菌渣奶牛墊料對鹽堿土性質(zhì)和青梗菜生長的影響

張瑞華 王效華 丁美麗 王承香 劉振龍 任鵬飛

摘 要：以京冠二號青梗菜為試材，采用盆栽方式，按照菌渣奶牛墊料與鹽堿土體積比設(shè)定不同處理，測定青梗菜的發(fā)芽率、株高等生長指標(biāo)、根系活力及青梗菜收獲后不同處理土壤的理化性質(zhì)，以此來比較菌渣奶牛墊料對鹽堿土性質(zhì)和青梗菜生長的影響，以期為菌渣奶牛墊料改良鹽堿土研究提供技術(shù)參考。結(jié)果表明，菌渣奶牛墊料加入鹽堿土后，沒有影響青梗菜發(fā)芽率，但提高青梗菜生長勢，株高提高71.2%～93.2%，地上部鮮質(zhì)量提高117.1%～177.1%，而且顯著提高了鹽堿土中氮、磷、鉀含量，改善了鹽堿土的理化性質(zhì)，僅有機(jī)質(zhì)含量較鹽堿土提高60.9%～73.6%，田間持水量提高51.0%～129.0%，并且顯著降低了鹽堿土的pH值。綜上所述，菌渣奶牛墊料改良鹽堿土切實(shí)可行。

關(guān)鍵詞：青梗菜;菌渣奶牛墊料;鹽堿土;生長;土壤性質(zhì)

中圖分類號：S652 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-2871（2021）05-082-05

Effects of cow bedding of spent mushroom substrate on the saline-alkali soil properties and the growth of green terrie

ZHANG Ruihua2， WANG Xiaohua2， DING Meili2， WANG Chengxiang2， LIU Zhenlong2， REN Pengfei1

（1. Key Laboratory of Wastes Matrix Utilization， Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Institute of Agricultural Resources and Environment， Shandong Academy of Agricultural Sciences， Jinan 250100， Shandong， China; 2. Wei Fang Vocational College， College of Agricultural and Forestry Science and Technology， Weifang 261041， Shandong， China）

Abstract： In order to investigate the effect of cow bedding of spent mushroom substrate on the saline-alkali soil properties and the growth of green terrie， and provide technical reference for the research on the improvement of saline-alkali soil with cow bedding of spent mushroom substrate. Green terrie variety of Jingguan No. 2 was used as experimental material， the potting experiment was carried out， different treatments were set according to the volume ratio between cow bedding of spent mushroom substrate and saline-alkali soil in this research， the germination rate， plant height， number of leaves， fresh weight of aerial part， root fresh weight， root vigor and hydrolysable nitrogen， effective phosphor， available kalium， organic matter， PH range of different treatment soil were investigated. The results showed that after adding the cow bedding of spent mushroom substrate to the saline-alkali soil， the germination rate of green terrier was not affected， but the growth was promoted， such as plant height was increased by 71.2%-93.2%， fresh weight of aerial part was increased by 117.1%-177.1%， and the contents of nitrogen， phosphorus and potassium of saline-alkali soil were increased and the physical-chemical nature of the saline-alkali soil was improved， such as organic content was increased by 60.9%-73.6% and field capacity was increased by 51.0%-129.0%， and pH was reduced? significantly. In a word， it was feasible to improve the saline-alkali soil by using the cow bedding of spent mushroom substrate.

Key words： Greenterrie; Cow bedding of spent mushroom substrate; Saline-alkali soil; Growth; Soil properties

中國是世界食用菌生產(chǎn)第一大國，每年產(chǎn)生菌渣量高達(dá)400萬噸，菌渣中含有豐富的粗蛋白、粗脂肪、氨基酸、多糖以及Fe、Ca、Zn、Mg等中微量元素，被廣泛地應(yīng)用于土壤改良、飼料、有機(jī)肥生產(chǎn)、養(yǎng)殖墊料中[1-6]。菌渣作為養(yǎng)殖墊料，效果較好[7-8]，但廢棄墊料資源如何利用一直沒有很好地得到解決，盧東升等研究表明養(yǎng)雞廢棄菌渣墊料具有豐富的營養(yǎng)元素，有機(jī)質(zhì)含量（w，后同）達(dá)42.62%～54.12%，全氮、全磷、全鉀總量達(dá)4.33%～9.82%[9];韓建東等[2]研究表明，菌渣墊料堆肥中有機(jī)質(zhì)含量、pH值、重金屬含量均達(dá)到了有機(jī)肥料標(biāo)準(zhǔn)（NY 525-2012）要求，全氮、全磷、全鉀的總養(yǎng)分含量為4.48%，用作底肥種植甘藍(lán)，甘藍(lán)產(chǎn)量與施用相同用量商品有機(jī)肥無顯著差異。

