菌渣施用對黃河故道區低產田土壤理化性質、小麥根系生長和產量的影響①

徐 聰，吳 迪，王 磊，李傳哲，楊 蘇，孫 麗，汪吉東,3*，張永春，艾玉春

菌渣施用對黃河故道區低產田土壤理化性質、小麥根系生長和產量的影響①

徐 聰1,2，吳 迪1，王 磊1，李傳哲1，楊 蘇1，孫 麗1，汪吉東1,3*，張永春1,2，艾玉春1

(1 江蘇省農業科學院農業資源與環境研究所/農業農村部江蘇耕地保育科學觀測站，南京 210014；2 江蘇大學環境與安全工程學院，江蘇鎮江 212013；3 江蘇大學農業裝備工程學院，江蘇鎮江 212013)

通過對兩個小麥生長季進行田間監測，探究了施用菌渣對黃河故道區低產田土壤理化性質、小麥根系生長和產量的影響。試驗共設7個處理，分別為不施用菌渣(CK)，施用低量(6 t/hm2；S1)、中量(12 t/hm2；S2)和高量秸稈質菌渣(18 t/hm2；S3)，施用低量(6 t/hm2；B1)、中量(12 t/hm2；B2)和高量木質菌渣(18 t/hm2；B3)。結果表明：相比CK，施用菌渣后第1年和第2年的小麥產量分別增加了32.4% ～ 51.8% 和38.8% ～ 101.2%(<0.05)；逐步回歸結果顯示，每施用1 t/hm2的菌渣，可提升小麥產量0.21 t/hm2(<0.01)；不同菌渣類型間的小麥產量和經濟效益無顯著差異(>0.05)，秸稈質菌渣18 t/hm2處理下可獲得最高產量和經濟效益；施用菌渣2年后，0 ～ 10 cm土壤有機質顯著提升24.7% ～ 57.7%(<0.05)，且0 ～ 10 cm土壤容重和緊實度分別降低了11.6% ～ 18.2% 和20.8% ～ 35.7%(<0.05；B1處理除外)；根系形態指標與小麥產量間均呈正相關關系，菌渣施用對小麥苗期根系總根長、總表面積、總體積和分叉數的增加有顯著促進作用(<0.05)；小麥產量與土壤有機質含量呈正相關關系，與0 ～ 10 cm土壤容重和緊實度呈顯著負相關關系(<0.05)，說明菌渣施用后土壤有機質水平提升、物理結構改善是產量增加的關鍵機制。本研究表明，針對土壤有機質水平低、物理結構較差的黃河故道區低產田，施用菌渣是改善該地區土壤物理特性，促進作物根系生長，快速提升產量，增加經濟效益的有效手段。

菌渣；低產田；小麥；根系；土壤理化性質

目前我國農田總面積中仍有70% 以上屬于中低產田，提高中低產田產量是落實“藏糧于地”戰略、保障我國糧食安全的重要途徑[1]。黃河故道區是典型的中低產田區，導致該地區作物產量低的主要原因為土壤有機質含量低、物理結構差等[2]。加大有機物料投入，改善土壤物理化學特性是黃河故道區中低產田耕地保育和地力提升的重要措施[3]。然而，商品有機肥價格較高，在糧食作物生產中大面積推廣施用存在一定困難[4]。選擇成本較低且產量提升效果顯著的有機物料，是形成可復制可推廣的地力提升方案的必要條件。

中國是食用菌生產大國，其年產量可達3 842萬t[5]，大規模生產食用菌的同時也產生了大量的菌渣廢棄物(每生產1 kg食用菌會產生菌渣3.25 kg)。菌渣有機質含量高，富含氮、磷、鉀、微量元素、糖類、蛋白質、脂肪和纖維素等[6]，養分含量與天然有機肥相當，且價格低廉(每t僅260元左右)，是理想的還田有機物料[7]。已有一些研究發現，菌渣在提升土壤養分含量[8]、改善土壤物理特性方面效果顯著[9]。我國菌渣再利用率僅為33%，將其還田可在提升地力的同時避免菌渣丟棄和焚燒造成的資源浪費和環境污染問題，實現農業廢棄物的循環利用[8]。

