菌渣隔层对设施土壤主要离子含量和黄瓜品质的影响

孙凯宁 王克安 杨宁

摘要：针对设施菜地盐渍化日益严重的现状，设置4种菌渣隔层厚度（0、1、2、3 cm），并覆白色、黑色地膜，研究不同厚度隔层对设施黄瓜产量、品质及土壤主要离子含量的影响。结果表明，黄瓜单瓜鲜重随着菌渣添加量的增加呈先升后降的趋势，添加适量菌渣（厚度1 cm）可提高单瓜鲜重1.0%～5.3%；白膜菌渣处理可分别提高黄瓜VC、蛋白质、可溶性总糖含量达17.0%～21.3%、20.8%～28.4%、1.6%～10.7%；隔层减缓了肥料所带入营养元素的下渗，使耕层土壤主要离子含量随着菌渣添加量的增加而上升。这为今后设施种植过程中减少化肥施用，促进设施农业健康、可持续发展提供参考。

关键词：菌渣；隔层；黄瓜；品质；离子

中图分类号：S642.206文献标识号：A文章编号：1001-4942（2018）05-0081-06

Abstract According to the serious present situation of soil salinization in facility vegetable fields， four kinds of thickness （0， 1， 2， 3 cm） of mushroom residue were set as the interlayer to explore their influences on cucumber yield and quality and main soil ion contents by comparing with only mulching film （white or black film）. The results showed that the fresh weight of cucumber had a trend of first rising and then falling with the increase of mushroom residue addition. Adding proper amount of mushroom residue with the thickness of 1 cm could increase the fresh weight of single cucumber by 1.0%～5.3%. The treatment of white film+mushroom residue interlayer could increase the contents of cucumber VC， protein， total soluble sugar by 17.0%～21.3%， 20.8%～28.4% and 1.6%～10.7%， respectively. The interlayer slowed down the infiltration of nutrients， which increased the content of main ions in soil with the increase of mushroom residue addition. This research could provide useful references for reducing fertilizer application and promoting the healthy and sustainable development of facility agriculture in future.

Keywords Mushroom residue； Interlayer； Cucumber； Quality； Ion

土壤鹽渍化是设施蔬菜栽培过程中面临的重要问题，制约着我国设施蔬菜产业的可持续发展[1， 2]。菜农为了追求更高的经济效益，长期过量施用肥料，大量的养分难以被雨水冲刷，同时设施内部的高温条件促使土壤水分强烈蒸发，致使土层下部的盐分随土壤毛管水上移并逐渐在土表聚集。过高的盐浓度会阻碍植物吸收养分和正常生长，抑制土壤微生物活性，造成农作物严重减产[3-5]。因此，如何应对设施菜地土壤盐渍化已成为生产中亟待解决的现实问题。人们对盐渍土的改良有着悠久历史，目前主要有物理方法、化学方法、工程方法和生物修复等技术手段[6， 7]。隔盐层在盐碱地改良中有较多应用[8-11]，隔盐层在土体中通过改变水盐运移轨迹，可以有效抑制潜水蒸发和土壤返盐，不用改变耕作制度，见效快，效果好，但该类改良方式多见于露天盐碱地，在设施盐渍化土壤中的应用却少有报道。有研究表明，农作物秸秆改良盐渍土具有较好的效果[12， 13]。菌渣是生产食用菌之后的残留物，其中作物秸秆占较高比例。目前，我国每年产生的菌渣至少有400万吨，传统的处理方法是直接丢弃或燃烧，随意丢弃会导致霉菌和害虫的滋生，燃烧只能快速利用其中10%左右的热能，造成资源浪费。本试验在前人研究的基础上，通过设置不同厚度的菌渣隔层，探讨其对设施盐渍化土壤的抑盐效果及对作物产品品质等的影响，以期为设施土壤改良提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验点位于济南市济阳县曲堤镇毕集村，棚型为山东代表性的冬暖式日光温室，棚龄15年，常年种植黄瓜，土壤耕层为中低盐渍化程度，基本理化性状见表1。

