玉米秸秆生物反应堆替代化肥对土壤理化性质和西瓜产量与品质的影响

2018-2020年通过设置传统施肥处理和玉米秸秆生物反应堆部分替代化肥处理,以期实现土壤理化性质与西瓜产量品质协同提升。结果表明,秸秆生物反应堆技术较常规栽培能够在减少化肥(15-15-15)用量375 kg·hm^(-2),且不施用农药的基础上,改善土壤理化性质、提高西瓜产量与品质。秸秆生物反应堆部分替代化肥处理的土壤有机质含量较试验前持续提高,增幅18.8%,而传统施肥导致土壤有机质含量持续降低,降幅12.4%。同时,秸秆生物反应堆部分替代化肥处理能够增加碱解氮的供应,减少有效磷与速效钾的累积。与传统施肥处理相比,秸秆反应堆部分替代化肥处理能够显著提高西瓜产量,平均增产6.8%(6.6%~8.1%);2020年的西瓜蛋白质含量提高5.4%、可溶性固形物含量提高17.9%、维生素C含量提高7.5%。基于以上结果,安丘市西瓜产区应用秸秆生物反应堆技术对西瓜的优质可持续生产具有重要意义。

秸秆生物反应堆技术的应用对设施黄瓜土壤微生物的影响

通过引进微生物制剂对设施黄瓜枯萎病进行生态调控研究。结果表明,在黄瓜生长前期和中期,秸秆生物反应堆处理土壤微生物结构由易发病的真菌型向有利于蔬菜生长的细菌型转变,即真菌数量几乎维持不变,但细菌和放线菌数量增加较快,后期则变化不大。使用秸秆生物反应堆技术,可提高土壤微生物对碳源的利用率,使土壤生理代谢活力增强,改变土壤营养条件,使其朝着有利于作物生长的方向进行。

秸秆生物反应堆与菌肥对温室番茄土壤微环境的影响

为研究秸秆生物反应堆、微生物菌肥及两者配套措施对土壤理化性质和微生物功能多样性,以及作物生长的长期影响,试验以传统种植方式为对照(CK,常规栽培),研究了菌肥(T1,微生物菌肥4 kg/667 m2)、内置式秸秆生物反应堆(T2,秸秆(4 t/667 m2)+发酵沟菌剂(8 kg/667 m2)+腐熟猪粪(600 kg/667 m2))及2种措施配套处理(T3,秸秆(4 t/667 m2)+发酵沟菌剂(8 kg/667 m2)+微生物菌肥(4 kg/667 m2)+腐熟猪粪(600 kg/667 m2))对土壤理化性质和微生物功能多样性的影响。结果表明:1)与CK相比,秸秆生物反应堆能够在一定时期内提高土壤含水率;而菌肥能够在一定时期内降低土壤含水率,秸秆生物反应堆能够显著降低土壤酸性和电导率(EC,electrical conductivity)值,缓冲土壤酸化和次生盐渍化;而单施菌肥对土壤酸碱性和EC值没有显著影响。2)秸秆生物反应堆(T2)增加了土壤中有机质的含量和土壤微生物量,降低土壤中速效磷、钾的含量;微生物菌肥(T1)降低了土壤中有机质含量和微生物量,而显著提升了土壤的速效磷、速效钾含量,两种措施配套处理效果则更明显。3)菌肥能够改善土壤微生物对多聚物、碳水化合物和氨基酸的利用效率,而秸秆生物反应堆能够促进土壤微生物对于一部分氨基酸、羧酸类、酚酸类和胺类物质的利用。而2种措施同时使用时,其促进和改善微生物碳代谢能力的作用则更加显著。4)各处理均能够在一定程度上增加各年度番茄产量。综合考虑,认为内置式秸秆生物反应堆和菌肥配套处理(T3)能够更好的改善和修复日光温室连作土壤,增加作物产量,是一种较为有效的农艺措施。

内置秸秆反应堆和菌剂对日光温室土壤温度及越冬番茄生长的影响

以日光温室越冬番茄为试材,研究了内置秸秆反应堆和菌剂对日光温室土壤温度及越冬番茄生长的影响。结果表明:施用微生物菌剂、内置式秸秆反应堆技术及两者共用后平均分别增加土壤温度0.28、0.85、1.23℃;内置式秸秆反应堆技术及两者共用能够显著加快越冬番茄植株的生长速率,使番茄前期产量增加10.7%和11.8%。

