秀珍菇菌糠对红心火龙果产量、品质及土壤质量的影响

2022-04-05吉清妹吴宇佳雷菲曾建华符传良张冬明

热带农业科学 2022年2期

吉清妹吴宇佳雷菲曾建华符传良张冬明

摘要為了探明菌糠对火龙果产量、品质及火龙果园土壤理化性质的影响，达到减肥增效作用，以2年生金都红心火龙果为供试材料，化肥氮量减少20%～40%，进行“化肥+菌糠+有机肥”不同用量的5个处理试验，研究在总氮不变的情况下，菌糠、有机肥的有机替化对火龙果产量、品质及土壤的影响。结果表明，施用菌糠能提高火龙果的产量、单果重及果实的可溶性糖、可溶性蛋白、可溶性固形物及果实N、P、K等含量。处理5（40%化肥氮+30%菌糠氮+30%有机肥氮）综合表现最佳，试验结束后，与处理1（100%化肥氮磷钾）相比，土壤pH提高0.2个单位，有机质提高7.74%，碱解氮提高5.54%，有效磷提高8.29%，速效钾提高11.62%，土壤容重降低7.70%，产量提高11.67%，都达到了显著效果。本研究结论为，秀珍菇菌糠能有效改善火龙果园土壤的理化性质，提高火龙果的产量和质量，从而达到节肥增效的作用。

关键词菌糠;施肥量;火龙果产量;火龙果品质;土壤理化性状

中图分类号 S533 文献标识码 A DOI：10.12008/j.issn.1009-2196.2022.02.003

Effects of the Fungal Residues of Pleurotus geesteranus on Yield and Quality of Red Pitaya and Soil Quality

JI Qingmei WU Yujia LEI Fei ZENG Jianhua FU Chuanliang ZHANG Dongming

（Agricultural Environment and Soil Research Institute of Hainan Academy of Agricultural Sciences/Scientific Observing and Experimental Station of Arable Land Conservation （Hainan），Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Key Laboratory of Arable land conservation of Hainan Province，Haikou，Hainan 571100，China）

Abstract Fungus residues were used as substrates to observe their effect on the yield and quality ofpitaya （Hylocereus polyrhizus）and the soil physical and chemical properties in pitaya orchards to reduce chemical fertilizer and increase fertilizer efficiency. Two-year-old red pitaya ‘Jindu’was cultured on the mixture of substrates of chemical fertilizer，fungus residues and organic fertilizer at 5 different rates （designed as 5 treatments）to observe the effect of the replacement of chemical nitrogen fertilizer by 20%～40% with fungus residues and organic fertilizer on the yield and quality of pitaya and the soil under the condition of constant total nitrogen in the mixture. The results showed that the fungus residues increased the yield and weight per a fruit of the pitaya as well as the fruit contents of soluble sugar，soluble protein，soluble solids，N，P and K. Compared to the treatment 1，the treatment 5 had the best comprehensive performance：the soil pH increased by 0.2 units，the organic matter content increased by 7.74%，the alkali-hydrolyzed nitrogen content increased by 5.54%，the available phosphorus content increased by 8.29%，the available potassium content increased by 11.62%，the soil bulk density decreased by 7.70%，and the yield increased by 11.67%，indicating all these indicators had achieved remarkable results. These results illustrated that the fungi residues of P. geesteranus can effectively improve the physical and chemical properties of the pitaya orchard soil，and increase the yield and quality of pitaya，which achieve the effect of saving fertilizer and increasing efficiency.

Keywords fungi residues;fertilizer application rate;pitaya yield;pitaya quality;soil physical and chemical properties

火龙果在腐殖质较丰富、肥力较高、中性或弱酸性的土壤中生长较好，适宜在温暖湿润、光线充足的热带亚热带种植[1]。海南是国内重要的火龙果生产基地，具有极大的发展潜力，目前火龙果是海南省主产水果之一，初步统计，2020年种植面积已达6 656.33 hm。由于海南高温多雨，土壤风化和淋溶严重，生态系统的物质分解剧烈，土壤有机质及养分流失极快，施有机肥在短期内产出投入比值较低，因此很多果农仅重视化肥的施用，导致土壤保肥能力差、肥料利用率低、土壤结构退化、环境污染等问题较为突出，严重影响果农的增产增收和火龙果产业的后继发展。

