生物反應(yīng)堆對設(shè)施連作番茄光合特性的影響

雷帥　王明友

摘要：以連作5年的日光溫室種植的越冬番茄為試驗材料，研究生物反應(yīng)堆對設(shè)施連作番茄不同季節(jié)和生育時期光合特性的影響。結(jié)果表明，生物反應(yīng)堆可以明顯提高設(shè)施連作番茄光合速率（Pn）和蒸騰速率（Tr），全生育期分別提高15.88%和17.45%，但番茄不同生長季節(jié)和生育期作用效果不同，在低溫季節(jié)和番茄生育后期效果更為明顯，1月下旬和11月初日均Pn分別提高44.51%和11.71%，日均Tr分別提高34.51%和14.77%。

關(guān)鍵詞：番茄；設(shè)施連作；生物反應(yīng)堆；光合特性

中圖分類號：S641.225.5+4文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2014）05-0096-03

番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）是我國栽培面積較大的蔬菜之一，在蔬菜生產(chǎn)中占有十分重要的地位。特別是隨著設(shè)施蔬菜的發(fā)展，番茄生產(chǎn)基本實現(xiàn)了周年生產(chǎn)和均衡供應(yīng)的目標。但由于設(shè)施蔬菜生產(chǎn)具有復(fù)種指數(shù)高、高度集約化等特點，致使連作障礙問題日益突出，嚴重制約了設(shè)施番茄栽培的可持續(xù)發(fā)展。迄今為止，國內(nèi)外對蔬菜的連作障礙問題進行了大量的研究。研究表明[1～6]，連作致使土壤理化性狀變劣、養(yǎng)分比例失調(diào)、病原微生物增多、生產(chǎn)性能降低、作物產(chǎn)量品質(zhì)降低。生物反應(yīng)堆可以改善設(shè)施土壤理化性狀、提高土壤有益微生物活性和蔬菜光合速率、促進蔬菜生長發(fā)育[7～10]，是解決設(shè)施連作障礙的有效方法之一[11]，對修復(fù)連作土壤、改善土壤健康具有一定作用[12]。但目前關(guān)于生物反應(yīng)堆和設(shè)施連作番茄光合特性關(guān)系的研究尚少見報道。本研究以連作5年日光溫室栽植番茄為研究對象，通過內(nèi)置生物反應(yīng)堆處理，對越冬茬連作番茄的光合特性進行研究，以期為克服連作障礙和設(shè)施番茄生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展提供必要的依據(jù)。

1材料與方法

1.1供試材料

試驗于2010～2011年在德州市臨邑縣臨南鎮(zhèn)日光溫室蔬菜產(chǎn)區(qū)進行。供試地塊為番茄連作5年的日光溫室。供試番茄品種為金鵬1號。

1.2試驗設(shè)計與方法

試驗設(shè)兩個處理：生物反應(yīng)堆處理（T）和常規(guī)栽培（CK），處理和對照溫室為同類，同時建造。小區(qū)面積19.6 m2，重復(fù)3次。

生物反應(yīng)堆類型為內(nèi)置式，具體制作過程為：2010年9月上旬在番茄栽培畦下南北方向挖溝，溝寬70 cm、深30 cm。填放玉米秸，厚度30 cm，鋪勻，南北兩端各露出8 cm的秸稈通氣。用120 kg麩子、6 kg菌種，加96 kg水，混合均勻后，均勻撒在秸稈上，并用鐵锨輕拍，使菌種下漏，同時撒施餅肥。每畦撒菌種5 kg，餅肥2.3 kg，覆土20 cm。接種后大水澆透。

定植前將提前處理好的植物疫苗撒在畦上，并與表土摻勻，整平畦面。用14 號鋼筋在定植穴上打孔，行距25 cm，孔距20 cm，孔深以穿透玉米秸層為準，完畢后等待定植。

2010年8月3日播種，9月21日田間定植，行距70 cm，株距40 cm。其它管理均按常規(guī)方法進行。

1.3測定方法

光合速率（Pn）及蒸騰速率（Tr）采用英國PP-systems公司生產(chǎn)的CIRAS-1型便攜式光合測定系統(tǒng)進行測定，每次測定均在每小區(qū)內(nèi)隨機選取3棵植株上部數(shù)第3～4片功能葉，并繪制Pn和Tr的季節(jié)變化和日變化曲線。Pn和Tr的季節(jié)變化以晴天10時30分左右測定值表示，每30天左右測定1次；Pn和Tr的日變化于11月初和1月下旬各測1次，選擇晴天進行，從7時開始每隔2 h測定1次，繪制日變化曲線。

2結(jié)果與分析

2.1生物反應(yīng)堆對設(shè)施連作番茄Pn和Tr季節(jié)變化的影響

圖1顯示，不同處理設(shè)施連作番茄Pn季節(jié)變化呈相同的趨勢，在11月3日升到最大值后開始降低，在1月29日左右降到最低值，之后再次升高。這種變化趨勢和設(shè)施環(huán)境條件及植株發(fā)育密切相關(guān)，生長前期設(shè)施內(nèi)溫光條件較好，植株生長旺盛，Pn保持在較高水平，之后因設(shè)施溫光條件降到全年最低階段，Pn亦隨之明顯降低，3、4月份隨溫光增強，Pn再次升高。在番茄整個生長發(fā)育階段，和對照相比生物反應(yīng)堆處理可顯著提高設(shè)施連作番茄Pn，全生育期平均提高15.88%。但這種作用在低溫的1月份更為顯著，且生育后期要比生育前期作用明顯，如1月29日生物反應(yīng)堆處理比對照高26.83%，11月3日和4月9日分別高10.61%和19.25%。

