平菇渣對鹽堿化土壤的改良及對草莓生長的影響

王軍利，豆秀英，李美索，李 晶，韓春妮

(1.咸陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 陜西 西咸新區(qū) 712046；2.永壽縣農(nóng)技中心，陜西 永壽 713400；3.禮泉縣植保植檢站，陜西 禮泉 713200)

鹽堿土中，土壤Na﹢過多，pH顯堿性，會破壞土壤養(yǎng)分平衡，降低土壤中Ca2﹢、Fe2﹢、PO43﹣、NO3﹣等無機(jī)營養(yǎng)的有效性，易使植物根系組織細(xì)胞腐爛，引發(fā)植物發(fā)生各種疾病[1～2]。同時，鹽堿土土壤機(jī)質(zhì)含量低，導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)緊實(shí)，孔隙度低，阻礙水分和鹽分的運(yùn)移，高鹽度還易使某一種鹽分濃度過高，對作物造成單鹽毒害。過高的鹽堿化程度，還會造成土壤溶液水勢過低，植物根系吸水困難，形成生理性干旱[3～4]，對作物根系生長、細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)、氣孔開閉、養(yǎng)分吸收以及遺傳物質(zhì)等都造成一定危害，降低作物抗逆性，影響作物正常生長[3～11]。

在我國，人均耕地面積只占世界人均的耕地面積的43%[1,5]，耕地資源相對匱乏。同時，我國的鹽堿地分布比較廣泛，為世界上鹽堿地分布較多的國家之一[2～5]，近9 900萬hm2。大面積鹽堿化土壤進(jìn)一步加劇了我國耕地資源緊張的局面，很多地方不得不對低鹽堿化土壤進(jìn)行開發(fā)、改良并長期耕種糧食作物、蔬菜以及瓜果等[3～7]。目前，鹽堿地改良的主要方法有：生物方法、化學(xué)方法、物理方法以及上述方法相結(jié)合的綜合措施，其中，通過給土壤添加調(diào)理劑是一種簡單、高效的措施，已有不少科技工作者做過成功的改良試驗(yàn)[4～5、11～13]。食用菌栽培后剩余的菇渣，是一種常見的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物，每年5月，年度食用菌栽培結(jié)束，大量的食用菌栽培廢料集中產(chǎn)出，給環(huán)境造成極大的污染壓力。但同時，食用菌栽培廢料又是一種有機(jī)質(zhì)及有機(jī)營養(yǎng)含量較高的土壤有機(jī)改良劑，它的添加，能提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，降低土壤容重，改善土壤通氣條件，改良土壤結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)土壤微生物環(huán)境，進(jìn)而降低土壤鹽堿過高對作物的危害，達(dá)到改良鹽堿土壤、促進(jìn)作物生長繼而提高產(chǎn)量和品質(zhì)的目的[12～22]。筆者試驗(yàn)在總結(jié)前人改良試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以平菇渣為鹽堿土改良劑，試驗(yàn)不同添加量對中重度鹽堿化土壤的改良效果，并以紅顏草莓在不同添加量的基質(zhì)中的存活率、葉片養(yǎng)分含量、葉片葉綠素含量、優(yōu)質(zhì)果產(chǎn)生量及草莓產(chǎn)量等為對比指標(biāo)，對改良效果進(jìn)行評估，從而找到合適的改良添加量。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 鹽堿土的配制 試驗(yàn)前，先采集試驗(yàn)田園地的基礎(chǔ)土樣，測定其含鹽量及pH 值，再用 NaCl 和 Na2CO3兩種鹽以澆灌的形式對基礎(chǔ)土樣進(jìn)行鹽堿化處理，直至其鹽堿化程度達(dá)到預(yù)定含鹽量為止。據(jù)測定，試驗(yàn)地基礎(chǔ)田園土壤質(zhì)地為壤土，其pH 7.83，全氮 0.54 g·kg-1，有效磷(P)21.43 mg·kg-1，有效鉀(K)114 mg·kg-1，有機(jī)質(zhì)17.21 g·kg-1，處理后使其成為pH 9.22，EC值為4.39 mS·cm-1的中、重度鹽堿土。

1.1.2 平菇渣的取得 通過西安欣苗生物科技有限公司的聯(lián)系，在食用菌栽培大戶處購得大量平菇栽培后的廢棄菌棒，運(yùn)至試驗(yàn)場地后，經(jīng)過脫袋、人工破碎及60 d塑料布高溫封閉堆肥法處理，晾曬后在避風(fēng)、避雨處堆放儲存。