1.2 试验设计

本试验采用地表地膜覆盖和地下菌渣隔层双层结构，地膜类型为：白膜（以 W 表示）、黑膜（以 B 表示）；地下隔盐层为菌渣，设置菌渣厚度（自然状态）分别为 0（CK）、1、2、3 cm，重量（折合干重）分别为 0、3.3、6.7、10.0 kg/小区，埋于地表以下35 cm 处，地膜覆盖，共8个处理，随机区组排列，重复3次，小区面积 0.8 m×2 m= 1.6 m2。小区挖深至35 cm 处，两侧均布设地膜，小区之间用隔水板分开，以避免相互干扰。菌渣铺设完成后，进行耕层土壤回填并种植黄瓜，各小区日常管理保持一致，按当地常规模式进行。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 土壤电导率 用DDS-11A数显电导率仪测定。

1.3.2 土壤盐离子 K+、Na+、Ca2+、NH+4、Cl-、NO-3、SO2-4等7种离子采用美国戴安有限公司生产的离子色谱仪（Dionex ICS3000）测定。于苗期及盛果期取土样，将0.1 g风干土加入10 mL超纯水，然后再稀释20倍，用于测定盐离子含量。

1.3.3 黄瓜单瓜重和品质 于盛果期分别在每个小区随机采摘10个果实，统计单瓜鲜重并进行品质测定。可溶性糖采用蒽酮比色法，VC含量采用2， 6-二氯靛酚滴定法，可溶性固形物含量由折射仪（PAL-1， Japan）测得，蛋白质含量采用考马斯亮蓝法，可滴定酸采用NaOH滴定法[14]。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2003 做图，SPSS 22.0软件进行统计分析，单因素方差分析采用LSD法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同处理对设施土壤状况的影响

2.1.1 不同处理对设施土壤电导率的影响 菌渣隔层处理对设施土壤EC值有明显影响（图1），就苗期而言，随着菌渣添加量的增加，EC呈现逐渐升高的趋势，W1、W2、W3较W0分别增加10.7%、13.9%、33.8%，其中W3与W0差异显著；B1、B2、B3较B0分别增加3.1%、3.1%、7.9%，各处理间差异不显著。盛果期各处理EC值有所降低，但总体趋势与苗期相似，W1、W2、W3较W0分别增加13.2%、19.4%、28.7%；B1、B2、B3较B0分别增加1.6%、19.6%、27.8%，两个系列各处理间差异未达到显著水平。

2.1.2 不同处理对设施土壤主要盐离子含量的影响 苗期各处理随着菌渣添加量的增加K+含量逐渐升高（图2A），W1、W2、W3较W0分别增加4.74%、11.7%、42.0%，其中W3与W0差异显著；B2、B3较B0分别增加6.3%、8.4%；盛果期各处理K+含量较苗期有所降低，W1、W2、W3较W0分别增加54.3%、56.4%、71.0%，其中W3与W0差异显著；B1、B2、B3较B0分别增加9.4%、25.0%、53.2%。

苗期和盛果期，Na+表现为随着菌渣添加量的增加而升高，但各处理间差异不显著（图2B）。就Ca2+而言，苗期W1、W2、W3较W0均有所增加，但差异不显著；B2、B3较B0分别增加10.5%、11.3%，差异达显著水平；盛果期W3较W0增加14.4%，B3较B0增加17.4%，差异均达显著水平（图2C）。就NH+4而言，苗期W1、W2、W3较W0分别增加12.7%、16.4%、18.3%，B1、B2、B3分别较B0增加10.8%、14.3%、12.8%；盛果期W2、W3分别较W0分别增加20.7%、23.0%，B3较B0增加19.9%，差异均达显著水平（图2D）。

就Cl-而言，苗期各处理间无显著差异；盛果期W2、W3较W0分别增加7.3%、11.8%；B1、B2、B3较B0分别增加5.4%、6.8%、8.8%，差异均达显著水平（图2E）。就NO-3而言，苗期W系列各处理间无显著差异，B系列中B2、B3较B0分别增加13.8%、18.5%；盛果期W3较W0增加7.9%，B系列各处理间无显著差异（图2F）。就SO2-4而言，苗期W及B系列中各处理间差异均不显著；盛果期时，W2、W3较W0分别增加7.4%、8.4%；B系列各处理间差异不显著（图2G）。