秸秆生物反应堆技术对温室秋冬茬番茄生长环境影响研究

采用田间小区对比试验的方法,研究秸秆生物反应堆技术在秋冬茬温室番茄生产中对温室地温、土壤理化特性、土壤保墒能力、CO2浓度的影响。结果表明,应用秸秆生物反应堆技术提高地温2～4℃;应用秸秆生物反应堆技术可以很好地改善土壤理化特性,并可以提高土壤的保墒能力和温室内CO2浓度。

秸秆反应堆在北方日光温室长季节栽培中的应用研究

以"金棚1号"番茄、"美国碧玉"角瓜为试材,在北方日光温室长季节栽培模式下,研究了秸秆内置反应堆4种不同启动时间以及是否添加菌剂对日光温室冬季地温、植株整个生育期生物学性状以及产量的影响。结果表明:秸秆生物反应堆处理可明显提高日光温室地温,15cm土层平均温度增加1.63、1.05、1.09、1.34℃,前茬番茄长势明显优于对照,根系发达、健壮,产量平均比对照增加16.20%;后茬角瓜后效明显,比对照增产37.14%。

不同秸秆发酵菌种对日光温室环境及越夏番茄生长发育的影响

以越夏栽培番茄为试材,研究了不同秸秆生物发酵菌种对日光温室土壤温度、CO2浓度及越夏番茄生长发育的影响。结果表明：应用不同秸秆生物发酵菌种处理的内置式秸秆生物反应堆,均可显著提高土壤温度和CO2浓度;对株高有极显著的促进作用,可显著提高番茄产量（3.6%~17.5%）。综合比较3种秸秆生物发酵菌种,正农菌种表现优于广宇菌种和圃园菌曲。

秸秆生物反应堆对宁夏引黄灌区设施连作土壤及蔬菜生长的影响

研究了秸秆生物反应堆对宁夏引黄灌区设施连作土壤及蔬菜生长的影响。结果表明:使用秸秆生物反应堆可显著提高宁夏引黄灌区设施连作土壤质量,第1年使用秸秆生物反应堆后,土壤有机质含量为对照的1.79倍,使用后第2年有机质含量仍高于对照土壤,并且可一定程度上降低土壤碱性;使用秸秆生物反应堆第1年,土壤细菌数量为连作4a对照的2.74倍,使用第2年后为对照的1.46倍。使用秸秆生物反应堆第1年,土壤真菌数量为连作4a对照的3.86倍,使用第2年后为对照的1.43倍。土壤多酚氧化酶、蔗糖酶活性也显著提高;使用秸秆生物反应堆对作物根系与形态建成也有一定的促进作用;使用秸秆生物反应堆第1年,番茄的产量显著高于连作4a土壤,增产14.8%;使用第2年的秸秆生物反应堆,黄瓜的产量显著高于连作4a土壤12.5%。

秸秆生物反应堆条件下秋冬茬温室番茄滴灌灌溉制度研究

通过2010年—2011年秋冬季温室小区对比试验,研究了滴灌条件下秸秆生物反应堆对秋冬茬温室番茄的耗水特性及水分利用效率的影响,利用主成分分析法确定秸秆生物反应堆条件下秋冬茬温室番茄的适宜滴灌灌溉制度。结果表明:与对照处理相比,秸秆生物反应堆明显增加了番茄开花坐果期和结果期的耗水强度,其增幅分别为27.01%~50.50%和15.87%~76.32%。秸秆生物反应堆条件下的番茄产量明显高于对照区番茄,其增幅为18.38%~35.97%。水分利用效率亦表现出秸秆生物反应堆高于对照区的规律,其增幅为8.31%~29.08%。当土壤水分苗期在60%θf^70%θf、开花坐果期在70%θf^80%θf、结果期在70%θf^80%θf时,对提高果实产量和水分利用效率方面的促进作用较为明显。

秸秆生物反应堆对设施番茄产量和品质的影响

以番茄(Solanum lycopersicum)品种‘迪维斯’为试材,利用内置式秸秆生物反应堆,探讨秸秆生物反应堆用量对设施连作严重地区番茄生长、品质及产量的影响。结果表明,与对照相比,秸秆生物反应堆能明显提高温室CO_2浓度和气温,其中,7:00温室CO_2浓度为最高,各处理高于对照825～1 162.7 mg·kg^(-1);气温于14:00最高,各处理较对照提高0.7～2.3℃;维生素C含量以T3处理最大,为135.2 mg·kg^(-1),较对照增加2.7%,但各处理间差异不显著;可溶性糖含量变化趋势与维生素C含量变化趋势类似;有机酸含量以对照最大,为0.38%,处理间差异达显著水平;糖酸比以T1处理最佳,为8.46;各处理设施番茄产量为121 236.0～127 227.0 kg·hm^(-2),较对照增产3.21%～8.31%。

