)技術(shù)能提高20cm地溫4～6℃，棚內(nèi)氣溫增加2～3℃，從而有效地緩和了地溫與氣溫不協(xié)調(diào)的矛盾。不但能提前7～10天播種或定植，還能使蔬果提前10～20天上市，大大提高了保護(hù)地栽培的收益。

2.3 消化秸稈，改良土壤，促進(jìn)循環(huán)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。由于農(nóng)藥化肥的不合理使用，導(dǎo)致土壤有害物質(zhì)的積累和土壤理化性質(zhì)的劣化。秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)利用微生物發(fā)酵秸稈生產(chǎn)生物有機(jī)肥料，不但消化了秸稈，還消除了土壤中常年積累的有害物質(zhì)，改善了土壤理化性質(zhì)，促進(jìn)循環(huán)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的發(fā)展。

2.4 生物防治，生產(chǎn)無(wú)公害產(chǎn)品。保護(hù)地栽培過程中存在的通風(fēng)不良、濕度過大、溫差過大、葉面結(jié)露，線蟲泛濫等原因?qū)е碌牟『Ρ容^嚴(yán)重，單純使用化學(xué)農(nóng)藥不能從根本上解決問題。秸稈生物反應(yīng)堆可以持續(xù)地產(chǎn)生大量有益微生物。這些有益微生物能有效抵抗、抑制致病菌，從而達(dá)到防治病蟲害，生產(chǎn)無(wú)公害產(chǎn)品的目的。

建造方式：

1 操作規(guī)程：

1.1開溝：在大棚內(nèi)橫向開溝，溝寬一般比種植行寬20cm，溝距比操作行窄20cm，深25～40cm。如番茄：大行（操作行）為80cm,小行（種植行）為40cm，那么開溝時(shí)的溝寬應(yīng)為60cm，溝距60cm,溝深30cm。

1.2鋪稈：在開好的溝內(nèi)鋪滿秸稈（干秸稈），厚度以超過溝10cm為宜，將秸稈在溝的兩端各出槽10～15cm，以便于灌水。每畝大棚所用秸稈量約4噸左右。

1.3撒菌：秸稈鋪好后，應(yīng)按照秸稈總量干基的2‰的用量撒入專用專用菌種（6m長(zhǎng)、60cm寬的溝用菌種3把，8m長(zhǎng)、60cm寬的溝用菌種4把，以此類推）。同時(shí)按照3～5‰的用量撒入尿素（或者用9～15%的農(nóng)家肥代替），以加速秸稈的腐解并培養(yǎng)出定向微生物。

1.4覆土：在鋪好的秸稈上面覆蓋種植土15～20cm。

1.5覆膜：為減少水分蒸發(fā)，覆土后，應(yīng)覆膜。

1.6灌水：完成上述工作后，應(yīng)順大棚內(nèi)陸勢(shì)較高的一方將水灌入槽內(nèi)，灌水程度應(yīng)達(dá)到秸稈吸水飽和為止，上層所覆蓋的土有水洇濕。

1.7打孔：澆水后3、4天，順反應(yīng)堆方向以30cm一行20cm一個(gè)，用12號(hào)鋼筋打孔，打孔時(shí)應(yīng)穿透秸稈。

1.8種植管理：澆水15日后，即可進(jìn)行播種或定植。每隔20～25天往反應(yīng)堆里補(bǔ)水一次，水量要足，且在補(bǔ)水后3、4天及時(shí)打孔。作物的澆水次數(shù)可適當(dāng)減少。其他種植管理按照常規(guī)進(jìn)行。

2注意事項(xiàng)：

內(nèi)置式秸稈生物反應(yīng)堆根據(jù)需要可以在種植行下或行間進(jìn)行。如果選擇行下，應(yīng)該在定植前10～15天完成。如果已經(jīng)定植則可在定植行的大行之間進(jìn)行。

2.1三足：①秸稈用量要足：根據(jù)試驗(yàn)，增產(chǎn)效果與秸稈使用量成正比；②菌種用量要足：菌種施用量應(yīng)控制在秸稈用量的2‰，少則影響效果，多則增加投入；③第一次澆水要足：第一次澆水的目的是啟動(dòng)秸稈發(fā)酵。

2.2一露：為了澆水的方便和氣體交換的通暢，反應(yīng)堆兩端秸稈要露出茬頭15cm左右。

2.3三避免：①避免開溝過深：開溝過深會(huì)導(dǎo)致氣體交換不暢，秸稈腐解效果差；②避免覆土太厚：覆土過厚，氣體交換不暢，且影響地溫的提高；③避免打孔太晚：打孔過晚，秸稈發(fā)酵速度慢，導(dǎo)致地溫升高慢，影響定植時(shí)間。

應(yīng)用效果：

實(shí)踐表明：使用該技術(shù)，增產(chǎn)幅度在30%左右，節(jié)約投入50%，凈收益平均增長(zhǎng)40%，最高可達(dá)80%。由于產(chǎn)品提前成熟上市10～15天，品質(zhì)明顯改善，其綜合效益顯著高于傳統(tǒng)栽培。

應(yīng)用該技術(shù)后，由于CO2供應(yīng)充足，氣溫、地溫提高，有益微生物大量繁殖，及秸稈腐熟后產(chǎn)生大量的有機(jī)、無(wú)機(jī)養(yǎng)分，使作物生長(zhǎng)健壯，抗病抗逆能力增強(qiáng)，土壤得到快速改良，高產(chǎn)穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)，使農(nóng)藥使用量下降70%以上，顯著提高果菜品質(zhì)，蔬菜外觀和口味都有極大改善。

同時(shí)能夠使大量剩余秸稈得到合理利用，提高秸稈的利用率，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益，并能有效解決焚燒秸稈造成的環(huán)境污染、火災(zāi)、威脅高速公路行車和飛機(jī)起降等問題。