設施蔬菜殘體原位還田對土壤環境和草莓產量的影響

●邵 晞 樊繼剛 魏學敏

（1．連云港市農村能源環境保護辦公室 江蘇 連云港 222001；2．連云港市贛榆區農業技術推廣中心耕保科 江蘇 連云港 222100）

優化傳統設施蔬菜種植技術，開展農藥減量增效技術是減少設施蔬菜土壤環境污染、實現農業可持續發展的有效手段。現有研究表明，通過化學方法解決土壤連作障礙，存在藥害殘留多的問題，且成本較高。高溫悶棚技術是近年來出現的一種代替型措施。在7～8月，利用大棚空閑時間段，進行高溫悶棚處理，有效殺滅土生害蟲和病原真菌[1-2]。目前，將秸稈進行原位還田處理并結合高溫悶棚的報道較少，對于改善土壤環境連帶減肥增效的機制還需要進一步闡明。本試驗以蔬菜殘體為材料，結合原位還田技術，通過高溫水淹悶棚處理，研究該技術對土壤環境以及草莓產量的影響，探討秸稈還田與悶棚處理的最適宜方案，以期為蔬菜殘體有效利用提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在連云港市贛榆區沙河鎮蔬菜種植基地進行。試驗地土壤質地為壤土，上茬作物為“紅顏”草莓。

1.2 試驗設計

1.2.1 秸稈原位還田處理（T1）上茬作物收獲后，利用機械旋耕機就地破碎作物秸稈，直接旋耕入土，基肥：畝（約667 m2，下同）施硫酸鉀復合肥料（45%）35 kg，后續追肥同空白對照處理。

1.2.2 秸稈原位還田和高溫悶棚處理（T2）秸稈旋耕入土后，每畝撒施石灰氮50 kg，作畦，用透明薄膜將土壤表面完全封閉，再從薄膜下向畦間灌水，密封溫室，利用太陽能日光照射，持續25 d。基肥和追肥等同T1處理。

1.2.3 空白對照處理（CK）上茬蔬菜收獲后，將秸稈移除。基肥：畝施硫酸鉀復合肥料（45%）50 kg，有機肥500 kg。追肥：全生育期共追肥9次，其中發芽期2次，開花坐果期2次，初果期至膨大成熟期4次。每次畝施高濃度硫酸鉀復合肥5 kg，兌水500 kg滴灌于草莓根部。總追肥量為45 kg。每個處理設計3個重復小區，每個小區設定8.25 m2作為收獲面積，共計9個小區。

1.3 土壤樣品收集和分析

悶棚結束時采集土樣，每個小區重復3次，每個小區采集5個點的樣品，然后混勻，實驗室冰箱保鮮儲存，用于測定土壤的理化性質。

1.4 種植密度

采用高壟栽培，壟高25 cm，壟面寬50 cm，壟底寬65 cm，壟溝寬30 cm，每壟栽2行，株距25 cm。栽植密度為7114株/畝。

1.5 測定方法

1.5.1 土壤理化性質測定悶棚后對土壤有機質含量、pH值和氮磷鉀含量進行測定。

1.5.2 微生物數量測定在悶棚處理前和悶棚結束后分別取樣，冰箱保鮮儲存，用于測定土壤真菌和細菌含量變化。采用平板稀釋法測定：細菌數量使用牛肉膏蛋白胨進行接種涂板；真菌總數采用孟加拉紅培養基涂板接種；放線菌的含量測定使用改良高氏1號培養基。

