早春设施栽培马铃薯与秸秆生物反应堆结合应用技术

摘要：早春设施马铃薯生产中经常遇到低温冷害、CO2缺乏、病害严重和土壤养分失衡等问题，制约了早春马铃薯的稳产高产。将秸秆生物反应堆技术与早春设施马铃薯栽培结合起来，利用秸秆生物反应堆分解释放热量、CO2、抗病原微生物和增加土壤养分的功效，实现显著的增产效果和良好的效益。

关键词：早春马铃薯；设施栽培；秸秆生物反应堆

滕州市位于山东省南部，其独特的气候、土质、水文等自然条件非常适合马铃薯生长，全市常年种植马铃薯4万～5万hm2，总产量160万～180万t，是当地农业支柱产业之一。

近10余年来，滕州市推广的早春设施马铃薯栽培技术实现了商品薯上市早、供应期延长、效益高的目的，但生产中也存在着一些问题：一是早春气温和地温低，马铃薯出苗率低，出苗时间长，易感染病害；二是常遭遇早春倒春寒危害，导致幼苗冻伤冻死，甚至全部枯死，对早春马铃薯生产造成严重影响；三是多年的连作种植使土壤养分比例失衡，土传病虫害加重，生产成本增加，制约了早春马铃薯的稳产高产。

针对早春设施马铃薯生产中存在的问题，2010年以来，枣庄市农业技术推广中心示范推广了早春设施栽培马铃薯与秸秆生物反应堆结合应用技术，获得了显著的增产效果和良好的效益，平均增产优质商品薯20%～30%，667 m2产值增加500～800元。

1 应用效果

1.1 显著提高气温和地温，有效缓解倒春寒的危害

秸秆生物反应堆通过秸秆发酵，可快速分解释放出大量热量和抗病原微生物等。据观察，1月16日铺设秸秆，第2～3周（2月上旬）设施内温度可提高2～2.6 ℃，地温升高2.4～3.2 ℃。从定植到撤棚膜，可增加积温2 400～3 100 ℃，不仅能缓解早春倒春寒对马铃薯的危害，还能缩短马铃薯的生长期，提早5～10 d收获。

1.2 培肥地力，改善养分供应

秸秆发酵分解后的残渣含有大量有机质、抗病原微生物、矿物质营养等，既能培肥地力，又能改善土壤的营养状况。通过连续2年应用秸秆生物反应堆技术，土壤碱解氮提高了19.95%，速效磷（P2O5）提高了16.73%，速效钾（K2O）提高了14.25%，土壤有机质含量提高了7.64%，尤其是补充了大量速效钾，增强了钾的供应能力。采用秸秆生物反应堆技术既可减少化肥投入，还可缓解土壤因长期施用化肥造成的板结问题。

1.3 提高CO2浓度

秸秆腐解过程中产生并释放出大量CO2，使设施内CO2浓度提高850～2 000 mg/L，比普通设施高出4～6倍，有效解决了早春设施马铃薯栽培中的CO2“饥饿”问题，提高了马铃薯的光合效率和抗逆、抗病性，改善了商品薯的品质，提高了产量。

1.4 降低生产成本，增产增效显著

采用秸秆生物反应堆技术可减少20%的基肥用量和20%～50%的化肥用量；秸秆生物反应堆使用的专用菌种含有多种有益微生物，其繁殖的大量抗病原微生物及其孢子能抑制或杀灭病菌，降低病害防治成本；通过适当稀植，可降低8%～10%的用种量，从而使生产成本节约15%～20%。应用秸秆生物反应堆技术，每667 m2可增产300～500 kg，增产率达到15%～30%。

2 技术要点

2.1 封冻前深耕，增施优质有机肥作基肥

秋季作物收获后到封冻前，用大型机具深耕25～30 cm，使土壤蓄存秋冬雨雪，杀灭越冬虫卵病原，促进土壤熟化和养分转化。

深耕前每667 m2施腐熟有机肥4 000 kg，早春耙地时每667 m2撒施复合肥50 kg，基肥用量占总肥量的2/3。2月初开播种沟时，每667 m2再在沟内施全元素复合肥40 kg、钾肥5 kg。马铃薯现蕾开花期，根据生长情况喷施磷酸二氢钾叶面肥。

2.2 秸秆生物反应堆建造

2.2.1 建造规格及秸秆铺设

在马铃薯播种前7～10 d（1月中旬）建造，按行距60～70 cm开深25～30 cm、宽20 cm的播种沟，沟内铺设15～20 cm厚的玉米秸秆，每667 m2秸秆用量为1 500～2 000 kg，铺后踏平踩实。

2.2.2 配制菌种

提前5～7 d配制菌种，按1 kg秸秆生物反应堆专用菌种混配20 kg麦麸的比例对水拌匀，湿度以手握时指缝有水但不滴水为宜。每667 m2需要菌种3～5 kg、麦麸60～100 kg。拌好的菌种一般摊成10 cm厚存放，注意保温、防冻、防热，当温度超过60 ℃时及时翻堆降温。