小麥作為黃河故道區主要的糧食作物之一，在保證區域糧食安全方面發揮著重要作用[10]。關于菌渣施用對小麥產量和土壤肥力指標的影響，前人已進行了相關研究。李春喜等[11]的結果表明，在黏壤土中施加菌渣可提高小麥產量69.6%，增加經濟效益123.5%。鄧歐平等[12]在成都平原進行的研究表明，菌渣施用可分別提升土壤堿解氮、速效鉀和有效磷含量3.55% ～ 20.24%、2.84% ～ 31.97% 和2.10% ～ 14.48%。陳源泉等[13]在華北平原進行的長期定位試驗發現，施用菌渣5年后土壤總有機碳和易氧化有機碳水平顯著提升，年均增幅分別為21.9% 和33.75%。然而針對黃河故道區低產田，目前還缺乏關于菌渣施用對小麥產量和土壤肥力影響及其機制的研究。

本研究選取黃河故道區典型低產田為試驗地，設置不同菌渣施用處理，探究菌渣施用對小麥產量、土壤有機質含量及物理特性的影響。由于根系形態的建成是小麥產量形成的重要條件，且顯著受土壤物理特性影響[14]，本研究也著重分析了小麥根系生長對菌渣施用的響應。研究可為探明菌渣施用的增產機制、挖掘中低產田區作物增產潛力提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于江蘇省濱海縣界牌鎮三壩村。該地區為黃河故道區，屬暖溫帶向亞熱帶過渡的濕季風氣候，無霜期223 d，年平均氣溫14.1℃，年平均降雨量942.6 mm。土壤類型為砂質潮土，種植模式為小麥–玉米輪作，為典型的低產田。試驗開始前土壤基礎理化性狀見表1。

表1 供試土壤(0 ～ 20 cm)基礎理化性質

1.2 試驗設計

試驗始于2017年6月。選取當地食用菌種植中產生的兩類主要菌渣：秸稈質菌渣和木質菌渣作為供試材料，共設7個處理，分別為不施用菌渣(CK)，施用低量(6 t/hm2；S1)、中量(12 t/hm2；S2)、高量(18 t/hm2；S3)秸稈質菌渣，施用低量(6 t/hm2；B1)、中量(12 t/hm2；B2)和高量(18 t/hm2；B3)木質菌渣。小區面積為96 m2，每處理重復3次，隨機區組排列。

所有處理小麥季化肥施用量均一致，分別為N 270 kg/hm2、P2O5150 kg/hm2和K2O 80 kg/hm2，其中氮肥為尿素，基追比為4∶6；磷肥和鉀肥分別為過磷酸鈣和硫酸鉀，均作為底肥一次性施入。供試秸稈質菌渣全氮、全磷、全鉀含量及C/N比值分別為3.32、8.94、19.4 g/kg和77.7，木質菌渣分別為5.22、6.71、18.70 g/kg和62.8。菌渣于每季作物種植前進行施用，且各處理每季施用量一致。其他農藝措施與當地農民常規操作相同。

1.3 樣品采集與指標測定

在2019年小麥收獲期對0 ～ 10 cm和10 ～ 20 cm土壤的有機質含量、容重和緊實度進行測定。土壤有機質含量、容重按土壤分析常規方法測定[15]。土壤緊實度采用TJSD-750-II型緊實度儀測定(托普云農科技股份有限公司，中國)。

于2018年和2019年小麥苗期對植株進行采樣。每小區采集具有代表性的10株小麥樣品，根系取樣深度為0 ～ 30 cm。取樣后將小麥植株帶回實驗室，用水洗凈后將根系與地上部分離；將洗凈的根系置于裝有水的有機玻璃盤上，用鑷子小心將根系展開，避免根系重疊；使用EPSON PERFECTION V700 Photo掃描儀對根系圖像進行掃描，使用根系圖像分析軟件WinRHIZO(Regent Instruments, Canada)對根系進行分析，得到總根長、總根表面積、根尖數和根系分叉數等指標。在測完根系形態指標后，將根系轉移到60℃鼓風烘箱中烘干至恒重，稱量干物質量。比根長(m/g)的計算方法為總根長(m)與根系干物質量(g)的比值，根組織密度(mg/cm3)為根系生物量(mg)與根系體積(cm3)的比值。兩個種植季的小麥產量均采用樣方法測定。

1.4 數據分析

采用公式(1)計算小麥生產的經濟效益[16]：

經濟效益=籽粒產量× 市場價格– 生產成本 (1)

式中：生產成本=機械投入 + 勞動成本 + 生產資料(種子+化肥)投入。小麥價格為2.3元/kg，種子價格為4.5元/kg，氮肥價格為N 3.7元/kg，鉀肥價格為K2O 5元/kg，磷肥價格為P2O55元/kg，兩類菌渣價格均為260元/t，勞動成本為1 200元/hm2，機械投入為150元/hm2。

