新型復合食用菌菌渣在鹽堿地中草藥種植中的肥效研究

趙春 隋學圃 陳壯壯 韓金龍 王志芬 單成鋼

摘要 為了評價一種新型復合食用菌菌渣對鹽堿地種植中草藥的影響，研究施加不同梯度復合菌渣（667 m2施0、1、2、4、6、8和10 t）對中草藥產量性狀以及對堿化土壤肥力的影響，結果表明，試驗田施加不同劑量菌渣可以顯著提升薄荷的株高、全株鮮重和干重，6和8 t處理增加最顯著，總計施加2 t以上菌渣的處理可以顯著提高板藍根的根鮮重和地上鮮重。4、6、8和10 t試驗田中土壤pH明顯下降。施加6和8 t處理土壤中效磷、速效鉀、有機質和對照相比都有明顯提升，且施加菌渣后土壤中全鹽量控制在非鹽化土范圍內（≤ 0.1 g/kg）。表明選用的復合菌渣是優(yōu)良的鹽堿土改良有機肥，可以在鹽堿地進一步推廣示范。

關鍵詞 食用菌菌渣;鹽堿地;中草藥;土壤肥力

中圖分類號 S141文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2020）24-0161-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.24.045

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Fertilizer Effect of New Compound Edible Mushroom Residue on the Chinese Medicinal Herb Planting in Salinealkali Land

ZHAOChun， SUI Xuepu，CHENZhuangzhuang et al （Dongying Vocation College，Dongying，Shandong 257091）

Abstract In order to evaluate the fertilizer of an edible fungus residue on the Chinese medicinal herb planting in salinealkali land.The residue were added into soil with different gradient doses then the salttolerant crop yields and the alkaline soil fertility were detected，the results showed that application of the residue in the field could significantly increase the plant height，fresh weights and dry weights of Mentha haplocalyx Briq..The fresh weights of the tissue above ground and under the ground of Isatis tinctoria were significantly improved in the experimental group that applied more than 2 t of residue.Soil pH was decreased in 4，6，8 and 10 t treatment.Compared with the control，6 and 8 t treatment showed significant improvement in soil phosphorus，available potassium and organic matter.By using the residue，the total salt content in the soil was controlled within the range of nonsalted soil （≤ 0.1 g/kg）.By the result it was concluded that the edible fungus residue used is an effective organic fertilizer that can improve salinealkaline soil.Further，that residue would evaluation in multiple locations with large areas in the next years.

Key words Edible fungus residue;Salinealkali soil;Chinese medicinal herb;Soil fertility

鹽堿地包括各種鹽土、堿土和鹽化、堿化的土壤，鹽堿土中因含有較多的鹽堿成分，導致土壤的物理化學性質發(fā)生顯著改變，鹽堿土存在易板結、滲水透氣差、pH升高和營養(yǎng)匱乏等特點[1]，這也嚴重影響了土壤質量、土壤生態(tài)過程以及動植物的生長[2]。全球約有各種鹽堿地9.55億hm2，我國鹽堿地總面積占國土面積的1.03%[2-3]。鹽堿土理化性質不良，對生長于其上的作物產生明顯抑制作用，嚴重制約了土壤的有效利用效率[4]。鹽漬土的改良是一個較為復雜的綜合治理系統(tǒng)工程，目前鹽堿地改良多采取灌溉排水、地表覆膜、施加改良劑及生物改良等措施[1，5]，生物改良鹽堿地多采用種植防鹽堿植物修復鹽堿土壤，研究表明耐鹽牧草可明顯改善鹽堿土理化性質[6]。另外種植中草藥等高經濟價值的作物是解決土壤鹽堿化的有效途徑[7]，王明強等[8]研究表明板藍根有明顯降低土壤堿化的作用。薄荷具有很高的藥用經濟價值，李曉俠等[9]在黃河三角洲鹽堿地區(qū)進行薄荷引種試驗，結果表明，薄荷對鹽堿地有很強的適應力。生物改良可以在改良土壤的同時創(chuàng)造經濟價值，但鹽堿地土壤肥力偏弱，種植作物時，為增加抗鹽作物的產量，還需要額外補充肥料，而化肥的大量施用又會造成土壤的進一步破壞[10]。