食用菌在中国的种植历史悠久，近年来食用菌产业发展速度较快。相关统计数据表明，中国2000年食用菌的产量达到663.79万t，2016年发展到3 480.05万t，平均每年增长10.91%[2]，生产食用菌所产生的菌糠也逐年快速增加，2015年产生菌糠量高达8 500万t[3]。前人的研究表明，丰富且廉价的菌糠中，含有较为丰富的有机物质和多种矿质元素，应用到农业生产中，有利于土壤对无机氮等的保持能力，对提高肥料的利用率，土壤改良、提高耕地基础地力有很好的作用[4-5]。目前，由于对菌糠研究的针对性还不够强，示范工作还很薄弱，农民对菌糠的利用意识不是很高，菌糠的利用率仍然很低，被随意丢弃和焚烧现象依然很严重，造成极大的资源浪费，并给环境带来巨大压力[6-7]。

到目前为止，专家学者对菌糠堆肥效果、大田菌糠节肥增效等进行大量的研究[8-9]，但火龙果园菌糠施用效应的研究鲜见报道，针对菌糠的火龙果园施用技术也未见报道。本项目是根据火龙果生长的营养需求，进行菌糠的火龙果生产有机替代研究，探讨“化肥+菌糠+有机肥”不同用量对火龙果产量、品质及土壤的影响，以期建立适合推广的菌糠施用技术模式，达到最大的产出投入比值，推动食用菌废弃物在生产上的利用，为火龙果园土壤改良、可持续利用提供相关的理论指导。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 样地概况火龙果大田试验在乐东县九所镇闵航农业火龙果基地开展，土壤基本理化性状pH 5.36，有机质16.7 g/kg、碱解氮171.6 mg/kg、有效磷284.8 mg/kg、速效钾183.5 mg/kg、土壤容重1.058 g/cm。

1.1.2 肥料及试材菌糠为堆制发酵15 d的秀珍菇菌糠，其中干基中N、PO，KO含量分别为0.76%、0.25%、0.96%，水分60%;商品有机肥为湖北中化东方肥料有限公司生产的发酵羊粪：N、P2O5、KO含量分别为1.03%、1.33%、2.13%，水分31.70%，有机质36.58%，尿素氮46%，钙镁磷肥PO 18%，硫酸钾KO0%。供试火龙果品种为金都1号红心火龙果，为海南省种植规模较大的品种，盛果期植株，种植时间为2018年4月，种植模式为篱架式。

1.2 方法

1.2.1 试验设计按菌糠有机替代化肥氮用量共设计5个处理，如表1，每个处理设计3次重复，本试验的火龙果推荐用肥量为N（725.4 kg/hm），PO（525.9 kg/hm），KO（1 005.75 kg/hm）。

试验开始时间为2019年11月，结束时间为2020年11月。试验的15个小区按随机区组排列，每垄双行种植，垄宽1.3 m，两垄距1.2 m，株距约0.25 m，每穴1株，每小区32株。基肥一次性两侧沟施，施肥沟距火龙果株0.25～0.4 m，用量为100%菌糠、100%商品有机肥、100%磷肥。尿素和硫酸钾分为4次按一季度施肥一次，除基肥外，其他3次追肥都两侧浅沟施入，除了施肥量不同，其他均按正常习惯肥水管理。在每次施肥前分别取各小区火龙果耕作层0～20 cm的土壤样品，取土样位置距离火龙果株0.15～0.25 m。4次取土样时间分别为2020年2月1日、5月1日、8月1日、11月1日。分小区进行12次采摘和测产，考虑到往年都是第2次火龙果采摘量相对较大，所以选定第2次采摘测产时取样分析果实营养指标。

1.2.2 指标测定对各小区火龙果的产量分别称量统计，并计算各处理的平均产量;抽样称取每个小区的单果重并测试果实的可溶性糖含量、VC含量、可溶性固形物含量、粗蛋白含量以及N、P、K等含量。土壤样品经过室内风干过筛后，测试化验其中的pH、有机质和碱解氮、有效磷、速效钾等含量及土壤容重，所有测试化验工作安排在海南省农业科学院农业环境与土壤研究所分析测试中心进行。果实样品氮元素采用氧化消煮-凱氏定氮法，P采用氧化消煮-钼锑抗比色法，K用氧化消煮火焰分光光度法，土壤样品pH值采用水浸提电位法，有机质采用低温外热浓硫酸—重铬酸钾混合氧化比色法，碱解氮采用碱解扩散法，有效磷采用氟化铵浸提—钼锑抗比色法，速效钾采用乙酸铵浸提—火焰分光光度法，参见鲁如坤《土壤农化分析手册》[10]。

