種植大球蓋菇對(duì)鹽堿土的改良作用研究

楊宗德吉，李夢(mèng)秋，馬闖，陳招榮

（天津農(nóng)學(xué)院 園藝園林學(xué)院，天津 300392）

土壤作為植物生長(zhǎng)過(guò)程中水、肥、氣、熱等條件的供給者，能夠在很大程度上決定作物的生長(zhǎng)狀況，而土壤的酸堿性直接影響土壤中元素的存在形式和轉(zhuǎn)化狀態(tài)，也能夠影響土壤中的微生物[1]。天津地區(qū)受氣候條件、地貌類型、植被類型以及人為因素的影響形成多種土壤類型，在地勢(shì)較低平的地區(qū)，土層結(jié)構(gòu)受地下水作用而形成潮土；在海積沖積平原地區(qū)，由于受海潮影響形成了濱海鹽土。土壤鹽堿化這一全球性問(wèn)題，限制了天津地區(qū)發(fā)展林下經(jīng)濟(jì)作物和林果生產(chǎn)，因此需要一種更環(huán)保、更能夠關(guān)注土壤本身特性的改良新方向，從根本上解決該問(wèn)題[2]。近年來(lái)提出了果菇套作的種植模式。食用菌的腐生特性，能夠較好的富集土壤中的活性物質(zhì)，有利于土壤中礦物質(zhì)的轉(zhuǎn)化以及高分子降解[3]。因此對(duì)改善土壤理化性質(zhì)有積極作用。前人結(jié)合大球蓋菇的生長(zhǎng)特性研究大球蓋菇果菇套作技術(shù)，研究結(jié)果表明，果菇套作的種植模式提高了土壤中活性有機(jī)碳和氮素的積累，增加了碳儲(chǔ)量[4]。

大球蓋菇（Stropharia rugosoannulata）屬層菌綱（Hymenomycetes）傘菌目（Agaricales）球蓋菇科（Strophariaceae）球蓋菇屬（Stropharia）[5]。大球蓋菇子實(shí)體中富含豐富的蛋白質(zhì)、維生素、氨基酸、礦物質(zhì)等，是聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織推薦的食用菌栽培品種之一[6]。大球蓋菇生產(chǎn)能夠?qū)⑥r(nóng)作物的副產(chǎn)品作為原材料進(jìn)行充分利用，同時(shí)在大球蓋菇生產(chǎn)過(guò)程中不使用化肥和農(nóng)藥，生長(zhǎng)環(huán)境和生產(chǎn)產(chǎn)品都不會(huì)被污染，保證了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展[7]。本試驗(yàn)通過(guò)分析天津市西南部地區(qū)不同地點(diǎn)種植大球蓋菇后的土壤pH值、全鹽量、有機(jī)質(zhì)、速效鉀和銨態(tài)氮含量的變化，為種植大球蓋菇對(duì)天津地區(qū)鹽堿土壤的改良作用研究提供理論依據(jù)，有利于推廣天津地區(qū)大球蓋菇的種植，同時(shí)提出鹽堿土壤改良的新方向，促進(jìn)生態(tài)環(huán)保，實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益和生態(tài)效益共同發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于天津市西青區(qū)天津農(nóng)學(xué)院東、西校試驗(yàn)園內(nèi)，位于天津市西南部，屬于暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，平均海拔約為 5 m，年平均氣溫約11.6 ℃，全年無(wú)霜期184～203 d，年均降水量約為584.6 mm。

1.2 大球蓋菇種植

1.2.1 輔料配比

大球蓋菇栽培的培養(yǎng)料配方（質(zhì)量比）：稻殼45%，秸稈12%，木屑42%，石灰1%，混勻后加水至含水量70%～75%。

1.2.2 大球蓋菇種植過(guò)程

種植流程：2019年10月輔料堆肥發(fā)酵→2019年11月整地、播種→2019年11月—2020年3月生長(zhǎng)管理→2020年 4月出菇采收，采收后翻耕整地。

1.3 試驗(yàn)土樣采集

試驗(yàn)土壤取自天津農(nóng)學(xué)院試驗(yàn)地 I（東校）、試驗(yàn)地II（西校）中0～25 cm耕層。試驗(yàn)分別選取兩處試驗(yàn)地未種植過(guò)大球蓋菇樣地的2組土樣和種植過(guò)大球蓋菇樣地的2組土樣作為本試驗(yàn)的4組處理，每個(gè)處理重復(fù)3次。試驗(yàn)地I、試驗(yàn)地II未種植過(guò)大球蓋菇的土樣作為對(duì)照組CK，種植過(guò)大球蓋菇的土樣作為試驗(yàn)組A。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

