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秸稈生物反應堆技術

作者: 發布于:2016/1/29 11:12:06 點擊量:

技術背景:

近年來,隨著人民生活水平的提高和農業種植結構的調整,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,收到了很好的經濟和社會效益。但作為一種高投入、高產出、集約化的工廠化農業生產方式,也極大地改變了土地原有的理化性質和生物學環境。主要表現在以下幾個方面:1、土壤鹽漬化;2、有機質含量下降,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。但往往保護地內地溫與氣溫升高不協調,在春季往往氣溫已達到生育適溫,而地溫偏低,影響了根系生長和對養分、水分的吸收,進而使植株生長緩慢,產量降低。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的重要限制因子。實驗表明,中午前后CO2濃度往往低至150~200ppm,甚至接近CO2補償點,因而光合速率降低,導致減產。

針對上述問題,國內多家農業科研院所提出了關于土壤改良和土傳病害治理方面的基本思路——利用秸稈發酵技術改善大棚種植環境。據此,北京正農農業科技有限公司在改進和完善自主研發的農業有益微生物制劑的基礎上,通過施用農作物秸稈和利用特定有機物質,實現土壤理化性質和生物學功能的徹底好轉,開發出秸稈生物反應堆技術配套菌種。

秸稈生物反應堆技術一方面可以解決農村大量剩余秸稈的綜合利用問題,控制設施農業土傳病害的傳播,減少農藥用量,改善農產品品質,生產出有機、綠色農產品,同時能使設施蔬菜土壤的理化性質和生物學性狀得到改善。本技術所利用的玉米等作物秸稈可快速轉化為農作物生長所需的熱量、二氧化碳、有機和無機養料,達到改良土壤、防治根病、促進作物生長發育、提高作物光合效率的目的,進而獲得高產、優質、早熟的蔬菜產品,對我國的設施蔬菜生產具有重要的意義。

原理、意義:

1  秸稈生物反應堆的原理

秸稈生物反應堆技術是依據有機物質的微生物代謝原理,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,同時產生作物生長所需要的熱量、有機物質和營養元素。發酵過程中所產生的大量微生物及其分泌物改善了作物的生長環境,促進作物的生長發育,抑制土傳病蟲害的發生,進而獲得高產、優質的無公害農產品。

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,主要有以下幾個方面:

2.1 增加棚室內CO2濃度,進而增加產量,提高經濟效益。據科學測定,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,黃瓜可增產42%,芹菜增產50%,蕃茄可增產35%,其他各種蔬菜也同樣可增產14~45%左右。因此,在科學生產上必須設法增加大棚內的CO2濃度,從而滿足蔬菜等作物光合作用所需。本項技術能直接提高CO2濃度5倍左右,緩解了“植物的CO2光合饑餓現象”。

2.2 協調溫室氣溫、地溫比例,早播早收,提前上市。目前,溫室內地溫和氣溫不成比例,造成植物的根冠比失調,制約作物產量的提高。本項技術能提高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,促進循環農業的發展。由于農藥化肥的不合理使用,導致土壤有害物質的積累和土壤理化性質的劣化。秸稈生物反應堆技術利用微生物發酵秸稈生產生物有機肥料,不但消化了秸稈,還消除了土壤中常年積累的有害物質,改善了土壤理化性質,促進循環農業生產模式的發展。

2.4 生物防治,生產無公害產品。保護地栽培過程中存在的通風不良、濕度過大、溫差過大、葉面結露,線蟲泛濫等原因導致的病害比較嚴重,單純使用化學農藥不能從根本上解決問題。秸稈生物反應堆可以持續地產生大量有益微生物。這些有益微生物能有效抵抗、抑制致病菌,從而達到防治病蟲害,生產無公害產品的目的。

建造方式:

1 操作規程:

1.1開溝:在大棚內橫向開溝,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,那么開溝時的溝寬應為60cm,溝距60cm,溝深30cm。

1.2鋪稈:在開好的溝內鋪滿秸稈(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,應按照秸稈總量干基的2‰的用量撒入專用專用菌種(6m長、60cm寬的溝用菌種3把,8m長、60cm寬的溝用菌種4把,以此類推)。同時按照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,覆土后,應覆膜。

1.6灌水:完成上述工作后,應順大棚內地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,順反應堆方向以30cm一行20cm一個,用12號鋼筋打孔,打孔時應穿透秸稈。

1.8種植管理:澆水15日后,即可進行播種或定植。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行。如果選擇行下,應該在定植前10~15天完成。如果已經定植則可在定植行的大行之間進行。

2.1三足:①秸稈用量要足:根據試驗,增產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秸稈發酵。

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避免開溝過深:開溝過深會導致氣體交換不暢,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,秸稈發酵速度慢,導致地溫升高慢,影響定植時間。 

應用效果:

實踐表明:使用該技術,增產幅度在30%左右,節約投入50%,凈收益平均增長40%,最高可達80%。由于產品提前成熟上市10~15天,品質明顯改善,其綜合效益顯著高于傳統栽培。

應用該技術后,由于CO2供應充足,氣溫、地溫提高,有益微生物大量繁殖,及秸稈腐熟后產生大量的有機、無機養分,使作物生長健壯,抗病抗逆能力增強,土壤得到快速改良,高產穩定優質,使農藥使用量下降70%以上,顯著提高果菜品質,蔬菜外觀和口味都有極大改善。 

同時能夠使大量剩余秸稈得到合理利用,提高秸稈的利用率,產生良好的經濟效益,并能有效解決焚燒秸稈造成的環境污染、火災、威脅高速公路行車和飛機起降等問題。 



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