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秀珍萌菌糠对大棚蔬菜及其土壤质量的影响

2020-11-09吉清妹吴宇佳张冬明雷菲曾建华符传良张文

湖北农业科学 2020年16期
关键词:大棚蔬菜

吉清妹 吴宇佳 张冬明 雷菲 曾建华 符传良 张文

摘要:以雪蜜小白菜、黑叶甜白菜及秀珍菌菌糠为材料,设不同菌糠用量与化肥减量配施处理,进行大棚蔬菜试验,研究不同菌糠用量一茬施入对连续3茬的蔬菜生长、品质及土壤的影响。结果表明,利用菌糠替代化肥氮量20%~40%都能提高大棚蔬菜的产量和品质,改善土壤质量,并有一定的延续作用。利用菌糠与羊粪有机肥及无机化肥混合施用,效果最佳,蔬菜的长势好,株高及茎粗值都最大,产量高,维生素C含量高,其硝酸盐含量最低或次低;第一茬采收后,与常规处理相比两种蔬菜的土壤pH分别提高0.18、0.17,有机质提高6.06%、11.19%,碱解氮提高-1.49%、5.08%,有效磷提高7.73%、4.40%,速效钾降低1.69%、1.99%,3茬的雪蜜小白菜分别增产14.5%、10.5%、5.8%,黑叶甜白菜分别增产12.1%、10.5%、7.1%。

关键词:菌糠;大棚蔬菜;蔬菜品质;土壤理化性状

中图分类号:S156;X71 文献标识码:A

文章编号:0439-8114(2020) 16-0042-07

DOI: 10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.16.009

菌糠是利用秸秆、棉子壳、木屑等农作物下脚料为原材料,经过食用菌酶解作用,收获食用菌产品后的废弃物。据统计,中国是食用菌生产的第一大国,2015年生产食用菌后产生了8500万t以上的菌糠[1]。前人研究显示,菌糠含有丰富的蛋白、糖类、有机酸、氮、磷、钙等营养物质,有机物质和矿质元素含量极高[2,3],粗纤维含量高达41.3%~76.3%,菌糠施入土壤后,能增加土壤中可溶性氮、磷及有机质含量[4],在较长的一段时间内都能给土壤补充一定的营养成分,利用菌糠能降低苏打盐碱土土壤的碱化度和pH,改良土壤性状,促进牧草的生长,提高牧草的产量[5],能提高酸性土壤的pH,对长期农作物脐橙、香蕉等果园土壤有长效改良、维护作用|6,7]。因此丰富且廉价的食用菌菌糠可以作为种植业的有机肥资源。目前,菌糠只有少量被合理利用,大部分都被焚烧、丢弃,浪费、污染极大。海南省农业设施大棚蔬菜发展快速,根据统计,2011年种植面积已达8 667 hm2,当年蔬菜大棚种植面积累计超1.2万hm2以上。由于大棚蔬菜种植茬口多,每年种植10茬以上,化肥特别是氮肥超量使用严重,导致肥料利用率极低,没有雨水淋洗,土壤很快出现酸化、板结、盐渍化,大棚蔬菜的土壤耕作质量及蔬菜的生态环境受到极为严重的破坏,直接影响大棚蔬菜的生长,导致蔬菜的产量和品质严重降低[8]。海南省设施大棚叶菜的平均产量极低,仅有15000 kg/hm2,只达到全国平均水平的2/3。研究菌糠肥源的有效利用对减少化肥的施用量、改善大棚蔬菜的生产环境、提高蔬菜的商品产量及品质及对食用菌生产环境的保护具有重要的指导意义。

