俞兆鹏，吉生成*，吕生舜，党菊芸，王建国，孙小妹

（1.甘肃省武威市凉州区农产品质量安全监督管理站，甘肃 武威 733000；2.甘肃农业大学资源与环境学院，甘肃 兰州 730070）

甘肃省设施蔬菜生产面积达12万hm2，设施蔬菜已成为全省农业产业中发展速度最快、效益最好、对农民增收贡献份额最大的产业之一，但同时蔬菜废弃物处理问题也逐渐凸显。蔬菜秸秆不仅质量大，而且不易长途运输、容易腐烂、加工利用价值较低，已成为蔬菜产业可持续发展的制约因素。蔬菜收获以后，大量作物秸秆被随意丢弃于日光温室旁、农村房前屋后及水渠、道路边等，腐烂后严重污染土壤、空气和水源，也影响了村容村貌，已成为目前农村人居环境整治中处理成本高、处理难度大的“头疼病”，蔬菜秸秆无害化处理和资源化利用途径日益成为政府重视和群众关心的热点问题。

蔬菜作物秸秆含水量在75%以上，除含有N、P、K营养元素之外，还包含少量微量元素，具有可观的肥料、饲料和能源价值[1]。针对蔬菜作物秸秆的无害化处理和资源化利用难题，国内外开展了大量的科学研究和实践探索，取得了一些成果。国内相关研究主要包括饲料化、能源化、肥料化和基质化应用。饲料化利用重点通过青贮、加工饲料蛋白等方式，利用生物或物理技术进行处理；能源化利用重点通过厌氧消化处理有机废弃物，具有效益高、利用率高的优势；肥料化利用重点通过直接还田、堆肥、液态肥等方式，具有就近处理、节约成本、操作简单等特点。国外相关研究主要有秸秆还田循环利用和秸秆离田产业化利用，离田产业化利用包括秸秆发电、致密成型燃料加工、纤维素乙醇生产等方式[2]。

作物秸秆直接还田是解决蔬菜废弃物和实现农业可持续发展的最佳途径，也是发达国家的通行做法，英国、美国的作物秸秆还田量达70%左右。秸秆直接还田后不但可增加土壤有机质、土壤养分和微量元素，改善土壤物理性状，增强各种微生物的活动，提高土壤酶的活性，还可增产增收，改善农产品品质，同时还能减少劳动用工，提高生产效率，具有很强的实用价值和可操作性，对种植户而言认可度高、易于推广，是最为经济且可持续的方式，市场需求潜力巨大，推广应用前景十分广阔。蔬菜作物秸秆直接还田利用技术在我国农业上的应用尚处于起步阶段，应用效果还需要多方试验的验证，特别是对处理菌剂及用量的选择、还田后对土壤质量及微生物活动和下茬作物生长的影响等方面的研究还处于空白，仅停留在宏观认识和文献概括层面。深入研究蔬菜秸秆直接还田技术，可为实现蔬菜秸秆无害化处理、资源化利用提供有效路径，可从根本上解决设施蔬菜秸秆严重污染环境、处理成本高且利用价值低等难题[3]。

近年来，武威市凉州区重点在蔬菜作物秸秆肥料化利用方面进行了有益尝试，提出了“蔬菜秸秆原位还田+腐熟菌剂+高温闷棚”的设施蔬菜作物秸秆直接还田处理利用技术。经过试验研究和示范推广，已累计推广日光温室5 200 多座，处理秸秆、尾菜1.5万t，取得了良好的经济效益、生态效益和社会效益。凉州区设施蔬菜以茄果类、瓜类蔬菜为主，已有近30年的种植历史，根结线虫病危害程度逐年加重，病害区域主要集中在发放、清水、清源等蔬菜生产重点乡（镇）[4]。本试验在发放镇根结线虫病危害严重的日光温室中进行秸秆直接还田，旨在验证还田后对番茄根结线虫病的防治效果，为进一步在根结线虫病危害严重的日光温室内推广应用设施蔬菜秸秆直接还田技术提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2020年7月—2021年1月在武威市凉州区发放镇双树村某农户的日光温室内进行，棚内土壤结构与肥力均匀。棚长67 m、宽8 m，建于2008年，长期以种植番茄为主，棚内根结线虫病危害非常严重，上茬作物为番茄。

1.2 供试材料

供试番茄品种为东方明珠；供试腐熟菌剂为源动利有机物料腐熟剂，十方生物技术（沧州）有限公司生产，挪威·劳道克斯公司创制，登记证号：微生物肥（2018）准字（2853）号，有效菌种为地衣芽孢杆菌、棘孢木霉、黑曲霉、酿酒酵母，有效活菌数≥166 亿/g；供试农药为噻唑膦（颗粒剂），广东省佛山市盈辉作物科学有限公司生产，登记证号：PD20140147，总有效成分含量为10%。

1.3 试验设计

试验设1个对照、3个处理（表1），各处理随机区组排列，重复3次。各处理小区面积38.4 m2，小区之间起垄隔离，分区灌水、整地、作畦等。

表1 试验处理设置

试验于2020年7月4日开始，秸秆还田采用秸秆破碎机（型号：1GQN-140 型，生产厂家为潍坊科比特农业机械装备有限公司）。菌剂施用方法：按照各处理的用量将腐熟菌剂兑麦麸皮、少量水拌匀撒施，再次耙匀。灌足水后晾晒至7月9日覆盖地膜，封严日光温室放风口，高温闷棚20 d。农药防治方法：冲施噻唑膦颗粒剂处理土壤，用量为2.25 kg/hm2。

