菌渣對山地柑橘園土壤理化性質(zhì)的影響

吳韶輝 溫明霞 王鵬 石學根

（浙江省柑橘研究所 臺州318026）

土壤是柑橘生長的基礎，其所需的絕大部分養(yǎng)分和水均來自于土壤。豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)柑橘園要求土層深厚、土壤肥沃、質(zhì)地疏松、有機質(zhì)含量高，保肥保水性能好等條件。目前浙江省發(fā)展柑橘9.67×104hm2，且浙江省為丘陵地帶，因此大量的柑橘種植在山上。山地易受沖刷和徑流，造成有機質(zhì)含量低、有效養(yǎng)分缺乏。另外由于大量施用化肥、除草劑、田間管理不當和酸雨等原因，橘園土壤板結(jié)、酸化、微生物活動力差、養(yǎng)分供應不足等現(xiàn)象頻發(fā)，會導致一系列問題，也不利于柑橘產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

菌渣是生產(chǎn)食用菌后的廢棄物，其含有豐富的纖維素、木質(zhì)素等富碳物質(zhì)以及氮、磷、鉀等多種營養(yǎng)元素[1]，其數(shù)量大，分布廣，是重要的可再生資源，隨意堆放不僅造成環(huán)境污染，更造成資源的浪費[2～5]。隨著綠色農(nóng)業(yè)和循環(huán)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，菌渣作為綠色生態(tài)的有機肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上得到廣泛推廣[6～10]。已有研究發(fā)現(xiàn)，菌渣還田可以提升耕地土壤有機質(zhì)含量和養(yǎng)分含量，增加團粒結(jié)構(gòu)，降低土壤容重[11]，是一種優(yōu)良的土壤改良劑和有機肥。本試驗研究不同施用量的菌渣對山地橘園土壤理化性質(zhì)的影響，為今后山地橘園土壤改良及化學肥料的替代提供理論基礎。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

田間試驗在浙江省柑橘研究所山地試驗站進行，試驗地區(qū)氣候溫和濕潤，雨量充沛，光照適宜，四季分明，屬亞熱帶季風氣候，年平均氣溫在10℃以上的積溫為5336℃，持續(xù)日照天數(shù)247.9d，年平均日照時數(shù)為1955h。

供試果園為黃巖本地早，砧木為枸頭橙，樹冠冠幅3.0～3.5m，高3～4m，株行距3m×4m，常規(guī)栽培管理，選擇樹勢、樹齡和上一年掛果量相近的植株。試驗果園土壤為黃壤，土壤pH4.42、有機質(zhì)含量2.4%、堿解氮含量115.4mg/kg、有效磷含量520mg/kg、速效鉀含量266mg/kg。

試驗材料菌渣來自臺州市黃巖區(qū)江口鎮(zhèn)上后村生產(chǎn)菇房，主要為甘蔗渣、木屑、石膏、石灰等配成，為平菇生產(chǎn)完后準備廢棄的材料。菌渣經(jīng)過堆肥、充分發(fā)酵后使用。

1.2 試驗設計

菌渣有機肥作為基肥的形式于采果后施入，施用量參照菜籽餅的用量。同時施入復合肥，以基肥加追肥的形式分批施入，其他為常規(guī)管理。施肥方式為溝施，即分別在東、西方向樹冠滴水線處挖溝，深度40cm，將上述肥料施入溝中，覆土還原；翌年在未挖溝的樹冠南、北方向施肥。

試驗共設定5個處理。T0：常規(guī)施肥，不施用菌渣；T1：25%菌渣（1.5kg）；T2：50%菌渣（3kg）；T3：75%菌 渣（4.5kg）；T4：全 菌 渣（6kg）。每個處理設置4個重復。試驗連續(xù)實施2年。