无论是大棚内、外,菌糠对作物的产量、品质或土壤质量都有良好的作用,已有的研究仅从菌糠施用对当茬或当次的影响进行了报道,而菌糠施用减施无机肥的情况下对当茬和下茬的影响指标鲜见系统研究。徐学忠等从施用等量无机肥情况下增施不同量菌渣进行试验研究,表明利用菌糠对当茬大棚大白菜产量、株高、叶绿素、维生素C、可溶性糖、硝酸盐等都有良好的影响作用;熊小兴等[10]在常规施肥的情况下增施一定菇渣对当茬小白菜生长情况进行研究,同样表明,菌糠对当茬小白菜产量、叶绿素、可溶性糖含量均有提高效果;侯立娟等[11]则以不同菌糠用量配施相同量的复合肥及鸡粪精对露天栽培辣椒进行试验,同样证明了菌糠对当茬辣椒维生素C、可溶性蛋白、可溶性糖、有机酸、果实硝酸盐含量等指标有良好的影响;谢修鸿等[12]在实验室内进行菌糠、麦麸和玉米秸秆等物料腐解试验,研究菌糠对风沙土 DOM (溶解性有机质)组分含量变化的影响,证明菌糠可以作为堆肥调理剂,调节土壤的C/N比,修复退化土壤,提高土壤溶解性有机质含量。由于菌糠施用要进行前期的堆制发酵,在大棚蔬菜类短期作物生产上一茬施入、多茬受益,可以适当减少劳动成本。基于菌糠还田量和化肥减量配施的相关研究尚鲜见报道,本试验研究不同菌糠用量與化肥减量配施对当茬大棚蔬菜产量、品质及土壤理化性状的影响及其延续作用,以探索大棚蔬菜适宜菌糠用量及化肥减施量有效集成相应的技术规程,提高肥料利用率,实现食用菌废弃物资源利用的最大化,为大棚蔬菜的高产栽培及节肥增效提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2018年8-11月在海南省澄迈县永发镇海南农业科学院基地大棚实施。试验地土壤pH6.42,有机质13.6 g/kg、碱解氮119.45 mg/kg、速效磷(P205) 101.6 mg/kg、速效钾(K20)105.3 mg/kg、土壤容重1.21 g/cm3。

蔬采品种为雪蜜小白采、黑叶甜白采。肥料为商品有机肥(发酵羊粪:n-p2o5-k2o=1.03%-1.33%-2.13%,水分31.70%,有机质36.58%),菌糠为秀珍菇菌糖(干基N-P205-K20 =0.76%-0.25%-0.96%,水分60.00%);尿素含 N 46%,过磷酸钙含P205 16%,硫酸钾含K20 50%。

1.2 方法

菌糠堆制发酵15d,采取一茬菌糠施入、多茬受益的试验。第一茬蔬菜种植时,菌糠当作基肥一次性施入,后两茬不施入菌糠,一共进行连续3茬的雪蜜小白菜和黑叶甜白菜田间试验。分别测定不同处理、不同茬数蔬菜的产量、品质及土壤理化性状。

本试验根据菌糠和化肥氮用量设置5个处理,推荐的蔬菜肥料用量为N-P205-K20 = 120-45-90kg/hm2,各处理NPK总用量相等。处理1,对照100%化肥NPK;处理2,80%化肥N+20%菌糠N;处理3,70%化肥N+30%菌糠N;处理4,60%化肥N+40%菌糠N;处理5,60%化肥N +20%菌糠N+20%有机肥N。

试验小区随机排列,每个小区面积25.84 m2,播种量为3.6kg/hm2。施肥方法为100%菌糠、100%有机肥、15%尿素、100%过磷酸钙、40%硫酸钾为基肥种植时施入,剩余的85%尿素、60%硫酸钾平均分为4次作为追肥随水施入,其他按正常农作管理。每茬蔬菜种植33d,3茬蔬菜收获时间分别为2018年8月21日、10月8日、11月26日。

1.3测定内容

观察、记录蔬菜的生育期,收获时测定各小区产量,计算平均产量,每小区随机抽取5株测定株高、茎粗,取平均值,取植株及土壤等样品,测定相关性状。

1.4数据分析

数据的统计分析采用Excel 2003、SAS 9.0等软件。

2 结果与分析

2.1 不同菌糠施用量对大棚蔬菜性状及品质的影响

由表1、表2可知,就蔬菜株高和茎粗而言,同一处理数值都逐茬减小,施用菌糠的蔬菜株高和茎粗数值都明显大于不施用菌糠的常规处理(处理1)。处理4在3茬中蔬菜株高最高,与处理1相比,雪蜜小白菜分别增高10.8%、7.8%、5.7%,黑叶甜白菜分别增高11.3%、8.3%、5.7%。处理4、处理5在3茬中与处理1相比都存在显著差异,但处理4与处理5之间差异不显著。3茬中处理4与处理5相比,雪蜜小白菜仅分别增高1.9%、1.6%、0.6%,黑叶甜白菜仅增高1.9%、1.5%、1.0%。处理5在3茬中都长得最粗,与处理1相比,雪蜜小白菜分别增粗14.0%、10.3%、7.3%,黑叶甜白菜分别增粗15.1%、9.4%、6.3%。表明施用菌糠对蔬菜生长发育有很好的促进作用,并有一定的后续效果;菌糠用量越多,蔬菜的长势越强。处理5菌糠组合施用的效果最好。