在試驗(yàn)地采用 5點(diǎn)法采集1～25 cm土層土樣，帶回實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干，風(fēng)干后挑出植物殘?bào)w將土樣在瓷研缽中磨碎并立即過(guò)1 mm篩（18目），經(jīng)處理的土樣分別貼標(biāo)簽，裝入廣口瓶?jī)?chǔ)存。用于測(cè)定土壤理化性質(zhì)。

1.4.1 土壤pH值

用TFW系列土壤分析儀的酸堿度檔測(cè)定，分別配制pH 4.00、pH 6.88、pH 9.18標(biāo)準(zhǔn)緩沖液，并對(duì)土樣進(jìn)行前處理，儀器經(jīng)校正后進(jìn)行測(cè)試。

1.4.2 土壤全鹽量

用TFW系列土壤分析儀的電導(dǎo)檔進(jìn)行測(cè)定，以下面公式計(jì)算土壤全鹽量。

土壤全鹽量（%）＝根據(jù)待測(cè)液的讀數(shù)值從工作曲線上查得的濃度值×稀釋倍數(shù)

1.4.3 土壤有機(jī)質(zhì)

采用水合熱-光電比色法，用TFW系列土壤分析儀的光電比色濃度檔進(jìn)行測(cè)定。

1.4.4 土壤速效鉀

采用四苯硼鈉比濁法，用TFW系列土壤分析儀的光電比色濃度檔進(jìn)行測(cè)定。

1.4.5 土壤銨態(tài)氮

采用靛酚藍(lán)比色法，用TFW系列土壤分析儀的光電比色濃度檔進(jìn)行測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

本試驗(yàn)所有處理和測(cè)量均至少進(jìn)行了3個(gè)生物學(xué)重復(fù)。采用Microsoft Excel 2010對(duì)大球蓋菇種植樣地和未種植對(duì)照樣地的土壤理化性質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理繪圖，用IBM SPSS 23對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用 Duncan’ s法進(jìn)行多重比較（P＜0.05），用Pearson法進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 各處理組不同土壤理化指標(biāo)比對(duì)分析

2.1.1 各處理組樣品的土壤 pH值和全鹽量比對(duì)分析

種植過(guò)大球蓋菇的土樣理化性質(zhì)發(fā)生了變化，與對(duì)照組CK相比，試驗(yàn)地I、試驗(yàn)地II中各試驗(yàn)組A的pH值和全鹽量均有降低，試驗(yàn)地 I土樣的pH值降低效果更顯著。與試驗(yàn)地I的CK相比，試驗(yàn)組A的pH降低了2.94%、全鹽量降低42.36%。

與試驗(yàn)地II的CK相比，試驗(yàn)組A的pH降低了2.46%，而全鹽量降低了3.08%。由圖1可知，試驗(yàn)地I中試驗(yàn)組A的pH值低于試驗(yàn)地I中的對(duì)照組CK，試驗(yàn)地II中試驗(yàn)組A的pH值低于試驗(yàn)地II中的對(duì)照組CK。試驗(yàn)地I、試驗(yàn)地II中試驗(yàn)組A與對(duì)照組CK的pH值具有顯著性差異。由圖2可知，試驗(yàn)地I中試驗(yàn)組A的全鹽量低于試驗(yàn)地I的對(duì)照組CK，具有顯著性差異；試驗(yàn)地II中試驗(yàn)組A與試驗(yàn)地II中對(duì)照組CK的差異不顯著。

圖1 各處理組樣品的土壤pH值比對(duì)

圖2 各處理組樣品的土壤全鹽量比對(duì)

2.1.2 各處理組樣品的土壤有機(jī)質(zhì)、速效鉀和銨態(tài)氮含量比對(duì)分析

種植過(guò)大球蓋菇的土樣有機(jī)質(zhì)、速效鉀和銨態(tài)氮含量顯著增加。由圖3～圖5可以看出，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)地 I中試驗(yàn)組的有機(jī)質(zhì)增加了350.18%、速效鉀增加了 6.17%、銨態(tài)氮增加了11.85%，其中有機(jī)質(zhì)含量顯著高于對(duì)照，在兩處試驗(yàn)地土壤各指標(biāo)中增量最大；試驗(yàn)地II的試驗(yàn)組相比對(duì)照有機(jī)質(zhì)增加了 14.84%、速效鉀增加了76.77%、銨態(tài)氮增加了164.39%，其中速效鉀和銨態(tài)氮含量顯著高于對(duì)照，速效鉀增量高于試驗(yàn)地I。

圖3 各處理組樣品的土壤有機(jī)質(zhì)比對(duì)

圖4 各處理組樣品的土壤速效鉀比對(duì)

圖5 各處理組樣品的土壤銨態(tài)氮比對(duì)

