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秸秆生物降解技术在设施农业推广应用
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秸秆生物降解技术在设施农业中推广应用
一、项目研究背景及意义
1我国设施农业现状
三农问题已成为我国国民经济中的首要问题,解决三农问题的重要措施之一就是采用国内外先进的科学技术,改造传统农业,加快现代化农业的步伐。设施园艺是我国农业领域一个重要的方面,近年来发展最为迅速,据国家统计局于2008年发布的统计信息,目前我国设施农业面积达2500万亩, 辽宁省600万亩。朝阳市是全省保护地大市,保护地面积已发展到60万亩。按照朝阳“十一五”规划,设施农业实施“双百工程”,到2010年全市保护地达到100万亩,产值达100亿。设施农业已成为加速辽宁从传统农业的现代农业转变新突破口,对解决城乡居民菜篮子问题、增加农民收益和推进农业产业结构调整起到了十分重要的作用。
2设施农业中存在的问题
随着种植面积的不断增加,种植年限的不断延长,设施蔬菜生产也陆续出现了一些问题,由于复种指数高、施肥过量、富养分等现象,加之设施蔬菜生产的特殊环境条件,致使土壤次生盐渍化、酸化加剧,从而导致了增肥不增产,肥料利用率下降,土壤中有害物质大量积累,土传病害加重,作物品质和产量下降等问题出现。此外,大量研究表明,光照充足时,相应的棚室内二氧化碳浓度水平较低严重制约了蔬菜产量的提高。如何解决好设施蔬菜生产中存在的这些问题,保证城乡居民菜篮子安全成为了农业科研人员面临的重大课题。
3我省作物秸秆资源情况
随着农业的发展,作物产量增加,秸秆资源也不断增加。2008年我省粮食播种面积为4722.8万亩,其中玉米播种面积3091万亩,占今年粮食播种面积65.5%,年玉米秸秆收获量在1800万吨左右。
4技术的原理及意义
植物的光合作用离不开 CO2。在寒冷的季节 ,利用日光温室生产蔬菜通常是在密闭状态下进行的 ,白天随着光照的增强和气温的升高 ,蔬菜的光合作用增强 ,以致室内 CO2 浓度急剧下降 ,蔬菜处于CO2 饥饿状态 ,严重影响了光合作用 ,限制了作物光合生产潜力的发挥 ,尤其在光照充足、作物生长繁茂、光合作用旺盛时表现更为突出。如何提高蔬菜大棚内CO2 的浓度,提高作物的产量和品质方面的研究已逐渐为世界所重视。
秸秆在微生物的作用下转化为二氧化碳、热量、有机质、矿物质等,而产生的二氧化碳、热量、有机质也恰好是作物生长需要的,因此找到设施农业和秸秆资源利用的切入点对于科学配置资源,合理利用能源,提高土地利用率、劳动生产率和单位面积优质农产品产出率是十分重要的。经辽宁省微生物科学研究院科研人员多年科学试验而研发的秸秆生物降解与土壤改良技术既是着眼于综合解决设施农业生产中存在的问题以及更好地合理利用秸秆,致力于解决上述原因导致的病虫害严重、土质板结及作物品质、产量下降等问题,使设施内温、湿、光、水、营养、CO2浓度等综合环境调控到作物生育所需的最佳状态,为我省农业增效、农民增收、农业的良性循环和可持续发展提供了科学的技术支撑,开辟了新的途径,创造巨大的经济效益、生态效益和社会效益,必将引发一场新的农业革命,推广应用意义重大。
二、项目概况
从06年开始辽宁宏阳生物有限公司和辽宁省微生物科学研究院开展合作,对秸秆生物降解技术改善设施农业环境研究与示范项目研究,先后完成了菌种选育、工艺研究、田间试验等研究,并在我市及外市进行了应用示范,受到了省市农业推广技术推广部门的重视,目前本项目已经进入到产品应用推广阶段。本技术是利用能够降解秸秆与对土壤有改良作用的微生物配伍,将农作物秸秆转化为作物所需要的二氧化碳、热量、有机质,同时产生拮抗作物病原菌的物质,增加土壤有机质含量,提高土壤的通气性和保水保肥能力;改善土壤微生态平衡,减少化肥、农药的使用量,是获得高产、优质、无公害农产品的新技术。
三、项目研究、推广使用进展及应用效果
1.. 秸秆生物降解技术在不同作物上的田间试验结果
1.1秸秆生物降解与土壤改良技术在辣椒上的作用效果.
在朝阳市龙城区的西大营子的拉拉屯和沟门子进行了试点试验,实验结果表明,秸秆生物降解与土壤改良技术作用效果较好,使用菌种后植株长势旺盛,苗期株高比对照高17.59%,茎粗粗23.14%(见表1),可增产42.1%(见表2)。通过图1、2、3可以看出,使用该技术可明显增加辣椒棚内二氧化碳浓度39.2%,地温提高0 .3~1.5℃,棚温提高0.8~3.9℃。
表1秸秆发酵剂对辣椒植株生长的影响
处理名称
定植20天时
与对照比(%)
辣椒-处理
株高
33.22
17.59
茎粗
7.61
23.14
CK
株高
28.25
茎粗
6.18
表2秸秆发酵剂对辣椒产量的影响(拉拉屯)
处理名称
亩产(kg)
增产%
试验区
4446
42.1
对照区
3129
-
图版1 秸秆生物降解技术对辣椒棚内
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