草菇菌渣还田对设施大棚内土壤理化性状和下茬蔬菜生长的影响
2020-10-25李岩杰曹修才
李岩杰 曹修才
(聊城市农业科学研究院,山东聊城252000)
山东莘县是我国有名的瓜菜菌生产大县,有中国蔬菜第一县的美誉。全县蔬菜种植面积6.53万hm2,拥有日光温室26万座、大中小拱棚1.27万hm2[1]。因连年蔬菜种植及大量使用化肥农药等原因,棚内土壤板结和土壤连作障碍等问题越来越突出,严重影响了种植蔬菜的经济效益。
每年盛夏7―8 月,蔬菜大棚内温度高达40 ℃以上,不适宜种植蔬菜,因此设施蔬菜大棚有2个多月的闲置期。为提高大棚利用率,同时探索草菇菌渣还田对蔬菜大棚内土壤理化性状和下茬蔬菜生长的影响,笔者于2017—2019年连续三年进行了菌菜轮作及菌渣还田试验,考察草菇菌渣还田后对土壤理化性状及下茬蔬菜生长的影响。
1 材料与方法
1.1 试验地点
试验在山东省聊城市莘县十八里铺镇南常庄村、申屯村、贾庙村等蔬菜连作障碍比较严重的日光温室内。
1.2 茬口安排
第一年的5 月中下旬至6 月,在前茬蔬菜拉秧后,棚内施入发酵好的鸡粪或牛粪,旋耕两遍,关闭大棚所有通风口闷棚5~7 d,草菇上料前浇一遍大水,每667 m2需栽培原料玉米芯5 000 kg,生石灰2 000 kg,鸡粪或牛粪10 m3。草菇生产周期40 d 左右,9 月前结束草菇生产,草菇菌渣直接翻耕还田,下茬蔬菜(黄瓜)不再使用基肥。9 月至次年6 月种植接茬蔬菜。
1.3 试验方法
参考贾明等[2]研究方法,选择棚龄均为8年以上老棚3座,编号1~3。大棚宽10 m,长66.7 m,大棚面积667 m2左右,土壤为沙壤土。试验设两个处理,处理1:空白对照区(不种草菇,无菌渣还田);处理2:菌渣还田区(草菇菌渣直接还田)。
草菇菌渣还田后下茬蔬菜生产过程中,分别对空白对照区和菌渣还田区取样检测,蔬菜品质检测在盛果期随机取样,土壤、植株取样在蔬菜生产结束拔秧后。
1.4 测定方法
土壤取样采用五点取样法,去除表层浮土后取1~20 cm土样,5个取样点土样混匀后组成检测土样。
检测指标:①水解性氮:LY/T 1228—2015;②有效磷:LY/T1232―2015;③速效钾:LY/T1234―2015;④有机质:NY/T1121.6―2006;⑤水溶性盐:NY/T1121.16―2006;⑥pH:NY/T1121.2―2006;⑦微生物群落:16SrDNA高通量测序法。
蔬菜样品检测:有机酸用酸碱滴定法;维生素C用二氯酚啶酚滴定法;还原糖和非还原糖用斐林试剂比色法;硝酸盐用219 nm分光光度法。
2 结果与分析
2.1 草菇菌渣还田对土壤理化性状的影响
测定结果见表1。由表1可见,草菇菌渣还田后土壤(菌渣还田区)氮磷钾等养分明显高于空白对照区,说明在同样施肥条件下,草菇菌渣还田后可以提高土壤养分含量。同时,草菇菌渣中有大颗粒玉米芯等,可以降低土壤容重,提高土壤透气性,利于下茬蔬菜的生长,这与武玲等[3]研究结果一致。处理区土壤含水量高于对照区说明草菇菌渣还田可以减少土壤水分向下渗透,提高土壤的持水能力,这与闻亚美等[4]研究结果一致。土壤pH 变化不明显,虽玉米芯在栽培草菇前用石灰水浸泡,pH较高,但经过草菇菌丝生长分泌酸性物质中和以及土壤的缓冲作用,其对土壤酸碱度的影响基本可以忽略不计。
表1 草菇菌渣还田后土壤养分测定结果
2.2 草菇菌渣还田对土壤微生物群落的影响
土壤微生物作为土壤系统的重要组成部分,是土壤养分循环释放、动植物残体转化的主要动力之一,是衡量土壤肥力的重要指标[5]。由表2 可知,菌渣还田后土壤中微生物群落结构与对照区相似,整体表现为细菌数量最多,放线菌次之,真菌最少。但相对于对照区,菌渣还田区土壤中细菌数量上升,放线菌、真菌数量下降。1号、2号、3号试验棚菌渣还田区相对于对照区,细菌数量提高25.26%、155.13%、61.45%,真菌数量降低27.16%、23.65%、13.89%,放线菌数量降低6.46%、15.86%、8.04%。这主要是由于菌渣中细菌的密度高,菌渣直接还田,提高细菌基数,增加有机肥的含量,改善土壤中微生物的生存环境,促进细菌繁殖。
2.3 草菇菌渣还田对下茬蔬菜(黄瓜)生长发育的影响
由表3 可见,草菇菌渣还田能有效促进下茬黄瓜植株生长发育,平均株高提高8%以上,地上鲜重、干重增加10%以上,侧根数增加3.3 条,根鲜重增加9%以上,根干重增加12%以上,根长增加2~3 cm,产量提高30%以上。
2.4 草菇菌渣还田对下茬蔬菜(黄瓜)品质的影响
由表4 可见,菌渣还田区黄瓜VC、还原糖、非还原糖、可溶性总糖的含量均明显高于对照区,可滴定酸和硝酸盐含量降低。这说明草菇菌渣还田可明显提高下茬蔬菜(黄瓜)品质,在其他试验蔬菜(豆角、圆椒、樱桃西红柿、西葫芦等)也有同样的效果。
表2 菌渣还田对土壤微生物群落的影响
表3 草菇菌渣还田对下茬黄瓜植株生长影响
图1 菌渣还田区黄瓜根系
图2 空白对照区黄瓜根系
表4 菌渣还田后下茬黄瓜品质检测结果
3 小结
试验结果表明,草菇菌渣还田对土壤理化性状改善有积极的作用。草菇菌渣连续还田3 年,土壤养分、含水量、容重等指标持续改善,可以减少化肥用量,同时能提高下茬蔬菜品质。菌渣还田生态经济效益显著。
试验发现,草菇菌渣还田后下茬蔬菜根结线虫发生量明显减少,其原因为何有待研究。