土壤鹽堿化是人類面臨的嚴(yán)峻的生態(tài)環(huán)境問題，全球鹽堿地面積約為9.5×108 hm2[10]，并且還在以每年1×106～1.5×106 hm2的速度增長[11]，鹽堿土改良是高效利用土壤資源的有效途徑之一，改良的目標(biāo)是增加鹽堿土壤有機(jī)質(zhì)、降低pH，增加透氣透水性和養(yǎng)分含量，平衡微生物區(qū)系[12-15]。目前，鹽堿土改良的原理和方向雖已清晰，但進(jìn)程緩慢，其原因與成本高有關(guān)，筆者將養(yǎng)殖奶牛的廢棄菌渣墊料施入鹽堿土，研究其改良鹽堿土的可行性，為廢棄菌渣墊料的合理應(yīng)用和低成本鹽堿土改良提供應(yīng)用依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

菌渣奶牛墊料取自東營市墾利縣牛圈村奶牛養(yǎng)殖基地，墊料的制取方法是將菌渣鋪入奶牛趴臥處，厚度25 cm，隨奶牛活動(dòng)，厚度降低，每降低5 cm用菌渣補(bǔ)足，墊料周期30 d，上中下層墊料混合后作為試驗(yàn)樣品，理化性質(zhì)見表1。鹽堿土取自濰坊市濱海區(qū)豐臺村0～20 cm土壤，是強(qiáng)堿性鹽堿土，理化性質(zhì)見表2。

青梗菜品種為京冠二號，由廣東省汕頭市澄華升合種籽店提供，耐熱、稍耐寒，適宜栽培溫度12～35 ℃。

1.2 方法

試驗(yàn)于2019年5—11月在濰坊職業(yè)學(xué)院濱海校區(qū)智能溫室進(jìn)行，按照菌渣奶牛墊料與鹽堿土體積比設(shè)4個(gè)處理，分別為T1（1∶4）、T2（1∶5）、T3（1∶6），不添加墊料處理為CK。盆栽，盆寬60 cm，盆長80 cm，盆高18 cm，直播，每盆播種60粒，覆土厚度1 cm，于3葉1心期間苗，株距10 cm，行距15 cm，每盆25株，每處理5盆，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。

1.3 測定指標(biāo)及方法

按照土壤分析技術(shù)規(guī)范（第二版）[16]測定不同處理堿解氮含量、有效磷含量、速效鉀含量、有機(jī)質(zhì)含量、pH值、水溶性鹽總量、容重、田間持水量。

按照標(biāo)準(zhǔn)NY 525—2012和HJ 802—2016測定菌渣奶牛墊料中全氮含量、全磷含量、全鉀含量、總養(yǎng)分含量、有機(jī)質(zhì)含量、pH值。

95%青梗菜出苗時(shí)記錄出苗時(shí)間和出苗株數(shù)，計(jì)算出苗率。出苗后每10 d測定1次株高、葉片數(shù)、地上部鮮質(zhì)量、根系鮮質(zhì)量、根系活力[17]。株高（cm）用卷尺測量、地上部鮮質(zhì)量（g）和根系鮮質(zhì)量（g）用電子天平稱量;用鐵鏟鏟出整株根系，清洗土壤，用TTC法測定根系活力。

出苗率/%= 出苗株數(shù)/總種植株數(shù) ×100。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010和SPSS 16.0軟件統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對青梗菜出苗時(shí)間及出苗率的影響