发酵菌剂与秸秆生物反应堆复配对越冬番茄生长特性的影响

为探讨适宜宁夏越冬番茄高效安全生产的发酵菌剂,以宁夏市场上广泛销售的5种秸秆菌剂为处理,研究玉米秸秆反应堆复配发酵菌剂对番茄植株生长和叶绿素荧光特性的影响。结果表明,YD(秸秆反应堆+远东秸秆生物发酵菌剂)、HN(秸秆反应堆+河南沃德秸秆生物发酵菌剂)、SD(秸秆反应堆+山东秸秸灵发酵复合菌剂)显著促进番茄植株生长,SD降低非光化学猝灭系数、表观光合电子传递速率和实际光化学量子产量,除BJ(秸秆反应堆+北京京圃园有机废料发酵菌剂)外其他菌剂均显著增加番茄产量,NX(秸秆反应堆+宁夏诺德曼发酵复合菌剂)和SD有利于宁夏越冬番茄高效安全生产。

秸秆生物反应堆技术在新疆地区设施葡萄生产中的试验初探

在新疆北疆地区对冬促早栽培模式设施葡萄夏黑进行秸秆生物反应堆技术的应用效果明显，能保证枝条正常萌发所需要的地温。在葡萄根部布置内置式秸秆反应堆能提升植株根部地温，比正常加温温室的地温提高3～4℃，气温提升4～5℃，葡萄上市时间提早7 d。每棚467 m2节省成本17.4%，增产31%。

秸秆生物反应堆在白玉黄瓜生产上的应用

对内置式秸秆生物反应堆技术在日光温室白玉黄瓜生产上的应用效果进行了研究。结果表明,与对照相比,利用秸秆生物反应堆技术可显著提高日光温室内气温0.5~3.9℃、地温1.1~6.8℃,CO2浓度增加430~1 190μL/L;可延长白玉黄瓜生长期与采收期,使整个收获期延长30 d;可提高白玉黄瓜产量和品质,提升生产效益,其中,与对照相比,黄瓜产量提高25.5%,果实干物质、Vc含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量分别提高16.9%、37.3%、18.7%、18.5%,硝酸盐含量则降低45.9%,生产效益提高105 000元/hm2,但可滴定酸含量变化不明显。

秸秆生物反应堆对日光温室微生态环境及草莓光合性能的影响

秸秆生物反应堆技术作为设施栽培中CO2施肥新技术，能够有效的提高温室内CO2体积分数。以章姬红颜草莓为材料，对比研究3种气孔模式秸秆生物反应堆处理对日光温室内温湿度、土壤温度、温室内CO2体积分数以及草莓光合性能的影响。结果表明，A、B、C3个气孔模式秸秆反应堆处理均能提高温室内温度及地温，提高温室内CO2体积分数，降低温室内湿度。其中A处理效果最为显著，与对照相比，温室内温度提高0．9～2．6μ，湿度降低3．3％～7．1％，土壤温度提高1．0～1．4℃，温室内coz体积分数提高154．5～270．7μL／L。由于温室内CO2体积分数的提高和生长环境的改善，草莓光合速率显著提高，A处理较对照增加了90．4％。可见，行间打3排孔、孔距25cm的秸秆生物反应堆气孔模式更适合在设施生产中推广应用。

秸秆反应堆纵向可调开沟装置的研制

开沟是秸秆生物反应堆种植作业的重要环节,目前其开沟主要是人工劳动或微耕机作业,人工挖掘填埋劳动强度大、工作效率低,微耕机开沟浅,需要多次作业,不能满足开沟工艺要求。为提高开沟效率,完成秸秆生物反应堆开沟农艺要求,设计制造了一种纵向可调旋转式开沟装置。该装置的开沟刀纵向旋转进行开沟,抛出的土由挡土板引导落在沟的两旁,调节伸缩杆长度控制开沟刀轴倾角,其具有开沟深度可调、开沟效果好、工作效率高及结构简单等特点。

