中草药专用肥用量对黄河三角洲滨海盐碱地薄荷产量及土壤肥力的影响

赵春，隋学圃，陈壮壮，韩金龙，王志芬，单成钢

（1.东营职业学院，山东东营 257091；2.山东省农业科学院农产品研究所／农业部新食品资源加工重点实验室，山东济南 250100）

盐碱地是各种盐土、碱土以及盐化、碱化土壤的总称，因其中含有较多的可溶性盐碱成分而存在易板结、透气差、pH值高和营养匮乏等特点，严重影响了土壤理化性质、土壤生态过程以及动植物的生长［1，2］。盐碱地的土壤结构较差，对生长于其上的作物产生明显抑制作用，严重制约了土壤的利用效率［3］。目前盐碱地的改良多采取综合治理的方式，如灌溉排水、地表覆膜、施加改良剂及生物改良等一系列复杂的系统工程［4］，生物改良方面多采用种植防盐碱植物来修复土壤，但是盐碱地土壤肥力偏弱，种植抗盐作物时还需要额外补充肥料来增加作物产量，而化肥的大量施用又会造成土壤的进一步破坏［5］。

生物有机肥的肥效不及化学肥料，但具有有机质丰富、养分元素种类全面、肥效释放缓慢、培肥效果好、环境无残留等优势［4］，利用生物有机肥改良土壤环境，相比于上述改良技术不仅可以提高作物产量还廉价环保，是当前研究的热门方向。食用菌菌渣作为一种营养丰富的生物有机废料，内部抗菌性物质还能够有效地帮助植物抵抗病害［6］，目前国内食用菌菌渣的再利用主要包括参入基质种植食用菌和作为有机肥料还田等［7］，用于改良盐碱地的报道较少。

有研究表明种植经济价值较高的中草药可以改善盐碱土理化性质，是解决土壤盐碱化的有效途径［8，9］。在碱化土地种植耐碱中草药，不仅可以改善土壤环境，同时也能创造一定的经济价值。李晓侠团队研究结果表明薄荷对黄河三角洲盐碱地有很强的适应力［10］。

本试验采用的中草药专用肥是一种土壤肥力调节剂，主要成分是食用菌菌渣，在确保各种营养成分的基础上，保持和提高菌渣中菌丝体活性，不仅可以提高有机肥质量，而且可以改善土壤微生物群落和土壤环境，提高土壤肥力。本研究以该中草药专用肥为基肥，研究其不同施用量对黄河三角洲滨海盐碱地种植的薄荷农艺性状和产量的影响，同时检测其对盐碱地土壤肥力的影响，探究其在盐碱地土壤改良中的利用价值。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2019年在山东省农业产业技术体系中草药创新团队东营试验站进行，土壤为黄河三角洲滨海盐碱地，基本理化性状为：含水量0.32%，含盐量 2.87 g／kg，pH值 8.64，有机质5.06 g／kg，水解性氮 37.6 mg／kg，有效磷 1.02 mg／kg，速效钾 30.3 mg／kg。按照盐碱地划分标准［11］，试验样地 pH 8.64，属于碱性土壤；全盐量2.87 g／kg，属于盐化土壤。土壤肥力参照全国第二次土壤普查分级标准（6级标准），试验样地氮、磷、钾含量极低，属于五级或六级水平，有机质5.06 g／kg属于四级，营养成分比较缺乏。

中草药专用肥由山东省农业科学院研发和提供（专利申请号：2017102498034），主要组分及其质量分数见表1；化肥为金正大N-P2O5-K2O复合肥。薄荷品种为安徽省亳州市品种“阜油1号”，由山东省农业科学院农产品研究所提供。薄荷为2017年春季种植，本试验用的是其种植第三年的产量数据，收获两茬，收获时间分别为2019年6月28日和2019年10月15日。收获机械为大田通用小麦收割机。