2.2 土壤樣品各理化指標(biāo)間的相關(guān)性

由表1可以看出，本試驗(yàn)條件下，土壤各理化指標(biāo)間均具有顯著相關(guān)性。其中土壤pH值與銨態(tài)氮呈極顯著負(fù)相關(guān)，全鹽量與有機(jī)質(zhì)呈極顯著負(fù)相關(guān)，速效鉀與銨態(tài)氮呈極顯著正相關(guān)。這表明種植大球蓋菇可增加土壤有機(jī)質(zhì)，促進(jìn)鹽分淋失，從而降低土壤全鹽量，同時(shí)可促進(jìn)酸性物質(zhì)生成，從而降低土壤pH值。種植大球蓋菇能夠改良土壤中養(yǎng)分含量，土壤速效鉀和銨態(tài)氮均增加。毛寧等[8]的研究結(jié)果顯示大球蓋菇-草莓輪作根區(qū)土壤的速效鉀、速效氮含量增加，增幅為33.9%、57.3%，這與本試驗(yàn)研究結(jié)果相似。

表1 土壤樣品各理化指標(biāo)間的相關(guān)性

3 討論與結(jié)論

濱海鹽堿地區(qū)發(fā)展農(nóng)林經(jīng)濟(jì)所面臨的主要問(wèn)題是土壤肥力低、鹽堿含量高、土壤瘠薄結(jié)構(gòu)差，目前針對(duì)這一問(wèn)題的研究主要集中在土壤改良方面[9]。本試驗(yàn)通過(guò)檢測(cè)分析種植過(guò)和未種植過(guò)大球蓋菇的不同土壤樣品理化性質(zhì)的變化，評(píng)估了種植大球蓋菇對(duì)鹽堿土改良的作用。

土壤 pH值和有機(jī)質(zhì)含量是土壤的兩個(gè)重要測(cè)量指標(biāo)，與大球蓋菇菌絲的生長(zhǎng)、土壤的肥力以及其他理化性質(zhì)密切相關(guān)。大球蓋菇能在土壤pH值4.5～9.0的條件下正常生長(zhǎng)，但以pH值為5.0～7.0的微酸性環(huán)境較適宜[5]。大球蓋菇菌絲進(jìn)入土層將有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化成土壤腐殖質(zhì)，土壤腐殖質(zhì)的增加降低了土壤的pH值[10]。王冬等[11]研究也表示腐殖酸中含有多種活性基團(tuán)，具有較強(qiáng)的吸附力，作為電子傳遞介質(zhì)可以促進(jìn)多種有機(jī)質(zhì)的生物降解，對(duì)土壤污染物的防治和改良具有重要意義。同時(shí)，從種植大球蓋菇的輔料來(lái)看，楊四蔭等[12]研究結(jié)果表明以秸稈作為輔料種植大球蓋菇后，秸稈中的纖維素被降解。隨菌糠翻耕還田后，在土壤中更易被礦質(zhì)化形成腐殖質(zhì)，提高養(yǎng)分，改良土壤。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，土壤有機(jī)質(zhì)和全鹽量呈極顯著負(fù)相關(guān)，這是由于土壤有機(jī)質(zhì)增加能夠促進(jìn)鹽分的淋失，從而降低土壤的全鹽量。有研究表明，向土壤中增施 30%雙孢菇菌糠能夠促進(jìn)土壤物質(zhì)循環(huán)，土壤中的有機(jī)質(zhì)養(yǎng)分含量增加，全鹽量降低，提高土壤肥力[13]。這與本試驗(yàn)觀察到的結(jié)果相似。更有其他試驗(yàn)結(jié)果表明，通過(guò)改變食用菌種植條件下的土壤理化性質(zhì)，能直接調(diào)控土壤微生物群落或誘導(dǎo)微生物組成變化[14]。

土壤中氮、磷、鉀的含量直接反應(yīng)土壤的肥力，是評(píng)價(jià)土壤肥力的重要指標(biāo)[8]。通過(guò)對(duì)氮、鉀元素的含量測(cè)定，可以準(zhǔn)確判斷土壤肥力水平的高低。一些研究也表明大球蓋菇-草莓輪作模式下，土壤中的全氮、全鉀、速效氮、和pH值均增加，增幅為4.7%～90.7%[15]。這與本試驗(yàn)觀察到的種植大球蓋菇增加了土壤速效鉀和銨態(tài)氮含量的結(jié)果相似。由于種植過(guò)大球蓋菇樣地的土壤中富含大球蓋菇菌渣，菌渣中含有豐富的鉀元素，可作為土壤鉀元素的補(bǔ)充劑。鉀元素在微生物分解作用下轉(zhuǎn)化為易利用的速效鉀，因而速效鉀含量得到顯著增加。