菌渣有机肥对菠菜生长与土壤肥力的影响研究.pdf

接收日期 基金项目 贵州科技支撑项目 黔科合支撑 一般 黔科合支撑 通讯作者 周少奇 男 博士 教授 主要从事环境科学与工程研究 菌渣有机肥对菠菜生长与 土壤肥力的影响研究 周 伟 郑 伟 周 娟 陈富快 邓春英 王雪郦 周少奇 贵州大学资源与环境工程学院 贵州贵阳 贵州科学院 贵州贵阳 贵州世农肥业有限公司 贵州黔西南布依族苗族自治州 贵州兴义 摘 要 为了高效利用菌渣 并促进菌渣有机肥的推广使用 采用盆栽试验的方法对施用菌渣有机肥后土壤理化 特性 酶活以及菠菜生长的变化特征进行了研究 试验设置 个处理 分别为 开展为期 的菌渣有机肥应用盆栽试验 结果表明 相较于 施用不同 浓度 菌渣有机肥处理的土壤碱解氮平均含量分别增加了 速效磷分别增加 速效钾和有机 质平均含量分别增加了 和 土壤脲酶 和过氧化氢酶平均活性分别提高了 和 但对酸性 磷酸酶活性无显著影响 菠菜鲜重分别提升了 干重分别提升了 单株叶面积分别提升了 株幅分别提升了 施肥 剂量在 之间 菌渣有机肥有增加土壤养分 促进菠菜生长的效果 且随着施用剂量的提高效果增强 关键词 菌渣 有机肥 菠菜 土壤理化 中图分类号 文献标识码 文章编号 国际 编码 中国是世界上最大的食用菌生产国之一 根据 中国食用菌协会统计 年全国食用菌产量达 万 产值约为 亿元 贵州主要食用 菌有 科 属 种 野生食用菌种类占全国的 以上 主要特色品种有香菇 美味牛肝菌 蜜 环菌 桑黄菌 金耳 木耳 银耳 鸡油菌 猴头 马勃 等 食用菌产业已成为贵州省十二大优势产业之 一 不少县市将其作为 亿元级 产业 加大扶持发 展力度 并作为脱贫摘帽后持续巩固脱贫攻坚成 果 为贵州乡村振兴战略实施作出贡献 年 贵州省食用菌总产量为 万 菌渣产量高达 万 目前 贵州省食用菌产业规模已达 亿棒 发展势头迅猛 由于食用菌产业链有多 个环节产生大量的废菌渣 如何对它们进行资源化 利用 避免环境污染 成为该产业发展的重要制约 因素 关系到该产业可持续健康发展 食用菌菌渣是收获食用菌后残留的培育基质 其中含有大量残留真菌孢子 木质纤维素和蛋白质 等有机质 此外 食用菌菌渣还含有许多残留的蛋 白酶 纤维素酶 半纤维素酶 漆酶等活性酶 如 果食用菌菌渣不能及时无害化处理 不仅浪费资 源 还会腐烂发霉造成环境污染 目前 食用菌 菌渣的资源化利用已有相关研究 等 使用食 用菌菌渣 秸秆 园林废弃物进行混合厌氧消化 累 积甲烷产量可达 等 利用食用菌菌 渣热解制造生物活性炭等 但这些利用方法往往工 艺复杂 成本较高 而堆肥是一种广泛使用的有机 废物资源利用方式 可以实现农业和工业的清洁生 产和可持续性 菌渣有机肥对土壤肥力特性以及生物环境的 山地农业生物学报 影响 我们知之甚少 这制约了菌渣有机肥的推广 使用 因此 本研究使用食用菌菌渣制备生物有机 肥 并以菠菜作为代表植物进行为期 的盆栽 试验 探讨菌渣有机肥对土壤肥力 菠菜生长的 影响 材料与方法 供试材料 试验所需菌渣生物有机肥的制备借助贵州世 农肥业有限公司的生产车间完成 具体步骤如下 将食用菌渣 牛粪 油枯分别破碎后按质量比 进行混合 并控制含水率为 左右 按 用量 添加金正大有机肥发酵菌剂 然后将混合物料置于 车间进行堆垛发酵 定时检测堆体温度 当发酵温 度达到 时进行翻堆 反复多次直至堆体温度 不再升高 彻底腐熟 发酵完成后再进行破碎筛 分 得到菌渣有机肥 经检测 菌渣有机肥的理化 性质为 有机质为 总氮为 总磷为 总钾为 含水率为 为 符 合 有机肥料 标准 供试土壤采自贵州省黔西南州兴义市某农田 采集深度为 的土壤 挑出其中较大的石 块和植物残体 在室内阴凉通风处摊平自然风干 将风干后的土壤砸碎混匀后进行检测与后续的盆栽 种植 经检测 供试土壤的理化性质具体如下 