菌渣奶牛垫料对盐碱土性质和青梗菜生长的影响

2021-07-19张瑞华王效华丁美丽王承香刘振龙任鹏飞

中国瓜菜 2021年5期

关键词：生长

张瑞华王效华丁美丽王承香刘振龙任鹏飞

摘要：以京冠二號青梗菜为试材，采用盆栽方式，按照菌渣奶牛垫料与盐碱土体积比设定不同处理，测定青梗菜的发芽率、株高等生长指标、根系活力及青梗菜收获后不同处理土壤的理化性质，以此来比较菌渣奶牛垫料对盐碱土性质和青梗菜生长的影响，以期为菌渣奶牛垫料改良盐碱土研究提供技术参考。结果表明，菌渣奶牛垫料加入盐碱土后，没有影响青梗菜发芽率，但提高青梗菜生长势，株高提高71.2%～93.2%，地上部鲜质量提高117.1%～177.1%，而且显著提高了盐碱土中氮、磷、钾含量，改善了盐碱土的理化性质，仅有机质含量较盐碱土提高60.9%～73.6%，田间持水量提高51.0%～129.0%，并且显著降低了盐碱土的pH值。综上所述，菌渣奶牛垫料改良盐碱土切实可行。

关键词：青梗菜;菌渣奶牛垫料;盐碱土;生长;土壤性质

中图分类号：S652 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2021）05-082-05

Effects of cow bedding of spent mushroom substrate on the saline-alkali soil properties and the growth of green terrie

ZHANG Ruihua2， WANG Xiaohua2， DING Meili2， WANG Chengxiang2， LIU Zhenlong2， REN Pengfei1

（1. Key Laboratory of Wastes Matrix Utilization， Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Institute of Agricultural Resources and Environment， Shandong Academy of Agricultural Sciences， Jinan 250100， Shandong， China; 2. Wei Fang Vocational College， College of Agricultural and Forestry Science and Technology， Weifang 261041， Shandong， China）

Abstract： In order to investigate the effect of cow bedding of spent mushroom substrate on the saline-alkali soil properties and the growth of green terrie， and provide technical reference for the research on the improvement of saline-alkali soil with cow bedding of spent mushroom substrate. Green terrie variety of Jingguan No. 2 was used as experimental material， the potting experiment was carried out， different treatments were set according to the volume ratio between cow bedding of spent mushroom substrate and saline-alkali soil in this research， the germination rate， plant height， number of leaves， fresh weight of aerial part， root fresh weight， root vigor and hydrolysable nitrogen， effective phosphor， available kalium， organic matter， PH range of different treatment soil were investigated. The results showed that after adding the cow bedding of spent mushroom substrate to the saline-alkali soil， the germination rate of green terrier was not affected， but the growth was promoted， such as plant height was increased by 71.2%-93.2%， fresh weight of aerial part was increased by 117.1%-177.1%， and the contents of nitrogen， phosphorus and potassium of saline-alkali soil were increased and the physical-chemical nature of the saline-alkali soil was improved， such as organic content was increased by 60.9%-73.6% and field capacity was increased by 51.0%-129.0%， and pH was reduced significantly. In a word， it was feasible to improve the saline-alkali soil by using the cow bedding of spent mushroom substrate.

Key words： Greenterrie; Cow bedding of spent mushroom substrate; Saline-alkali soil; Growth; Soil properties

中国是世界食用菌生产第一大国，每年产生菌渣量高达400万吨，菌渣中含有丰富的粗蛋白、粗脂肪、氨基酸、多糖以及Fe、Ca、Zn、Mg等中微量元素，被广泛地应用于土壤改良、饲料、有机肥生产、养殖垫料中[1-6]。菌渣作为养殖垫料，效果较好[7-8]，但废弃垫料资源如何利用一直没有很好地得到解决，卢东升等研究表明养鸡废弃菌渣垫料具有丰富的营养元素，有机质含量（w，后同）达42.62%～54.12%，全氮、全磷、全钾总量达4.33%～9.82%[9];韩建东等[2]研究表明，菌渣垫料堆肥中有机质含量、pH值、重金属含量均达到了有机肥料标准（NY 525-2012）要求，全氮、全磷、全钾的总养分含量为4.48%，用作底肥种植甘蓝，甘蓝产量与施用相同用量商品有机肥无显著差异。

土壤盐碱化是人类面临的严峻的生态环境问题，全球盐碱地面积约为9.5×108 hm2[10]，并且还在以每年1×106～1.5×106 hm2的速度增长[11]，盐碱土改良是高效利用土壤资源的有效途径之一，改良的目标是增加盐碱土壤有机质、降低pH，增加透气透水性和养分含量，平衡微生物区系[12-15]。目前，盐碱土改良的原理和方向虽已清晰，但进程缓慢，其原因与成本高有关，笔者将养殖奶牛的废弃菌渣垫料施入盐碱土，研究其改良盐碱土的可行性，为废弃菌渣垫料的合理应用和低成本盐碱土改良提供应用依据。