2.2生物反應(yīng)堆對設(shè)施連作番茄不同發(fā)育階段Pn和Tr日變化的影響

2.2.1生物反應(yīng)堆對設(shè)施連作番茄Pn日變化的影響由圖3可以看出，溫室內(nèi)應(yīng)用生物反應(yīng)堆后，對連作番茄光合速率日變化趨勢影響較小，在設(shè)施溫光條件尚好的11月初，處理和對照Pn均表現(xiàn)一定的光合午休；在深冬季節(jié)（1月下旬）處理和對照Pn表現(xiàn)為單峰曲線，13時最高，都低于11月份相應(yīng)處理Pn。就生物反應(yīng)堆的作用來看，處理后可明顯提高11月份和1月份的光合速率，但在低溫的1月份效果更為顯著，處理比對照Pn平均提高44.51%，而11月份僅提高11.71%，這可能和生物反應(yīng)堆提高環(huán)境溫度、改善土壤理化性狀有關(guān)。

2.2.2生物反應(yīng)堆對設(shè)施連作番茄Tr日變化的影響圖4為不同處理設(shè)施連作番茄在11月初和1月下旬的Tr日變化曲線，其趨勢變化和各處理對應(yīng)Pn日變化相似。11月份生物反應(yīng)堆處理Tr平均值為3.26 mmolH2O·m-2·s-1，較對照高14.79%；1月份生物反應(yīng)堆處理Tr平均值為1.52 mmolH2O·m-2·s-1，較對照高34.51%。

3討論與結(jié)論

秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)是利用生物工程技術(shù)，將農(nóng)作物秸稈轉(zhuǎn)化為作物所需要的氣體、二氧化碳、熱量、抗病孢子、礦質(zhì)元素、有機質(zhì)等，進而促進光合作用和農(nóng)作物的生長發(fā)育從而獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)無公害農(nóng)產(chǎn)品的一項設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新技術(shù)[13]。前人研究表明，秸稈生物反應(yīng)堆利用專用微生物菌種分解農(nóng)作物秸稈，緩慢釋放CO2可顯著提高溫室內(nèi)CO2濃度，促進農(nóng)作物的光合作用效率，從而顯著提高農(nóng)作物產(chǎn)量、品質(zhì)[10，13，15]。本試驗關(guān)于生物反應(yīng)堆對設(shè)施連作番茄光合特性的影響結(jié)果亦得出相似的結(jié)論，全生育期內(nèi)生物反應(yīng)堆處理較對照Pn和Tr分別高15.88%和17.45%。但在番茄不同的生長季節(jié)和生育期生物反應(yīng)堆作用效果不同，在低溫季節(jié)和番茄生育后期效果更為明顯，Pn季節(jié)變化中1月29日生物反應(yīng)堆處理比對照高26.83%，11月3日和4月9日分別高10.61%和19.25%；日平均Pn在1月下旬和11月初生物反應(yīng)堆處理較對照分別高44.51%和11.71%。這和生物反應(yīng)堆提高設(shè)施環(huán)境溫度，特別是低溫季節(jié)溫度及增加溫室CO2濃度、提高土壤有機質(zhì)含量、改善土壤理化性狀和增加土壤有益微生物數(shù)量等因素有關(guān)[7，8，12，15，16]。endprint

致謝：在試驗及論文完成當中得到了德州學院生態(tài)與園林建筑學院高方勝老師的悉心指導(dǎo)和幫助，在此瑾致謝意！

參考文獻：

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收稿日期：2014-01-14

基金項目：云南省教育廳科學研究基金項目“基于不同地段的立交橋綠化景觀設(shè)計研究——以昆明市主城區(qū)為例”（編號2013Y084）

作者簡介：馮婷婷（1984-），女，貴州六盤水人，碩士，講師，研究方向為城市規(guī)劃與設(shè)計。E-mail：fengtingtingkm@163.comendprint

致謝：在試驗及論文完成當中得到了德州學院生態(tài)與園林建筑學院高方勝老師的悉心指導(dǎo)和幫助，在此瑾致謝意！

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收稿日期：2014-01-14

基金項目：云南省教育廳科學研究基金項目“基于不同地段的立交橋綠化景觀設(shè)計研究——以昆明市主城區(qū)為例”（編號2013Y084）

作者簡介：馮婷婷（1984-），女，貴州六盤水人，碩士，講師，研究方向為城市規(guī)劃與設(shè)計。E-mail：fengtingtingkm@163.comendprint

致謝：在試驗及論文完成當中得到了德州學院生態(tài)與園林建筑學院高方勝老師的悉心指導(dǎo)和幫助，在此瑾致謝意！

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收稿日期：2014-01-14

基金項目：云南省教育廳科學研究基金項目“基于不同地段的立交橋綠化景觀設(shè)計研究——以昆明市主城區(qū)為例”（編號2013Y084）

作者簡介：馮婷婷（1984-），女，貴州六盤水人，碩士，講師，研究方向為城市規(guī)劃與設(shè)計。E-mail：fengtingtingkm@163.comendprint