1.2.3 数据分析采用Excel 2010/Excel 2003和SAS 9.0最小显著差数法统计与分析所有数据。

2 结果与分析

2.1 不同菌糠施用量对火龙果性状及品质的影响

表2结果表明，在试验设置的菌糠有机替代范围内，菌糠越多，火龙果果实可溶性糖、VC、可溶性固形物、粗蛋白等含量越高。与处理1含量相比，处理2没有显著性差异，处理3差异显著，處理4、5差异极显著。果实N、P、K等元素含量都随着菌糠有机氮替代量的增加而出现先增加后降低的变化趋势，均表现为处理5>处理3>处理4>处理2>处理1。与处理1含量相比，处理2的P、K含量差异不显著;处理3的P含量差异显著，N、K含量差异极显著;处理4的N、K含量差异显著;处理5的N、P、K含量均达到极显著差异。菌糠处理的果实N、P、K含量分别比处理1提高4.64%～18.88%、5.07%～18.43%、8.9%～17.12%。综合结果表明，利用菌糠可以提高火龙果的品质，菌糠有机氮替代量越多，火龙果的品质越好，组合为40%化肥氮+30%菌糠氮+30%有机肥氮的处理5效果最佳。

2.2 不同菌糠施用量对火龙果产量及单果重的影响

测产结果见表3。由表3可知，与全部施用化肥的处理1相比，菌糠有机替代能够提高火龙果产量，处理2效果不显著，处理3差异显著，处理4、5差异极显著，产量随着菌糠有机氮替代量的递增呈先升高后降低的趋势。产量排序为处理5>处理3>处理4>处理2>处理1，菌糠有机替代处理比处理1增产3.11%～11.67%，组合为40%化肥氮+30%菌糠氮+30%有机肥氮的处理5施用效果最佳。

表4表明，施用菌糠能够提高火龙果单果重。菌糠有机替代处理的火龙果平均单果重都大于无菌糠的处理1，提高1.97%～9.18%，除处理2外，都达到显著差异，处理4、5达到极显著差异，处理5最单果最重，其他处理随着菌糠量的增加而增重。综合结果表明，施用菌糠有利于提高火龙果的产量和火龙果单果重，组合为40%化肥氮+30%菌糠氮+30%有机肥氮的处理5施用效果最佳。

2.3 不同菌糠施用量对火龙果经济效益的影响

如表5所示，单纯施用无机肥明显降低火龙果种植的肥料成本，施入菌糠的处理2～5肥料成本都比单纯施用无机肥的处理1高，增施羊粪有机肥的处理5肥料成本最高，其他菌糠有机替代量越大，肥料成本越高，其排序为处理5>处理4>处理3>处理2>处理1。

不同处理经济效益设计结果如表6所示。由表6知，4组施入菌糠的处理成本比单纯施入化肥的处理1都高，产值和纯收入也同样比处理1 高。与处理1相比，菌糠与羊粪有机替代处理组增收最高达2 535.62元/亩（1 hm=15亩），最少达736.64元/亩;与处理1相比，增收效果明显，处理5最高，根据火龙果产量、产值及肥料投入计算，增收排序为处理5>处理3>处理4>处理2>处理1，组合为40%化肥氮+30%菌糠氮+30%有机肥氮的处理5经济效益最佳。钙镁磷肥1.3元/kg;火龙果按当年均价10元/kg计，其中纯收入不计人工、农药等成本在内。

2.4 不同菌糠施用量对火龙果园土壤的影响

2.4.1 对土壤pH及有机质含量的影响不同菌糠施用量对火龙果园土壤pH及有机质含量的影响结果见表7。由表7可知，土壤pH随着菌糠有机替代量的增加而升高，表现为单纯施入无机肥的处理1最低，处理4（40%化肥氮+60%菌糠氮）最高，处理3（60%化肥氮+40%菌糠氮）其次，各处理pH大小依次为处理4>处理3>处理5>处理2>处理1。在整个试验阶段，5个处理土壤pH都随着时间递进出现逐渐降低的变化趋势，表现为第一次采样的土壤pH最高，第四次采样的最低。第四次采样的处理3、4、5的土壤pH分别为5.3、5.41、5.27，分别比处理1的5.07提高0.23、0.34、0.2。