就蔬菜维生素C含量而言,不施用菌糠处理的蔬菜维生素C含量很低,而施用菌糠可提高当茬及后继2茬蔬菜维生素C含量,所有处理都是当茬蔬菜含量最高,后2茬的各处理数值都逐茬稍微降低。2种蔬菜处理2至处理5的维生素C含量比处理1提高了4.9%~40.6%,处理5含量最高。3茬的处理5维生素C含量与处理1相比,雪蜜小白菜分别增加37.7%、25.3%、15.3%,黑叶甜白菜分别增加40.6%、33.0%、23.5%。处理5与处理4之间差异不显著,但与处理2、处理3差异显著,维生素C含量逐茬递减的幅度也比处理4递减的幅度大(表1、表2)。表明利用菌糠可以提高蔬菜维生素C的含量,且菌糠用量增多,维生素C含量就增大,且后续效果就越强。菌糠与有机肥及化肥混合施入的效果较好。

就蔬菜硝酸盐含量而言,施用菌糠的各处理均能降低蔬菜硝酸盐含量,比不施用菌糠的处理1下降了2.3%~28.5%。3茬的处理3、处理4、处理5蔬菜硝酸盐含量都显著低于处理1的硝酸盐含量。处理4含量与处理5相比差异不显著,但二者均与处理1、处理2相比都达到了显著差异。说明利用菌糠栽培蔬菜可以降低蔬菜的硝酸盐含量,且在一定的用量范围内随着菌糠用量的增多而减少,且有一定的延续效果,处理4和处理5的降低效果都比较好(表1、表2)。

2.2 不同菌糠施用量对大棚蔬菜产量的影响

蔬采的株局、茎粗是其生长强弱的主要指标,蔬菜生长越强,蔬菜的产量越高。

由表3、表4可知,施入菌糠的处理蔬菜产量都较常规处理(处理1)高。第一茬蔬菜产量表现为处理1<处理2<处理4<处理3<处理5,施入菌糠的各处理蔬菜产量与处理1相比均达到极显著差异水平。第2、第3茬蔬菜产量表现为处理1<处理2<处理3<处理4<处理5,这两茬的处理1与处理2差异不显著,施入菌糠的处理3、处理4、处理5相互之间的产量差异没有达到显著水平。在3茬中产量最大的都是处理5,与无菌糠施入的处理1相比,处理5在3茬中雪蜜小白菜分别增产14.5%、10.5%、5.8%,黑叶甜白菜分别增产12.1%、10.5%、7.1%。以上分析表明,利用菌糠能提高当茬蔬菜的产量,对第2、第3茬蔬菜产量的提高也有较好的延续效果。菌糠施用达到一定量后,过多的施入对当茬蔬菜产量提高不明显,但能更好地提高下茬蔬菜的产量。菌糠和有机肥及化肥混合施入的效果较好。

2.3 不同菌糠施用量对大棚蔬菜土壤的影响

2.3.1 不同菌糠施用量對大棚蔬菜土壤pH及有机质含量的影响 如表5、表6所示,第1茬试验结束后,各处理土壤pH表现为常规处理(处理1)最低,处理5次之,与试验前相比,处理1的土壤pH下降了 0.07~0.08,施用菌糠的土壤pH提高了0.10~?0.35,处理2、处理3、处理4与处理1相比差异都达到显著水平。第3茬蔬菜收获后,各处理土壤pH与试验前土壤的本底值相比,处理1土壤pH下降最大,雪蜜小白菜和黑叶甜白菜土壤pH分别下降了0.36和0.34,施用菌糠的处理2至处理5 土壤pH仅下降-0.04~0.20,说明单独施用化肥加快土壤酸化速度,施用菌糠能有效提高土壤pH,增加菌糠用量效果更明显。