生物有機肥有機質含量豐富，養(yǎng)分元素含量雖不及化肥但種類全面，肥效釋放緩慢，培肥效果好，環(huán)境無殘留[5]等，利用生物有機肥可以改良土壤環(huán)境，相比于傳統(tǒng)的改良技術不僅可以提高農產品產量還廉價環(huán)保，是當前研究較為熱門的方向。食用菌菌渣作為一種生物有機廢料，不僅營養(yǎng)豐富，而且內部的抗菌性物質可以幫助植物抵抗病害[11]，目前，國內食用菌菌渣的再利用主要包括摻入基質種植食用菌、作為有機肥料還田等[12]。利用食用菌菌渣改良鹽堿地的報道較少。

該試驗采用的新型食用菌菌渣基質是一種土壤肥力調節(jié)劑，主要成分是食用菌菌渣，在確保各種營養(yǎng)成分的基礎上，保持和提高菌渣中菌絲體活性，提高有機肥質量，可以改善土壤微生物群落和土壤環(huán)境，提高土壤肥力。筆者通過大田試驗，在鹽堿地施加上述混合菌渣作為有機肥料，并種植板藍根和薄荷2種中草藥，測量施加不同劑量的肥料對薄荷和板藍根產量的影響，同時檢測施加肥料后土壤肥力和pH的變化，了解施加有機肥對鹽堿土耕作后的影響，探究食用菌菌渣在鹽堿地土壤改良中的利用價值。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及材料

試驗地點為山東省東營市東營職業(yè)學院試驗田，土壤為堿性土壤。食用菌菌渣有機基質和化肥由山東省農業(yè)科學院研發(fā)和提供（專利申請?zhí)枺?017102498034），基質主要組分和質量分數(shù)：菌渣85%～90%，麥麩3%～5%，天然殺蟲組分3%～5%，凹凸棒土3%～5%，磷酸二氫鉀0.5%～1.0%，尿素0.5%～1.0%，石灰1%～2%，化肥為金正大N-P2O5-K2O復合肥。薄荷品種為安徽亳州品種“阜油1號”，板藍根品種為小葉板藍根，2種中草藥種子都由山東省農業(yè)科學院提供。每個處理面積均為667 m2，試驗分為8個處理組，分別為①空白處理（CK，不添加化肥或有機基質）;②播前基施1 t有機基質作為基肥施入（1.50 kg/m2）;③播前基施2 t有機基質作為基肥施入（3.00 kg/m2）;④播前基施4 t有機基質作為基肥施入（6.00 kg/m2）;⑤播前基施6 t有機基質作為基肥施入（9.00 kg/m2）;⑥播前基施8 t有機基質作為基肥施入（11.99 kg/m2）;⑦播前基施10 t有機基質作為基肥施入（14.99 kg/m2）;⑧ 播前基施化肥80 kg （0.12 kg/m2）。不同處理隨機排列，每個處理3個重復。不同處理間起壟隔開，不同處理田間管理均保持一致。

1.2 測定指標與方法

薄荷的鮮重、干重和株高是衡量薄荷產量的重要指標[13]，主根長度、地上鮮重和地下鮮重是板藍根產量的重要衡量指標[14-15]。分別在2017年11月10日對板藍根進行測產驗收，2017年10月15日對薄荷進行測產驗收，每個重復中隨機選取10 m2的樣方進行采樣，并檢測相關指標。

土壤理化性質可以反映出肥料對于鹽堿地改良的效果，土壤中有效磷、速效鉀和有機質的含量直接反映土壤的肥力[11]，全鹽量和pH可以反映出土壤鹽堿變化[16]。土壤取樣為耕地表層土壤，分別檢測播種前和采收后土壤的有效磷、速效鉀、有機質含量以及全鹽量和pH。在施加有機基質之前，隨機采3個土壤樣品，混合后檢測土壤基礎肥力，作物采摘完畢，在相同肥料處理的樣地中隨機采3個土壤樣品，混合后檢測土壤肥力。土壤指標檢測在譜尼測試集團（中國，青島）完成，參照《土壤農業(yè)化學常規(guī)分析方法》[17]進行檢測分析。