1 材料与方法

1.1 材料

菌渣奶牛垫料取自东营市垦利县牛圈村奶牛养殖基地，垫料的制取方法是将菌渣铺入奶牛趴卧处，厚度25 cm，随奶牛活动，厚度降低，每降低5 cm用菌渣补足，垫料周期30 d，上中下层垫料混合后作为试验样品，理化性质见表1。盐碱土取自潍坊市滨海区丰台村0～20 cm土壤，是强碱性盐碱土，理化性质见表2。

青梗菜品种为京冠二号，由广东省汕头市澄华升合种籽店提供，耐热、稍耐寒，适宜栽培温度12～35 ℃。

1.2 方法

试验于2019年5—11月在潍坊职业学院滨海校区智能温室进行，按照菌渣奶牛垫料与盐碱土体积比设4个处理，分别为T1（1∶4）、T2（1∶5）、T3（1∶6），不添加垫料处理为CK。盆栽，盆宽60 cm，盆长80 cm，盆高18 cm，直播，每盆播种60粒，覆土厚度1 cm，于3叶1心期间苗，株距10 cm，行距15 cm，每盆25株，每处理5盆，3次重复，随机区组排列。

1.3 测定指标及方法

按照土壤分析技术规范（第二版）[16]测定不同处理碱解氮含量、有效磷含量、速效钾含量、有机质含量、pH值、水溶性盐总量、容重、田间持水量。

按照标准NY 525—2012和HJ 802—2016测定菌渣奶牛垫料中全氮含量、全磷含量、全钾含量、总养分含量、有机质含量、pH值。

95%青梗菜出苗时记录出苗时间和出苗株数，计算出苗率。出苗后每10 d测定1次株高、叶片数、地上部鲜质量、根系鲜质量、根系活力[17]。株高（cm）用卷尺测量、地上部鲜质量（g）和根系鲜质量（g）用电子天平称量;用铁铲铲出整株根系，清洗土壤，用TTC法测定根系活力。

出苗率/%= 出苗株数/总种植株数 ×100。

1.4 数据分析

试验数据采用Excel 2010和SPSS 16.0软件统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对青梗菜出苗时间及出苗率的影响

由表3可知，不同处理间青梗菜出苗时间、出苗率等差异均不显著，说明盐碱土中加入菌渣奶牛垫料后没有显著影响青梗菜的出苗数及出苗率。

2.2 不同处理对青梗菜生长势的影响

由图1可知，5月19日青梗菜生长株高以CK较高，T1、T2、T3处理分别较CK降低22.9%、22.9%、14.3%;生长期结束时（6月9日），青梗菜株高T1较高，为14.1 cm，T2、T3次之， T1、T2、T3处理较CK分别提高93.2%、87.7%、71.2%。

由图2可知，青梗菜生长前期叶片数以CK和T3处理居多，随生长进行，叶片数以T1处理居多，生长期结束时，T1、 T2、T3处理叶片数较CK处理分别提高29.9%、25.4%、11.9%。可见，菌渣奶牛垫料加入盐碱土后，幼苗期青梗菜生长势受到抑制，可能与垫料中盐分高从而抑制株高和叶片数的增加有关;但随生长进行，株高和叶片数高于纯盐碱土处理。

由图3和图4可以看出，随着青梗菜生长时间的延长，不同处理地上部鲜质量与根系鲜质量变化趋势相似，均呈现出随生长进行，加入菌渣奶牛垫料处理较CK增加幅度变大的趋势。5月29日T1、T2、T3地上部鲜质量较CK处理分别提高144.4%、118.5%、85.2%;T1、T2、T3根系鲜质量较CK处理分别提高106.7%、86.7%、40.0%;6月9日T1、T2、T3處理地上部鲜质量分别较CK提高177.1%、160.0%、117.1%;T1、T2、T3处理根系鲜质量分别较CK提高156.3%、137.5%、62.5%。可见，菌渣奶牛垫料加入盐碱土后，提高了地上部鲜质量和根系鲜质量，并且随生长进行，提高幅度逐渐变大，原因可能与垫料中养分含量高有关。

2.3 不同处理对青梗菜根系活力的影响

由图5可知，青梗菜根系活力随生长进行逐渐降低，同时青梗菜生长前期CK处理根系活力较高，后期T1根系活力较高，5月19日CK根系活力为207 ?g·g-1·h-1， T1、T2、T3较CK分别降低6.3%、4.4%、1.0%;6月9日，CK根系活力较低，T1、T2、T3较CK分别提高76.1%、56.0%、44.1%。