1.5.3 草莓產量性狀測定于翌年1月開始采摘，至5月止，記錄收取果實的鮮重。

1.6 數據分析

常規數據分析采用Excel 2013、SPSS 16.0進行。

2 結果與分析

2.1 秸稈原位處理對草莓產量的影響

果實產量是最重要的經濟指標，從表1可以看出，經過蔬菜殘體堆肥處理后，草莓產量T2＞T1＞CK，對照組產量為48.46 t/hm2，T1處理為50.84 t/hm2，相比對照組差異不顯著，T2處理產量達到了56.12 t/hm2，顯著高于對照組；從單果質量來看，對照組和T1處理差異不顯著，單果增重1.51 g，T2處理單果質量則明顯升高，達到54.18 g，相比對照組提高了13.49%，說明高溫悶棚更有利于發揮草莓的高產潛力。草莓每株結果數，T1處理相比對照組提高0.1個，T2處理比對照組提高0.5個，說明高溫悶棚處理后，結果數量沒有明顯增多。

表1 不同處理條件下草莓產量

2.2 秸稈原位處理對土中微生物含量的影響

從表2可以看出，對照組的真菌含量為6.27%，而T1處理升高20.26%，變化明顯，說明秸稈原位處理有利于真菌的生長繁殖，而T2處理的真菌含量顯著降低。從細菌含量變化來看，對照組細菌含量升高25.61%，T1處理的細菌含量升高，達到100.17%，與對照組相比差異顯著；T2處理細菌含量極顯著升高，達180.64%。進行高溫悶棚處理后，T2處理的放線菌含量顯著提升，達到155.87%，T1處理的放線菌含量也升高10.23%，對照組則基本沒有變化。放線菌的含量變化區試類似于細菌，在高溫水淹處理后，含量都大幅升高。

表2 不同處理條件下土壤微生物含量 單位：%

2.3 秸稈原位處理對土壤養分的影響

由表3可以看出，經過蔬菜殘體堆肥處理后（T2），土壤有機質含量明顯升高，相比對照組增加了53.73%，T1處理沒有經過水淹處理，有機質含量比對照組增加12.98%，T2處理有機質含量增加量大于T1處理；經過秸稈原位處理的T1和T2處理，土壤pH環境得到改善，接近中性。蔬菜殘體原位分解，在濕悶時可以增加有機酸，在干悶情況下，pH下降幅度則比較小；土壤有效磷、全氮和速效鉀含量都得到顯著提升。水淹處理后，T2與T1處理相比，有效磷、全氮和速效鉀含量升高不明顯。

表3 不同處理條件下土壤理化性質

3 討論與結論

土壤肥力是理化特性的綜合表現，長期施用工業化肥會降低土壤的自我調控能力，產生板結、鹽堿化等問題，國內有學者嘗試用有機肥代替化肥，取得一定成效，與常規化肥相比，有機肥能顯著提高養分的有效性，改善土壤物理結構和酸堿緩沖能力[3-4]。由于有機質的大量增加，土壤各種酶活性也得到提高，同微生物協同作用，持續改善土壤生態。

本試驗結果表明，經過水淹悶棚處理后，土壤微生物含量表現為細菌和放線菌比例提升，真菌含量下降。在大棚內，由于水淹和高溫處理，土中真菌類微生物轉為細菌類，有益菌含量升高，植株的根系微環境得到改善，使得植株更容易吸收土中養分。從單產和單果產量也可看出，草莓產量T2處理的升高幅度大于T1處理，很可能是微生物環境改善起到了作用[5]。同時，草莓常見的根腐病、灰霉病等在高溫悶棚處理組發生率明顯下降，提高了草莓的商品外觀。

蔬菜殘體還田是當前綠色農業的重要組成部分，在實際應用中，存在操作不便、效果差等問題。科研人員應致力于研發便捷、有效的處理方式，促進蔬菜殘體堆肥的應用推廣。本研究通過蔬菜殘體原位還田結合高溫悶棚，有效解決了蔬菜根葉的殘留問題，同時有效補充了土壤有機質和氮磷鉀元素，在促進土壤結構改善和減肥增產上有一定成效。在后續研究中，可逐步加入小麥玉米等作物秸稈和益生菌發酵工藝，完善研究鏈條，以期為推廣綠色高質農業提供更多參考。