菇渣與菌肥配施對(duì)百合鱗莖的增產(chǎn)提質(zhì)效果

饒中秀，李龍濤，黃鳳球，孫繼民

（湖南省土壤肥料研究所，湖南 長(zhǎng)沙 410125）

我國(guó)是食用菌生產(chǎn)第一大國(guó)，食用菌栽培后剩下的廢棄基料（即菇渣）產(chǎn)量巨大，每年超過(guò)1億t[1-2]。而目前因其資源化利用率極低、處置方法較傳統(tǒng)（焚燒或直接丟棄）等原因，不僅造成養(yǎng)分資源浪費(fèi)，還導(dǎo)致一定程度的環(huán)境污染。菇渣含有豐富的纖維素、多糖、有機(jī)質(zhì)及氮磷鉀等養(yǎng)分。研究表明，菇渣還田的有機(jī)物質(zhì)含量是秸稈還田的3倍，同時(shí)菇渣還田可提高作物有效養(yǎng)分吸收利用率[3]，緩解因長(zhǎng)期施用化肥造成的土壤質(zhì)量惡化，改善作物生長(zhǎng)環(huán)境[4]。因此，菇渣還田利用不僅有益于提升土壤環(huán)境質(zhì)量、促進(jìn)農(nóng)作物健康生長(zhǎng)，還可提升農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用率、促進(jìn)食用菌產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。

菌肥是一類含有特定活體微生物的新型肥料，具備綠色環(huán)保、資源節(jié)約、環(huán)境友好等諸多優(yōu)點(diǎn)[5]。其中大量有益微生物可通過(guò)自身功能、生命活動(dòng)及代謝產(chǎn)物等改善植株根際環(huán)境，抑制病原微生物的危害，促進(jìn)作物生長(zhǎng)[6-7]；同時(shí)還可有效改良土壤結(jié)構(gòu)、改善土壤質(zhì)量[8]，已成為近幾年國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

卷丹百合（Lilium lancifoliumThunb）是一種藥食兩用作物，具有潤(rùn)肺止咳、清心安神等功效，適應(yīng)性較強(qiáng)，在湖南、江蘇、浙江、安徽等地有廣泛種植[9]。近年來(lái)，卷丹百合逐漸發(fā)展為湖南省特色產(chǎn)品和脫貧致富支柱性產(chǎn)業(yè)。但隨著種植年限的增加，百合種植過(guò)程中為追求產(chǎn)量而過(guò)度施用化肥、土壤質(zhì)量下降、連作障礙嚴(yán)重等問(wèn)題也隨之凸顯，嚴(yán)重影響百合產(chǎn)業(yè)發(fā)展。因此，筆者以菇渣、菌肥等為材料，在湖南典型百合種植區(qū)開(kāi)展田間試驗(yàn)，研究菌肥、菇渣以及二者配施對(duì)百合產(chǎn)量、部分品質(zhì)指標(biāo)及氮磷鉀養(yǎng)分累積的影響，旨在為菇渣等農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物的肥料化利用、新型肥料的合理利用以及百合種植業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在湖南湘西土家族苗族自治州龍山縣進(jìn)行。該縣地處武陵山脈腹地，屬亞熱帶大陸性濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，年平均降雨量1357.1 mm，年平均氣溫為15.8℃，年平均日照時(shí)數(shù)1273 h。該縣作為百合主產(chǎn)區(qū)，是湖南省最大的藥食兩用百合種植縣，也是國(guó)家科技部百合規(guī)范化種植研究基地、湖南省科技廳百合規(guī)范化種植示范基地，常年種植面積約5333 hm2，占全國(guó)百合種植面積的1/5[10]。龍山百合為地理標(biāo)志保護(hù)產(chǎn)品，產(chǎn)量和銷量均居全國(guó)第一。試驗(yàn)地土壤理化性質(zhì)如下：pH值7.84，陽(yáng)離子交換量13.0 cmol/kg，水解氮、有效磷和速效鉀的含量分別為100、88.6和310 mg/kg，全氮、全磷、全鉀和有機(jī)質(zhì)含量分別為1.47、1.11、22.5和20.8 g/kg。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用百合品種為卷丹，由當(dāng)?shù)胤N植基地提供。菌肥由湖南民健生物科技有限公司提供，該菌肥以草炭土為載體，有效活菌數(shù)≥0.20億個(gè)/g，有機(jī)質(zhì)含量≥40.0%。菇渣為栽培平菇后經(jīng)自然堆置發(fā)酵的廢棄培養(yǎng)料，其原始基料由玉米、水稻及艾草3種秸稈按1∶1∶1比例混合而成，其氮、磷、鉀養(yǎng)分含量分別為1.24%、0.18%、2.48%?；蕿槭惺蹚?fù)合肥（N-P-K=15-15-15）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)田間試驗(yàn)設(shè)1 m×4 m微區(qū)，每個(gè)微區(qū)間以寬50 cm、深40 cm的溝間隔開(kāi)，周邊設(shè)保護(hù)行。試驗(yàn)共設(shè)6個(gè)處理：僅施化肥（CK）、化肥配施菌肥（T1）、化肥配施低量菇渣（T2）、化肥配施高量菇渣（T3）、化肥與菌肥配施低量菇渣（T4）、化肥與菌肥配施高量菇渣（T5），各處理施肥量見(jiàn)表1。每個(gè)處理3次重復(fù)，共18個(gè)微區(qū)。