秸秆生物反应堆与S-诱抗素对番茄植株生长和果实品质的影响

以番茄为试材,研究了秸秆生物反应堆和S-诱抗素对番茄生物学特征、果实品质及产量的影响。结果表明:单一施用秸秆生物反应堆或S-诱抗素,番茄植株长势中等,番茄品质一般,不埋秸秆、喷施S-诱抗素的处理产量高于埋秸秆、不喷施S-诱抗素的处理,不埋秸秆、不喷施S-诱抗素的处理植株长势最弱,可溶性固形物和维生素C含量最低;埋秸秆喷施S-诱抗素的处理植株长势、果实品质和产量均高于其它3个处理,综合分析得出,秸秆生物反应堆和S-诱抗素相互作用有利于提高设施番茄植株生长、品质和产量。

添加有机物对玉米秸秆发酵中氮素转化及微环境的影响

针对日光温室土壤中过度施肥且氮素利用率低导致氮素积累阻碍土壤可持续利用,以及冬季生产中土壤低温、寡CO2环境因素限制作物产量及品质等问题,以玉米秸秆与不同有机物的混合物为生物堆材料,研究发酵过程中产生的热量、CO2逸散量以及氮素矿化速率。结果表明:残畜有机物+玉米秸秆(R)和羊粪+玉米秸秆(S)中NO-3-N含量和NH+4-N含量均显著高于CK(土壤+玉米秸秆,对照),且随着发酵时间延长,NO-3-N含量呈现上升趋势,NH+4-N含量呈现下降趋势;在发酵15 d内,牛粪+玉米秸秆(D)中NO-3-N含量显著高于CK,NH+4-N含量则在发酵15~20 d时显著高于CK;鸡粪+玉米秸秆(C)中NO-3-N含量则在发酵后期(20 d)显著低于CK,NH+4-N含量在整个发酵期与CK相比均无显著性变化,且总氮素矿化速率依次为R>S>D>CK>C。不同类型有机肥的添加使玉米秸秆发酵后累积温度和CO2逸散总量均显著高于CK。因此,残畜有机物+玉米秸秆(R)被视为最佳有机物组合。通过改变反应堆中有机物的配比,添加含氮量高的有机物来提高发酵体系的氮源浓度,可加速反应物中氮素矿化的进程、提高积累温度和CO2逸散总量,有利于日光温室冬季生产。

应用秸秆生物反应堆技术不同灌水方式对番茄产量影响研究

通过应用秸秆生物反应堆技术不同灌水方式对番茄生长及产量的影响试验研究,筛选出应用秸秆生物反应堆技术最佳灌水方式,为此项技术在宁夏大面积推广提供科学依据。

秸秆生物反应堆技术应用不同秸秆原料对番茄生长及产量的影响研究

研究了可用于日光温室中秸秆生物反应堆技术不同秸秆种类对土壤理化性质、棚内地温、植物生长势、有机质含量及产量等方面的影响。结果表明：秸秆生物反应堆技术应用不同秸秆原料地温比对照提高0.22~2.20℃;初花期比对照提前2~4 d,第一穗果转色率比对照提高1.78%~3.61%;植株株高分别比对照高7.11~34.01 cm;土壤有机质、有效磷、速效钾、水解氮、全氮含量增加,土壤p H值降低,产量显著提高。

不同土壤处理对设施土壤中微生物生物量的影响

以番茄(Lycopersicon esculentum)‘粉宴1号’为试材,研究蚓粪(V)、生物碳(BC)、秸秆生物反应堆(SBR)与鸡粪(CK)对土壤酶活性、微生物量及碳源利用率的影响。结果表明:与CK相比,V处理增加0~20 cm磷酸酶和脲酶活性,增幅为40.74%、53.33%,BC处理增加0~20 cm蔗糖酶和过氧化氢酶活性,增幅为35.59%、63.93%,SBR处理增加20~40 cm磷酸酶、脲酶与过氧化氢酶活性,增幅为73.68%、43.75%、73.41%;与CK相比,V、BC处理提高0~20 cm可培养细菌25.16%、27.50%,SBR处理提高20~40 cm可培养细菌39.505%,V处理提高0~20 cm可培养放线菌14.13%,SBR处理提高20~40 cm可培养放线菌15.66%~43.13%,BC处理提高0~20 cm可培养真菌40.78%;与CK相比,SBR处理提高20~40 cm微生物量碳、氮60.11%、44.13%,V处理提高0~20 cm微生物量氮36.84%;与CK相比,BC与SBR处理显著提高碳水化合物、多聚类和羧酸类碳源的利用,V处理显著提高氨基酸类、胺类和酚类碳源的利用。