1.1.3 紅顏草莓苗的取得 通過西安市長安區(qū)農(nóng)技推廣中心，在長安區(qū)草莓苗供應(yīng)基地購買健康的紅顏無毒缽苗800株備用。

1.1.4 測量儀器 浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司生產(chǎn)的植物營養(yǎng)測定儀“TYS-3N”，其中葉綠素含量的精度為±0.3 SPAD，N素含量的精度為±5%；電導(dǎo)率測定儀，為上海雷磁 DDS-307實(shí)驗(yàn)室臺式電導(dǎo)率儀，測量范圍為1～3 000)US·cm-1，精度為±0.5%FS；PH儀，為西化儀(北京)科技有限公司生產(chǎn)的ST10/PHS-711A型；市售普通塑料栽培槽，規(guī)格為：下底寬×高×上口寬×總長=28 cm×25 cm×32 cm×240 cm。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

1.2.1 試驗(yàn)土壤配制 試驗(yàn)前，以人工配制好的鹽堿土及處理好的平菇渣為配料，按體積比，分別配制出平菇渣添加量為總土壤量0(S1)、1/5(S2)、1/4(S3)、1/3(S4)、1/2(S5)、1/1(S6)的試驗(yàn)土壤(栽培基質(zhì))。以試驗(yàn)地普通田園土(S7)作為試驗(yàn)對照土壤(栽培基質(zhì))。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計 用以上7種土壤為試驗(yàn)栽培基質(zhì)，填裝栽培槽。每種試驗(yàn)栽培基質(zhì)裝9槽，共63槽。填裝好栽培槽后，按每組每個試驗(yàn)栽培基質(zhì)3槽的量，把全部栽培槽分3組。即每組內(nèi)有每種試驗(yàn)栽培基質(zhì)的槽數(shù)為3個，每組的總槽數(shù)為3×7=21個。這樣，把試驗(yàn)分成3組，即3個重復(fù)。每個重復(fù)(組)用1套滴灌設(shè)備進(jìn)行灌溉、施肥，冬天每10 d澆一次透水，春秋每7 d澆一次透水，整個生長期，每30 d按每槽20 g的量薄施一次氮磷鉀復(fù)合全營養(yǎng)肥。

最終的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)取3組重復(fù)的平均值。

1.2.3 試驗(yàn)設(shè)計的參數(shù) 試驗(yàn)測取的參數(shù)分別有：試驗(yàn)前、后7種栽培基質(zhì)的pH值、EC值，容重等；紅顏草莓的成活率、葉片葉綠素含量、葉片氮素含量(養(yǎng)分含量)、優(yōu)質(zhì)果(單果重35 g以上)產(chǎn)出量、草莓果實(shí)總產(chǎn)量等。

1.3 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用 Microsoft Excel 2007軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和作圖，用 SPSS19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析和差異顯著性檢驗(yàn)。

1.4 研究過程

1.4.1 栽培與管理 2018年9月15日，按每槽10株的量，在各栽培槽中栽種草莓苗，栽好后，將每組栽培槽集中擺放，各槽之間相距40 cm，使不相互遮擋。每組栽培槽使用1套滴灌裝置對其進(jìn)行前述的正常灌溉、施肥管理。

1.4.2 各試驗(yàn)數(shù)據(jù)的測取 栽培試驗(yàn)前及結(jié)束后，對7種試驗(yàn)栽培基質(zhì)的理化性質(zhì)進(jìn)行測定。土壤容重采用環(huán)刀法進(jìn)行測定，計算公式為: 土壤容重 ( g ·cm-3) = 干土重/容積； 以去離子水∶土質(zhì)量= 5∶1 制備土壤水浸提液，用以測定土壤pH值和鹽分指標(biāo)(EC值)。

各試驗(yàn)基質(zhì)草莓存活率測取：在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(2019年4月30日)，統(tǒng)計3組試驗(yàn)各個基質(zhì)上草莓苗的存活數(shù)量，計算存活率。計算公式為：存活率=草莓苗存活量/90(栽培總量)× 100%。

各試驗(yàn)基質(zhì)草莓葉片養(yǎng)分含量(N素含量)測取：2018年12月15日，草莓生長旺盛季節(jié)測取。方法為在每組試驗(yàn)中，分別測取各種試驗(yàn)栽培基質(zhì)中各草莓葉片的含氮量，每株草莓隨機(jī)測取一片葉子，每組、每種栽培基質(zhì)測取30個數(shù)據(jù)，取其平均值，最終將3組重復(fù)的平均值進(jìn)行平均，即為該種試驗(yàn)栽培基質(zhì)上草莓葉片的養(yǎng)分含量。即

