平菇與蔬菜間作對土壤營養、微生物數量和酶活性的影響

冉隆俊， 王紅艷， 耿廣東*， 段發遠， 劉曉會

(1.鳳岡縣農業農村局， 貴州 鳳岡 564299； 2.貴州大學 農學院， 貴州 貴陽 550025)

合理的間作可充分利用不同層次的養分和水分，并通過其時間、空間等方面的互補性，可高效利用水、肥、氣、熱等資源，增加作物產量，改善作物品質[1-2]，同時可顯著增加土壤營養元素含量、土壤微生物數量和土壤酶活性[3]。現今間套作研究的重點已經由地上部向地下部轉移，從現象觀察深入到了機制理解[4]。

食用菌與作物間作是一種高效、生態、循環的栽培模式[5]，菜田間作平菇不僅能有效地提高土地的利用率，緩解大田生產食用菌與作物爭地的矛盾，而且具有良好的經濟和生態效益[6-7]。目前，鮮見有關食用菌與蔬菜間作對土壤影響的報道。為此，研究以平菇、蔬菜為試材，探明食用菌與蔬菜菌間作模式對土壤營養、微生物數量和酶活性的影響，為平菇和蔬菜間作高效種植提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

平菇：品種為低溫種“早秋509”，由山東省農業農村廳提供。

蔬菜作物分別為萵筍“四季香筍王”、結球甘藍“京豐一號”和花椰菜“冬靈”，購買于貴陽金黔農業科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計 2018年10月～2019年4月，試驗分別設置平菇與萵筍間作(T1)、平菇與結球甘藍間作(T2)、平菇與花椰菜間作(T3)等3個處理，以萵筍單作(CK1)、結球甘藍單作(CK2)、花椰菜單作(CK3)為對照。甘藍、花椰菜種植的株行距為40cm×45 cm；萵筍種植的株行距為25cm×30 cm。

當蔬菜生長到葉片基本覆蓋地面時，將平菇棒脫袋，縱向平均分成2份，然后將其平埋于蔬菜行間(切面朝下)，兩平菇棒間的距離為20 cm；每個菌棒約750 g，種植深度約15 cm，菌棒上面覆蓋約1～2 cm細土。試驗設3次重復。

1.2.2 土壤樣品的采集 平菇與蔬菜采收后，利用5點取樣法取蔬菜和平菇中間20 cm深處土壤樣品混合，將土樣均分為2份，1份自然風干過篩備用，用于pH、有機質、營養元素和土壤酶分析，另一份用于土壤微生物數量測定。

1.2.3 考察指標的測定 土壤pH采用水浸提(水土比為2.5∶1)-電位法測定[8]，土壤有機質采用高溫外熱重鉻酸鉀氧化容量法測定[8]，土壤全氮采用開式法測定[8]，土壤堿解氮采用堿解擴散法測定[8]，土壤有效磷采用NaHCO3溶液浸提-鉬銻抗比色法測定[8]，土壤速效鉀采用乙酸銨浸提-火焰光度計法測定[8]。

細菌用牛肉膏蛋白胨瓊脂培養基培養[9]，真菌用孟加拉紅培養基培養[9]。微生物數量采用稀釋平板計數法統計。

過氧化氫酶活性采用KMnO4滴定法測定[10]，中性磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法測定[10]，蔗糖酶活性采用3,5-二硝基水楊酸比色法測定[10]。

1.3 數據分析

采用Excel 2013軟件進行數據分析和作圖；SPSS17.0軟件進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同間作模式對土壤pH和主要營養成分的影響

2.1.1 土壤pH 由表1可知，6個菜園土壤樣品均為堿性，pH在7.14～7.97，不同種植模式下土壤的pH依次為CK2> CK1> T1> T2> CK3> T3。平菇與蔬菜間作均降低了土壤pH，并與對照差異顯著或極顯著，以平菇與結球甘藍間作(T2)的效果最為明顯。

2.1.2 土壤主要營養成分 由表1可知，平菇與蔬菜間作后土壤有機質含量變化規律不一致，T1比CK1有所增加，T2和T3均比對照低，但各處理與對照以及各處理之間均無顯著性差異水平，可能是因為菜菇種植模式時間短，菌棒的有機質還沒有分解，從而導致土壤有機質變化不明顯。

不同種植模式下土壤全氮量最高的為T3，比CK3提高3.91%，且差異顯著；T2比CK2提高7.57%，差異極顯著；T1則顯著低于CK1；T2和T3全氮量極顯著高于T1，T3全氮量顯著高于T2。

平菇與蔬菜間作下土壤堿解氮含量均高于蔬菜單作，其中T2增幅最大，比CK2提高14.04%，差異極顯著；T1和T3比對照均有所增加，但差異不顯著。

平菇與蔬菜間作下土壤有效磷含量均高于蔬菜單作，T3增幅最大，比CK3提高5.99%，差異極顯著，T1和T2均與對照差異不顯著。

平菇與蔬菜間作對土壤速效鉀含量的提高尤為明顯(表1)。不同種植模式下土壤速效鉀含量次為T2>T1>T3>CK1>CK2>CK3。平菇與萵筍、結球甘藍、花椰菜間作的土壤速效鉀含量分別比對照提高153.04%、421.91%、233.80%，且差異極顯著；T2速效鉀含量極顯著高于T1和T3。故平菇與結球甘藍間作(T2)對提高土壤速效鉀含量效果最為顯著。

表1 不同種植模式的土壤pH和主要營養成分含量

2.2 不同間作模式對土壤微生物數量的影響

2.2.1 土壤細菌數量 由圖1可以看出，平菇與蔬菜間作后土壤細菌數量增多，T1、T2和T3的土壤細菌數量分別比對照增加227.78%、927.59%和30.37%；T2分別比T1和T3多29.95×105個/mL和35.90×105個/mL，各處理與對照以及各處理間均達到極顯著性差異水平。平菇與蔬菜間作能有效增加土壤中細菌的數量，進而提高土壤肥力，并且以平菇與結球甘藍間作(T2)為最優組合。

