秸稈生物降解技術 大棚增產增收新途徑

王忠秋

(山東省菏澤市單縣李田樓鎮農業農村服務中心，山東 菏澤 274333）

現如今，全球范圍內逐漸出現了能源等多方面的危機問題，這也使得各類可再生能源被廣泛地應用，在我國以往的農業生產領域中，秸稈的利用水平相對較低，甚至很多農戶會選擇露天焚燒秸稈，不僅會造成資源的浪費，同樣也會對各地區空氣造成污染問題。因此本文主要圍繞秸稈生物降解技術，深入探討大棚增產增收的新途徑，切實提高了秸稈的可應用性和綜合價值。

1.秸稈生物降解技術分析

秸稈生物降解技術主要通過生物轉化的形式，對秸稈進行厭氧消化、乙醇發酵以及耗氧堆肥等多方面處理。其中厭氧消化的處理過程主要通過厭氧微生物對秸稈內部的可降解物質進行充分轉化，并進一步形成沼氣，而此類沼氣則可以直接應用于燃料生產以及人民群眾日常生活中的熱力所需和電力所需。乙醇發酵形式是應用微生物通過糖酵解，將秸稈中的糖分轉化為生物乙醇之后，可以用作替代燃料。耗氧堆肥則更加傾向于應用有氧微生物讓秸稈進行充分的分解，最后形成的有機物可以進行堆肥，并作為生物肥料全面應用于農作物的生長之中。不論是哪一種生物處理方法，在秸稈處理和生物降解中都有獨特的作用和價值，更加適合我國當前可持續發展的綠色道路。

2.秸稈生物降解技術應用重要性

在秸稈的處理過程中，應用生物方法實現秸稈資源的有效回收與利用。近年來我國農業生產過程中對于秸稈的回收與利用水平顯著提升，越來越受到社會各界的廣泛關注，其中秸稈還田、秸稈熱化學法等多種應用方式被積極應用，但是不能忽視的是，此類秸稈處理技術也存在較大的缺點問題。例如，在農業生產中直接對秸稈進行焚燒，雖然操作更加簡單便捷，但是會產生大量的溫室氣體和有害氣體，無法實現資源回收；而對秸稈進行就地填埋或壓塊處理，雖然整體處理成本相對較低，熱效率更高，但仍是也會在一定程度上造成能源資源的無法充分回收，占地面積更大，被農民接受的程度相對較低。相比之下，秸稈還田應用最為廣泛，操作便捷，既能夠減少水土流失問題，也能在原有產量的基礎上實現農作物的增產增收，但是秸稈還田的方式有較大的病蟲害隱患問題，單一通過生物降解效率相對較慢；而應用熱化學法在運營成本方面更高，反應條件更加苛刻，容易產生二次污染問題。因此在新時代背景下，積極推廣和應用秸稈生物降解技術，既能夠實現對秸稈能源資源的有效回收，避免秸稈焚燒以及溫室氣體等各類污染物的排放，也能有效減少秸稈運用和回收的占地面積，整體運營成本相對較低。

3.應用秸稈生物降解技術的價值與作用

3.1 促進光合作用

在大棚種植過程中應用秸稈生物降解技術能夠進一步提高大棚內部農作物的光合作用水平。植物需要在光合作用的影響之下，將水和二氧化碳合成富能有機物，同時放出氧氣，而在冬季時期大棚內部的放風量相對較少，如果在此時應用秸稈生物降解技術，會導致秸稈發酵過程中不斷提高大棚內部的二氧化碳濃度，相比之下會提升五倍左右，而此時光合作用也會提高一半以上，促進大棚內部植物的生長，提高開花與結果的效率，一般情況下可以實現大棚增產增收四成，顯著提高農產品的品質與水平。

3.2 強化病蟲害防治

應用秸稈生物降解技術能夠有效提高病蟲害的防治效果，在進行生物降解時，往往需要應用特殊的生物菌種，而菌種轉化過程中會生成大量的抗病孢子，孢子對于植物生長過程中的各類致病病菌有較好的抑制作用和殺菌效果，會將植物的發病率降低90%以上，減少了植物生長過程中化學藥劑施加的頻率，同時也能有效減少農藥在植物中的殘留。

3.3 改良大棚土壤結構

在大棚設施農業種植中應用秸稈生物降解技術，往往可以實現一定的增溫效果，會將原有的地位提高5℃左右，而棚內氣溫也會相比以往提高3℃左右，有效改善植物生長的環境，切實提升作物抗低溫的能力和水平，提前植物生育期。除此之外，應用秸稈生物降解技術能夠有效改良大棚內部的土壤結構，進一步提升土壤孔隙率，在增溫作用的影響之下，植物的生長更為茂盛，根系更加發達，土壤內部不同類型有益菌和肥力明顯增多，能夠減少各類化學肥料的施加和應用。