4次采样结果表明，土壤有机质含量随着时间递进出现逐渐降低的变化趋势，表现为第一次采样的土壤有机质含量最大，在1.637～1.953 g/kg，均比本底值高，随后逐渐下降，第四次采样的含量最低，在1.513～1.677 g/kg，这和土壤pH变化趋势相似。土壤有机质含量随着菌糠有机替代量的增加而升高，表现为处理1有机质含量最低，处理4最高，依次为处理4>处理5>处理3>处理2>处理1。处理2与处理1相比，没有差异性表现，处理3前3次和处理4、5的4次取样结果与处理1相比，都达到极显著性差异。说明菌糠有机替代有利于提高土壤pH和有机质含量，菌糠有机替代量越大效果越好。

2.4.2 对土壤碱解氮含量的影响表7数据显示，第一次采样的土壤碱解氮含量，无菌糠的处理1含量比土壤本底值高，施入菌糠的处理含量均比土壤本底值低，菌糠有机替代量越大，土壤碱解氮含量越低，与处理1含量相比，处理5达到显著差异（p<0.05），处理3、4达到极显著差异。第二次采样的结果，除了处理4外，其他处理土壤碱解氮含量还是有所降低，处理1还是最高，处理3含量最低，处理3、4与处理1相比，达到显著性差异。随后的第3、4次采样，除处理1、2外，其他处理的含量都有所升高，菌糠用量越大，含量越高，土壤碱解氮含量依次为处理4>处理5>处理3>处理2>处理1。第3次结果，与处理1含量相比，处理3达到差异显著，处理4达到极显著性差异。第四次结果，处理3、4、5与处理1相比，都达到极显著性差异。结果表明，菌糠氮素在土壤中释放较慢且有一定的控制作用，适量施用有利于降低氮素向土壤的渗透作用，有效加大氮肥的利用率，提高土壤碱解氮含量及后期肥效作用。组合为40%化肥氮+30%菌糠氮+30%有机肥氮的处理5作用效果最为明显。

2.4.3 对土壤有效磷含量的影响不同菌糠施用量对火龙果园土壤有效磷含量的影响结果见表7。由表7可知，第一次采样的5个处理土壤有效磷含量都有所升高，较土壤本底值284.8 mg/kg提高了2.18%～8.36%。菌糠处理土壤有效磷含量随菌糠有机替代量的增加而降低，表现为处理5>处理2>处理1>处理3>处理4，处理4、5与处理1的差异都达到极显著效果，而施入菌糠较少的处理2、3与处理1相比，都没有达到显著差异。随着时间后移，处理1和处理2的土壤有效磷含量都逐漸下降，而有机替代量较大的处理3、4、5呈现出先升后降的变化趋势，且都是处理5最高，处理1表现最低。后3次采集的土壤分析结果表明，有效磷含量也都表现为处理5>处理4>处理3>处理2>处理1，处理5与处理1相比，达到极显著差异，比处理1分别提高了8.82%、6.78%、8.29%。综合结果表明，菌糠有机替代有利于提高火龙果园土壤有效磷含量，且随着替代量的增加效果更加明显;菌糠和羊粪有机肥、无机肥配合施用土壤有效磷含量最高。这可能是因为施人菌糠导致土壤孔隙度变大，土壤有效磷向下淋溶，菌糠用量越大淋溶越严重;少量菌糠可以适当降低土壤的容重，对有效磷的淋失有一定的阻止作用，且化肥和羊粪中有效磷在土壤中释放速度比菌糠的快。

2.4.4 对土壤速效钾含量的影响不同菌糠施用量对火龙果园土壤速效钾含量的影响见表7。由表7可知，4次采集的土壤速效钾含量，前2次都是处理4最高，为214.77和211.3 mg/kg，表现为菌糠有机替代量越大土壤速效钾含量越高。后2次都是处理5 土壤速效钾含量最高，分别比基础土样183.5 mg/kg高了10.1%和4.16%，处理4次之，4次结果，处理3、4、5与处理1相比，都达到极显著性差异。4次采集的土壤速效钾含量，处理4比处理1分别高14.28%、10.88%、8.95%、8.73%，处理5比处理1高6.19%、7.59%、13.88%、11.62%，处理1、2、5土壤速效钾含量都表现为前2次渐高，后2次渐降，而处理3和4的含量则表现为第1次升高，余下3次都逐渐降低的变化趋势。结果表明，菌糠有机替代有利于提高火龙果土壤速效钾含量，在试验范围内菌糠有机替代量越大土壤速效钾含量越高，组合为60%化肥氮+20%菌糠氮+20%有机肥氮的处理5含量最高。这可能是菌糠降低土壤的板结，有效阻止速效钾的淋失，和羊粪配合施用效果更好，这对花果期钾肥需求量较大的火龙果速效钾的提供有长效的作用，能提高火龙果对钾肥的利用率。

