短季棉与大球盖菇接茬两熟高效种植技术

2024-06-24聂军军崔正鹏徐士振李振怀刘国栋张冬梅张艳军战丽杰孙琳聂阳李维江代建龙董合忠

中国棉花 2024年5期

聂军军崔正鹏徐士振李振怀刘国栋张冬梅张艳军战丽杰孙琳聂阳李维江代建龙董合忠

收稿日期：2023-11-02 第一作者简介：聂军军，博士，助理研究员，研究方向为棉花高产高效栽培，niejunjun521@126.com。*通信作者：代建龙，博士，研究员，研究方向为作物高产高效栽培生理生态，daijianlong0805@126.com；董合忠，博士，研究员，研究方向为作物高产高效栽培生理生态，donghezhong@163.com

基金项目：国家现代农业产业技术体系（CARS-15-15）；山东省棉花产业技术体系（SDAIT-03-01）；董合忠耐盐经济作物科普工作室（202228097）；山东省农业良种工程（2020LZGC002）；山东省农业科学院创新工程（CXGC2023F06，CXGC2023A45）

The cultivation technique for the double cropping of short-season cotton and Stropharia rugosoannulata in Shandong Province

Nie Junjun， Cui Zhengpeng， Xu Shizhen， Li Zhenhuai， Liu Guodong， Zhang Dongmei， Zhang Yanjun， Zhan Lijie，

Sun Lin， Nie Yang， Li Weijiang， Dai Jianlong*， Dong Hezhong*

摘要：为解决黄河流域一熟制棉田肥药膜用量大、比较效益低，以及传统两熟制棉田投入产出比高，但秸秆利用率低等问题，在山东省不同生态区试验示范了短季棉与大球盖菇一年两熟种植模式，实现了产量和产值、经济效益和生态效益协同提升。详细介绍了这一高效新模式的技术要点，比较了不同生态区大球盖菇产量与有效积温的相关性，并分析了其效益差异，为该技术的推广应用提供支撑。

关键词：短季棉；大球盖菇；一年两熟；产量；效益

黄河流域棉区是我国传统的三大主产棉区之一。该区域属于暖温带半湿润季风气候区，无霜期180～230 d，≥10 ℃活动积温4 000～4 600 ℃，年降水量500～1 000 mm，但降水分布不均，且年际变幅较大[1]。区域内除了鲁西南和豫南的少数地区采用棉花与大蒜、小麦等作物一年两熟种植外，其他地区多采用一年一熟春棉地膜覆盖种植，冬季土地闲置浪费严重[2-3]。棉蒜、棉麦两熟种植曾为稳定植棉面积、提高植棉收益做出巨大贡献[3-4]。但是，传统的棉蒜（麦）套种机械化程度低、投入高、秸秆利用率低、收益偏低；而改进后的蒜后直播短季棉栽培技术虽然大幅度提高了大蒜收获和棉花播种的机械化程度及周年收益，但作物秸秆利用率低的难题一直没有解决。鲁北和鲁西北地区一熟春棉地膜覆盖种植残膜污染重、肥药投入大，农田面源污染重，一熟种植棉田冬季闲置比较效益低等，不利于黄河流域棉区棉花的可持续健康发展。

大球盖菇Stropharia rugosoannulata是典型的草腐型和中低温型的食用菌，菌丝生长适宜温度为5～36 ℃，适宜的环境相对湿度为85%～95%[5]。因此利用林下郁闭度较好、空气湿度大、氧气水分充足、光照和温度低等特点，在林下种植大球盖菇、香菇等各种人工可栽培的食用菌被广泛应用和推广。研究和实践皆已证明，在红枣、香梨、核桃等果园林下种植大球盖菇，一方面可以利用果园的天然遮阴场所、良好的通气状况及适宜的温湿度，降低搭棚遮阴控湿控温的成本，提高菌菇品质；另一方面菌菇收获后的菌糠还田可以提高土壤孔隙度和通透性，从而改善土壤结构，增加水解氮、有效磷、速效钾等物质的含量，进而提高土壤肥力[5]。棉花秸秆中含有丰富的纤维素、半纤维素和木质素、粗蛋白、粗脂肪及氮、钾等成分，有可能成为栽培木腐及草腐类食用菌的较好栽培原料。为此，笔者团队利用大球盖菇耐低温、适应性强、经济价值高，以及短季棉生育期短的特性，进行了短季棉和大球盖菇两熟种植试验，结果表明各生态区该模式的综合效益较好，并总结形成短季棉和大球盖菇接茬两熟高效种植技术，以期为黄河流域的生态保护和棉花高质量发展提供技术支撑。

