王敏 王圣健 赵征宇 翟晓灵 朱丕生 刘树堂 李祥云

摘要：本试验以青椒品种萧新19号为材料，采用双因素裂区设计，主区为S1、S2、S3共3个水平即菌菇渣和番茄秸秆混合比例分别为3∶7、2∶3和1∶1，总量为30t/hm2;副区为A1、A2、A3共3个水平即腐熟剂添加量分别为75、105、135kg/hm2;另设空白（CK，不施肥料）和常规施用化肥处理，研究菌菇渣、番茄秸秆配以腐熟剂共同还田对青椒产量、坐果数、平均单果重、秸秆产量4个产量相关指标及VC、可溶性糖、亚硝酸盐含量3个品质指标的影响。结果表明，秸秆还田处理青椒产量、坐果数、平均单果重和秸秆产量均明显高于常规施用化肥处理，增幅分别为8.54% ～28.55%、5.34% ～16.53%、3.02% ～12.83%和2.97% ～26.41%。秸秆还田处理中果实VC、可溶性糖含量最高的分别是S2A1和S3A2，比常规施用化肥处理分别增加14.23%和33.33%。亚硝酸盐含量最低的处理是S2A3，比常规施用化肥减少46.92%。S1、S2、S3三种不同的菌菇渣和番茄秸秆搭配比例及A1、A2、A3三种不同腐熟剂用量下，秸秆还田处理青椒产量显著高于常规施用化肥（P<0.05），坐果数、平均单果重、秸秆产量与常规施用化肥处理相比差异不明显，品质指标中果实VC含量和亚硝酸盐含量低于常规施用化肥处理，可溶性糖含量则略高，但差异不显著。用CRITIC法综合评价，秸秆还田处理得分均高于常规施用化肥和空白（CK），说明采用菌菇渣、番茄秸秆配以腐熟剂还田其效果优于常规施用化肥;不同秸秆还田处理中，菌菇渣12t/hm2、番茄秸秆18t/hm2配以腐熟剂75kg/hm2处理（S2A1）综合得分最高，对于种植青椒而言为最优处理。

关键词：菌菇渣;秸秆还田;腐熟剂;青椒;产量;品质;CRITIC法;综合评价

中图分类号：S641.301：S141.4 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2021）12-0050-08

作物秸秆是农作物生产过程中的主要副产品，不仅含有多种氨基酸、蛋白质等有机物质，还含有丰富的植物生长所需的氮磷钾等矿质营养元素[1-3]。目前，秸秆还田已成为秸秆综合利用的主要途径，能通过改善土壤理化性质、增強渗透保水能力来提高土壤肥力和作物产量，在农业废弃物资源化利用和促进农田生态系统物质循环方面发挥了重要作用[4-7]。据统计，我国秸秆年产生量约10亿t，玉米、水稻和小麦三大农作物秸秆是秸秆还田的主要物料来源[8，9]，而占农作物秸秆总量9.09%的蔬菜秸秆其利用率远低于三大粮食作物秸秆[10]。蔬菜秸秆含有较多的营养元素，与常用的天然有机肥含量相近，这部分营养元素不能归还给土壤会造成资源浪费乃至土壤肥力减退[10，11]。

我国是世界第一大食用菌生产国，据食用菌协会统计，2018年我国食用菌总产量3789万t，菌渣产生量达9472万t，而菌渣利用率仅约33%[12]。大量残株、藤蔓等蔬菜秸秆和菌菇渣作为农业生产过程中产生的有机固体废弃物被随意堆放丢弃，严重污染生态环境，还为病虫害繁殖和传播提供了条件[13，14]。如何高效无害化、资源化利用蔬菜秸秆和菌菇渣对解决农业有机废弃物污染、保护农业生态环境、实现农业可持续健康发展都有重要意义。

近年来，关于农作物秸秆和菌菇渣还田的相关研究逐渐开展。杨冬艳等[15]研究发现番茄秸秆直接还田能促进番茄植株生长，显著提升果实品质，提高土壤全碳、全氮含量。王继涛[16]研究发现，秸秆反应堆能够改善番茄果实品质，单产比对照增加8.6%。菌菇渣还田不仅降低土壤容重、提高pH值，还显著提高土壤有机质和氮磷钾含量，增加土壤微生物群落及土壤酶活性，有利于减轻连作障碍，改善土壤质量[17]。但有关蔬菜秸秆和菌菇渣配施还田的相关研究还较少。未经完全腐熟分解的蔬菜秸秆和菌菇渣施入土壤后可能会腐解缓慢，秸秆还田初期土壤微生物会与其竞争土壤氮素，而加入腐熟剂以及配合施用化肥可能为加速秸秆腐解提供较好的解决方案。为此，本试验以萧新19号为材料，研究不同腐熟剂用量下不同番茄秸秆与菌菇渣搭配比例各组合处理对青椒产量和品质的影响，以期为实现蔬菜秸秆和菌菇渣等农业有机废弃物的高效还田和农业可持续发展提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点与供试土壤