2.2.3 接种、覆土、浇水

将混合配制好的菌种均匀地撒施在玉米秸秆上，用铁锨拍1遍后再覆土15～25 cm，播种沟两头分别露出10 cm长的秸秆，以便于氧气进入，然后灌沟浇大水，使秸秆和菌种充分湿透，最后覆土找平地面，使秸秆上保持15～25 cm厚的土层。

2.2.4 播种、施种肥、起垄

按行距20 cm开深5～6 cm的沟，株距20～25 cm，斜对角摆放催芽后的种薯，在种薯间穴施种肥，施肥后覆盖10～12 cm厚的土起垄。

2.2.5 覆盖黑白地膜，膜上打孔

播种后及时覆盖地膜，选用幅宽90 cm的黑白地膜（两边黑色部分各宽34 cm，中间白色部分宽22 cm），地膜厚度为0.015 mm，地膜四周要封严，紧贴垄面。覆膜后，用14号钢筋在距离中线20 cm的垄两侧打孔，孔深以穿透秸秆为准，以便于气体交换。

2.3 选用脱毒小型种薯，催大芽播种

选用荷兰15、津引薯八号、金冠等脱毒早熟良种，用小于20 g的小型薯作种，无需切块，以避免种薯间交叉感染环腐病菌。

催大芽播种。于1月中旬建阳畦催芽，排种后用温水淋湿畦土，盖薄膜保温。育苗20～25 d（2月初），选择芽长2～4 cm的种薯播种。由于设施内温度高、水肥条件好，植株生长较其他栽培方式更加旺盛，为避免植株叶片相互遮阴，马铃薯播种密度应减少10%，以每667 m2栽培3 800～4 000株为宜。

2.4 建造大、小拱棚，实行三膜覆盖

播种后，每6垄建1个大拱棚，大拱棚宽度为4.7～4.8 m，高度为1.5～1.8 m，大拱棚上覆盖0.06 mm厚的农膜，相邻大拱棚的间距为70～80 cm。大拱棚内，每3垄再建1个小拱棚，小拱棚上覆盖0.04 mm厚的农膜。

2.5 破膜放苗和打孔

定植20 d左右，结合破膜放苗在垄肩上打两行孔，孔距25～30 cm，孔径1.5～2 cm，孔深以穿透秸秆层为准，以利于氧气进入，促进秸秆发酵和转化。破膜放苗时，定植孔四周的地膜要用土压严，否则膜下产生的热量从定植孔喷出，会灼烧植株下部叶片。

2.6 温湿度调节及肥水管理

秸秆含水量较大，并且菌种在分解秸秆的过程中会产生大量热量，因此在马铃薯播种至出苗环节，必须控制好浇水和温度，以保湿增温为主，设施内白天气温保持在13～15 ℃，5 cm地温保持在17～23 ℃，田间持水量保持在50%～60%，不需要通风。

待设施内最低气温连续5 d稳定在15 ℃以上，每天早上可将小拱棚膜揭至一边，下午再盖上。当大拱棚内温度大于25 ℃时开始通风，将设施温度白天控制在22～28 ℃，夜间15～17 ℃，通过调节通风口的大小来控制温度。当植株长到20 cm高时，将小拱棚膜撤掉。

马铃薯出苗至团棵期需水量增多，田间持水量应保持在70%～80%。根据土壤墒情隔沟浇水，浇水后于晴天中午打开通风口散湿，保持田间干湿交替，注意防止植株徒长。

3月中下旬，设施内温度升高时和浇水后要及时通风散湿，棚内气温白天保持在20～25 ℃，夜间13～15 ℃。4月上旬将大拱棚的农膜、架材和小拱棚的架材全部撤掉，田间持水量保持在80%～85%，结合中耕培土扶垄，以利于薯块的膨大生长。4月下旬即可收获。

2.7 控制预防病害发生和为害

首先严禁携带病菌虫卵的有机肥、薯块种苗及架材等物质进入设施；二是通过膜下滴灌、及时通风排湿等措施，调节控制好设施内的温、湿度；三是有益微生物和抗病原微生物的大量繁殖能抑制致病菌的生长，减轻土传病害的发生和为害。

3 小结

针对早春设施马铃薯生产中存在的问题，推广早春设施栽培马铃薯与秸秆生物反应堆（秸秆发酵）结合应用技术，利用秸秆生物反应堆分解释放热量、CO2、抗病原微生物和增加土壤养分的功效，有效缓解了早春马铃薯生产中遇到的低温冷害、CO2缺乏、病害严重和土壤养分失衡等问题，实现了早春设施马铃薯的优质、安全、稳产和优价，增加了农民的收入。