就土壤有机质含量而言,第1茬施用菌糠各处理土壤有机质含量比处理1提高了6.0%~19.9%,各处理有机质含量表现为处理4>处理3>处理2>处理5>处理1。随后各处理含量逐茬降低。第3茬收获后,还是处理4最高,且与处理1、处理5差异显著。表明利用菌糠可以提高土壤有机质含量,且用量越多效果越明显(表5、表6)。

2.3.2 不同菌糠施用量对大棚蔬菜土壤碱解氮含量的影响 第1茬试验结束后,与试验前相比,雪蜜小白菜的处理1和处理5 土壤碱解氮含量分别降低了2.7%和4.3%,而2种蔬菜其他处理的土壤碱解氮含量比试验前都而所提局,提高了0.7%~16.5%,其中,处理3 土壤碱解氮含量最高,雪蜜小白菜和黑叶甜白菜分别比处理1提高了9.3%和12.7%,差异显著。随后第2、第3茬的土壤碱解氮含量,施用菌糠处理的逐茬减少,菌糠用量越大,减少的幅度越小,不施菌糠处理的碱解氮含量逐茬增加。3茬蔬菜收获后的土壤碱解氮含量,处理3相对较高,表明利用菌糠可以有效提高土壤碱解氮含量,菌糠与有机肥及无机肥组合施用更有利于提高氮肥的利用率,单独施用化肥降低了氮的利用率(表5、表6)。

2.3.3 不同菌糠施用量对大棚蔬菜土壤有效磷含量的影响 第1茬蔬菜收获后,土壤有效磷含量除常规处理(处理1)比土壤本底值低外,施用菌糠各处理含量均比本底值高,提高了2.1%~12.7%,处理4最高,处理3与处理4之间差异不显著,但分别与处理1差异显著。第2茬蔬菜收获后,处理5土壤有效磷含量降低,其他处理都有所提高,施用菌糠处理还是较本底值高,提高了4.4%~23.7%,处理3最大,处理4次之,处理1最小,处理3与处理1、处理2、处理5相比都达到了显著差异。第3茬蔬菜收获后,处理1土壤有效磷含量还在增大,处理5继续变小,其他处理也相对有所减少,表现为处理3最大,处理4次之,处理5最小。表明施用菌糠有利于提高土壤有效磷含量,随着菌糠的增施而土壤有效磷的增效作用增大,且具有一定后效延续作用,菌糠与有机肥及无机肥组合施用更有利于提高磷的利用率,单独使用化肥将严重降低了磷肥的利用率(表5、表 6)。

2.3.4 不同菌糠施用量对大棚蔬菜土壤速效钾含量的影响 第1茬蔬菜收获后,土壤速效钾含量除常规处理(处理1)和施用菌糠的处理5比土壤本底值低外,施用菌糠其他各处理都比本底值高,提高了2.0%~17.0%,各处理土壤速效钾含量表现为处理4>处理3>处理2>处理1>处理5,其中处理3、处理4含量与处理1、处理5相比显著差异。随着种植茬数的递增,第3茬蔬菜收获后,各处理土壤速效钾含量都有所减少。3茬蔬菜中处理1、处理5都比本底值低,处理5最低,处理4含量最高,雪蜜小白菜和黑叶甜白菜的处理4与处理1相比,土壤速效钾含量分别提高了13.8%、8.9%、9.7% 和22.3%、16.8%、8.6%,说明施用菌糠有利于土壤速效钾的释放和利用,并具有一定的延续作用。适量的菌糠与有机肥及无机化肥组合混施更利于解钾作用,更能提高大棚蔬菜对钾肥的利用率(表5、表6)。