1.3 數(shù)據(jù)處理 利用Excel對試驗數(shù)據(jù)進行收集處理，利用SPSS軟件進行單因素方差分析，繪圖由GraphPad Prim5軟件完成。

2 結果與分析

2.1 薄荷產量 田間施加有機肥或化肥后，可以顯著增加薄荷株高，有機肥8 t處理最顯著，超過了120 cm，比CK處理（60 cm）提升1倍，相比于化肥處理（93 cm）也有顯著提升。由表1可知，不同濃度梯度處理后薄荷鮮重變化明顯，8 t處理產量最高達8.51 kg/m2，相比于CK處理鮮重增加5.55 kg/hm2，其次是6 t處理（7.44 kg/m2），化肥處理對薄荷鮮重的提升與CK無顯著差異，菌渣1～10 t處理的薄荷產量明顯高于化肥處理。不同處理薄荷干重增加規(guī)律和鮮重相似，相比于CK處理（0.64 kg/m2），也是8 t處理（1.84 kg/m2）增產效果最明顯，6 t次之，干重產量為1.61 kg/m2，化肥處理（0.71 kg/m2）對薄荷干重的積累與CK相比無顯著差異。

2.2 板藍根產量

田間施加有機肥同時也可以增加板藍根的產量，不同肥料處理對板藍根主根長度的影響不明顯，不同處理的根長度差異顯著，但2 t以上的有機肥處理和化肥處理中，板藍根根鮮重顯著高于空白組，且隨著有機肥施用量的增加，板藍根根鮮重也隨之增加，10 t處理根鮮重最高為1.083 kg/m2，不同基質處理和化肥處理之間的根鮮重無顯著差異。板藍根地上部分鮮重差異較大，施加2 t以上的有機肥可以顯著提高板藍根地上部分的鮮重，6 t處理（0.727 kg/m2）地上部分產量增加明顯，8和10 t處理產量分別達0.884和0.953 kg/m2，與6 t處理相比地上鮮產量無顯著差異。化肥處理可以顯著提高板藍根地下部分的產量，但對于地上部分鮮重增加不明顯，和對照組無顯著差異，與2 t及以上有機肥處理相比有機肥處理產量顯著高于化肥處理組（表2）。

2.3 各處理土壤pH和營養(yǎng)物質變化

土壤在播種前pH為8.5（表3），經過作物栽培，土壤pH略微上升（CK處理，pH=8.6），施加有機肥后土壤pH變化較大，1和2 t處理收獲后土壤pH相比于播種前略微上升，4、6和8 t處理，隨著肥量的增加，土壤pH逐漸下降，施加8 t有機肥土壤pH降低幅度最大，10 t處理土壤pH又回升到8以上，表明過多的施加基質反而不能有效地調節(jié)土壤pH，化肥處理組土壤pH為8.1。

分別在播種前和采收后檢測表層土壤的有效磷、速效鉀、有機質含量以及全鹽量，用于衡量有機基質對鹽堿土耕作后的影響。由表3可知，土壤中有機質變化規(guī)律不明顯。播種前土壤中速效鉀含量為218 mg/kg，不施加肥料，栽種作物后土壤有機質略微下降，有機肥處理2、4、6和8 t處理速效鉀含量明顯高于CK，化肥處理速效鉀含量和栽種前相比基本不變。耕種前后無處理組土壤中有效磷含量略微下降，施加1～8 t有機基質后土壤中有效磷有所增加，6和8 t處理組增加最高，化肥處理有效磷含量與CK相比略微下降。采收后土壤中有機質含量也相對于栽種前下降，有機基質處理后都能提高土壤中有機質含量，另外有機質8 t處理含量相對較高，化肥處理有機質含量無明顯變化。土壤全鹽量可以反映土壤鹽化程度，6 t處理土壤全鹽量（1.00 g/kg）明顯高于其他有機基質處理，化肥處理土壤全鹽量最高，達1.32 g/kg。

3 結論與討論

試驗樣地按照鹽堿地劃分標準[1]，pH 8.5屬于堿性土壤，全鹽量0.37 g/kg屬于非鹽化土壤。根據(jù)土壤肥力來看，營養(yǎng)成分較不均衡，參照全國第二次土壤普查分級標準（6 級標準），速效鉀>200 mg/kg屬于極高，有效磷為8.53 mg/kg屬于4級，有機質11.10 g/kg同屬于4級，有效磷和有機質比較缺乏。薄荷和板藍根為抗鹽堿植物[18-19]，在堿化土地種植耐堿作物，不僅可以改善土壤環(huán)境，同時也能創(chuàng)造一定的經濟價值[20]。