1.3 樣品采集與測定

1.3.1 土壤樣品采集。

柑橘成熟采收后，于12月采集土壤樣品。土壤取0～20cm、20～40cm土層，取樣在樹冠周圍，按八等分劃線，每次取樣時，以對角線的兩個等分框取若干點土壤混合均勻后，留1kg 作養(yǎng)分分析用。

1.3.2 樣品測定

土壤pH 用酸度計測定；有機質(zhì)用K2Cr2O7滴定法[12]；速效氮用氫氧化鈉-堿解擴散法[12]；速效磷用氟化銨-HCL法[12]；速效鉀用NHOAc-火焰光度法[12]。

土壤容重用環(huán)刀法[13]；土壤團聚體測定用篩分法[13]。土壤脲酶活性采用靛酚藍比色法，單位U/g，U為每g土樣中產(chǎn)生1μg NH3-N為1個酶活力單位；磷酸酶采用磷酸苯二鈉比色法，單位U/g，U為每g土壤釋放1μ mol酚；過氧化氫酶用0.1mol/L KMnO4滴定法，單位U/g，U為每g土樣催化1μmol H2O2降解定義為1個酶活力單位[14]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Excel2007及SPSS19.0進行數(shù)據(jù)計算處理及差異顯著性檢驗和相關性分析，多重比較采用LSD法。

2 結(jié)果與分析

2.1 菌渣主要營養(yǎng)成分分析

菌渣作為栽培食用菌后的廢棄物，養(yǎng)分經(jīng)食用菌吸收利用后，養(yǎng)分相對新鮮菌糠有所降低。將其與菜籽餅的養(yǎng)分進行對比，結(jié)果如表1所示，菌渣有機質(zhì)和氮、磷、鉀含量遠低于菜籽餅，如有機質(zhì)含量僅為菜籽餅的29.1%，全氮、全磷和鉀含量為菜籽餅的13.3%、11.2%、11.5%。因此在參考菜籽餅施用量的基礎上，需增加菌渣的用量。

菌渣與菜籽餅養(yǎng)分狀況T3和T4則與CK 雖無顯著差異，也比CK增加43.0%、53.8%和48.0%。T4的堿解氮含量較CK有顯著提高（p＜0.05），增幅達到13.6%，T2和T2也有較大幅度提升。此外，各處理的土壤有效磷和速效鉀含量均有所增加，其中有效磷含量以T2和T4處理提高較大、速效鉀含量T1和T4處理提高相對較大。

表1

2.2 菌渣對橘園土壤養(yǎng)分的影響

由表2可以看出，施用菌渣的處理T2～T4土壤pH比CK增加0.2、0.3和0.6，T3、T4與CK達到顯著差異，T4顯著高于其他處理。菌渣處理下的土壤有機質(zhì)含量比CK有所增加，其中T4純施菌渣的處理土壤有機質(zhì)含量比CK增加59.7%，達到顯著性差異（p＜0.05），T2、

表2 菌渣對山地橘園土壤養(yǎng)分的影響

圖1 菌渣對山地橘園土壤團聚體含量的影響

2.3 菌渣對橘園土壤團粒結(jié)構(gòu)的影響

土壤團聚體是反映土壤理化性質(zhì)和養(yǎng)分狀況的一個指標，是由微小礦物顆粒復合而成的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，團聚體構(gòu)成是決定土壤肥力和結(jié)構(gòu)水平的重要因素之一。由圖1可以看出，CK和T1橘園土壤團聚體的比率以＜0.25mm 的團聚體含量最高，分別占35.38%、36.71%；T2、T3和T4土壤團聚體以＜0.25mm和＞5mm為主，兩者含量接近，總共占團聚體總數(shù)的49.34%～50.29%；此外，0.5～0.25mm、1～0.5mm 的團聚體含量相對較低。