表1 中草药专用肥的主要组分及其质量分数

1.2 试验设计

试验分为7个处理组，分别为①空白处理，不添加化肥或有机肥（CK）；②中草药专用肥3.00 kg／m2（2T）；③中草药专用肥 6.00 kg／m2（4T）；④中草药专用肥 9.00 kg／m2（6T）；⑤中草药专用肥12.00 kg／m2（8T）；⑥中草药专用肥 15.00 kg／m2（10T）；⑦化肥 0.12 kg／m2（HF）。不同处理随机排列，每个处理3个重复，小区面积均为667 m2。不同处理组间起垄隔开，田间管理均保持一致。各处理中草药专用肥及化肥均为基施，连续施用三年。

1.3 测定指标及方法

薄荷的鲜重、干重和株高是衡量薄荷产量的重要指标［12］，薄荷油的含量是衡量薄荷品质的重要指标。薄荷收获前取样测定产量构成因素，主要包括单位面积株高、总叶节、存叶对数、叶鲜重、茎鲜重等。于薄荷初花期收获，各小区选10 m2实割计算产量。晾干后每处理取样1.0 kg测薄荷油含量，3次重复。

落叶率（%）＝（总叶节-存叶对数）／总叶节×100

叶茎比（%）＝叶重／茎重×100

土壤理化性质可以反映出肥料对于盐碱地改良的效果，土壤中有效磷、速效钾和有机质的含量直接反映土壤的肥力［13］，全盐量和pH值可以反映出土壤盐碱变化［14］。土壤取样于2019年10月15日薄荷收获后进行，为耕地表层土壤，采用五点取样法，取土20 cm，检测水解性氮、有效磷、速效钾、有机质含量以及全盐量和pH值。土壤指标检测在谱尼测试集团（青岛）完成，参照《土壤农业化学常规分析方法》［13］进行。

1.4 数据处理

利用Microsoft Excel 2007软件对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 中草药专用肥对第一茬薄荷产量构成因素的影响

薄荷为多年生宿根性芳香类草本植物［1］，本试验所用“阜油1号”薄荷的精油有95%以上贮存在叶片内，因此叶片的数量和质量是衡量薄荷经济价值的重要指标。在薄荷生长过程中，中下部叶片由于长期荫蔽在薄荷丛下会陆续脱落，脱落的叶片部分腐烂难以收集，影响薄荷的鲜草产量和薄荷油含量。

试验结果（表2）表明，中草药专用肥的增施，显著提高薄荷的株高、总叶节数、存叶对数、茎叶重，降低落叶率。高肥力处理（8T、10T）在农艺性状方面表现好，低肥力处理（2T）和不施肥处理（CK）表现较差。2019年6月28日收获的第一茬薄荷株高8T、10T、6T处理超过了100 cm，对照最矮，只有60 cm。总叶节10T处理最高，8T和4T处理次之；存叶对数则以8T处理最高，4T处理次之，因此，8T处理的落叶率最低。单株叶重和茎重、叶茎比均以8T处理最高，6T和10T处理次之。说明收获的第一茬薄荷在干物质积累方面，8T处理综合表现较好；肥力略低的6T处理在株高和干物质积累方面综合表现也较好；而更高肥力的10T处理虽在叶节数上有优势，但落叶率较高，存叶对数较少，叶茎比较低，干物质积累略低于8T处理。可见，增施适量中草药专用肥能够有效提高薄荷株高、叶节数、叶片数、茎叶质量，从而提高盐碱地薄荷产量；但过高的肥力易造成田间密度较大，茎秆细弱，叶片量少，反而降低产量。