東營市以濱海鹽堿地為主，東營區(qū)耕地面積94.34%屬于鹽堿耕地[2]，然而濱海鹽堿地土壤較為貧瘠[2，21]，種植耐鹽堿作物雖然可以改善土壤，但會進一步消耗土壤中的營養(yǎng)物質，為了提高作物產量同時保證土壤的持續(xù)利用，一般需要肥料的投入。該試驗發(fā)現(xiàn)施用化肥可以提高薄荷的鮮重，顯著提高板藍根的根鮮重，但同時會大大增加土壤含鹽量，化肥處理收獲后，土壤含鹽量由初始的0.37 g/kg（非鹽化土壤）增加到1.32 g/kg（輕度鹽化土壤）[22]。另外，使用化肥并沒有明顯改善土壤中有效磷和有機質的缺乏。

菌渣作為一種有機肥[23-24]，可以改善土壤性狀，增加土壤肥力，菌渣也有用于鹽堿地改良[11，24]。該試驗結果表明復合菌渣更適用于堿性土壤，具體表現(xiàn)：首先，可以顯著提高薄荷全株鮮重，板藍根地上部分和地下部分鮮重。菌渣處理的增產效果顯著優(yōu)于化肥，特別在促進板藍根地上部分生長方面。板藍根地上和地下部分都是重要的藥材來源，且地上部分生長狀態(tài)直接影響根部的產量[25];其次，施加復合菌渣后，不僅增加作物產量，采收后土壤中有效磷和有機質的含量都有提升;最后，4、6、8和10 t菌渣處理均能顯著改善土壤pH，但過多施加有機基質會導致土壤pH的波動，表明在一定范圍內隨著施加有機肥量的增多改善效果更加明顯，這與鄒尊濤[26]和于秀麗等[27]的研究結果相符。其中8 t處理改善最為明顯。以上結果表明復合菌渣是一種非常優(yōu)良且有效的土壤改良劑。

試驗樣地中施加復合菌渣可以顯著提高薄荷株高，根據(jù)楊華云等[28]研究表明土壤中鉀肥含量可以顯著提高薄荷前期植株的株高，根據(jù)收獲期土壤檢測結果中2、4、6和8 t處理速效鉀含量顯著高于CK組，推測菌渣中存在大量的鉀元素，促進了薄荷株高的生長，也保證了后期薄荷產量的增加，其中6和8 t處理增產最顯著。2 t以上的復合菌渣處理后，都能顯著提升板藍根的地下部分和地上部分鮮重，且隨著肥量的上升，產量也逐步提升。6和8 t處理可以將土壤pH降低0.5以上。另外6和8 t處理均能較好改善土壤肥力，提升土壤中有效磷和有機質含量。但土壤中菌渣施用量并不是越多越好，首先是成本問題，現(xiàn)國內菌渣雖偏低，但菌渣的運輸、保存、復合菌渣的制備都需要一定成本，大量使用也會使田間作物成本上升;其次，菌渣使用過多使有機物質過度積累反而會造成作物的減產和環(huán)境污染[29]，造成減產和一些農藝性狀不顯著等問題，10 t 處理并沒有使土壤中的有機質達到更高的標準，這也是后續(xù)試驗中需要重點關注的問題。所以1 hm2的土地推薦90 t （9 kg/m2）和120 t （11.99 kg/m2）的施用量較為合適。

綜上所述，該試驗所選用的新型復合菌渣肥料是一種有效的鹽堿地改良有機肥，在9.00和11.99 kg/m2施用量時，可以有效增加土壤肥力，改善土壤pH，和化肥相比，還能較好控制土壤鹽含量。同時，該復合菌渣也可以提高耐堿作物薄荷和板藍根在堿性土壤中的產量，是一種優(yōu)良的化肥替代品，該研究結果為新型復合食用菌菌渣在鹽堿地的進一步推廣利用提供了參考。

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