與CK相比，T1的團聚體含量變化較小，而T2～T4中0.5mm 以上的團聚體數(shù)量均有不同程度增加，如T2、T3和T4土壤中＞5mm團聚體比CK分別增加9.49%、15.58%和21.50%，＜0.25mm團聚體比CK減少26.96%、33.49%和35.87%，變化均比較明顯。各處理土壤＞0.25mm 的團聚體含量最少的CK為64.62%，T2～T4土壤＞0.25mm的團聚體達74.16%～77.31%。

圖2 菌渣對山地橘園土壤容重的影響

2.4 菌渣對山地橘園土壤容重的影響

土壤容重直接影響土壤孔隙度與孔隙大小、分配及土壤水、肥、氣等變化，間接影響土壤生物活性及作物的生長發(fā)育和生理特性。施用菌渣后橘園土壤容重如圖2所示，結(jié)果表明，隨著土壤深度的增加，容重逐漸增加，以CK為例，20～40cm 深度的土壤容重分別比0～10cm、10～20cm深度增加了25.7%、24.5%。連續(xù)施用2年菌渣可有效降低土壤容重，數(shù)據(jù)也表明，施用菌渣的處理組土壤容重基本低于CK，并且隨著菌渣施用配比的增加而提高。其中T4效果最明顯，0～10cm、10～20cm、20～40cm 三個深度的土壤容重比CK減少7.96%、15.70%和16.90%。

2.5 菌渣對山地橘園土壤酶活性的影響

從表3可以看出，菌渣提高了土壤過氧化氫酶、脲酶、磷酸酶和多酚氧化酶活性，不同的菌渣施用量與酶活性提高量之間存在一定的差別，總體可以看出，菌渣施用量越高，5種酶活性也越高。T4處理下的過氧化氫酶、脲酶、酸性磷酸酶及多酚氧化酶均與CK呈顯著差異（p＜0.05），T2處理的土壤堿性磷酸酶與CK 呈顯著差異，而T1～T3三個處理間差異性不顯著。

3 討論

菌渣是栽培食用菌后的基質(zhì)廢棄物，由于食用菌對培養(yǎng)料營養(yǎng)成分的利用率約為70%[14，15]，因此菌渣內(nèi)還殘留有眾多的可利用營養(yǎng)物質(zhì)，如本研究選用的菌渣有機質(zhì)含量高達24.0%，還含有N、P、K等元素，可作為有機肥應用到其他作物生產(chǎn)中；另外，本試驗采用的菌渣pH偏堿性，對于酸性土壤的酸堿度調(diào)節(jié)也有一定的作用。

表3 菌渣對山地橘園土壤酶活性的影響

菌渣不但可作為有機肥，也是一種良好的土壤改良劑，具有較高的利用價值。土壤結(jié)構(gòu)在很大程度上取決于不同土壤顆粒的累計，通常以土壤容重、團聚體組成等作為土壤肥力評價的重要指標。菌渣能有效改善土壤結(jié)構(gòu)，本試驗中，隨著菌渣使用量的增加，橘園土壤容重降低、＞0.25mm團聚體比率明顯提高，同時也增加了土壤的孔隙，給根系的生長和對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收提供了更好的土壤環(huán)境。施用菌渣還顯著提高了土壤中過氧化氫酶、脲酶、多酚氧化酶和磷酸酶的活性，主要原因一是菌渣中含有豐富的酶，還田后分泌到土壤中，二是還田后的菌渣促進了土壤中微生物的繁殖和橘樹根系生長，顯著提高土壤酶活性。隨著菌渣還田量的增加，微生物可利用的營養(yǎng)物質(zhì)越豐富，數(shù)量越多，酶活性越高[16]。

值得注意的是，受栽培原料成分差異、菌種不同、食用菌培養(yǎng)環(huán)境等差別，菌渣的營養(yǎng)成分及含量差異懸殊，因此在利用過程中要測定并根據(jù)其有效營養(yǎng)成分的含量，合理使用。另外，菌渣中含有大量的微生物，可能會有生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響，因此在菌渣的利用過程中對果園生態(tài)環(huán)境的影響還需要進一步研究。