玉米秸稈的調(diào)濕效果及對番茄幼苗的影響

郗琳，尉孝琴，李亞靈

（山西農(nóng)業(yè)大學園藝學院，山西太谷，030801）

過高的空氣濕度是冬春季節(jié)設施生產(chǎn)中普遍存在的障礙因子。尤其是冬季低溫弱光條件下，高濕脅迫更為嚴重[1～2]。近年來，濕度調(diào)控研究主要集中在溫室環(huán)境的模擬和建立模型的自動調(diào)控方面，傳統(tǒng)的或比較簡便的調(diào)控手段很少有人深入研究[3]。有研究表明，在稻草、豆秸、谷稈、玉米芯、小麥秸稈、玉米秸稈6種秸稈材料中，玉米秸稈的吸濕量最大，降濕效果最好，但要想達到一個比較理想的吸濕效果，秸稈必須滿足一定的量[4]。因此，本試驗在此基礎上，選擇玉米秸稈作為吸濕材料，采用小拱棚覆蓋的方式，進行降濕調(diào)濕的試驗，目的是找出用玉米秸稈調(diào)控溫室內(nèi)濕度所需的用量范圍，以期為北方地區(qū)溫室生產(chǎn)進行合理的管理提供科學的指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2009年3月下旬至5月上旬，在山西太谷（北緯 37°25′，東經(jīng) 112°25′）山西農(nóng)業(yè)大學設施農(nóng)業(yè)工程中心進行。所用日光溫室跨度9.75 m，長度 43 m，高 4.15 m，北墻高 3 m，后屋面投影 1.3 m，屋面為拱圓形無支柱鋼結(jié)構(gòu)。

試驗用玉米秸稈作為吸濕材料，首先進行充分晾曬（1～2 d），然后根據(jù)小拱棚的容積計算各處理的用量，稱質(zhì)量，平鋪于拱棚內(nèi)土壤之上。試驗作物為番茄。

1.2 試驗設計

試驗設4個處理，即4種不同的玉米秸稈用量，分別為 0.5 A，1.0 A，1.5 A，2.0 A，A 為單位秸稈用量（A=2 kg/m3，前期試驗表明，玉米秸稈用量為2 kg/m3），相對于同等單位密度的麥稈、豆秸、稻草具有的最佳降濕效果，即4個處理的玉米秸稈實際用量分別為 1，2，3，4 kg/m3， 分別用 Y1，Y2，Y3，Y4表示。為了能夠比較準確地控制秸稈的用量和了解不同用量秸稈的降濕效果，試驗采用小拱棚覆蓋的方式進行。

在日光溫室的中部，并排設置南北走向的小區(qū)，每小區(qū)覆蓋塑料小拱棚，拱棚間距0.5 m，拱棚規(guī)格：長×寬×高為 8.4 m×1.0 m×0.5 m。 棚膜在長邊中部交疊，用鐵夾夾緊固定；拱棚底部四周用土埋嚴，使拱棚內(nèi)部形成密閉空間，盡量與外界環(huán)境隔絕。小拱棚與地面的接觸面積（小區(qū)面積）為8.4 m2。

為了了解覆蓋玉米秸稈調(diào)濕效果對作物生長發(fā)育及抗逆性的影響，在進行試驗的同時，將對空氣濕度反應敏感的作物——番茄，于苗齡5～6片葉時，連營養(yǎng)缽一起放入小拱棚內(nèi)。

1.3 試驗方法

試驗采用歐寶自動記錄儀（型號為HOBO RH/Temp/2x External H80-007-02）記錄小拱棚內(nèi)的氣溫、相對濕度和絕對濕度，記錄時間間隔為10 min，處理數(shù)據(jù)時以1 h數(shù)據(jù)的平均值作為這個小時的數(shù)值。歐寶自動記錄儀設置在各個小拱棚的中心位置頂部。

試驗對番茄植株的生長指標進行了測定[5～7]，測定周期為5 d，株高用卷尺測量；莖粗用游標卡尺測量，每處理測5株，3次重復。植株葉片的水分含量從番茄幼苗放入小拱棚后第10天，取從上往下數(shù)第6片葉[4，9]采用馬林契克法[8]測定，每 5 d測定一次，每處理取7株，3次重復。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理溫度的日變化

溫度對濕度的影響很大。由圖1可以看出，4個處理的溫度日變化趨勢相同，夜間溫度變化幅度較小，白天變化幅度較大，在凌晨5：00溫度降至最低點，正午12：00溫度升至最高點。4個處理中，Y4的溫差最大，為40.1℃，并且隨著玉米秸稈用量的減少， 溫差也逐漸減小，Y3，Y2，Y1處理的溫差分別為37.9℃，37.9℃，36.1℃。

經(jīng)統(tǒng)計分析可知，全天4個處理間溫度無顯著性差異；但在白天，處理Y4極顯著高于其他處理，尤其是 10：00～13：00；夜間，處理 Y4極顯著低于其他處理。 在白天，Y1，Y2，Y3三者之間最大溫差值小于 3℃，而Y4的最高溫比Y1高4℃；到了夜間，各處理中最大溫差小于1℃。