试验于2020年在青岛市农业科学研究院（36°9′4″N，120°25′45″E）院内独立水泥池（面积：3m2）中进行。该地属暖温带亚湿润季风气候，降水多集中在夏季，年均降水量650～800mm，年均气温12℃左右。试验土壤为潮土，初次试验开始前将各处理池内土壤充分混匀再回填，其有机质含量为1.42g/kg、碱解氮118.80mg/kg、速效磷170.02mg/kg、速效钾150.13mg/kg，pH值为6.7。

供试青椒品种为萧新19号。

1.2 试验设计

选取晒干后的菌菇渣和番茄秸秆作为秸秆还田原料，番茄秸秆切成5～10cm长小段，菌菇渣敲碎。以菌菇渣、番茄秸秆、腐熟剂为材料共组合设置9个处理（以下统一简称为秸秆还田处理），其中菌菇渣和番茄秸秆混合比例分别为3∶7（S1，菌菇渣9t/hm2+番茄秸秆21t/hm2）、2∶3（S2，菌菇渣12t/hm2+番茄秸秆18t/hm2）和1∶1（S3，菌菇渣15t/hm2+番茄秸秆15t/hm2），腐熟剂添加量分别为75kg/hm2（A1）、105kg/hm2（A2）和130kg/hm2（A3），此外，以不施肥为空白对照，并设常规施肥处理1个（表1）。秸秆还田所有处理在填埋秸秆时均添加尿素300kg/hm2。

秸秆还田于幼苗移栽前14d左右进行。秸秆混匀后直接填埋于事先挖好的沟槽（深约20～30cm）中，并将腐熟剂均匀撒在秸秆上，用铁锨拍振后起土回填，浇水湿透秸秆。2～3d后起垄，秸秆上土层厚度保持15～20cm左右。最后用粗钢筋在每行间打孔，穿透秸秆层，孔穴保持通气以促进秸秆腐熟。于5月3日选择生长旺盛、个体相似秧苗（4～6叶）移栽到秸秆处理池内，每池移栽青椒12株。水分和其它农业管理措施统一进行。

1.3 测定指标及方法

青椒进入收获期后分12次摘取，测定记录青椒个数和重量，完全收获后称取青椒秸秆产量。

在第5次收获时每处理选取相同部位3个果实，取其中部果肉研磨混合用于品质指标测定。VC含量采用2，6-二氯酚靛酚比色法测定（GB6195—86），可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定（GB5009.7—2016），亚硝酸盐含量采用比色法测定（GB/T15401—94）。

1.4 综合指标评价

选取青椒产量（kg/池）、坐果数（个/池）、平均单果重（g）、秸秆产量4个产量指标和VC、可溶性糖、亚硝酸盐含量3个品质指标作为评价指标。采用CRITIC法进行多指标综合评价。CRITIC法作为一种客观评价赋权方法，它以评价指标的对比强度和指标间的冲突性来综合衡量确定指标的客观权数。其中对比强度以标准差的形式来表现;评价指标间的冲突性以指标之间的相关性为基础，如两个指标之间呈较强的正相关，说明两个指标冲突性较低。为消除量纲不同对评价结果的影响，采用极差变化法对各指标进行标准化处理，将青椒产量、坐果数、平均单果重、秸秆产量、VC和可溶性糖含量6个指标进行正向化处理，将亚硝酸盐含量进行逆向化处理。公式如下：

1.5 数据处理

试验数据用SPSS24软件进行统计分析，Origin软件制图，用Duncan’s法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同秸秆还田处理对青椒产量的影响

所有处理中，对照（CK）青椒产量、坐果数、平均单果重及秸秆产量均最低，其次是常规施肥处理，秸秆还田处理4个产量指标均高于二者（表2）。秸秆还田处理中，S1A2产量最高，达30.57kg/池，S1A1处理产量最低，为25.81kg/池，比常规施肥增产8.54% ～28.55%。除S1A1和S3A1外，其它秸秆还田处理产量均显著高于常规施肥（P<0.05），秸秆还田和常规施肥处理产量均显著高于CK（P<0.05）。