4.以秸稈生物降解技術實現大棚增產增收路徑

4.1 秸稈覆蓋與填埋技術

由于秸稈富含大量的有機物，可以用作肥料，在大棚種植中應用秸稈進行覆蓋與填埋，能夠有效提高土壤中的肥力，并對現有土壤進行保溫和保濕，避免大棚內部土壤出現板結。除此之外，也可以將秸稈直接鋪設在行間和壟面，具體的秸稈覆蓋厚度可以控制在15cm 左右，通過農作物秸稈的覆蓋與填埋既實現保溫保濕，也能為土壤提供必要的有機物和肥力。但是要特別注意在應用秸稈覆蓋與填埋技術時，需要對秸稈進行高溫殺菌，避免引發更為嚴重的病蟲害災害問題。相比于生物降解技術，秸稈的覆蓋與填埋在應用過程中也存在一定的生物降解元素，個別農戶也會在進行秸稈填埋的過程中適當拌入微生物制劑，以加快秸稈腐敗與分解過程，但是究其根本此類覆蓋于填埋技術病蟲害隱患相對較多，在應用過程中需要具體情況具體分析。

4.2 秸稈生物反應堆降解技術

在大棚農業發展進程中應用秸稈生物反應堆技術，主要通過有益菌種的全面繁殖，全面改良大棚土壤狀態和肥力。秸稈反應堆能夠讓秸稈內部產生高熱，以進一步殺死土壤中的有害生物和各類病菌細菌，并在此基礎上改良土壤及土質。在應用秸稈生物反應堆技術時需要提前做好開工鋪料，菌種播撒等相關操作，在秸稈生物降解配料過程中，可以按照每畝地3500kg 秸稈和10kg 菌種的比重進行配比，也可以適當加入麥麩、油渣、食草動物糞便等肥料，秸稈存在較多的氮元素，因此在應用秸稈生物降解技術的過程中避免重復施加氮肥。

4.3 秸稈生物降解技術的應用方法

為了實現大棚的增產和增收，廣泛應用秸稈生物降解技術可以分為內置、外置以及內外置相結合三種方式。

首先在秸稈生物反應堆的外置應用中可以直接在大棚的進口山墻位置挖一條發酵池，深度控制在80cm 左右，寬度為1m，也可以應用磚砌的方法，在發酵池中間位置建設一條氣道，而氣道需要向外延伸60cm 左右，在棚內建設氣體交換通道，連接氣體交換機，通過此種方式進行秸稈生物降解成本相對較高，操作更加復雜，因此內置式的應用技術更為普遍。

其次在內置式技術中，具體也可以分為行下內置以及行間內置兩種方法。行下內置需要提前開溝，在定植行下部挖寬度50cm、深度25cm 的槽溝，長度可以與定植行保持一致。我國很多北方地區玉米秸稈相對較多，因此可以應用此類玉米秸稈進行生物降解，每畝地應用3000kg 秸稈進行均勻鋪設，用腳踩實槽溝，兩端露出15cm 左右的秸稈，也可以在秸稈鋪設過程中配合農家肥，提高秸稈生物降解的效率和水平，避免土壤出現板結和病蟲害情況。隨后，可以向秸稈噴灑菌種，可以優先選擇液體菌種或固體菌種等多種形式，要確保菌種的噴灑均勻，避光狀態下堆積發酵5 小時至24 小時左右。噴灑菌種完成之后可以適當進行拍震，讓菌種能夠與秸稈進行全面接觸。噴灑菌種后可以對其進行覆土，可以應用敲或用腳踩的力量，讓土壤和肥料充分滲透到秸稈之間的縫隙之中，加快秸稈分解效率和二氧化碳的產生速度，配合適當澆水和打孔，在定植完成之后需要在植株周圍進行打孔通氣，一般情況下在澆水5 天左右可以進行及時打孔，具體的孔距和打孔位置可以根據不同的作物需求進行確定，完成前期準備之后，只要地溫適合可以進行搶早定植，進一步提高大棚作物的生長周期和生長質量水平。與之相對應的是行間內置式的應用方法，此類方法需要提前進行作物定植，等到秸稈收獲之后，直接在行間進行操作，其他流程工序與行下內置式基本類似。

5.應用秸稈生物降解技術的相關注意事項

5.1 菌種選擇與打孔處理

在應用秸稈生物降解技術提高大棚的產量與收益時，需要選擇更加優質的菌種，避免出現菌種與尿素等其他化學產品混合施用的情況。要選擇正規渠道的微生物肥料和菌種，避免直接從不法商販處購置不合格菌種，減少對產品及農作物生產質量的影響。在播撒菌種之后，可以進行澆水等一系列措施，具體應用過程中要保障秸稈和菌種的用量充足，首次澆水量的充足，避免直接向秸稈生物降解發酵溝內噴灑殺菌劑的情況，而對大棚內部的開溝和覆土也不宜過厚或過深，避免影響農作物的正常生長。開展打孔最主要目標在于保證生物降解過程中氧氣和二氧化碳的正常進出，隨著生物降解反應的不斷開展，降解反應堆內部通氣狀況會越來越差，如果通氣孔洞被阻塞，則會導致秸稈生物反應堆內部溫度急劇增加，甚至會造成更為嚴重的安全隱患問題，因此在進行生物降解反應時可以適當進行打孔和重新通氣，確保反應堆的氧氣和二氧化碳出入。