試驗中作物產量及經濟效益分析基于2018年和2019年兩年結果。土壤有機質、容重及緊實度為2019年單年數據(= 3)。除不同根系直徑范圍下的根系指標組成為2019年單年數據外(= 3)，其余根系形態指標均為2018年、2019年兩年數據的平均值(= 6)。試驗數據使用Microsoft Excel 2016 進行整理，采用SPSS 22.0軟件進行統計分析，運用最小顯著差異法(LSD)對各處理數據進行多重比較(<0.05)，使用GraphPad Prism 7進行作圖。

2 結果與分析

2.1 菌渣施用對小麥產量及經濟效益的影響

施用菌渣處理的小麥產量均顯著高于CK(< 0.05；圖1A)，兩個生長季平均增產幅度為39.0% ～ 63.3%。隨著菌渣施用量的增加，小麥產量呈增加趨勢，但同一施用水平下兩種菌渣類型間的小麥產量無顯著差異(>0.05)。相比CK，施用菌渣后經濟效益平均增加1 552 ～ 3 257元/hm2(27.8% ～ 58.4%；圖1B)。各菌渣施用處理中，S3處理的平均產量(7.99 t/hm2)和經濟效益(8 838元/hm2)均表現為最高，且與CK間差異均達顯著水平(<0.05)。

2.2 菌渣施用對土壤有機質含量及物理指標的影響

相比CK，施用菌渣處理下0 ～ 10 cm土壤有機質含量顯著提升24.7% ～ 57.7%(<0.05；圖2A)，其中B2處理下土壤有機質含量為7.26 g/kg，提升效果最明顯；施菌渣后10 ～ 20 cm土壤有機質含量也有增加趨勢，但差異未達顯著水平(>0.05)。施用菌渣處理下0 ～ 10 cm土壤容重均較CK呈降低趨勢，降低幅度為2.66% ～ 18.81%，且除B1處理外，其余處理降幅均達顯著水平(<0.05；圖2B)；S1和B2處理下10 ～ 20 cm土壤容重較CK顯著降低(<0.05)，但其他處理與CK間無顯著差異(>0.05)。與土壤容重規律相似，相比CK，施用菌渣后0 ～ 10 cm土壤緊實度也有降低趨勢(B1處理除外；圖2C)，且S1、S3、B2和B3處理與CK間差異達顯著水平(<0.05)；但各處理下10 ～ 20 cm土壤容重無明顯變化趨勢(>0.05)。

2.3 菌渣施用對小麥苗期根系形態指標的影響

相比CK，施用秸稈質菌渣和木質菌渣均顯著(< 0.05)增加小麥苗期總根長(47.9% ～ 78.4%)和總根表面積(68.9% ～ 96.9%；表2)，其中B1處理對總根長的提升效果最明顯，B2處理下的總根表面積最高。菌渣施用也有增加根系總體積的趨勢，相比CK其增加比例為68.7% ～ 135.7%，且除S2處理外差異均達到顯著水平(<0.05)。施用菌渣后小麥根尖數較CK增加了64.7% ～ 128.1%，其中B3處理增加最為顯著(<0.05)；根系分叉數較CK增加了51.7% ～ 124.2%，其中B3處理增加最為顯著(<0.05)。施用菌渣對小麥根系平均直徑沒有顯著影響(>0.05)。兩種菌渣類型間小麥根系形態指標亦無顯著差異(>0.05)。

不同根系直徑范圍下的根長、根表面積、根尖數如圖3所示。小麥苗期根系中，0 ～ 0.5 mm直徑范圍內的根長最長(1 150 ～ 1 759 cm)，占苗期總根長的約80%。直徑0 ～ 0.5 mm和0.5 ～ 1.0 mm范圍內的根表面積較高(45.77 ～ 100.76 cm2)，同樣占根系總表面積的約80%。各處理下0.5 ～ 1.0 mm根直徑范圍內的根體積最大(0.77 ～ 1.61 cm3)，而后隨根直徑的降低，根體積也呈降低趨勢。不同直徑范圍下根尖數的變化規律與根長相似，根尖數較多的根系大多集中在0 ～ 0.5 mm直徑范圍內(根尖數為3 733 ～ 6 709)，占總根尖數的98%。然而各處理在不同根直徑范圍下的根長、根表面積、根體積和根尖數均無顯著差異(>0.05)。