各秸秆还田处理中，S1A2平均坐果数最多，为232.67个/池，S1A1和S3A1最少，比常规施肥增加5.34% ～16.53%。各秸秆还田处理间坐果数差异不显著，但均显著高于CK（P<0.05），除S1A2外，与常规施肥处理相比差异均不显著。

各秸秆还田处理中，S1A3平均单果重最大，为134.38g，S2A2最小，为122.70g，比常规施肥增加3.02% ～12.83%。秸秆还田处理与常规施肥间平均单果重差异不显著，除S1A3外，與CK差异也均不显著。

秸秆还田处理中，S3A1秸秆产量最高，为8.95kg/池，S2A3处理最低，为7.29kg/池，比常规施肥增加2.97% ～26.41%。各秸秆还田处理间秸秆产量差异不显著，与常规施肥处理相比差异也不显著。

按照菌菇渣和番茄秸秆配比不同划分为S1、S2和S3三类处理。由图1可知，三种不同配比处理下，青椒产量、坐果数、平均单果重和秸秆产量均无显著差异。各处理青椒产量显著高于CK（P<0.05）。不同秸秆还田配比处理下平均单果重、秸秆产量与常规施肥处理相比均无显著差异，青椒产量显著高于常规施肥（P<0.05），除S2外，S1、S3处理坐果数与常规施肥差异不显著。

按照腐熟剂用量不同划分为A1、A2和A3三类处理。由图2可知，腐熟剂三种用量下各处理间青椒产量、坐果数、平均单果重、秸秆产量均无显著差异;除平均单果重外其它3个产量性状指标均显著高于CK（P<0.05）。A1、A2、A3处理青椒产量显著高于常规施肥（P<0.05），秸秆产量与其无显著差异，坐果数除A2外与其无显著差异，平均单果重除A3外与其无显著差异。

2.2 不同秸秆还田处理对青椒品质的影响

所有处理中，对照（CK）100g果实VC含量和果实亚硝酸盐含量最高，分别为19.27mg和36.59mg/kg（表3）。秸秆还田处理中，VC含量最高的是S2A1，达15.73mg，比常规施肥增加14.23%，最低的是S1A2，只有9.55mg，除S2A1外其它秸秆还田处理VC含量均低于常规施肥。可溶性糖含量最高的是S3A2处理，为1.68%，比常规施肥增加33.33%，最低的是S2A2，为1.09%，除S1A1、S2A2、S1A3和S3A3外，其它秸秆还田处理果实可溶性糖含量均高于常规施肥和CK。

秸秆还田处理中，果实亚硝酸盐含量最低的处理是S2A3，为14.64mg/kg，比常规施肥减少46.92%，最高的是S3A2，达32.69mg/kg，除S3A2和S3A3外其它秸秆还田处理果实亚硝酸盐含量均低于常规施肥。

图3显示，菌菇渣、番茄秸秆不同配比处理下，S2处理100g果实VC含量为12.88mg，显著高于其它两个配比处理（P<0.05），略低于常规施肥处理，但两者差异不显著。各处理果实VC含量均显著低于CK（P<0.05）。可溶性糖含量各处理间差异不显著，除S1外其它处理可溶性糖含量均略高于常规施肥和CK。S1、S2、S3处理亚硝酸盐含量均低于常规施肥，但差异不显著;秸秆还田处理中S2平均亚硝酸盐含量最低，为22.37mg/kg，S3最高，为26.32mg/kg。各处理亚硝酸盐含量均显著低于CK（P<0.05）。

由图4可知，腐熟剂三种用量下青椒果实VC含量差异不显著，A1处理100g果实VC含量略高，为12.03mg;A2、A3处理VC含量均显著低于CK和常规施肥（P<0.05）。A2处理可溶性糖含量为1.41%，略高于其它处理，但所有处理与CK差异均不显著。A1处理亚硝酸盐含量最低，为19.62mg/kg，显著低于CK和常规施肥（P<0.05），A2、A3处理与常规施肥差异不显著。

2.3 青椒产量和品质综合评价

2.3.1 青椒产量和品质指标的标准化 用4个青椒产量指标和3个品质指标进行综合评价，利用极差变换法对初始数据进行标准化处理，处理后数据均介于0～1之间，结果见表4。