其中，X1、X2、… X30分別為各組各試驗(yàn)栽培基質(zhì)中30株草莓葉片養(yǎng)分含量的實(shí)測數(shù)據(jù)；N1、N2、N3分別為第一組(重復(fù)1)、第二組(重復(fù)2)以及第三組(重復(fù)3)各試驗(yàn)栽培基質(zhì)中草莓葉片養(yǎng)分含量的平均值；N為各試驗(yàn)栽培基質(zhì)中葉片養(yǎng)分含量的最終取值。

各試驗(yàn)基質(zhì)草莓葉片葉綠素含量(P)測取：數(shù)據(jù)測取時間、方法、計算方式及最終取值方式同葉片養(yǎng)分含量的測取，即2018年12月15日，草莓生長旺盛季節(jié)測取：在每組試驗(yàn)中，分別測取各種試驗(yàn)栽培基質(zhì)中各草莓葉片的葉綠素含量，每株草莓隨機(jī)測取一片葉子，每組、每種栽培基質(zhì)測取30個數(shù)據(jù)，取其平均值，最終將3組重復(fù)的平均值進(jìn)行平均，即為該種試驗(yàn)栽培基質(zhì)上草莓葉片的葉綠素含量。

各試驗(yàn)基質(zhì)草莓優(yōu)質(zhì)果產(chǎn)出率測取：從有果實(shí)收獲開始，到2019年4月30日試驗(yàn)結(jié)束，統(tǒng)計3組試驗(yàn)中每種試驗(yàn)栽培基質(zhì)上優(yōu)質(zhì)果產(chǎn)出的總個數(shù)。

各試驗(yàn)基質(zhì)草莓總產(chǎn)量測取：從有果實(shí)收獲開始，到試驗(yàn)結(jié)束，記錄并統(tǒng)計3組試驗(yàn)中每種栽培基質(zhì)上收獲草莓的總產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 栽培試驗(yàn)前各基質(zhì)理化性質(zhì)的測試結(jié)果

栽培試驗(yàn)前，在試驗(yàn)用7種栽培基質(zhì)配制完成后，對其理化性質(zhì)進(jìn)行了測量，結(jié)果如表1。

由表1中可見，7種栽培基質(zhì)的理化性質(zhì)差異明顯，亦即平菇渣的添加，明顯地改變了鹽堿土的容重、pH值、EC值。7種試驗(yàn)栽培基質(zhì)中，S1(配制鹽堿土)的容重和S7(試驗(yàn)地基礎(chǔ)田園土壤)相似，數(shù)值最大，S6(平菇渣)的容重最小；隨著平菇渣添加量的增加，鹽堿土(S1)的pH值堿性降低，這是由于平菇渣本身的pH值接近中性造成的，同時，S3、S4、S7之間差異不顯著；于EC值(鹽性)而言，平菇渣的添加，明顯降低栽培基質(zhì)的鹽性程度，但S3、S4、S7之間差異不顯著。可見，就pH值及EC值而言，S3、S4、S7之間相似。

表1 7種試驗(yàn)栽培基質(zhì)的理化性質(zhì)

2.2 栽培試驗(yàn)后各基質(zhì)理化性質(zhì)的測試結(jié)果及對比

栽培試驗(yàn)結(jié)束后，清理各試驗(yàn)栽培基質(zhì)中的草莓植株，對各試驗(yàn)栽培基質(zhì)理化性質(zhì)進(jìn)行測試，對比各組數(shù)據(jù)在栽培試驗(yàn)前后的改變，見表2。

表2 栽培試驗(yàn)前后7種栽培基質(zhì)理化性質(zhì)

由表2可見，試驗(yàn)后7種栽培基質(zhì)間的理化性質(zhì)差異依然顯著，并且基本維持試驗(yàn)前的趨勢，但同時，試驗(yàn)后S2～S6的容重都有所增加，可見，種植試驗(yàn)有使容重較小的基質(zhì)變緊實(shí)、容重變大的趨勢；試驗(yàn)前后，各栽培基質(zhì)的pH值及EC變化不明顯，可見，栽培過程對基質(zhì)的堿性和鹽性的影響不顯著。

2.3 各試驗(yàn)栽培基質(zhì)上草莓生理指標(biāo)的測試結(jié)果及對比

在草莓生長最旺盛的季節(jié)，于2019年12月15，對各栽培基質(zhì)上的草莓葉片養(yǎng)分含量及葉綠素含量進(jìn)行了測量，結(jié)果見表3。