为 电导率为 有机质为 碱 解氮为 速效磷为 速效钾 为 供试菠菜种子采购于兴义市黔农汇农产品营 销有限公司 菠菜品种为 荷兰 盆栽试验 试验设置 个处理 菌渣有机肥施用量分别为 土壤重量 以风干重量计 的 不施肥 微量施肥 低量施肥 常量施肥 和 过量施肥 分别记为 和 每个梯度设置 组平行 共 个处理 分别称 取 土壤放入塑料花盆内 口径为 高 为 依次添加不同比例的菌渣有机肥 充分混匀 播种 粒菠菜种子 采用重量 法 用纯水进行浇灌 培养过程中保持适当的含 水率 分别于 和 取土样进行 分析 每个处理 次重复 采集的土壤样品自然风 干 挑选出杂物后过 目筛进行理化性质与酶活 分析 待菠菜出苗后的第 天进行间苗处理 每个 处理留 株生长情况相似的菠菜 在第 天收获 菠菜 用自来水洗涤 次后 再用去离子水冲洗 次 用滤纸快速擦干水分后 进行菠菜农艺指标的 测量 测定项目与方法 土壤速效钾采用中性乙酸铵溶液浸提后 使用 上海元析 型原子吸收分光光度计测量 有效磷经碳酸氢钠溶液浸提后采用钼锑抗比色法 进行测量 碱解氮采用碱解扩散法进行测定 有机 质采用重铬酸钾氧化 外加热法进行测定 土壤 脲酶活性 过氧化氢酶活性 酸性磷酸酶活性均使 用上海纪宁实业有限公司生产的 试剂盒测 定 具体操作按照试剂盒说明书进行 菠菜的农艺指标用电子天平 卷尺 坐标纸进 行测量 数据处理与分析 用 统计和处理数据 运用 软件绘图 采用 软件进行相关性和单 因素方差分析 结果与分析 菌渣有机肥对土壤理化性质的影响 如图 所示 施用菌渣有机肥后 处理较 的土壤碱解氮平均含量分别 提高了 速效磷平均含量分别提高了 速效钾 平均含量分别提高 有机质平均含量分 别提高 各处理土壤 碱解氮含量均呈现先上升后下降的趋势 其中 处理碱解氮下降幅度较小 且土壤碱解氮 速效磷 速效钾和有机质的促进效果均表现为 效果最佳 总体表明 施用菌渣有机肥可有 效提高土壤肥力 且随着施用剂量增大 促进效 果提高 第 期 周 伟 等 菌渣有机肥对菠菜生长与土壤肥力的影响研究 图 不同处理土壤理化性质的变化 菌渣有机肥对土壤酶活性的影响 如图 所示 菌渣有机肥可以显著增强土壤中 脲酶 过氧化氢酶的活性 但对酸性磷酸酶活性无 显著影响 与 相比 施用菌渣有机肥的各处理 脲酶活性均值分别提高了 土壤脲酶活性可以反映土壤氮素的转化 说明菌渣有机肥的施用加强了土壤氮素的循环 过 氧化氢酶活性均值分别提高了 土壤过氧化氢酶活性反映了土壤 中微生物的生化反应强弱 菌渣有机肥的施入显著 加强了土壤微生物的生物活性 菌渣有机肥对菠菜农艺指标的影响 施用不同剂量的菌渣有机肥 菠菜的农艺指 标存在一定差异 如表 所示 各处理菠菜农艺 性状整体表现为 鲜 重 干重 叶数 单株叶面积 株幅均表现为 处理效果最好 处理与 相 比 菠菜鲜重分别提高了 菠菜干重分别提高了 单株叶面积分别提高了 株幅分别提高了 处理相较 平均叶片数增加了 片 但均无显著差异 总体上看 处理 对菠菜生长的促进效果不显著 处 理均显著增加了菠菜的重量与叶面积 但对株幅 的影响不显著 说明菌渣有机肥的施用可有效促 进菠菜生长 增加菠菜叶面积 从而提高菠菜 产量 图 不同处理土壤酶活性的变化 山地农业生物学报 年 表 菠菜农艺指标 处理鲜重 干重 叶数 片单株叶面积 株幅 注 同例不同小写字母表示差异显著 结论与讨论 菌渣有机肥相较传统化肥有机质含量高 国家 标准规定 合格的有机肥有机质含量需大于 正确施用有机肥可以显著提高土壤有机质含 量 陈芬等 研究了不同施用量的中药渣有机肥 对土壤肥力的影响 发现施用中药渣剂量与土壤有 机质含量成正向线性关系 有机肥施用量每增加 土壤有机质含量平均增加 关文义 等 研究发现有机肥的施用明显增加了土壤有机 质 并能缓解土壤酸化 有研究表明 有机肥的施 