2.3.2 CRITIC法对不同处理青椒产量和品质进行综合评价 根据公式（3）和（4）计算得到各评价指标的权重（表4），再根据各评价指标权重和标准化数据计算得到各处理综合得分。由表5可以看出，不同秸秆还田处理综合评价得分均高于常规施肥和CK。这说明采用菌菇渣、蔬菜秸秆配以腐熟剂还田其效果优于常规施用化肥，不同秸秆还田处理中菌菇渣12t/hm2、番茄秸秆18t/hm2配以腐熟剂75kg/hm2处理（S2A1）综合得分最高，对于种植青椒而言为最优处理。

3 讨论与结论

蔬菜秸秆在土壤中腐熟可增加土壤有机质和其它养分元素含量，改善土壤容重和孔隙结构状况，增强土壤持水能力，改变土壤微环境以促进植物生长[10，18]。菌菇渣本身含有大量有机营养成分、次级代谢产物及微量元素，因其疏松多孔的特性也能起到改良土壤结构的作用，此外，菌丝体分泌的相关酶也能促进植物吸收菌菇渣的营养成分[14，19]。有研究指出，用醪糟和菌菇渣改良土壤，与CK相比，黄瓜植株地上部干重增加2.45% ～40.28%，果实增产19.81%[20]。刘中良等[21]研究发现，菌菇渣和麦秸配比还田比空白处理番茄增加6.5%，增产效果优于两者单一还田。本研究利用番茄秸秆和菌菇渣搭配还田并配以腐熟剂，与常规施用化肥处理相比青椒总产量、坐果数、平均单果重和秸秆产量均明显提高，增幅分别达8.54% ～28.55%、5.34% ～16.53%、3.02% ～12.83%和2.97% ～26.41%。S1、S2、S3三种不同的菌菇渣与番茄秸秆搭配比例及A1、A2、A3三种不同腐熟剂用量作用下，秸秆还田处理青椒产量显著高于常规施用化肥处理（P<0.05），坐果数、平均单果重、秸秆产量与常规施用肥处理相比差异不显著。蔬菜秸秆的再利用通常采取堆肥进行腐熟化处理，本研究于池内土壤开沟进行番茄秸秆和菌菇渣集中深还，再表面覆土使秸秆在腐解时产生的热量得以保存，形成一条自然的秸秆堆腐带。秸秆和菌菇渣本身含有丰富的微生物群落，腐熟剂的加入又能加速腐熟进程，添加化肥也有助于解决微生物对土壤氮素的固定，从而提高土壤有机质含量并促进青椒产量提高。

对青椒品质指标的分析显示，本研究中秸秆还田处理VC、可溶性糖含量最高的分别是S2A1和S3A2，比常规施肥处理分别增加14.23%和33.33%，S2A3处理亚硝酸盐含量最低，比常规施肥处理减少46.92%。S1、S2、S3三种不同的菌菇渣与番茄秸秆配比及A1、A2、A3三种不同腐熟剂用量作用下，青椒VC、亚硝酸盐含量低于常规施肥处理，可溶性糖含量则略高，但差异不显著。与常规施肥相比，秸秆还田处理果实可溶性糖含量的增加能够改善青椒的风味，亚硝酸盐含量的下降能减少蔬菜中对人体有害的物质，均在一定程度上提升青椒品质。但与前人研究结果不同的是，秸秆还田后青椒果实VC含量有所下降。冯连杰[22]研究发现，行底铺设秸秆可使甜椒VC含量在中、后期分别提高20.5%、24.4%，番茄VC含量在中、后期分别提高10.7%、4.9%。李波[23]等研究发现，番茄VC含量跟秸秆还田年限有关。王景华[24]对番茄施以不同氮素营养发现，在较高氮素浓度下番茄果实VC含量下降，達到一定水平后再增加氮肥对番茄生长起到抑制作用。秸秆还田添加腐熟剂并配施化肥促进了微生物对秸秆等有机物质的分解，土壤氮素含量明显增加，从而导致果实VC含量下降，关于此结果后续还需进行验证。

采用CRITIC法对本试验各处理进行综合评价，其中秸秆还田处理得分均高于常规施肥和对照，说明总体来看番茄秸秆、菌菇渣并配以腐熟剂还田其效果优于常规施用化肥。不同秸秆还田处理中，菌菇渣12t/hm2、番茄秸秆18t/hm2配以腐熟剂75kg/hm2处理（S2A1）综合得分最高，对于种植青椒而言为最优处理。