由表3可知，不同處理間青梗菜出苗時(shí)間、出苗率等差異均不顯著，說明鹽堿土中加入菌渣奶牛墊料后沒有顯著影響青梗菜的出苗數(shù)及出苗率。

2.2 不同處理對青梗菜生長勢的影響

由圖1可知，5月19日青梗菜生長株高以CK較高，T1、T2、T3處理分別較CK降低22.9%、22.9%、14.3%;生長期結(jié)束時(shí)（6月9日），青梗菜株高T1較高，為14.1 cm，T2、T3次之， T1、T2、T3處理較CK分別提高93.2%、87.7%、71.2%。

由圖2可知，青梗菜生長前期葉片數(shù)以CK和T3處理居多，隨生長進(jìn)行，葉片數(shù)以T1處理居多，生長期結(jié)束時(shí)，T1、 T2、T3處理葉片數(shù)較CK處理分別提高29.9%、25.4%、11.9%?？梢姡膛|料加入鹽堿土后，幼苗期青梗菜生長勢受到抑制，可能與墊料中鹽分高從而抑制株高和葉片數(shù)的增加有關(guān);但隨生長進(jìn)行，株高和葉片數(shù)高于純鹽堿土處理。

由圖3和圖4可以看出，隨著青梗菜生長時(shí)間的延長，不同處理地上部鮮質(zhì)量與根系鮮質(zhì)量變化趨勢相似，均呈現(xiàn)出隨生長進(jìn)行，加入菌渣奶牛墊料處理較CK增加幅度變大的趨勢。5月29日T1、T2、T3地上部鮮質(zhì)量較CK處理分別提高144.4%、118.5%、85.2%;T1、T2、T3根系鮮質(zhì)量較CK處理分別提高106.7%、86.7%、40.0%;6月9日T1、T2、T3處理地上部鮮質(zhì)量分別較CK提高177.1%、160.0%、117.1%;T1、T2、T3處理根系鮮質(zhì)量分別較CK提高156.3%、137.5%、62.5%?？梢?，菌渣奶牛墊料加入鹽堿土后，提高了地上部鮮質(zhì)量和根系鮮質(zhì)量，并且隨生長進(jìn)行，提高幅度逐漸變大，原因可能與墊料中養(yǎng)分含量高有關(guān)。

2.3 不同處理對青梗菜根系活力的影響

由圖5可知，青梗菜根系活力隨生長進(jìn)行逐漸降低，同時(shí)青梗菜生長前期CK處理根系活力較高，后期T1根系活力較高，5月19日CK根系活力為207 ?g·g-1·h-1， T1、T2、T3較CK分別降低6.3%、4.4%、1.0%;6月9日，CK根系活力較低，T1、T2、T3較CK分別提高76.1%、56.0%、44.1%。

2.4 青梗菜種植結(jié)束后不同處理土壤理化性質(zhì)

由表4可以看出，青梗菜收獲時(shí)，除pH值外，添加墊料處理土壤的其他理化性質(zhì)指標(biāo)均與CK處理差異顯著。其中，T1、T2、T3處理土壤中堿解氮含量較CK分別提高497.1%、348.6%、292.0%;T1、T2、T3處理土壤中有效磷含量較CK分別提高3 140.8%、2 547.5%、2 140.5%;T1、T2、T3處理土壤中速效鉀含量較CK分別提高653.6%、530.2%、519.1%;T1、T2、T3處理土壤中有機(jī)質(zhì)含量較CK分別提高283.6%、206.5%、156.9%;T1、T2、T3處理土壤中水溶性鹽總含量較CK分別提高830.0%、636.7%、540.0%; T1、T2、T3處理土壤pH值較CK 分別低0.70、0.31、0.21;T1、T2、T3處理土壤容重較CK分別降低31.0%、23.4%、19.0%; T1、T2、T3處理土壤田間持水量較CK 分別提高131.1%、96.3%、51.4%。可見，鹽堿土中加入奶牛菌渣墊料處理的土壤堿解氮、有效磷、速效鉀含量顯著提升，pH值下降，有機(jī)質(zhì)含量和田間持水量顯著提高，水溶性鹽總含量顯著提高。

