技術(shù)背景：
近年來(lái)，隨著(zhù)人民生活水平的提高和農業(yè)種植結構的調整，我國蔬菜種植面積不斷擴大，其中保護地反季節栽培更是發(fā)展迅速。保護地栽培雖然解決了冬季蔬菜的供應難題，提高了人民生活水平，收到了很好的經(jīng)濟和社會(huì )效益。但作為一種高投入、高產(chǎn)出、集約化的工廠(chǎng)化農業(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。主要表現在以下幾個(gè)方面：1、土壤鹽漬化；2、有機質(zhì)含量下降，土壤板結；3、土壤微生物區系嚴重惡化，有益菌群急劇減少，疫病、根腐病等土傳病害嚴重發(fā)生。
此外，在我國北方地區，冬春季節地溫低和CO2虧缺等也是困擾蔬菜反季節栽培的重大難題。在大棚越冬茬或早春茬栽培中，地溫比氣溫更重要。但往往保護地內陸溫與氣溫升高不協(xié)調，在春季往往氣溫已達到生育適溫，而地溫偏低，影響了根系生長(cháng)和對養分、水分的吸收，進(jìn)而使植株生長(cháng)緩慢，產(chǎn)量降低。CO2是作物光合作用制造有機物的主要原料之一，但CO2虧缺已成為保護地蔬菜生產(chǎn)的重要限制因子。實(shí)驗表明，中午前后CO2濃度往往低至150～200ppm，甚至接近CO2補償點(diǎn)，因而光合速率降低，導致減產(chǎn)。
針對上述問(wèn)題,國內多家農業(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。據此，北京正農農業(yè)科技有限公司在改進(jìn)和完善自主研發(fā)的農業(yè)有益微生物制劑的基礎上，通過(guò)施用農作物秸稈和利用特定有機物質(zhì)，實(shí)現土壤理化性質(zhì)和生物學(xué)功能的徹底好轉，開(kāi)發(fā)出秸稈生物反應堆技術(shù)配套菌種。
秸稈生物反應堆技術(shù)一方面可以解決農村大量剩余秸稈的綜合利用問(wèn)題，控制設施農業(yè)土傳病害的傳播，減少農藥用量，改善農產(chǎn)品品質(zhì)，生產(chǎn)出有機、綠色農產(chǎn)品，同時(shí)能使設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化為農作物生長(cháng)所需的熱量、二氧化碳、有機和無(wú)機養料，達到改良土壤、防治根病、促進(jìn)作物生長(cháng)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，對我國的設施蔬菜生產(chǎn)具有重要的意義。
原理、意義：
1 秸稈生物反應堆的原理
秸稈生物反應堆技術(shù)是依據有機物質(zhì)的微生物代謝原理，即采用微生物菌種將秸稈轉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(cháng)所需要的熱量、有機物質(zhì)和營(yíng)養元素。發(fā)酵過(guò)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(cháng)環(huán)境，促進(jìn)作物的生長(cháng)發(fā)育，抑制土傳病蟲(chóng)害的發(fā)生，進(jìn)而獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的無(wú)公害農產(chǎn)品。
2 秸稈生物反應堆的意義
秸稈生物反應堆的意義綜合下來(lái)，主要有以下幾個(gè)方面：
2.1 增加棚室內CO2濃度，進(jìn)而增加產(chǎn)量，提高經(jīng)濟效益。據科學(xué)測定，大氣中的CO2濃度不足350ppm。而試驗結果表明：若將大棚內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)上必須設法增加大棚內的CO2濃度，從而滿(mǎn)足蔬菜等作物光合作用所需。本項技術(shù)能直接提高CO2濃度５倍左右，緩解了“植物的CO2光合饑餓現象”。
2.2 協(xié)調溫室氣溫、地溫比例，早播早收，提前上市。目前，溫室內陸溫和氣溫不成比例，造成植物的根冠比失調，制約作物產(chǎn)量的提高。本項技術(shù)能提高20cm地溫4～6℃，棚內氣溫增加2～3℃，從而有效地緩和了地溫與氣溫不協(xié)調的矛盾。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，大大提高了保護地栽培的收益。
2.3 消化秸稈，改良土壤，促進(jìn)循環(huán)農業(yè)的發(fā)展。由于農藥化肥的不合理使用，導致土壤有害物質(zhì)的積累和土壤理化性質(zhì)的劣化。秸稈生物反應堆技術(shù)利用微生物發(fā)酵秸稈生產(chǎn)生物有機肥料，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。保護地栽培過(guò)程中存在的通風(fēng)不良、濕度過(guò)大、溫差過(guò)大、葉面結露，線(xiàn)蟲(chóng)泛濫等原因導致的病害比較嚴重，單純使用化學(xué)農藥不能從根本上解決問(wèn)題。秸稈生物反應堆可以持續地產(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，從而達到防治病蟲(chóng)害，生產(chǎn)無(wú)公害產(chǎn)品的目的。
建造方式：
1 操作規程：
1.1開(kāi)溝：在大棚內橫向開(kāi)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(kāi)溝時(shí)的溝寬應為60cm，溝距60cm,溝深30cm。
1.2鋪稈：在開(kāi)好的溝內鋪滿(mǎn)秸稈（干秸稈），厚度以超過(guò)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，應按照秸稈總量干基的2‰的用量撒入專(zhuān)用專(zhuān)用菌種（6m長(cháng)、60cm寬的溝用菌種3把，8m長(cháng)、60cm寬的溝用菌種4把，以此類(lèi)推）。同時(shí)按照3～5‰的用量撒入尿素（或者用9～15%的農家肥代替），以加速秸稈的腐解并培養出定向微生物。
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，應覆膜。
1.6灌水：完成上述工作后，應順大棚內陸勢較高的一方將水灌入槽內，灌水程度應達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?lè )磻逊较蛞?0cm一行20cm一個(gè)，用12號鋼筋打孔，打孔時(shí)應穿透秸稈。
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天往反應堆里補水一次，水量要足，且在補水后3、4天及時(shí)打孔。作物的澆水次數可適當減少。其他種植管理按照常規進(jìn)行。
2注意事項：
內置式秸稈生物反應堆根據需要可以在種植行下或行間進(jìn)行。如果選擇行下，應該在定植前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：根據試驗，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，反應堆兩端秸稈要露出茬頭15cm左右。
2.3三避免：①避免開(kāi)溝過(guò)深：開(kāi)溝過(guò)深會(huì )導致氣體交換不暢，秸稈腐解效果差；②避免覆土太厚：覆土過(guò)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(guò)晚，秸稈發(fā)酵速度慢，導致地溫升高慢，影響定植時(shí)間。
應用效果：
實(shí)踐表明：使用該技術(shù)，增產(chǎn)幅度在30%左右，節約投入50%，凈收益平均增長(cháng)40%，最高可達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(zhù)高于傳統栽培。
應用該技術(shù)后，由于CO2供應充足，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、無(wú)機養分，使作物生長(cháng)健壯，抗病抗逆能力增強，土壤得到快速改良，高產(chǎn)穩定優(yōu)質(zhì)，使農藥使用量下降70%以上，顯著(zhù)提高果菜品質(zhì)，蔬菜外觀(guān)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)濟效益，并能有效解決焚燒秸稈造成的環(huán)境污染、火災、威脅高速公路行車(chē)和飛機起降等問(wèn)題。
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