种植大球盖菇对盐碱土的改良作用研究

杨宗德吉，李梦秋，马闯，陈招荣

（天津农学院 园艺园林学院，天津 300392）

土壤作为植物生长过程中水、肥、气、热等条件的供给者，能够在很大程度上决定作物的生长状况，而土壤的酸碱性直接影响土壤中元素的存在形式和转化状态，也能够影响土壤中的微生物[1]。天津地区受气候条件、地貌类型、植被类型以及人为因素的影响形成多种土壤类型，在地势较低平的地区，土层结构受地下水作用而形成潮土；在海积冲积平原地区，由于受海潮影响形成了滨海盐土。土壤盐碱化这一全球性问题，限制了天津地区发展林下经济作物和林果生产，因此需要一种更环保、更能够关注土壤本身特性的改良新方向，从根本上解决该问题[2]。近年来提出了果菇套作的种植模式。食用菌的腐生特性，能够较好的富集土壤中的活性物质，有利于土壤中矿物质的转化以及高分子降解[3]。因此对改善土壤理化性质有积极作用。前人结合大球盖菇的生长特性研究大球盖菇果菇套作技术，研究结果表明，果菇套作的种植模式提高了土壤中活性有机碳和氮素的积累，增加了碳储量[4]。

大球盖菇（Stropharia rugosoannulata）属层菌纲（Hymenomycetes）伞菌目（Agaricales）球盖菇科（Strophariaceae）球盖菇属（Stropharia）[5]。大球盖菇子实体中富含丰富的蛋白质、维生素、氨基酸、矿物质等，是联合国粮农组织推荐的食用菌栽培品种之一[6]。大球盖菇生产能够将农作物的副产品作为原材料进行充分利用，同时在大球盖菇生产过程中不使用化肥和农药，生长环境和生产产品都不会被污染，保证了农业生态环境的可持续发展[7]。本试验通过分析天津市西南部地区不同地点种植大球盖菇后的土壤pH值、全盐量、有机质、速效钾和铵态氮含量的变化，为种植大球盖菇对天津地区盐碱土壤的改良作用研究提供理论依据，有利于推广天津地区大球盖菇的种植，同时提出盐碱土壤改良的新方向，促进生态环保，实现社会效益和生态效益共同发展。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于天津市西青区天津农学院东、西校试验园内，位于天津市西南部，属于暖温带半湿润大陆性季风气候，平均海拔约为 5 m，年平均气温约11.6 ℃，全年无霜期184～203 d，年均降水量约为584.6 mm。

1.2 大球盖菇种植

1.2.1 辅料配比

大球盖菇栽培的培养料配方（质量比）：稻壳45%，秸秆12%，木屑42%，石灰1%，混匀后加水至含水量70%～75%。

1.2.2 大球盖菇种植过程

种植流程：2019年10月辅料堆肥发酵→2019年11月整地、播种→2019年11月—2020年3月生长管理→2020年 4月出菇采收，采收后翻耕整地。

1.3 试验土样采集

试验土壤取自天津农学院试验地 I（东校）、试验地II（西校）中0～25 cm耕层。试验分别选取两处试验地未种植过大球盖菇样地的2组土样和种植过大球盖菇样地的2组土样作为本试验的4组处理，每个处理重复3次。试验地I、试验地II未种植过大球盖菇的土样作为对照组CK，种植过大球盖菇的土样作为试验组A。

1.4 测定项目与方法

在试验地采用 5点法采集1～25 cm土层土样，带回实验室风干，风干后挑出植物残体将土样在瓷研钵中磨碎并立即过1 mm筛（18目），经处理的土样分别贴标签，装入广口瓶储存。用于测定土壤理化性质。

1.4.1 土壤pH值

用TFW系列土壤分析仪的酸碱度档测定，分别配制pH 4.00、pH 6.88、pH 9.18标准缓冲液，并对土样进行前处理，仪器经校正后进行测试。

1.4.2 土壤全盐量

用TFW系列土壤分析仪的电导档进行测定，以下面公式计算土壤全盐量。

土壤全盐量（%）＝根据待测液的读数值从工作曲线上查得的浓度值×稀释倍数

1.4.3 土壤有机质

采用水合热-光电比色法，用TFW系列土壤分析仪的光电比色浓度档进行测定。

1.4.4 土壤速效钾

采用四苯硼钠比浊法，用TFW系列土壤分析仪的光电比色浓度档进行测定。

1.4.5 土壤铵态氮

采用靛酚蓝比色法，用TFW系列土壤分析仪的光电比色浓度档进行测定。

1.5 数据处理

本试验所有处理和测量均至少进行了3个生物学重复。采用Microsoft Excel 2010对大球盖菇种植样地和未种植对照样地的土壤理化性质数据进行处理绘图，用IBM SPSS 23对试验数据进行统计分析，用 Duncan’ s法进行多重比较（P＜0.05），用Pearson法进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 各处理组不同土壤理化指标比对分析