1 短季棉-大球盖菇两熟种植试验

1.1 试验基本情况与分析方法

2022年分别在鲁西南的菏泽郓城县、鲁西北的聊城临清市和鲁北的滨州滨城区开展试验。10月下旬，待前茬棉花收获清地后，及时整地并铺设调配好的预湿菌料基质，郓城、临清和滨城试验点分别于11月2日、10月27日和10月29日接种大球盖菇，郓城试验点以短季棉品种鲁棉532[6]与大蒜一年两熟种植为对照，临清和滨城试验点以一熟制春棉品种K836[7]地膜覆盖种植为对照。短季棉与大蒜或菌菇两熟种植时，棉花于5月28日播种，大蒜于10月11日播种；一熟春棉于4月20日前后播种，10月底完成收获。收获后，计算籽棉、大蒜、菌菇产量，统计物化和人工投入，并根据当年售价计算收益。各试验点大球盖菇生长季（2022年10月－2023年5月）的日平均温度和降水量如图1，其中郓城县、临清市和滨城区3地冬季（2022年10月1日－2023年1月31日）≥5 ℃的有效积温（冬季≥5 ℃有效积温是大球盖菇菌丝生长发育所需温度要求）分别为776.5、713.6和691.3 ℃，春季（2023年2月1日－2023年5月31日）≥10 ℃有效积温（春季≥10 ℃有效积温是大球盖菇菌丝凝结成子实体并发育成菌菇所需的温度）分别为1 465.7、1 408.0和1 370.7 ℃。采用皮尔逊相关系数法分析大球盖菇产量与不同生态区有效积温的相关性。

1.2 产量与效益分析

大球盖菇的产量表现为郓城县＞临清市＞滨城区，与鲁北的滨城试验点相比，郓城和临清试验点的产量分别提高80.8%和44.9%（表1）。相关分析表明，大球盖菇产量与不同生态区的有效积温呈显著正相关（表2）。从周年经济效益分析发现，郓城试验点棉菌两熟下的籽棉产量略低于棉蒜两熟模式，但该模式下的大球盖菇效益要远高于大蒜收益，单位面积纯收益较棉蒜两熟提高2.8倍。临清试验点和滨城试验点，棉菌两熟模式下的籽棉产量较传统的一熟春棉分别减少25.6%和17.3%，但增收了1季大球盖菇，单位面积纯收益较一熟春棉增加了14.3倍和11.4倍；但受有效积温的影响，滨城试验点的大球盖菇产量显著低于临清点，其总收益也低于临清点（表1）。与各区域传统种植模式相比，短季棉与大球盖菇一年两熟种植增加了经济收益，但受有效积温等因素的影响，3个生态区的大球盖菇目标产量存在明显差异。

2 短季棉-大球盖菇两熟种植技术

根据上述研究结果，结合现有研究报道，笔者团队总结出适合黄河流域及周边地区利用棉田冬闲季节种植大球盖菇实现“棉-菌”两熟栽培的技术，包括大球盖菇种植技术和短季棉种植技术，介绍如下。

2.1 大球盖菇种植技术

2.1.1 菌料准备。菌料包括发酵菌料和生菌料2种[8-9]。菌菇播期时间充裕，建议使用发酵菌料；若在播期短、茬口紧的两熟或多熟种植系统中，一般采用生菌料。每666.7 m2用棉柴菌料约6 t。