表1 各處理施肥量 （kg/667m2）

1.3.2 百合種植管理百合于2019年10月22日播種，播種間距20 cm、行距30~35 cm，每個(gè)微區(qū)12行，每行播種5粒，每個(gè)微區(qū)共60粒種。于2020年8月13日收獲。百合生長(zhǎng)期間病蟲(chóng)害防治及雜草管理均按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)操作進(jìn)行。

1.3.3 樣品采集與檢測(cè)分析于整地前采集基礎(chǔ)土樣（0~20 cm耕作層），風(fēng)干、研磨、過(guò)篩后用于分析土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、水解氮、有效磷、速效鉀及陽(yáng)離子交換量等指標(biāo)，參照《土壤農(nóng)化分析》[11]進(jìn)行檢測(cè)分析。百合收獲時(shí)人工挖取每個(gè)微區(qū)百合鱗莖，去除表面泥土后稱重測(cè)產(chǎn)。測(cè)產(chǎn)后隨機(jī)留取適量樣品用于檢測(cè)分析。百合鱗莖VC含量參照GB5009.86—2016方法測(cè)定，蛋白質(zhì)參照GB 5009.5—2016中的方法測(cè)定，氮、磷、鉀含量參照NY/T 2017—2011中的方法測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel軟件整理數(shù)據(jù)并制圖，采用SPSS軟件進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)，P＜0.05即為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 菇渣與菌肥對(duì)百合鱗莖產(chǎn)量的影響

由圖1可知，單施化肥處理（CK）的百合鱗莖產(chǎn)量為13.32 t/hm2，顯著低于其他處理；施用菌肥（T1）處理的百合鱗莖產(chǎn)量較CK提高7.63%，施用菇渣100 kg/667m2（T2）和200 kg/667m2（T3）處理的百合鱗莖產(chǎn)量分別較CK提高9.32%和11.41%，而菌肥和菇渣配施（T4和T5）處理的百合鱗莖產(chǎn)量則分別較CK提高20.48%和13.37%。這表明，在施用化肥的基礎(chǔ)上增施菇渣或菌肥均可有效提高百合鱗莖產(chǎn)量，且菇渣與菌肥配施的增產(chǎn)效果更優(yōu)。

圖1 不同施肥處理下百合鱗莖的產(chǎn)量

2.2 菇渣與菌肥對(duì)百合鱗莖VC及蛋白質(zhì)含量的影響

由表2可知，各處理百合鱗莖中VC含量在20.00~21.93 mg/100g之間，處理間無(wú)顯著差異，說(shuō)明在施用化肥的基礎(chǔ)上增施菌肥或菇渣及二者配施對(duì)百合鱗莖內(nèi)VC的累積無(wú)顯著影響。與CK相比，各處理中百合鱗莖蛋白質(zhì)含量均有所增加，菇渣用量越高蛋白質(zhì)含量越高，其中T1、T2、T4和T5蛋白質(zhì)含量分別增加27.72%、43.56%、37.62%和47.52%，而T3處理顯著增加63.37%。整體上，在施用化肥的基礎(chǔ)上增施菇渣或菇渣與菌肥配施對(duì)百合鱗莖蛋白質(zhì)的提升效果優(yōu)于單施化肥或化肥與菌肥配施。這說(shuō)明菇渣的投入可有效提升百合鱗莖的蛋白質(zhì)含量。

表2 不同施肥處理下百合鱗莖的VC及蛋白質(zhì)含量

2.3 菇渣與菌肥對(duì)百合鱗莖氮、磷、鉀含量的影響

由圖2可知，與CK相比，各處理百合鱗莖中氮、磷、鉀含量均無(wú)顯著變化，說(shuō)明試驗(yàn)條件下，在施用化肥的基礎(chǔ)上增施菇渣或菌肥以及配施均對(duì)百合鱗莖中氮、磷、鉀的含量無(wú)顯著影響。但T2~T5這4個(gè)處理的百合鱗莖中磷含量較CK略微提升4.76%~14.29%，且在同一菌肥水平，配施菇渣的T4和T5處理磷含量高于菌肥處理（T1）。菇渣配施菌肥處理（T4和T5）的鉀含量則分別較CK增加了7.02%和8.06%，同時(shí)，其鉀含量較菇渣無(wú)菌肥處理（T2和T3）分別略微提升6.52%和7.13%。這表明菇渣與菌肥配施一定程度有利于百合鱗莖對(duì)氮、磷、鉀的吸收，提升其含量，但效果不顯著。