下茬番茄于 2020年8月6日定植，2021年1月16日拉秧。栽植密度、肥水管理、植株调整、病虫害防治等田间管理同常规栽培管理，各处理间无差异。

1.4 调查内容与方法

在处理前（2020年7月3日）和拉秧时（2021年1月16日），每小区分别随机取20 株番茄，调查根结线虫病情，计算发病率、病情指数和防治效果；高温闷棚期间隔天测定2 cm、12 cm 深度土壤温度，每小区测量3个点，各小区测量点位置横向平行布点。

1.4.1 番茄根结线虫田间调查方法 调查时将番茄根系取出，直接用肉眼观察危害程度，计算病情指数和防治效果。根结线虫发病等级采用Arabedian 等的分级标准[5]。0 级：根系健康，无根结；1 级：有极少量根结，占全根系1%～20%；2 级：有少量根结，占全根系21%～40%；3 级：根结数量中等，占全根系41%～60%；4 级：根结数量很多，占全根系 61%～80%；5 级：根结数量极其多且大，占全根系81%～100%。

1.4.2 土壤温度测定 采用探针数字温度计测定。型号：TP3001，义乌市宏辉电子技术有限公司生产。

2 结果与分析

2.1 不同处理对土壤温度的影响

土壤温度直接关系着根结线虫卵及幼虫的存活，是影响根结线虫发病的主要因素，当温度≥40℃时线虫很少活动，55 ℃的高温会导致线虫死亡[6]。

高温闷棚过程中不同深度土壤温度变化趋势如图1 所示。闷棚过程中日光温室室内温度和土壤温度随气温而变化，12 cm 深度土壤温度变化幅度相对较小，整体上2 cm 深度土壤温度＞室温＞12 cm深度土壤温度＞气温。

图1 秸秆还田腐熟过程土壤温度变化曲线

2 cm 深度土壤温度中，处理1 和处理3 基本无差异，对照和处理2 无差异，处理1、处理3 比对照、处理2 平均高1.2 ℃，对照、处理1、处理2、处理3的最高温度分别为58.2 ℃、60.8 ℃、59.7 ℃、60.0 ℃，说明土温升高的主要原因是高温闷棚，秸秆还田腐熟过程可使地表土壤温度略有升高，但腐熟菌剂用量增加对增温的效果不明显。

12 cm 深度土壤温度中，处理1 和处理3 基本无差异，对照和处理2 无差异，处理1、处理3 比对照、处理 2 平均高 1.5 ℃，对照、处理 1、处理 2、处理3 的最高温度分别为49.5 ℃、52.5 ℃、49.5 ℃、51.7 ℃，说明土温升高的主要原因是高温闷棚，秸秆还田腐熟过程可使地表土壤温度略有升高，但腐熟菌剂用量增加对增温的效果不明显。

2.2 不同处理对番茄根结线虫病的防治效果

在处理前对上茬番茄和拉秧时下茬番茄根结线虫侵染情况进行调查，结果见表2。可以看出处理前上茬番茄根结线虫病危害较重，整棚内分布均匀，各处理间无差异。拉秧时下茬番茄根结线虫危害有不同程度的减轻，其中抑制效果最明显的是处理1 和处理3，发病率均降低了约80%，根瘤极少且小；其次是处理2，发病率降低了约50%，4 级、5 级根瘤很少；对照虽然发病率变化不大，但病情指数降低了一半。由此可见，秸秆直接还田技术对番茄根结线虫病的防治效果明显优于农药（噻唑膦）的防治效果，而农药防治又明显优于单纯的高温闷棚，原因可能是对照未进行土壤深翻导致闷棚效果不佳。菌剂施用量与防治效果呈现边际效应，建议还田菌剂用量为15 kg/hm2。

表2 不同处理对番茄根结线虫发病程度的影响

3 结论与讨论

由于土壤环境的复杂性，采取单一的手段防治根结线虫病很难达到理想效果，在设施栽培中应因地制宜地采取农业防治、化学防治、生物防治和物理防治相结合的综合防治方法[7]。日光温室作物秸秆直接还田是一项集成技术，包含了农业防治、生物防治和物理防治方法。本试验可看出其防治效果非常明显，且减少了化肥农药用量，是一种高效低毒、环境友好的防治方法，理应在农业生产中大力推广。

本次试验面积有限，且选择在甘肃省武威市凉州区夏季（气温20 ℃以上）实施，难以客观准确地反映其与根结线虫病害的关联性，需要从不同地区、不同品种、不同季节等方面进一步验证对根结线虫病害的防治效果。

日光温室作物秸秆直接还田技术优点较多，但同块土地连续还田后土壤重金属积累量、微生物种群及数量变化等方面尚无深入研究报道，今后应从“植物-土壤-微生物”系统各要素之间的相互作用入手研究日光温室尾菜直接还田技术的后期影响[8]。

我国是设施蔬菜生产大国，蔬菜秸秆产生量巨大，应该从认识“蔬菜秸秆是放错位置的资源”的角度出发，将蔬菜秸秆处理利用与农村人居环境整治、全域无垃圾行动、美丽乡村建设等工作有机结合、统筹推进，发挥综合联动的多重效应。日光温室作物秸秆直接还田可有效解决温室作物秸秆污染，土壤肥力下降、理化性质破坏及有害因子积累等问题，修复土壤生态环境，对克服日光温室连作障碍、提高种植户收入具有积极意义。