入可以提高土壤离子交换位点 提高对营养元素的 吸附能力 使营养元素向速效态转化 从而促进植 物的吸收 本研究中菌渣有机肥的施入增加了 土壤碱解氮 速效磷 速效钾和有机质含量 整个培 养过程中 土壤碱解氮的含量均呈现先增加后减少 的趋势 与前人的研究结果相同 这可能是由 于培育初期菌渣有机肥能够加速土壤氮循环 促进 土壤氮素向碱解氮转换 随着培育的时间延长 土 壤碱解氮在 含量逐渐降低 这是菠菜在 发芽生长期高效利用土壤碱解氮导致的 但 过量施肥 处理碱解氮下降幅度较小 说明 施肥量有利于土壤碱解氮含量的保持 土壤酶是由土壤动植物 微生物的生命活动分 泌的活性物质 是土壤生态环境中一个重要的组成 部分 对土壤物质循环起关键作用 土壤酶能够促 进土壤有机质分解 释放植物能高效利用的养 分 酶促反应是土壤中最主要的生化反应 土 壤中酶的活性反应了土壤中微生物活动的强度 同 样也是土壤肥力的评价标准之一 阎佩云 等 研究了不同施肥方式对生菜土壤根际脲酶 酸性磷酸酶以及过氧化氢酶活性的影响 结果表明 增施有机肥可以使土壤脲酶 过氧化氢酶活性提 高 其中有机肥处理的土壤相较不施肥处理脲酶活 性提高了 而对酸性磷酸酶活性 没有显著影响 这与本次研究结果相同 菌渣有机 肥对土壤养分的促进效果总体上呈现随施用剂量 增大而提高的趋势 本次研究中 除 微量施肥 处理外 施用 菌渣有机肥后菠菜的鲜重 干重和叶面积明显高于 空白处理 已有研究表明 微量或过量施用有机肥 都会影响农作物的产量 但在本次试验中并没 有出现随有机肥剂量增加 菠菜产量减少的情况 在 施肥区间内随施用剂量的加大 对菠菜的生长促进效果越好 综上 施肥剂量在 区间内 菌 渣有机肥可以有效地增加土壤养分 促进菠菜的生 长 增加菠菜产量 效果随着施用剂量的提高而提 高 本次研究结果表明 堆肥处理是实现菌渣资源 化的一个有效途径 且菌渣有机肥在促进农作物生 产 改善土壤环境方面有较好的实际应用前景 为 贵州食用菌菌渣资源化提供了思路 但本研究仍 留有许多待深入研究之处 后续可对农作物进行营 养物质含量的检测 探讨菌渣有机肥对农产品质量 的提升效果 另一方面 本研究只在室内进行盆栽 试验 后续可选择不同农作物与土壤类型进行田间 试验 扩大试验范围 进一步探索菌渣有机肥在自 然条件下对不同农作物品质和产量的影响 责任编辑 胡吉凤 参 考 文 献 黄琪惠 食用菌价格波动特征及其影响因素研究 泰安 山东农业大学 罗杰 李艳华 胡佳 等 食用菌菌渣生物处理与资源化利用研究概况 食用菌 林忠宁 陈敏健 刘明香 等 真姬菇菇脚和菌糠氨基酸含量测定及营养评价 中国食用菌 周亚红 郝刚立 陈康 食用菌菌渣基础特性分析 湖北农业科学 第 期 周 伟 等 菌渣有机肥对菠菜生长与土壤肥力的影响研究 有机肥料 北京 中华人民共和国农业农村部 王贵彦 史秀捧 张建恒 等 法 中子法 重量法测定土壤含水量的比较研究 河北农业大学学报 陈芬 余高 张红丽 等 中药渣生物有机肥对 复合污染土壤重金属 微生物量碳氮含量及酶活性的影响 河南农业科学 关文义 曹士旭 廉梦云 等 厨余有机肥替代化肥对小麦 玉米产量及土壤肥力的影响 中国资源综合利用 罗湄宏 段建军 黄莺 施用竹炭有机肥对植烟土壤理化性质的影响 南方农业 陈浩 肖庆亮 李治模 等 蚯蚓对植烟黄壤长期种植施肥模式和土壤肥力变化的响应 山地农业生物学报 周永学 陈静 李远 等 棉秆还田对咸水滴灌棉田土壤酶活性和细菌群落结构多样性的影响 环境科学 罗兴录 岑忠用 谢和霞 等 生物有机肥对土壤理化 生物性状和木薯生长的影响 西北农业学报 阎佩云 吴月 贾小卫 不同施肥处理对春季生菜土壤酶活性的影响 陕西农业科学 韩建 尹兴 郭景丽 等 有机肥施用对红地球葡萄产量 品质及土壤环境的影响 植物营养与肥料学报 山地农业生物学报 年