5.2 提高大棚植株的田間管理水平

在應用秸稈生物降解技術的過程中，需要配以和更加全面的田間管理操作，以充分實現大棚植株的增長和增收。如果在植物生長過程中逐漸出現葉片發黃、莖根較細、葉片稀薄等多方面問題，這主要是由于在應用秸稈生物降解沒有充分添加尿素，以進一步平衡秸稈碳氮比，或是尿素的添加分量相對較少，使得在秸稈生物降解的過程中微生物的滋生與植物之間充分爭奪氮元素，導致農作物生長過程中缺少氮元素而逐漸發生失綠問題，對此類植物生長問題進行處理時，可以及時施加氮肥即可，進一步平衡植物生長的碳氮比。

如果在植物生長過程中出現底部葉片發黃問題，主要是受到秸稈生物降解反應的影響，棚內溫度相對較高，而生物降解期間生成的氨氣從截完孔洞之內充分排出使得農作物底部的葉片受到氨氣影響而變黃，因此需要適當增加大棚內部的排風換氣頻率，進一步降低棚內的氨氣，同時也可以配合澆水降低秸稈生物降解的肥料濃度，也可以在植物的葉片背面噴濕食用醋，減少植株底面葉片變黃的癥狀及問題。

如果大棚內部植物應用秸稈生物降解技術之后，遭受病蟲害影響的頻率相比以往更為嚴重，則主要是因為生物降解過程中所應用的菌種不加或菌種使用量不足，導致秸稈生物降解水平不完善，再加上秸稈本身存在一定的病菌問題，如果菌種使用不當或此類病菌全面滋生，也會導致帶病菌在大棚內部肆意蔓延，引發更為嚴重的病害問題，因此在應用秸稈生物降解技術的過程中需要選擇質量水平更高的菌種，并配合殺菌劑等，避免直接進行灌根操作。

5.3 蔬菜秸稈生物降解應用

除了農業領域中廣泛使用的玉米秸稈以外，很多農戶和研究人員積極應用蔬菜秸稈進行生物降解的應用，以實現大棚增產和增收。現如今在該領域中，各類番茄、茄子、黃瓜等蔬菜品種的秸稈生物降解技術越發成熟，應用效果更好。在應用蔬菜秸稈進行生物降解時，為了加快降解過程以及秸稈還田的便利化效果，可以在進行生物降解之前提前對蔬菜秸稈進行碎化處理，特別是針對辣椒、茄子此類采收完成之后秸稈木質化程度更高的秸稈品種，需要進一步提高秸稈的粉碎精度，與此同時可以應用不同類型的秸稈粉碎措施，在進行碎化處理之前提前做好秸稈的干燥化處理。例如可以在茄果瓜類蔬菜采收之后延遲進行清茬，同時在采收過程中適當將蔬菜植株進行拔根，采取田間懸掛或倒伏的形式，讓其自然晾干，也可以根據不同蔬菜品種的干化處理需求調整晾干的天數等等。

應用蔬菜秸稈進行生物降解漚堆的過程中可以適當增加腐熟劑，以進一步提高生物降解和腐熟的進度，確保腐熟記憶的均勻化分布，可以優先采取分層施加投放的方法，也可以根據不同腐熟劑的類型和品種進行選擇和合理用量。針對蔬菜秸稈進行生物降解仍舊與玉米秸稈降解過程類似，可以根據秸稈的腐熟情況適當灑水和補水，以進一步提高秸稈生物降解的濕度，提高腐熟效果。不同類型的蔬菜秸稈在應用生物降解技術的過程中在降解時間和腐熟效果方面存在較大的差異，一般情況下會在開始時期顏色逐漸變深，釋放臭味并存在濃黑色液體，但是隨著生物降解時間的不斷延長，此類臭味會逐漸消失，因此在大棚蔬菜種植過程中應用蔬菜秸稈進行生物降解，可以根據秸稈的質地變化判斷是否已經完成腐熟，提高土壤肥力。

除此之外，不同類型的蔬菜秸稈在晾干、粉碎和生物降解過程中，所應用的時間、腐蝕劑的用量等存在較大的差別。大多數情況下，番茄秸稈的生物降解時間為3 個月左右，辣椒茄子等秸稈木質化效果相對較深，因此時間更長，一般為4 至5 個月，黃瓜秸稈的生物降解時間為2 個月左右。

6.結論

總而言之，為了進一步實現大棚作物的增產和增收，可以積極應用秸稈生物降解技術提高土壤肥力。本文首先概述了秸稈生物降解技術類型以及應用的重要性，其次分析了應用秸稈生物降解技術的主要價值與作用，最后探討了應用秸稈生物降解技術實現大棚增產增收的路徑，希望通過本文的研究能夠為我國大棚設施農業經濟效益與社會效益的實現奠定良好基礎。