2.4 菌渣施用對小麥根系干物質量、組織密度及比根長的影響

B3處理下的小麥根系干物質量最高(0.70 g/株)，且顯著(<0.05)高于其他處理(表3)。施用菌渣后根系比根長有增加趨勢(B3處理除外)，其中S3處理增加幅度最高(63.0%)，且顯著高于CK(<0.05)。各處理中，B3處理的根組織密度最高(3.80 mg/cm3)；但其余菌渣施用處理的根組織密度均低于CK，且除B1處理外，與CK間差異均達到顯著水平(<0.05)。

表2 不同處理下小麥根系形態指標差異

注：表中數據為兩個生長季監測結果的平均值±標準誤(= 6)；同列不同小寫字母表示不同處理間存在顯著差異(<0.05)；下同。

表3 不同處理小麥根系干物質量、比根長及根組織密度

2.5 小麥產量、菌渣施用量、根系生長指標、土壤有機質及物理指標間的關系

菌渣施用量與小麥產量呈顯著正相關關系(< 0.05；表4)，表明菌渣施用顯著促進小麥產量。菌渣施用量與0 ～ 10 cm及10 ～ 20 cm土壤有機質含量也呈正相關關系，但相關性未達顯著水平(>0.05)。菌渣施用量與0 ～ 10 cm土壤容重及緊實度均呈顯著負相關關系(<0.05)，但與10 ～ 20 cm土壤容重及緊實度間相關關系不顯著(>0.05)。

除比根長外，小麥產量與根系生長指標間均呈正相關關系，且與總根表面積、根尖數、根系分叉數和根系干物質量間的相關性達顯著水平(<0.05；表4)。除根組織密度外，菌渣施用量與其他根系生長指標均呈正相關關系，但相關性未達顯著水平(>0.05)。除根平均直徑和根組織密度外，其余根系生長指標均與0 ～ 10 cm土壤有機質含量呈正相關關系，且總根長、根系分叉數與0 ～ 10 cm有機質含量間相關性達顯著水平(<0.05)；但各根系生長指標與10 ～ 20 cm土壤有機質含量無顯著相關性(>0.05)。除根組織密度外，各根系生長指標均與0 ～ 10 cm土壤容重呈負相關關系，且根系總體積、根系分叉數與0 ～ 10 cm土壤容重間相關性達顯著水平(<0.05)；除根尖數和比根長外，各根系生長指標與10 ～ 20 cm土壤容重也呈負相關關系，但相關性未達顯著水平(>0.05)。除總根長、根系分叉數和比根長外，各根系生長指標均與土壤緊實度呈負相關關系，且根系干物質量與10 ～ 20 cm土壤緊實度間相關性達顯著水平(<0.05)。

根系生長指標及產量與其菌渣施用量、土壤有機質含量、容重和緊實度等指標間的逐步回歸分析如表5所示。菌渣施用量顯著影響小麥產量(<0.01)，可以解釋72% 的產量變異，且每施用1 t/hm2的菌渣，產量可提升0.21 t/hm2。土壤有機質含量可解釋21% 的總根長變異(<0.05)，根據逐步回歸方程可得出，提升1 g/kg的有機質含量可增加總根長260 m/株。0 ～10 cm土壤容重可解釋20% 的根系體積變異，降低1 g/cm3的土壤容重可增加0.33 cm3的根系體積。根系分叉數也可用土壤有機質含量解釋(2= 0.28；<0.05)，有機質上升1 g/kg，根系分叉數增加約277個。根系干物質量則受菌渣施用量影響顯著(2= 0.28；<0.05)。

表4 小麥產量、菌渣施用量、根系生長指標、土壤物理屬性之間相關性

注：表中數值代表相關系數，*和**分別表示相關性達顯著(<0.05)和極顯著水平(<0.01)。

表5 小麥產量及根系生長指標與其影響因素的逐步回歸分析

注：逐步回歸所考慮的自變量有：菌渣施用量，0 ～ 10 cm土壤容重、緊實度及有機質含量，10 ～ 20 cm土壤容重、緊實度及有機質含量。OM為0 ～ 10 cm土壤有機質含量(g/kg)，BD為0 ～ 10 cm土壤容重(g/cm3)，AR為菌渣施用量(t/hm2)，為10 ～ 20 cm土壤緊實度(10–3kPa)。*和**分別代表達顯著(<0.05)和極顯著(<0.01)水平。