圖2 不同施肥處理下百合鱗莖的氮、磷、鉀含量

2.4 菇渣與菌肥對(duì)百合鱗莖養(yǎng)分累積的影響

由圖3可知，百合鱗莖中氮的總累積量為66.83~80.57 kg/hm2，各施肥處理氮累積量有所增加，但與CK無(wú)顯著差異。各處理百合鱗莖磷累積量在14.02~19.34 kg/hm2之間，以T4磷累積量最高，較CK顯著增加38.00%；T1、T2、T3和T5磷累積量有所提升，但與CK差異不顯著。各處理百合鱗莖鉀累積量在90.29~116.18 kg/hm2之間，T1、T2和T3處理的鉀累積量雖有所增加，但均與CK無(wú)顯著差異，而低、高量菇渣與菌肥配施處理（T4、T5）鉀累積量較CK顯著增加28.67%、26.97%。這說(shuō)明在施用化肥的基礎(chǔ)上，菇渣與菌肥配施可有效提升單位面積百合鱗莖鉀累積量，并可一定程度提高氮、磷累積量，菇渣和菌肥配施有利于百合鱗莖的養(yǎng)分積累。

圖3 不同施肥處理下百合鱗莖的養(yǎng)分累積量

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，在施用化肥的基礎(chǔ)上增施菇渣或菌肥均可顯著提升百合鱗莖產(chǎn)量，提高百合鱗莖蛋白質(zhì)含量，且菇渣與菌肥配施強(qiáng)化了增產(chǎn)效果。這可能與二者對(duì)土壤條件的改善有關(guān)，菇渣與菌肥配施有助于土壤質(zhì)量提升和作物增產(chǎn)提質(zhì)。菌肥可通過(guò)微生物的生命活動(dòng)分解土壤中的有機(jī)物質(zhì)，將其轉(zhuǎn)化為利于作物吸收的速效養(yǎng)分，促使作物得到特定的肥料效 應(yīng)[5]。菇渣可促使土壤持續(xù)分解形成腐殖質(zhì)，進(jìn)而改良土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)、調(diào)整土壤養(yǎng)分組成，從而提高農(nóng)作物產(chǎn)量及品質(zhì)[12-13]。研究表明，長(zhǎng)期施用菇渣還可有效提高土壤酶活性，促進(jìn)土壤碳氮循環(huán)[14]。姚童言等[15]研究表明，菇渣與化肥配施還可顯著提高小麥、玉米產(chǎn)量的穩(wěn)定性。菇渣作為有機(jī)物料還田利用，不僅可有效緩解農(nóng)業(yè)廢棄物利用率低、環(huán)境污染及資源浪費(fèi)等問(wèn)題，其在百合種植上的利用還可有效提升經(jīng)濟(jì)效益、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

雖然菇渣、菌肥配施對(duì)百合鱗莖中氮、磷、鉀含量的影響不顯著，但仍對(duì)其有一定程度提升作用，且可顯著提高單位面積產(chǎn)量百合鱗莖的磷、鉀總累積量。菌肥中的功能微生物可通過(guò)分解、活化土壤中的磷素、鉀素，提升養(yǎng)分可供給性，并為百合提供生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程需要的多種營(yíng)養(yǎng)成分，促進(jìn)了百合鱗莖內(nèi)磷、鉀的有效累積。同時(shí)，百合為喜鉀作物，鉀元素的投入可增加其對(duì)鉀的吸收和積累。試驗(yàn)中，菇渣和菌肥配施對(duì)百合鱗莖中鉀累積量的提升效果比單獨(dú)施用化肥、菌肥或菇渣要好。因此，菇渣和菌肥配施，可作為提升百合鉀累積量的重要施肥措施，對(duì)優(yōu)化百合生育期施肥、拓展菇渣等類似農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物的肥料化利用途徑有重要意義。

菌肥與菇渣配施技術(shù)可用于百合種植，菌肥的投入，可在作物和微生物之間構(gòu)建良好聯(lián)系，進(jìn)而改善土壤及作物品質(zhì)[16]。但菌肥對(duì)環(huán)境要求較高，菌種效能不穩(wěn)定，其功能受多種因素影響，如土壤中的溫度、濕度、通氣性等均可影響其施用效果[16-17]。試驗(yàn)中，由于百合生育期長(zhǎng)，試驗(yàn)周期較長(zhǎng)，一年中氣溫、降雨、田間墑情等條件變化較大，可對(duì)菌肥中微生物在土壤中的定殖和代謝產(chǎn)生影響，導(dǎo)致其單獨(dú)施用的效果并不十分顯著。而菇渣的配合施用有助于土壤保溫保墑和菌肥中微生物的生存，從而顯示出二者配施的增產(chǎn)提質(zhì)效應(yīng)。雖然菌肥與菇渣配合施用可有效提升百合產(chǎn)量及百合部分品質(zhì)指標(biāo)含量，但其施用方法、施用配比等技術(shù)可進(jìn)一步優(yōu)化，二者配施對(duì)百合生理生化的影響及其作用機(jī)理等還需進(jìn)一步研究。