圖1 不同間作模式的土壤細菌數量

2.2.2 土壤真菌數量 由圖2可知，平菇與蔬菜間作后土壤真菌數量顯著增多，T1比CK1增加69.61%，T2比CK2增加600.00%，T3比CK3增加100.50%，且均達到極顯著差異水平；平菇與花椰菜間作(T3)的土壤真菌數量最多，分別比T1和T2高51.60×103個/mL和10.55×103個/mL，各處理間也均達到極顯著差異水平。由此可知，菇蔬間作可以增加土壤中真菌數量。

圖2 不同間作模式的土壤真菌數量

2.3 不同間作模式對土壤酶活性的影響

2.3.1 過氧化氫酶 由圖3可知，平菇與蔬菜間作下土壤的過氧化氫酶活性均升高，T1、T2和T3分別比對照增加11.47%、19.52%和24.73%，并均達到極顯著差異水平。T1和T2的土壤過氧化氫酶活性極顯著高于其他處理。表明，平菇與蔬菜間作對土壤過氧化氫酶活性的提高有顯著作用。

圖3 不同間作模式的土壤過氧化氫酶活性

2.3.2 中性磷酸酶 由圖4可看出，T1的土壤中性磷酸酶活性最高，為1.188 mg/g，極顯著高于其他種植方式。與對照相比，平菇與蔬菜間作的土壤中性磷酸酶活性均比對照有所升高，其中T1升高幅度最大，比CK1增加12.36%，且達到極顯著差異水平，T2和T3升高幅度較小，分別比對照增加0.72%和0.87%，但均未達到顯著性差異水平，說明平菇與萵筍間作(T1)對土壤中性磷酸酶活性的影響最大。

圖4 不同間作模式的土壤中性磷酸酶活性

2.3.3 蔗糖酶 平菇與蔬菜間作下土壤的蔗糖酶活性變化規律不一致(圖5)，T3比CK3增加8.89%，且達到顯著性差異水平；而T1和T2的土壤蔗糖酶活性均有所降低，分別比對照降低5.65%和5.12%，但均未達到顯著性差異水平。故平菇與花椰菜間作(T3)對土壤蔗糖酶活性的影響較大。

圖5 不同間作模式的的蔗糖酶活性

3 結論與討論

3.1 平菇與作物間作對土壤pH的影響

土壤酸堿性是影響土壤肥力的一個重要因素[11]。一般在土壤pH呈弱酸性或偏中性范圍內，植物所需的養分在土壤中有效性最高，有利于植物吸收利用，pH過高或過低都不利于植物的生長。絕大多數蔬菜作物生長發育最適宜的土壤pH為微酸性。張月萌等[11]研究表明，山藥間作苜蓿和三葉草可顯著降低山藥生育期間土壤的pH。試驗結果表明，平菇與蔬菜間作可有效降低土壤的pH，更有利于蔬菜作物的生長。這與張月萌等[11]研究結果一致。

3.2 平菇與作物間作對土壤主要營養成分的影響

平菇與蔬菜間作可有效提高土壤中的全氮、堿解氮、有效磷和速效鉀含量，特別是平菇與結球甘藍間作(T2)的效果最為顯著。這與LIU等[12]研究的間作可以有效提高礦物質含量，改善表層(0～25 cm)土壤營養狀況結果一致。試驗中，間作處理下土壤中速效鉀含量均極顯著高于對照，這可能是平菇菌棒中的鉀釋放到土壤中造成的，也可能是間作模式可改良土壤生態環境，促進了土壤中鉀元素的釋放。土壤有機質是衡量土壤質量和肥力的重要指標，與土壤物理、化學和生物性狀密切相關[13-14]，研究中平菇與蔬菜間作下土壤有機質含量變化無規律，平菇與萵筍間作(T1)的有機質有所增加，平菇與結球甘藍間作(T2)、平菇與花椰菜間作(T3)的有機質反而下降，但差異均不顯著，可能是因為菜菇種植模式時間短，菌棒的有機質還沒有分解，從而導致土壤有機質變化不明顯。

3.3 不同間作模式對土壤微生物的影響

土壤中的微生物是物質循環和生化反應的主要參與者與調節者，不僅驅動著土壤物質轉化和養分循環，還可作為土壤中植物有效養分的儲備庫[15]。試驗表明，平菇與蔬菜間作下土壤微生物數量均極顯著多于蔬菜單作，其中平菇與結球甘藍間作(T2)效果最為明顯，這與陳海生等[16]研究的甘蔗與花生間作可增加根際細菌、真菌、放線菌的數量，促進根際土壤微生物的生長結果一致。

3.4 不同間作模式對土壤酶活性的影響

土壤酶活性與植物生長、抗逆性生理密切相關，是土壤生物性能的一種最穩定和最敏感的指標，其活性可決定土壤生化反應的方向與強度[13]。陳海生等[16]研究表明，甘蔗間作花生可提高根際土壤脲酶、酸性磷酸酶和過氧化氫酶活性。劉亞軍等[17]研究表明，馬鈴薯間作蠶豆可使土壤磷酸酶、脲酶活性顯著增加20%和22.5%。試驗表明，菇菜間作模式下的土壤過氧化氫酶、中性磷酸酶和蔗糖酶活性均高于單作處理，其中以平菇與蔬菜間作對過氧化氫酶的影響最為明顯，說明平菇與蔬菜間作可以提高土壤酶活性，改善土壤生態環境，促進蔬菜作物生長。