3 討論

3.1 菌渣施用的增產效果

前人在華北集約化高產農田的研究發現，施用菌渣可顯著提高小麥產量4.7% ～ 69.64%[11, 17]。但針對黃河故道區低產田，關于菌渣投入對作物生產力提升效果的研究較少。本研究結果顯示，相比不施菌渣處理，施用菌渣后第1年和第2年的小麥產量分別增加了32.4% ～ 51.8% 和38.8% ～ 101.2%(<0.05；圖1A)，增產效果顯著。本試驗條件下，隨菌渣施用量的增加，小麥產量呈增加趨勢(圖1A)，同時，逐步回歸結果顯示，每施用1 t/hm2的菌渣，可提升0.21 t/hm2的小麥產量(<0.01；表5)。這表明在產量水平較低的黃河故道區，可通過增施菌渣來快速提升作物產量。黃河故道區土壤有機質含量低，且質地較砂，施用化肥后易產生氮素的淋溶和徑流損失[18]，不利于作物高產。菌渣的C/N比較高(62.8 ～ 77.7)，施用后有利于微生物對土壤氮素的固持，起到“保肥”作用，提高氮肥利用率和作物產量[19]。本研究中，相同施用量下，菌渣類型對小麥產量無顯著影響，可能是由于秸稈質菌渣和木質菌渣理化性質較相近，且施用年限較短[20-21]所致。經濟效益分析發現，S3處理下的小麥產量(7.99 t/hm2)和經濟效益(8 838元/hm2)在各處理中均為最高(圖1)，表明在黃河故道區將秸稈質菌渣按18 t/hm2水平還田可獲得較高農學和經濟效益。

3.2 菌渣施用對土壤有機質含量的影響

有機質含量是土壤肥力的重要指標。Han等[20]通過整合全國68個長期定位試驗結果進行的meta分析表明，土壤有機質含量與作物產量呈極顯著正相關，每增加1 g/kg的土壤有機質可提升作物年產量238 kg/hm2。本研究土壤基礎有機質含量僅為4.41 g/kg，顯著低于我國耕層土壤(0 ～ 20 cm)有機質平均水平(20.69 ～ 21.89 g/kg[22])，是限制該地區作物產量的主要因子之一。本研究結果顯示，施用菌渣2年后，0 ～ 10 cm土壤有機質顯著提升24.7% ～ 57.7%(<0.05；圖2A)，且土壤有機質含量與小麥產量均呈正相關關系(表4)，因此，菌渣施用下土壤有機質水平的提升是小麥產量增加的重要途徑。無論施用秸稈質菌渣或木質菌渣，土壤有機質含量均在12 t/hm2菌渣施用水平下達到最高，繼續增加施用量土壤有機質反而呈降低趨勢(圖2A)。這可能是由于隨著菌渣施用量的增加，新添加的碳源對原土有機質分解的激發效應加強，導致18 t/hm2施用水平下的總有機碳累積較12 t/hm2水平低[23]。

3.3 菌渣施用對土壤物理特性和根系生長的影響

黃河故道區土壤高砂低黏，其較高的土壤機械阻力是限制作物根系生長和產量形成的關鍵因素之一[24]。前人研究表明，施用有機物料對土壤物理特性的改善和作物根系的建成有顯著促進作用[25]。本試驗結果顯示，菌渣施用量分別可以解釋0 ～ 10 cm土壤容重和緊實度總變異的31.4% 和51.8% (<0.05；表4)，且相比CK，施用菌渣后0 ～ 10 cm土壤容重顯著降低了11.6% ～ 18.2%，緊實度顯著降低了20.8% ～ 35.7%(<0.05；B1處理除外；圖2)，說明施用菌渣可顯著降低土壤機械阻力。

本研究通過對兩個小麥生長季的根系生長指標進行監測發現，菌渣施用對根系總根長、總表面積、總體積和分叉數的增加有顯著的促進作用(<0.05)；但除B3處理外，施用菌渣處理下的根系平均直徑及根系干物質量與CK無顯著差異(>0.05)，因此其比根長較CK呈增加趨勢(表2和表3)、根組織密度呈降低趨勢(表3)。與本試驗結果類似，Keeling等[26]的研究也發現，有機物料施用未顯著影響小麥根系干物質積累量。該結果說明菌渣的施用主要促進根系分叉，增加單位根系干物質量下的根長[27]。小麥產量與根系形態指標均呈正相關關系，且小麥苗期的根系總表面積、平均直徑、總體積、根尖數、分叉數和根系干物質量與0 ～ 10 cm土壤容重和緊實度均呈負相關(表4)。因此可以認為菌渣施用后土壤表層容重和緊實度的降低是促進小麥苗期根系生長，增加產量的重要因素[28]。此外，菌渣施用后土壤孔隙度增加[29]、保水保肥能力增強[30]，為根系生長創造的水、肥、氣、熱協調的耕層結構也可能是促進小麥苗期根系生長的重要原因[3]。