发酵菌料准备。10月中旬，机械采收当季棉花秸秆，粉碎成2～5 cm碎片后，视情况喷水至秸秆菌料含水量70%～75%，将500～800 kg秸秆菌料堆砌成1个梯形发酵料堆[10-11]。打孔并加遮盖物，谨防淋雨和水分蒸发，发酵温度保持在50～55 ℃，一般菌料堆至第3天即可达到所需温度。若菌料堆内温度≥60 ℃时，要间隔2～3 d翻堆，当菌料温度再次上升到55 ℃时，保持2～3 d，再如上步骤翻堆1次，升温后检查菌料发酵程度。翻堆时，若含水量过低，要均匀喷水，保证菌料含水量在70%～75%。待菌料呈茶褐色，中间有大量白色高温放线菌，无酸臭味，质地松软，即发酵完成。发酵好的菌料要及时散堆降温。当菌料温度降至28 ℃以下时，即可铺料播种。

生菌料准备。10月中下旬，机械采收当季棉花秸秆，粉碎成2～5 cm碎片作为菌料，菌料翻动的同时喷多菌灵和辛硫磷杀菌/杀虫混合剂（兑水后药剂用量为50 kg·t－1）[11-12]。根据菌料湿度酌情喷水至含水量70%～75%，翻拌均匀；每层菌料撒施1 cm厚的生石灰层，以防杂菌生长。

2.1.2 播种床整备。棉秆拔除后，采用旋耕机结合除草及时翻地，耙耢平整。地面喷施多菌灵和辛硫磷杀菌/杀虫混合剂，并用生石灰打底，见白即可，以减少病虫危害和杂菌生长。菌料播种床垄底宽80 cm，垄面宽60 cm，高25 cm左右，垄间距80～100 cm。若播种床地势低洼，则须在走道挖沟，做好排水。

2.1.3 播种。一般于10月下旬至11月上旬，气温≥10 ℃时即可播种。采用“梅花形”点播，菌种穴距8～10 cm，播深6～8 cm，点播后轻拍料面，并稍压实呈圆拱形。表面覆湿润松散土壤（含水量30%～45%）2～3 cm，用木棒每隔50～80 cm打透气孔，然后加盖3～5 cm厚的草帘、麦秸或稻草等保温保湿。在垄间基部铺设7～9孔微喷带，以利于后期喷水保湿。

2.1.4 发菌期管理。棉菌两熟种植下菌菇发菌期为11月至翌年3月。一般播后20 d内不灌水，待菌丝长至播种床的2/3，即土层可见白色菌丝时可喷水，一般2～3 d喷淋1次，保持菌料含水量65%～80%，表土相对湿度30%～35%。当气温低于5 ℃（12月中旬以后）时，要及时覆盖塑料薄膜保温保湿。覆膜前，浇冻水1次，喷透菌料，确保安全越冬。当气温回升至10 ℃以上（3月初）时，及时揭膜。晾晒1 d后，喷水以促菌丝生长。发菌期，生命力旺盛的菌料呈淡黄色，菌丝则色泽洁白。

2.1.5 出菇期管理。当播种垄内的菌丝扭结成菌索或白色子实体原基时，即进入出菇期。出菇期对环境温度、湿度、光照较为敏感，最适温度为10～25 ℃，当温度超过25 ℃时，可喷水进行物理降温，确保菇体正常生长[10]。按照“少喷、勤喷”的原则，适时适量喷灌，保持田间相对湿度85%～95%。大田种植通过搭建遮阳网确保菌床光照强度在100～500 lx，以利于菌菇生长。

2.1.6 杂菌与病虫害防治。发菌或出菇期，若菌垄内出现退菌或局部杂菌蔓延，须去除杂菌感染部位，并喷洒少量石灰水，重新覆盖湿润的新土，整平畦面。当感染部位较多时，可用5%（体积分数）草木灰水浇1次畦面。

出菇期不可随意喷施农药。若遇菌蝇、菌蚊发生，可用黄板诱杀；果蝇或地老虎可用糖醋液诱杀；蛾类和双翅目成虫等可用频振式杀虫灯诱杀。发现鬼伞菌（野蘑菇）要及时拔除清理。

2.1.7 采收期管理。当子实体菌盖呈钟形，菌膜没有破裂时，及时采收，切除带土菇脚后即可分级包装和销售。采收时要避免造成周围小菇损伤，采收后菌床留下的洞穴用土填满。