从7种主要离子总量来看，苗期W系列中W2、W3较W0分别增加4.9%、9.9%，B系列中B1、B2、B3较B0分别增加5.4%、10.1%、13.0%，差异均达显著水平；盛果期W2、W3较W0分别增加5.9%、11.3%，B2、B3较B0分别增加7.5%、8.6%（图2H）。

2.2 不同处理对设施黄瓜单瓜重及品质的影响

2.2.1 不同处理对设施黄瓜单瓜重的影响 由表2看出，黃瓜单瓜鲜重，W1和B1处理分别为W系列和B系列的最高值，分别较W0和B0增加5.3%和1.0%；而W2、W3、B2、B3则呈下降趋势，分别较W0和B0减少4.3%、4.1%、8.3%、7.2%。单瓜干重W1、W2、W3均高于W0，增幅分别为11.2%、6.6%、7.7%；B1、B2、B3则呈减少趋势，较B0分别降低6.1%、7.5%、1.8%。干物质以W2和B3分别为W系列和B系列最高值。

2.2.2 不同处理对设施黄瓜品质的影响 菌渣处理可以增加设施黄瓜的VC含量，其中W1、W2、W3较W0分别增加19.4%、21.3%、17.0%，各处理间差异达显著水平；B2较B0有所降低，而B1、B3较B0分别增加12.3%、11.7%，且差异达显著水平（图3A）。

菌渣处理可以显著增加设施黄瓜蛋白质含量（图3B），其中W1、W2、W3较W0分别增加28.4%、20.8%、21.9%，差异达显著水平；B1较B0提高3.7%，但差异未达显著水平，B2和B3均低于B0。

各处理对设施黄瓜可溶性固形物的影响较小，W1、W2、W3较W0分别增加2.3%、2.3%、7.0%，但各处理间差异不显著（图3C）。就设施黄瓜可滴定酸而言，W1、W3较W0分别增加9.3%、11.9%；B1、B2与B0无显著差异，B3较B0增加5.6%，差异达显著水平（图3D）。菌渣处理可以提高设施黄瓜可溶性总糖含量，W2、W3较W0分别增加1.6%、10.7%；B1、B2、B3较B0分别增加7.8%、2.4%、6.8%，差异均达显著水平（图3E）。

3 讨论与结论

秸秆隔层可以切断土壤毛细通道，使土体的连续性受到影响，土壤深层的水分不能通过毛管作用向土表运移，同时也减少了土体深层盐离子向上的运移途径[8]。本试验耕层土壤主要盐离子含量随菌渣添加量的增加而增加，这与菌渣含有盐分有一定关系，另外菌渣隔层阻断了施入耕层的肥料养分向土层深处下渗，使肥料带入的离子（如Ca2+、NO-3、SO2-4等）在耕层聚集，这对设施菜田耕层保肥、减施化肥、提高肥料利用率具有一定的指导意义，具体研究将在今后开展。盐胁迫对植物生长的影响涉及渗透胁迫、离子毒害等综合反应[15]。盐胁迫对黄瓜生长具有较明显的影响，有研究发现，一定浓度盐胁迫对黄瓜生长具有一定促进作用；随着土壤盐分浓度的升高，对黄瓜生长则起到了抑制作用[16]。本研究表明，黄瓜单瓜鲜重随着菌渣添加量的增加呈先升后降的趋势，表明适量的盐胁迫可以促进黄瓜生长，而过量时则起到明显抑制的作用。就黄瓜品质而言，不同指标表现各异，但菌渣隔层处理各品质参数值总体高于对照，说明在本试验条件下，土壤盐分含量未超过黄瓜的耐盐阈值，对品质提升有较好效果。

综上所述，本试验所布设的菌渣隔层，W1和B1（菌渣厚度为1 cm 即 3.3 kg/小区）处理可以提高黄瓜鲜重，其它处理则不利于黄瓜增产，但对黄瓜品质指标的提升具有较好效果。隔层处理使设施土壤耕层电导率上升，营养元素产生富集。因此，如何在施肥时适当减量，在满足作物生长的前提下，保持土壤健康、绿色是本类研究今后的方向。

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