3 小结与讨论

3.1 利用菌糠能提高大棚蔬菜的产量、品质

本研究表明,除对照处理外,在化肥氮量减少20%~40%的情况下,适量施用菌糠有利于促进蔬菜生长,显著提高蔬菜的产量、蔬菜的维生素C含量,有效降低蔬菜硝酸盐含量,有效提升蔬菜安全品质,且在一定范围内随着用量的增加效果更佳,这些结论与已有的研究结论相符[4,11]。3茬的处理5蔬菜产量均表现为最高,其产量、株高、茎粗、维生素C含量分别比无菌糠的处理提高5.8%~14.5%、5.00%~?9.11%、6.3%~15.1%、15.3%~40.6%,硝酸盐含量降低9.6%~28.5%,说明菌糠能有效提高蔬菜产量、品质,并有一定的后续效果,研究还表明适量增大菌糠施用量,延伸作用更明显。推测认为,菌糠或菌糠与有机肥、无机化肥组合混施可以改善土壤理化性质,优化土壤中的微生物群落结构,促进蔬菜的生长。这与熊小兴等[10]研究菇渣发酵在小白菜上的应用试验结论相吻合,也与谢修鸿等[12]的菌糠完全可以作为堆肥调理剂研究结论,以及已有的研究结果和推测相符[13]。

3.2 施用菌糠改善了大棚蔬菜土壤的理化性质

测定结果显示,当茬单独施用菌糠的土壤N、P、K有效含量较高。施用化肥或有机肥,致使土壤孔隙结构发生了改变,加速土壤养分向下淋溶[14,15],说明施用菌糠有利于土壤对N、P、K的释放、积累和利用,并有一定的延续作用;随着菌糠用量的增加,当茬蔬菜土壤N、P、K有效养分含量出现先增后减的变化,且随着茬数推移而有所降低,可能是菌糠比较疏松,大量的菌糠提高了土壤的孔隙度,降低了土壤的保水性,导致土壤养分快速向下淋失。本研究还表明,菌糠与有机肥及无机肥组合混施更有利于提高肥料利用率,更易于达到节肥增效的作用,这与李明德等[16]研究结论相符。有研究表明,有机肥中有机物及氮的淋溶量较菌糠下降了15.0%和62.8%[17,18],本研究也得出相同的结论,即菌糠与有机肥及无机肥组合施用更能维护土壤的有机质及氮等营养成分。前人认为,菌糠与有机肥配施更有利于有益微生物的生长,循环利用更能将菌糠营养成分转变成不易淋失的状态[19],同时堆肥降解有机物的作用明顯。所以组合处理5在节肥增效、保护土壤营养质量的作用上效果最佳。

本试验表明,菌糠有利于提高土壤pH,并且后效明显。分析认为,菌糠的pH相对较高,适量施用能提高土壤pH,而海南土壤酸性大,pH偏低,所以若再单独施用化肥必定增强土壤酸化程度。这与已有的研究结论相符[4],曹雪莹等[20]研究也显示,菌糠有机肥能提升土壤的pH达7.48%,对土壤酸化有很好的改良作用。这点与徐学忠等[9]研究结果不相似,其认为菌渣复合基质偏酸性,利用菌渣能提高喜微酸性根际环境的蔬菜产量,这可能与其试验所用菌糠的腐熟程度有关,没有充分腐熟的菌糠pH偏低,此外,菌渣有机肥大白菜试验供试土壤为红沙壤土,pH高达8.01,不利于蔬菜生长,利用不充分腐熟偏酸性的菌糠,对碱性土壤较高的pH有很好的调节作用。

本试验表明,菌糠施用能提高土壤有机质含量,这点与已有的研究结论相符[10]。但谢修鸿等[12]研究表明,菌糠对风沙土有机质含量增加的效果仅在施入1个月内明显,这点与本试验结果不相符,这可能是因本试验的水稻土与谢修鸿等[12]的风沙土不同,对有机质的固定及分化机制不同,以及有机成分、含量不同所致,这些有待以后研究。

综上所述,在大棚蔬菜生产上,适量的菌糠施用在一定范围内可以减少化肥的施用量,有利于蔬菜生长,从而提高蔬菜产量和品质,改良土壤的结构,菌糠适宜在大棚蔬菜生产上推广应用。综合产量、品质、对土壤良性作用以及成本考虑,建议在大棚蔬菜生产中菌糠施用以60%化肥N+20%菌糠N+20%有机肥N组合模式进行,且采用菌糠一茬施入,连续种植2~3茬的方法。

参考文献:

[1]罗小芳,栗海波,孙银为,等.食用菌菌糠综合开发利用现状[J].生物加工过程,2017,15(4):77-81.

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