2.2 短季棉种植技术

2.2.1 整地。5月中下旬大球盖菇收获后，将菌料基质扬肥还田。采用旋耕机旋耕，耕深10～15 cm，每公顷用48%（质量分数，下同）氟乐灵乳油1.5～1.6 L兑水600～700 kg喷洒地表，耙耢混土平整后待播。

2.2.2 机械直播。选用生育期110 d以下，株型较紧凑、叶枝弱、赘芽少、早熟性好、吐絮畅、易采摘、品质好的短季棉品种，如鲁棉532[6]等。采用精量播种机抢时抢墒播种，每公顷用种量为22.5～30.0 kg，播种后每公顷用33%二甲戊灵乳油2.25～3.00 L，兑水225～300 kg均匀喷洒地面，防除杂草。

2.2.3 减施氮肥。以棉秆为基质的菌料经充分腐熟、扬肥还田后可提高土壤有机质含量，能够改良并增加土壤肥力。因此，棉花播种时可不施底肥，在盛蕾期视长势追施氮肥45～60 kg·hm－2。

2.2.4 密植、化学调控（化控）、免整枝。收获密度控制在7.5万～9.0万株·hm－2。按照“少量多次、前轻后重”的原则，于盛蕾期、初花期和盛花期化控3次，98%缩节胺用量分别为7.5～15.0 g·hm－2、30.0～45.0 g·hm－2和75.0～90.0 g·hm－2，实现自然封顶[2]，将株高控制在80～90 cm。

2.2.5 脱叶催熟集中收获。棉花自然吐絮率超过40%时，喷施脱叶催熟剂，脱叶催熟剂的用量视天气状况和棉花生长状况灵活掌握。待棉株脱叶率超过95%，吐絮率超过90%时，进行人工集中摘拾，14 d后再摘拾1次即可；有条件的地方可采用机械一次性收花。

3 技术效果与展望

与传统种植模式相比，短季棉与大球盖菇一年两熟种植平均每公顷产值达40多万元，平均每公顷纯收益达18.63万元，分别比一熟春棉和棉蒜两熟收益高16.9倍和1.6倍。同时，作物秸秆作为种植基质经腐熟后还田，提高了棉田地力，不仅解决了传统秸秆难利用的问题，还减免了地膜使用，实现了经济效益和生态效益的双提升。但是，今后大面积种植大球盖菇等食用菌时，应重点注意以下几个问题。

一是食品安全问题。民以食为天，食品的质量安全直接影响人类的身心健康。以棉花等作物秸秆为基料生产大球盖菇难免受到一定程度的秸秆农药残留污染，进而直接或间接危害人体健康。为进一步保障食用菌的安全和可持续生产必须严格控制棉田农药施用的种类和频次。要加强生物菌剂或低毒低残留农药的开发与利用，菌料秸秆生产过程中严禁施用高毒、高残留农药；制定系统且适用的短季棉与大球盖菇周年种植农药施用与管理体系，从源头上降低农药残留的风险；研究安全高效的秸秆菌料的配方以及与不同菌料配方适配的农药消解栽培或管理的方法，以确保菌菇的食用安全性。

二是机械化问题。食用菌机械生产技术是一项系统工程，涉及机械铺料与播种、智能温湿度调控、机械采摘、智慧化菌菇分拣等环节。该技术在温室或大棚等可控条件下的大球盖菇生产中已十分成熟，但在农田多变的环境条件下，菌菇生产过程中的智能温湿度调控系统有待提高，特别是智能灌溉需求。因此，要进一步加强对短季棉与大球盖菇两熟栽培基地中高空喷灌设施的建设。另外，棉田菌菇收获多以人工采摘为主，应选育集中出菇的大球盖菇品种，探索集中出菇的栽培管理方法，并研发配套的采摘设备。

三是开展生理学和生态学机理研究。短季棉与大球盖菇两熟栽培技术突破了棉田效益低、化肥用量大、作物秸秆利用率低等难题。但是，棉菌两熟栽培模式提高棉田周年产量和效益的生理学和生态学机理及其对土壤或环境的具体影响尚不清楚，因此要进一步深化相关研究。

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