食用菌渣堆肥還田對苜蓿產(chǎn)量和品質(zhì)的影響研究

摘要：食用菌渣是有機廢棄物，也是可回收利用的優(yōu)質(zhì)農(nóng)業(yè)資源，食用菌渣的高效資源化利用對于發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)有重要意義。以苜蓿為試驗材料，設(shè)計不同堆肥施用方案（3 000 kg/hm2、4 500 kg/hm2和6 000 kg/hm2），輔以兩種補充灌溉量，觀測食用菌渣堆肥還田對苜蓿產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，

4 500 kg/hm2菌渣肥料協(xié)同240 mm補充灌溉量有利于苜蓿增產(chǎn)提質(zhì)，該組合下熵權(quán)系數(shù)評價值達(dá)到0.81，可作為食用菌渣資源高效利用方案。

關(guān)鍵詞：食用菌渣；堆肥；苜蓿；產(chǎn)量；品質(zhì)

中圖分類號：S541.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）04-00-04

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.04.006

Study on the Effect of Returning Edible Mushroom Residue Compost to Field on Alfalfa Yield and Quality

ZHANG Shengwang1， JIN Qiu2， TANG Kehan3， HUANG Congzheng3， ZHANG Houdong3， TIAN Ying3， LIANG Lina3

（1. School of Horticulture and Landscape Architecture， Fujian Vocational College of Agriculture， Fuzhou 350000， China;

2. Nanjing Hydraulic Research Institute， Nanjing 210000， China; 3. College of Horticulture， Fujian Agriculture and Forestry University， Fuzhou 350002， China）

Abstract： Edible mushroom residue is an organic waste and a high-quality agricultural resource that can be recycled and reused， and the efficient resource utilization of edible mushroom residue is of great significance for the development of sustainable agriculture. This study uses alfalfa as the experimental material and designs different composting application schemes （3 000 kg/hm2， 4 500 kg/hm2， and 6 000 kg/hm2）， supplemented by two supplementary irrigation amounts， to observe the effect of returning edible mushroom residue compost to the field on alfalfa yield and quality. The results show that the combination of 4 500 kg/hm2 mushroom residue fertilizer and 240 mm supplementary irrigation is beneficial for increasing yield and improving quality of alfalfa， under this combination， the entropy weight coefficient evaluation value reaches 0.81， which can be used as an efficient utilization plan for edible mushroom residue resources.

Keywords： edible mushroom residue; composting; alfalfa; yield; quality

福建省是食用菌生產(chǎn)強省，2017—2019年平均年產(chǎn)量達(dá)220萬t，產(chǎn)生菌渣552萬t。食用菌菌渣含有大量可利用營養(yǎng)和生物活性物質(zhì)，包括微量元素、多糖類、有機酸、酶和酚類物質(zhì)等。菌渣堆肥可以提升土壤肥力，改善土壤理化性質(zhì)，增強土壤持水特性，刺激根際固氮微生物生長[1]。在作物栽培過程中，食用菌菌渣堆肥能增強幼苗抗逆性，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)。本研究以資源化利用食用菌渣為目標(biāo)，以苜蓿為試驗材料，觀測食用菌渣堆肥還田效應(yīng)，探討菌渣堆肥利用模式，以期為農(nóng)業(yè)資源高效利用及園林植物綠色生產(chǎn)提供理論和實踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗于2022年3—12月在云霄縣原老區(qū)果場科技示范基地（北緯23°57′38″，東經(jīng)117°20′05″）進(jìn)行。云霄縣屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。試驗地年平均氣溫為21.5 ℃，1月平均氣溫為13.2 ℃，7月平均氣溫為28.5 ℃。年降水量為1 670.6 mm，無霜期為347 d。根據(jù)距地表0～20 cm的土層理化性質(zhì)，供試土壤鹽分含量為1.61 g/kg，有機質(zhì)含量為2.2%，總氮含量為0.99 g/kg，速效磷含量為14.7 mg/kg，速效鉀含量為135.3 mg/kg，容重為1.37 g/cm3，田間持水量為25.2%。試驗區(qū)前期栽培作物時，有化學(xué)肥料投入，土壤有輕微鹽漬化。