2.2 不同處理絕對濕度的日變化

由圖1，圖2分析可知，絕對濕度的總體日變化趨勢與溫度日變化趨勢基本一致，表明溫度會通過影響蒸發(fā)而改變絕對濕度。在凌晨5：00，溫度為最低值，之后緩慢升高，隨著日出后棚內(nèi)溫度的升高，作物蒸騰作用逐漸加速，同時，陽光直射秸稈表面，提高了表面溫度，促進秸稈中水分的蒸發(fā)，從而使絕對濕度在日出時段表現(xiàn)出急速上升趨勢。

4個處理的絕對濕度在白天達到最高峰的時間不同，Y4最早，出現(xiàn)在上午 9：00，比溫度高峰（12：00）提前3 h；最高峰的峰值也不同，由圖2可知Y4峰值最低，Y4與峰值最高的Y2峰值相差5 g/m3；夜間也以Y4的絕對濕度最低，Y4夜間絕對濕度的最大值為 10.3 g/m3，平均值為 9.7 g/m3，比 Y1小 2.7 g/m3；Y3比Y1小1.4 g/m3?？梢姡瑹o論白天還是夜間，都以Y4的降濕效果最好。同時，4個處理的絕對濕度的極差不同，Y4，Y3，Y2，Y1分別為 12.9 g/m3，15.3 g/m3，18.3 g/m3，16.5 g/m3。 經(jīng)統(tǒng)計分析可知，在設定的 4 個處理中，無論白天、夜間還是全天，Y1和Y2的絕對濕度差異不顯著，但Y3和Y4與Y1和Y2呈極顯著差異；Y3和Y4兩者亦呈極顯著差異。

圖1 不同處理的溫度日變化（2009.4.21～22）

圖2 不同處理的絕對濕度日變化（2009.4.21～22）

圖3 不同處理的相對濕度日變化（2009.4.21～22）

2.3 不同處理相對濕度的日變化

相對濕度在夜間達到最高值，當空氣中的相對濕度大于100%時，空氣中就會出現(xiàn)結(jié)霧現(xiàn)象，同時作物表面會出現(xiàn)結(jié)露，并造成作物沾濕[1]，因此，要盡可能地使溫室內(nèi)空氣相對濕度保持在100%以下。由圖3可以看出，各處理達到最高值的時間分別為：Y1凌晨 2：00，Y2凌晨 4：00， Y3凌晨 6：00，Y4早上 8：00； 相對濕度達到 100%時，Y1，Y2，Y3，Y4的持續(xù)時間分別為8 h，6 h，3 h，0 h。大多數(shù)蔬菜作物要求的最高相對濕度都低于90%[1]，相對濕度在90%以上的持續(xù)時間，Y1，Y2，Y3，Y4分別是14 h，13 h，10 h，6 h，可見 Y4的降濕效果最佳，Y3次之。

2.4 不同處理對植株生長指標的影響

①對番茄葉片含水量的影響 由圖4可以看出，葉片組織總含水量4個處理相差不大，組織束縛水含量以降濕效果較好的Y3和Y4處理較高，分別較 Y1高 12.2%，8.3%， 自由水與束縛水的比值Y3，Y4分別為 1.47，1.59， 而 Y1，Y2則為 1.85，1.73，表明Y3和Y4處理的番茄植株抗逆性較強。

②對番茄生長的影響 番茄苗于5～6葉期放入小拱棚。由圖5，6可以看出，4個處理對株高生長的影響不明顯。處理10 d后，Y3和Y4表現(xiàn)為莖粗增長較快，與Y1和Y2形成明顯的差異，處理20 d試驗結(jié)束時，Y3的莖粗較 Y1大 0.05 cm，Y4較 Y1大0.02 cm，表明植株生長健壯。結(jié)合對組織含水量的分析，可以看出在處理Y4與Y3條件下，番茄植株矮壯，抗逆性強。

3 小結(jié)

通過不等量玉米秸稈對空氣濕度的調(diào)濕及降濕效果的初步研究，結(jié)果表明，濕度調(diào)控所需玉米秸稈的最適用量至少為3 kg/m3，4 kg/m3降濕效果最好。在此條件下，可以使夜間高于90%相對濕度的時間降低為6～10 h，100%相對濕度的情況不出現(xiàn)，或僅有3 h。濕度降低使番茄幼苗葉片組織束縛水含量增加，植株矮狀，抗逆性增強，也使得葉片結(jié)露減少，對于減少病害意義重大。

玉米秸稈資源豐富、取材方便、價格低廉，利用玉米秸稈的吸濕性有望實現(xiàn)低成本降低溫室濕度的目標，尤其是對于廣大北方地區(qū)冬春季的溫室生產(chǎn)有著重要的意義。

圖4 番茄葉片組織含水量

圖5 不同處理植株的株高變化

圖6 不同處理植株的莖粗變化

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