2.1.1 各处理组样品的土壤 pH值和全盐量比对分析

种植过大球盖菇的土样理化性质发生了变化，与对照组CK相比，试验地I、试验地II中各试验组A的pH值和全盐量均有降低，试验地 I土样的pH值降低效果更显著。与试验地I的CK相比，试验组A的pH降低了2.94%、全盐量降低42.36%。

与试验地II的CK相比，试验组A的pH降低了2.46%，而全盐量降低了3.08%。由图1可知，试验地I中试验组A的pH值低于试验地I中的对照组CK，试验地II中试验组A的pH值低于试验地II中的对照组CK。试验地I、试验地II中试验组A与对照组CK的pH值具有显著性差异。由图2可知，试验地I中试验组A的全盐量低于试验地I的对照组CK，具有显著性差异；试验地II中试验组A与试验地II中对照组CK的差异不显著。

图1 各处理组样品的土壤pH值比对

图2 各处理组样品的土壤全盐量比对

2.1.2 各处理组样品的土壤有机质、速效钾和铵态氮含量比对分析

种植过大球盖菇的土样有机质、速效钾和铵态氮含量显著增加。由图3～图5可以看出，与对照组相比，试验地 I中试验组的有机质增加了350.18%、速效钾增加了 6.17%、铵态氮增加了11.85%，其中有机质含量显著高于对照，在两处试验地土壤各指标中增量最大；试验地II的试验组相比对照有机质增加了 14.84%、速效钾增加了76.77%、铵态氮增加了164.39%，其中速效钾和铵态氮含量显著高于对照，速效钾增量高于试验地I。

图3 各处理组样品的土壤有机质比对

图4 各处理组样品的土壤速效钾比对

图5 各处理组样品的土壤铵态氮比对

2.2 土壤样品各理化指标间的相关性

由表1可以看出，本试验条件下，土壤各理化指标间均具有显著相关性。其中土壤pH值与铵态氮呈极显著负相关，全盐量与有机质呈极显著负相关，速效钾与铵态氮呈极显著正相关。这表明种植大球盖菇可增加土壤有机质，促进盐分淋失，从而降低土壤全盐量，同时可促进酸性物质生成，从而降低土壤pH值。种植大球盖菇能够改良土壤中养分含量，土壤速效钾和铵态氮均增加。毛宁等[8]的研究结果显示大球盖菇-草莓轮作根区土壤的速效钾、速效氮含量增加，增幅为33.9%、57.3%，这与本试验研究结果相似。

表1 土壤样品各理化指标间的相关性

3 讨论与结论

滨海盐碱地区发展农林经济所面临的主要问题是土壤肥力低、盐碱含量高、土壤瘠薄结构差，目前针对这一问题的研究主要集中在土壤改良方面[9]。本试验通过检测分析种植过和未种植过大球盖菇的不同土壤样品理化性质的变化，评估了种植大球盖菇对盐碱土改良的作用。

土壤 pH值和有机质含量是土壤的两个重要测量指标，与大球盖菇菌丝的生长、土壤的肥力以及其他理化性质密切相关。大球盖菇能在土壤pH值4.5～9.0的条件下正常生长，但以pH值为5.0～7.0的微酸性环境较适宜[5]。大球盖菇菌丝进入土层将有机质转化成土壤腐殖质，土壤腐殖质的增加降低了土壤的pH值[10]。王冬等[11]研究也表示腐殖酸中含有多种活性基团，具有较强的吸附力，作为电子传递介质可以促进多种有机质的生物降解，对土壤污染物的防治和改良具有重要意义。同时，从种植大球盖菇的辅料来看，杨四荫等[12]研究结果表明以秸秆作为辅料种植大球盖菇后，秸秆中的纤维素被降解。随菌糠翻耕还田后，在土壤中更易被矿质化形成腐殖质，提高养分，改良土壤。本试验研究发现，土壤有机质和全盐量呈极显著负相关，这是由于土壤有机质增加能够促进盐分的淋失，从而降低土壤的全盐量。有研究表明，向土壤中增施 30%双孢菇菌糠能够促进土壤物质循环，土壤中的有机质养分含量增加，全盐量降低，提高土壤肥力[13]。这与本试验观察到的结果相似。更有其他试验结果表明，通过改变食用菌种植条件下的土壤理化性质，能直接调控土壤微生物群落或诱导微生物组成变化[14]。

土壤中氮、磷、钾的含量直接反应土壤的肥力，是评价土壤肥力的重要指标[8]。通过对氮、钾元素的含量测定，可以准确判断土壤肥力水平的高低。一些研究也表明大球盖菇-草莓轮作模式下，土壤中的全氮、全钾、速效氮、和pH值均增加，增幅为4.7%～90.7%[15]。这与本试验观察到的种植大球盖菇增加了土壤速效钾和铵态氮含量的结果相似。由于种植过大球盖菇样地的土壤中富含大球盖菇菌渣，菌渣中含有丰富的钾元素，可作为土壤钾元素的补充剂。钾元素在微生物分解作用下转化为易利用的速效钾，因而速效钾含量得到显著增加。