3 討論與結(jié)論

種子萌發(fā)是植物最早接受鹽堿脅迫的階段，發(fā)芽率反映種子發(fā)芽的潛在能力，有研究表明，低鹽脅迫可以促進(jìn)許多作物種子的發(fā)芽[18-19]。本試驗(yàn)中菌渣奶牛墊料的主要物質(zhì)為90%以上的菌渣和少量的牛糞尿，水溶性鹽總含量16.32 g·kg-1，顯著高于本試驗(yàn)用強(qiáng)堿性鹽堿土水溶性鹽總含量，按不同體積比兩者混合后沒有顯著影響青梗菜的發(fā)芽率及發(fā)芽時(shí)間，其原因可能與青梗菜有一定的耐鹽性有關(guān)[20]。

土壤中鹽分高對幼苗生長指標(biāo)的影響主要表現(xiàn)在苗高方面，其次是根長、鮮質(zhì)量和干質(zhì)量[21-22]，本試驗(yàn)中加有墊料處理影響青梗菜生長前期的株高、葉片數(shù)和根系活力，可能與墊料鹽分高有關(guān);但隨青梗菜生長，混有墊料處理的青梗菜株高、葉片數(shù)、地上部鮮質(zhì)量、根系鮮質(zhì)量和根系活力均高于對照，青梗菜生長30 d后，T1、T2、T3處理株高較CK提高93.2%、87.7%、71.2%;T1、T2、T3處理地上部鮮質(zhì)量較CK提高177.1%、160.0%、117.1%，T1、T2、T3處理根系活力較CK提高76.1%、56.0%、44.1%。菌渣奶牛墊料顯著提高了鹽堿土中堿解氮、有效磷、速效鉀的總養(yǎng)分含量及有機(jī)質(zhì)含量，降低了土壤pH值，降低了土壤容重，提高了土壤田間含水量，改善了鹽堿土壤的理化性質(zhì)，提高了青梗菜的生長勢和根系活力，與王涵[23]研究的鹽堿土中加入發(fā)酵菌糠可有效提高土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀、堿解氮含量，降低土壤pH的結(jié)果一致。

植物根系是活躍的吸收器官和代謝器官，根的生長情況和活力水平直接影響地上部分的生長和營養(yǎng)狀況及產(chǎn)量水平，根系活力是判斷植物根系吸收水分、養(yǎng)分及逆境生存能力的重要指標(biāo)。在植物生長發(fā)育過程中，根系可分泌有機(jī)酸[24]，而且鄒春雷[25]的研究表明，堿性鹽脅迫下甜菜可通過增強(qiáng)磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性推動(dòng)三羧酸循環(huán)的進(jìn)行，促進(jìn)有機(jī)酸合成，以緩解堿性鹽脅迫帶來的pH傷害。本試驗(yàn)中青梗菜收獲后，各處理土壤pH值均比未種植青梗菜前純鹽堿土低，其原因可能是青梗菜生長過程中根系分泌有機(jī)酸使pH值下降，再者有機(jī)質(zhì)分解過程中可產(chǎn)生有機(jī)酸[26]，使pH值下降。

李娟等[27]對不同養(yǎng)雞場發(fā)酵床廢棄墊料理化性質(zhì)的研究表明，廢棄墊料雖具有有機(jī)肥的基本性質(zhì)，但鹽分含量偏高;萬魯長等[28]的研究表明，菌渣墊料堆肥施入農(nóng)田后，可使土壤鹽分水平升高。本試驗(yàn)青梗菜收獲后，鹽堿土中添加菌渣奶牛墊料處理，土壤水溶性鹽總含量也顯著提高，但土壤容重顯著降低，土壤田間持水量顯著增加，表明土壤孔隙度及土壤滲透性增加，隨著時(shí)間的推移，土壤中隨水運(yùn)移速度較快的鹽離子會被進(jìn)一步淋洗掉[29]。鹽堿土的改良是一個(gè)長期的過程，施入鹽堿土中菌渣奶牛墊料的最佳用量及鹽離子隨時(shí)間遷移的比例，還需要建立定位試驗(yàn)點(diǎn)，長期監(jiān)測土壤性質(zhì)，綜合分析評估。

綜上所述，菌渣奶牛墊料施入鹽堿土后可提高青梗菜生長勢、鹽堿土的養(yǎng)分水平、田間持水量，以及有機(jī)質(zhì)含量，降低pH和容重，有效改善了鹽堿土的理化性質(zhì)。

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