2.4 青梗菜种植结束后不同处理土壤理化性质

由表4可以看出，青梗菜收获时，除pH值外，添加垫料处理土壤的其他理化性质指标均与CK处理差异显著。其中，T1、T2、T3处理土壤中碱解氮含量较CK分别提高497.1%、348.6%、292.0%;T1、T2、T3处理土壤中有效磷含量较CK分别提高3 140.8%、2 547.5%、2 140.5%;T1、T2、T3处理土壤中速效钾含量较CK分别提高653.6%、530.2%、519.1%;T1、T2、T3处理土壤中有机质含量较CK分别提高283.6%、206.5%、156.9%;T1、T2、T3处理土壤中水溶性盐总含量较CK分别提高830.0%、636.7%、540.0%; T1、T2、T3处理土壤pH值较CK 分别低0.70、0.31、0.21;T1、T2、T3处理土壤容重较CK分别降低31.0%、23.4%、19.0%; T1、T2、T3处理土壤田间持水量较CK 分别提高131.1%、96.3%、51.4%。可见，盐碱土中加入奶牛菌渣垫料处理的土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量显著提升，pH值下降，有机质含量和田间持水量显著提高，水溶性盐总含量显著提高。

3 讨论与结论

种子萌发是植物最早接受盐碱胁迫的阶段，发芽率反映种子发芽的潜在能力，有研究表明，低盐胁迫可以促进许多作物种子的发芽[18-19]。本试验中菌渣奶牛垫料的主要物质为90%以上的菌渣和少量的牛粪尿，水溶性盐总含量16.32 g·kg-1，显著高于本试验用强碱性盐碱土水溶性盐总含量，按不同体积比两者混合后没有显著影响青梗菜的发芽率及发芽时间，其原因可能与青梗菜有一定的耐盐性有关[20]。

土壤中盐分高对幼苗生长指标的影响主要表现在苗高方面，其次是根长、鲜质量和干质量[21-22]，本试验中加有垫料处理影响青梗菜生长前期的株高、叶片数和根系活力，可能与垫料盐分高有关;但随青梗菜生长，混有垫料处理的青梗菜株高、叶片数、地上部鲜质量、根系鲜质量和根系活力均高于对照，青梗菜生长30 d后，T1、T2、T3处理株高较CK提高93.2%、87.7%、71.2%;T1、T2、T3处理地上部鲜质量较CK提高177.1%、160.0%、117.1%，T1、T2、T3处理根系活力较CK提高76.1%、56.0%、44.1%。菌渣奶牛垫料显著提高了盐碱土中碱解氮、有效磷、速效钾的总养分含量及有机质含量，降低了土壤pH值，降低了土壤容重，提高了土壤田间含水量，改善了盐碱土壤的理化性质，提高了青梗菜的生长势和根系活力，与王涵[23]研究的盐碱土中加入发酵菌糠可有效提高土壤有机质、有效磷、速效钾、碱解氮含量，降低土壤pH的结果一致。

植物根系是活跃的吸收器官和代谢器官，根的生长情况和活力水平直接影响地上部分的生长和营养状况及产量水平，根系活力是判断植物根系吸收水分、养分及逆境生存能力的重要指标。在植物生长发育过程中，根系可分泌有机酸[24]，而且邹春雷[25]的研究表明，碱性盐胁迫下甜菜可通过增强磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性推动三羧酸循环的进行，促进有机酸合成，以缓解碱性盐胁迫带来的pH伤害。本试验中青梗菜收获后，各处理土壤pH值均比未种植青梗菜前纯盐碱土低，其原因可能是青梗菜生长过程中根系分泌有机酸使pH值下降，再者有机质分解过程中可产生有机酸[26]，使pH值下降。

李娟等[27]对不同养鸡场发酵床废弃垫料理化性质的研究表明，废弃垫料虽具有有机肥的基本性质，但盐分含量偏高;万鲁长等[28]的研究表明，菌渣垫料堆肥施入农田后，可使土壤盐分水平升高。本试验青梗菜收获后，盐碱土中添加菌渣奶牛垫料处理，土壤水溶性盐总含量也显著提高，但土壤容重显著降低，土壤田间持水量显著增加，表明土壤孔隙度及土壤渗透性增加，随着时间的推移，土壤中随水运移速度较快的盐离子会被进一步淋洗掉[29]。盐碱土的改良是一个长期的过程，施入盐碱土中菌渣奶牛垫料的最佳用量及盐离子随时间迁移的比例，还需要建立定位试验点，长期监测土壤性质，综合分析评估。

综上所述，菌渣奶牛垫料施入盐碱土后可提高青梗菜生长势、盐碱土的养分水平、田间持水量，以及有机质含量，降低pH和容重，有效改善了鹽碱土的理化性质。

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