2.4.5 对土壤容重的影响不同菌糠施用量对火龙果园土壤容重的影响见表7。由表7可知，单纯施人无机肥的土壤容重比基础土壤容重大，最大达到1.192 g/cm，比基础土壤的1.058高出12.67%。施入菌糠能有效降低火龙果园土壤容重，表现为施入菌糠处理的土壤4次采样的容重都显著低于处理1（p<0.05），降低了2.52%～15.57%，除后2次的处理2外，施入菌糠的其他土壤容重都极显著低于处理l。菌糠有机替代量越大土壤容重越低，在整个试验期，土壤容重均表现为处理4 （40%化肥氮+60%菌糠氮）最小，4个时期处理4 容重分别为0.900、0.945、1.013、1.073 g/cm，较同期的处理1容重1.066、1.106、1.132、1.192 g/cm分别降低了15.57%、14.56%、10.51%、9.98%;处理5次低，分别较同期的处理1降低了13.13%、11.48%、9.89%、7.80%;5个处理土壤容重都随时间递进出现不同程度增大，但其大小都依次为处理4<处理5<处理3<处理2<处理1。结果表明，菌糠有利于降低土壤的容重，且用量越大效果越好。

3 讨论与结论

3.1 讨论

本研究表明，施用菌糠的处理土壤碱解氮、有效磷、速效钾及有机质含量显著高于无菌糠的处理，菌糠施入量越大含量越高，本研究结果与已有研究结论相符主要原因可能是菌糠含有食用菌吸收剩余的大量营养物质，并富含菌丝体及其分泌的次生代谢产物，这些菌丝体残体及代谢产物中有机质和各种营养物质含量也极其丰富[13]，同时由于菌糠较疏松，能够改善土壤的通气性、透水性等相关物理性状，可以提高土壤生物群落结构中的微生物活性，从而活化了土壤中的养分状态[14]。本研究还表明，菌糠有机替代能有效降低火龙果园土壤容重，施用菌糠的处理比无菌糠的处理1土壤容重降低2.52%～15.57%，菌糠替代量越大，火龙果园土壤容重越小，这和前人的研究结论相符[6，15-16]，主因是单纯施用化肥的土壤容易板结所致，所以容重高，致使土壤养分快速向下淋溶，而菌糠较为疏松，能降低土壤的容重，能有效阻止土壤中养分淋失，但菌糠过多土壤的孔隙度会过大，同样也会导致土壤中养分容易淋失，不利于提高土壤对养分的积累和利用能力，同样无法对火龙果生长所需营养提供长效的作用。从土壤含氮量渐高、含钾渐低的变化趋势，推测是因为火龙果前期对氮肥的需求高，后期对钾肥的需求大的原故。因此认为，菌糠和发酵羊粪有机肥配合无机肥施用，更能满足火龙果不同生长期间对营养的需求，这与程玉等[17]的研究结论相符。本研究也表明，处理5施用对火龙果土壤pH影响较小，比土壤pH本底值5.36仅高出-0.09～0.19，比无菌糠的处理1 土壤pH也只高出0.2～0.24，这对海南酸性较大的土壤pH 应该有更好的调节作用，对于不适宜在偏碱性土壤的火龙果生长更有利，本结论与李兴忠等[18]研究结论相符。

本研究结果表明，利用菌糠、菌糠和羊粪有机替代显著提高火龙果产量增产达3.11%～11.67%，对火龙果品质的提高也达到显著效果。在试验设计的范围内，菌糠替代量越大，可溶性糖、可溶性蛋白、可溶性固形物等火龙果品质指标含量及火龙果的单果重越大，果实的N、P、K含量及产量随着菌糠有机替代量增加呈现先增后减的变化趋势。化肥+菌糠+有机肥组合施用的火龙果产量及品质最佳，本结论与吉清妹等[19]研究菌糠有机替代对大棚蔬菜产量和品质的影响结果相吻，也与侯立娟等[20]、刘志平等[12]利用菌糠对辣椒、香蕉品质、产量及土壤理化性质的影响研究结论也相似。

3.2 结论

利用菌糠、菌糠和羊粪替代部分化肥氮的施用，能显著提高火龙果园土壤的营养含量，降低土壤容重，调节土壤的酸碱度，提高火龙果产量和果实品质，达到节肥增效、保护土壤耕作质量作用。组合为40%化肥氮+30%菌糠氮+30%有机肥氮的处理5施用效果最佳，综合各用量处理，推荐菌糠和有机肥的参考施用量分别为41 590和27 638 kg/hm。

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