4 結論

本研究通過兩季小麥田間試驗發現，在土壤肥力水平較低的黃河故道區，施用菌渣可顯著提升小麥產量39.0% ～ 63.3%(<0.05)，且每施用1 t/hm2的菌渣，小麥產量增加0.21 t/hm2(<0.01)。施用秸稈質菌渣18 t/hm2可獲得最高農學和經濟效益。施用菌渣2年后，土壤理化性質顯著改善，0 ～ 10 cm土壤有機質含量顯著提升24.7% ～ 57.7%(<0.05)，0 ～ 10 cm土壤容重和緊實度分別顯著降低11.6% ～ 18.2%、20.8% ～ 35.7%(<0.05；B1處理除外)。施用菌渣有利于小麥苗期根系的建成，對根系總根長、總表面積、總體積和分叉數的增加有顯著的促進作用(<0.05)。本研究結果表明，在土壤有機質含量低，物理結構較差的黃河故道區低產田，施用菌渣是改善該地區土壤物理特性，促進作物根系生長，快速提升作物產量，增加經濟效益的有效手段。

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Using Mushroom Residues Improving Soil Physiochemical Properties, Wheat Root Growth and Yield in Low-yield Cropland of Ancient Yellow River Area

XU Cong1,2, WU Di1, WANG Lei1, LI Chuanzhe1, YANG Su1, SUN Li1, WANG Jidong1,3*, ZHANG Yongchun1,2, AI Yuchun1

(1 Institute of Agricultural Resources and Environment, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences/Scientific Observation and Experimental Station of Arable Land Conservation of Jiangsu Province, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Nanjing 210014, China; 2 College of the Environment and Safety Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang, Jiangsu 212013, China; 3 College of Agricultural Equipment Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang, Jiangsu 212013, China)

A two-year field experiment was conducted to evaluate the effect of applying mushroom residues on soil properties, wheat root growth and yield in the region of the ancient Yellow River. 7 treatments were designed, i.e., no mushroom residue (CK), straw-based mushroom residue at the rates of 6, 12, and 18 t/hm2(S1, S2, and S3 respectively), xylary mushroom residue at the rates of 6, 12, and 18 t/hm2(B1, B2, and B3 respectively). The results showed that compared with CK, applying mushroom residues increased wheat yield by 32.4%– 51.8% and 38.8% –101.2% in the 1st and 2nd year, respectively (<0.05), and stepwise regression showed that applying 1 t/hm2mushroom residues improved crop yield by 0.21 t/hm2(<0.01). Applying straw-based mushroom residues of 18 t/hm2achieved the optimal agronomic and economic incomes, however, no significant differences in wheat yield and economic income were found between straw-based and xylary mushroom residues (>0.05). After the two-year application of mushroom residues, soil organic matter content increased by 24.7%–57.7% (<0.05), bulk density and compactness significantly decreased by 11.6%–18.2% and 20.8%–35.7%，respectively (<0.05; B1 excepted). Root traits showed positive correlation with wheat yield. Applying mushroom residues significantly increased the total root length, surface area, total volume, and folks (<0.05). Wheat yield had positive correlation with soil organic matter content but significant negative correlation with 0–10 cm soil bulk density and compactness, which indicate that increasing soil organic matter and improving soil physical properties by applying mushroom residues are essential mechanisms for wheat yield enhancement. Our study indicates that for farmlands with low soil organic matter and less favorable physical structures in the low-yield cropland of ancient Yellow River area, applying mushroom residue is effective to improve soil physical properties and fertility, promote wheat root growth, increase wheat yield and economic income.

Mushroom residue; Low-yield cropland; Wheat; Root; Soil physical and chemical properties

S512.1; S158.3

A

10.13758/j.cnki.tr.2021.03.007

徐聰, 吳迪, 王磊, 等. 菌渣施用對黃河故道區低產田土壤理化性質、小麥根系生長和產量的影響. 土壤, 2021, 53(3): 491–498.

江蘇省重點研發計劃項目(BE2019378)和江蘇省農業科技自主創新資金項目(CX(17)1001)資助。

(jdwang66@163.com)

徐聰(1990—)，男，山東臨沂人，博士，助理研究員，主要從事土壤肥力質量與氮循環研究。E-mail: cxu@jaas.ac.cn