表3 7種試驗(yàn)栽培基質(zhì)上草莓葉片中養(yǎng)分

由表3可見，7種栽培基質(zhì)上，草莓葉片的養(yǎng)分含量及葉綠素含量差異顯著。其中最差表現(xiàn)均在S1上出現(xiàn)，而最好變現(xiàn)均在S3和S4上出現(xiàn)，可見，S3和S4的平菇渣添加量有利于草莓生長。而參考表2的結(jié)果，可見S3和S4相對于S5和S6基質(zhì)，其pH值及EC值都相對略高，屬于中輕度鹽堿土壤，但草莓的生理性質(zhì)表現(xiàn)卻更好，這可能是由于基質(zhì)的物理性質(zhì)使得草莓根系呼吸更好、吸收營養(yǎng)物質(zhì)的能力更強(qiáng)造成的。

2.4 各試驗(yàn)栽培基質(zhì)上草莓保苗率

栽培試驗(yàn)結(jié)束時，統(tǒng)計各栽培試驗(yàn)基質(zhì)上存活的草莓苗量，并計算出各基質(zhì)上的保苗率，同時，將各栽培基質(zhì)上草莓的總產(chǎn)量進(jìn)行總結(jié)，結(jié)果見表4。

由表4可見，S3及S4基質(zhì)上的保苗率與S7相同，均為100%，而鹽堿土S1上的保苗率最差，并且通過長勢觀察也可以發(fā)現(xiàn)，S3、S4、S7上草莓苗生長健壯，棵型大，葉片顏色深綠，病蟲害少，而鹽堿土S1上的草莓苗長勢差，苗弱，棵型小，葉色淺，葉面有枯斑，病蟲害較多。由總產(chǎn)量上一欄可見，S3、S4上總產(chǎn)量最高，數(shù)值稍高于S7，但與S7之間無顯著差異，S1上總產(chǎn)量最低，S3、S4、S7上的總產(chǎn)量，基本為S1上總產(chǎn)量的3倍多。可見，當(dāng)鹽堿土(S1)中添加1/4 ～1/3平菇渣時，對其改良效果最好，植物的長勢、營養(yǎng)及總產(chǎn)量最高，與普通田園土S7上草莓生長的表現(xiàn)基本相同。

表4 7種試驗(yàn)栽培基質(zhì)上草莓存活量、保苗率

2.5 各試驗(yàn)栽培基質(zhì)上草莓優(yōu)質(zhì)果產(chǎn)生數(shù)及其對比

栽培試驗(yàn)結(jié)束時，將整個過程中各栽培基質(zhì)上優(yōu)質(zhì)果的個數(shù)進(jìn)行總結(jié)，并對其進(jìn)行對比，結(jié)果見圖1。

由圖1可見，在S3、S4上，優(yōu)質(zhì)果的產(chǎn)生量最大，稍多于S7，但三者之間的差別不顯著，其次為S2和S6，而在S1及S6上，優(yōu)質(zhì)果的產(chǎn)生量最小。這一表現(xiàn)結(jié)果與表4基本一致。

3 結(jié)論與討論

綜合前面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可見：添加平菇渣可對鹽堿土進(jìn)行改良，其理化性質(zhì)皆能得到顯著改善，這一結(jié)果與王艮梅[12]等、王永江[18]等用菇渣在其他作物上試驗(yàn)的結(jié)果一致，也與史蛟華[5]等用棉粕在鹽堿地對棉花的試驗(yàn)、時冰[9]在園林植物、李建東[3]等在草地、王軍利[22]等在屋頂花園等用其他有機(jī)或無機(jī)物對土壤的改良結(jié)果試驗(yàn)一致，即土壤可以通過添加有機(jī)物或無機(jī)物而得到改良，使之更適于植物生長。但栽培試驗(yàn)中，添加平菇渣對土壤的鹽堿性改變及物理性質(zhì)的改變與史蛟華[5]等用棉粕在鹽堿地對棉花的試驗(yàn)不十分一致，可見，不同的土壤性質(zhì)、不同的添加劑，對土壤改良起作用的方面不盡相同，具體問題，需要具體的試驗(yàn)來驗(yàn)證。

筆者試驗(yàn)中，于中重度鹽堿土中添加1/4 ～1/3平菇渣時，試驗(yàn)植物紅顏草莓生長健壯、棵型大、葉綠素含量高、葉片營養(yǎng)元素含量高、植株病蟲害發(fā)生少，其優(yōu)質(zhì)果產(chǎn)生量及總產(chǎn)量最大，與普通適耕田園土基本一致并稍優(yōu)。可見，中重度鹽堿土可以通過添加平菇渣而使其理化性質(zhì)得到改良，以適應(yīng)于栽培草莓等植物。