1.2 試驗設(shè)計

試驗分為食用菌渣堆肥及其施用兩個環(huán)節(jié)。食用菌菌渣堆肥試驗采用香菇渣、平菇渣、豬糞和玉米秸稈輔料進(jìn)行堆肥，起始物料碳氮比為30，外源有效微生物群原液添加量為3‰，堆肥時間為3個月。堆肥預(yù)處理時，含水率控制在50%±5%，粒徑控制在20 mm以下，霉菌、線蟲和病原菌死亡率均在98%以上，發(fā)酵過程中的高溫翻堆、強制通風(fēng)和含水率控制都依照傳統(tǒng)方法進(jìn)行。堆肥完成后，經(jīng)測定，肥料氮含量為3.9%，P2O5含量為2.7%，K2O含量為1.8%。

苜蓿品種為中苜3號，播種前將菌渣肥料與土壤（距地表0～10 cm的土層）混合均勻。苜蓿于3月12日播種，播種量為22.5 kg/hm2。在4月3日、6月6日、7月28日進(jìn)行灌溉。試驗設(shè)計3種菌渣肥料施用量，即3 000 kg/hm2（F1）、4 500 kg/hm2（F2）和6 000 kg/hm2（F3），輔以2種補充灌溉量，即150 mm（W1）和240 mm（W2），以無施肥、無灌溉處理（CK）作為對照。灌溉總量按照3次灌溉平均分配，試驗過程中不隔絕自然降雨。每個處理重復(fù)3次，每個試驗小區(qū)長為6 m，寬為4 m，面積為24 m2。不同處理的試驗小區(qū)用60 cm深防滲膜隔開，以防止側(cè)滲。

1.3 樣品采集與分析

在6月3日、7月25日和10月2日進(jìn)行3次采收，處理并測算苜蓿產(chǎn)量。測定粗蛋白含量、酸性洗滌纖維含量和中性洗滌纖維含量（用于分析的數(shù)據(jù)為3茬品質(zhì)指標(biāo)均值），其中粗蛋白按照《飼料中粗蛋白的測定 凱氏定氮法》（GB/T 6432—2018）測定，酸性洗滌纖維按照《飼料中酸性洗滌纖維的測定》（NY/T 1459—2022）測定，中性洗滌纖維按照《飼料中中性洗滌纖維（NDF）的測定》（GB/T 20806—2022）測定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

品質(zhì)評價以《苜蓿干草產(chǎn)品營養(yǎng)品質(zhì)評價及質(zhì)量分級》（DB15/T 2598—2022）中的優(yōu)級苜蓿為標(biāo)準(zhǔn)，即粗蛋白含量為20%～22%，酸性洗滌纖維含量為27%～31%，中性洗滌纖維含量為34%～38%。數(shù)據(jù)分析采用SPSS17.0軟件，顯著性分析依據(jù)鄧肯多重范圍檢驗[2]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同堆肥利用方案對苜蓿產(chǎn)量的影響

食用菌菌渣進(jìn)行預(yù)處理，殺滅其中的食用菌菌絲、病原菌、昆蟲和其他有害微生物，這不僅對土壤無負(fù)面影響，還可向土壤釋放有益微生物、微量元素、多糖類、有機酸、酶和酚類物質(zhì)。此外，菌渣肥料進(jìn)入土壤，勢必對土壤氮素的數(shù)量和形態(tài)、土壤氮轉(zhuǎn)化功能菌的數(shù)量和活性產(chǎn)生影響，進(jìn)而對作物產(chǎn)量產(chǎn)生影響[3]。不同菌渣肥料利用方案對苜蓿產(chǎn)量的影響如圖1所示。需要注意的是，圖1中不同字母表示在置信度為0.05的水平上差異顯著（鄧肯多重范圍檢驗）。菌渣肥料施入后，苜蓿產(chǎn)量顯著提升，菌渣處理的3茬苜蓿產(chǎn)量分別為815.6～1 222.3 kg/hm2、2 554.2～3 118.3 kg/hm2和2 343.6～2 979.8 kg/hm2，明顯高于對照處理（724.0 kg/hm2、2 051.9 kg/hm2和2 017.7 kg/hm2）。不同水肥處理的苜蓿產(chǎn)量也存在一定差異。3茬苜蓿產(chǎn)量和肥料施用量均呈明顯正相關(guān)，2種灌溉量中，灌溉量240 mm的3茬苜蓿產(chǎn)量處于較高水平。

2.2 不同堆肥利用方案對苜蓿品質(zhì)的影響

不同處理對苜蓿品質(zhì)的影響如表1所示。與CK相比，不同水肥處理對苜蓿粗蛋白含量的增加有一定的促進(jìn)作用，對中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維有降低作用。不同水肥處理中，粗蛋白含量以W1F3最高，達(dá)到23.2%，表明低水高肥有利于增加苜蓿粗蛋白含量，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維總體上則呈現(xiàn)與粗蛋白相反的趨勢。酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維是衡量苜蓿品質(zhì)的重要指標(biāo)，其中酸性洗滌纖維影響消化率，中性洗滌纖維衡量采食率，均應(yīng)當(dāng)處于適宜范圍。對照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)范圍，本研究中食用菌渣堆肥還田后苜蓿品質(zhì)處于較優(yōu)水平。

2.3 食用菌渣堆肥利用方案熵權(quán)系數(shù)決策模型

為了從上述7個方案中選擇最優(yōu)食用菌渣利用方案，采用熵權(quán)系數(shù)決策模型對不同方案下苜蓿產(chǎn)量、品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行建模分析[4]。假設(shè)食用菌渣堆肥還田利用方式有m種，評價指標(biāo)有n個，m種利用方式對應(yīng)n個不同指標(biāo)，可以得到評價矩陣，如式（1）所示。本研究共包含7個利用方案，故m=7，同時選取3茬產(chǎn)量和3個品質(zhì)指標(biāo)作為評價指標(biāo)，故n=6。對于某個指標(biāo)rj，信息熵采用式（2）計算。其中，歸一化后的指標(biāo)采用式（3）計算。第j個指標(biāo)的熵值按式（4）計算，其客觀權(quán)重按式（5）計算。

式中：R為評價矩陣；rij為第i種利用模式下第j個指標(biāo)值，i=1，2，3，…，m，j=1，2，3，…，n；Ej為信息熵；pij為歸一化后的指標(biāo)；ej為第j個指標(biāo)的熵值；θj為第j個指標(biāo)的客觀權(quán)重。

計算結(jié)果顯示，0≤θj≤1，。在方案優(yōu)選中，主觀經(jīng)驗起到重要作用，因此可以將主觀權(quán)重與計算所得的指標(biāo)客觀權(quán)重θj結(jié)合，采用式（6）進(jìn)行計算，得到新指標(biāo)權(quán)重αj。本研究中，產(chǎn)量和品質(zhì)同等重要，各自的子指標(biāo)數(shù)量相等，因此主觀權(quán)重平均分配。

若評價矩陣R中每列指標(biāo)的最理想值為rj*，可依據(jù)rj*值對評價矩陣數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，rj*數(shù)值主要由指標(biāo)性質(zhì)決定。本研究中，3茬苜蓿產(chǎn)量和粗蛋白為收益性指標(biāo)，數(shù)值越大越優(yōu)；中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維按照優(yōu)級標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)處于適宜范圍，以中性洗滌纖維為例，優(yōu)級苜蓿中性洗滌纖維適宜范圍為34%～38%，假設(shè)范圍中心值（36%）最優(yōu)，則指標(biāo)值越靠近中心值，該指標(biāo)值越優(yōu)，即指標(biāo)值與中心值差值的絕對值越小越優(yōu)，將指標(biāo)值與中心值差值的絕對值作為本研究的損失性指標(biāo)，符合越小越優(yōu)原則。歸一化后的指標(biāo)值采用式（7）計算。不同食用菌渣堆肥利用方案綜合效益的熵權(quán)評價值可根據(jù)式（8）計算。

W2F3和CK方案下，熵權(quán)系數(shù)評價值分別為0.574、0.549、0.221、0.220、0.809、0.445和0.132。根據(jù)模型原理，W2F2為綜合效益最優(yōu)處理，即4 500 kg/hm2菌渣肥料協(xié)同240 mm補充灌溉量有利于苜蓿增產(chǎn)提質(zhì)。

3 結(jié)論

食用菌渣是農(nóng)業(yè)廢棄物，也是有機自然資源。本研究將食用菌渣堆肥后應(yīng)用于苜蓿生產(chǎn)，取得較好的效果。菌渣肥料配合灌溉有利于苜蓿產(chǎn)量提升，3茬苜蓿產(chǎn)量均與菌渣肥料施用量呈明顯正相關(guān)。熵權(quán)系數(shù)評價結(jié)果表明，4 500 kg/hm2菌渣肥料協(xié)同240 mm補充灌溉量是有利于苜蓿增產(chǎn)提質(zhì)且綜合效益最優(yōu)的方案。

參考文獻(xiàn)

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