表2 中草药专用肥对第一茬薄荷鲜草产量构成因素的影响

2.2 中草药专用肥对第二茬薄荷产量构成因素的影响

2019年10 月15 日收获的第二茬薄荷生长期较短，植株普遍较小，总体水平远没有第一茬表现好，但作为基肥施用的中草药专用肥对其鲜草产量构成因素仍有明显影响。由表3可知，第二茬薄荷植株整体变矮，株高最高只有69.31 cm（6T处理）；叶节数和存叶对数大大降低，最高的分别只有19.80节／株（6T）和 7.15对／株（8T）。茎重也大幅降低，但叶重除4T、6T、8T处理有所降低外，其余处理均增加，因此，其叶茎比明显高于第一茬薄荷，这与第二茬薄荷分支少有密切关系，即经过一次收割后，薄荷密度降低，有利于其叶片的生长发育。10T处理收获的第二茬薄荷的干物质积累量最大，茎叶重最高，显著高于其他处理，与CK相比，每株增产薄荷鲜草4.049 g，增幅28.98%，表明中草药专用肥有较长的肥效期。

表3 中草药专用肥对第二茬薄荷鲜草产量构成因素的影响

2.3 中草药专用肥对薄荷产量及品质的影响

由表4可以看出，施用中草药专用肥能显著增加各茬薄荷的产量及总产量，而化肥仅对第一茬薄荷产量有显著增产效果，表明，化肥的短期肥效较好，而中草药专用肥的肥效可以持续到第二茬薄荷收获。随中草药专用肥施用量的增加，每茬的薄荷产量及总产均不断增加，8T处理时最高，666.7m2总产达到 7 826.91 kg；但施用量继续增加至10T处理时薄荷产量反而有所下降。6T处理的薄荷总产量仅次于8T处理，显著高于10T处理，主要表现为第一茬产量显著高于10T处理，而第二茬的产量略低于10T处理，但两者间差异不显著。综合来看，在有机质含量低、土质板结、含盐量高的滨海盐碱地，要想获得较高的薄荷产量需要适量增施中草药专用肥，9～12 kg／m2的施用量比较合理。

表4 不同施肥处理下666.7m2薄荷产量与薄荷油含量

薄荷的主要药效成分为薄荷油，薄荷油的含量与质量一定程度上反映了薄荷的品质。薄荷在始花期时薄荷油含量最高，因此，本试验在薄荷进入始花期时（即收获期）采样进行薄荷油提取，计算样品中薄荷油含量。根据结果（表3）可知，中高量中草药专用肥处理（4T—10T）薄荷油含量较高（6.19～6.30 mL／kg），化肥处理次之（5.55 mL／kg），CK的薄荷油含量最低，只有5.12 mL／kg。表明增施适量中草药专用肥和均衡施用化肥都能提高薄荷油含量，但增施中草药专用肥的效果更显著。

2.4 不同施肥处理土壤肥力变化

由表5可以看出，经过一个种植季后，施肥处理降低了土壤pH值，且随着中草药专用肥施用量的增加而降低，化肥处理的土壤pH值介于2T和4T处理之间。土壤中全盐含量除2T、6T处理与对照相当，处于最低水平外，其他处理的全盐量均高，尤以 10T处理最高，达到 3.1 g／kg，8T处理和化肥处理的全盐含量也较高。土壤中有机质、水解性氮、有效磷、速效钾含量变化趋势基本一致，均随着中草药专用肥施用量的增加而升高；其中，施中草药专用肥处理的有机质、水解性氮、有效磷含量均显著高于对照，速效钾含量则以4T—10T处理显著高于对照。

综合来看，增施中草药专用肥对土壤的降碱效果更好，并能促进土壤养分的累积，大幅提升土壤肥力。但是中草药专用肥的主要成分为菌渣，组成菌渣的秸秆中含有部分可溶性盐，过多施用又会导致土壤盐含量增加。

表5 不同施肥处理的土壤肥力性状

3 讨论与结论

东营市以滨海盐碱地为主，94.34%的耕地属于盐碱耕地，盐碱地土壤较为贫瘠［15］，种植耐盐碱作物虽然可以改善土壤，但是会进一步消耗土壤中的营养物质，为了提高作物产量同时保证土壤的持续利用，一般需要投入肥料。以菌渣为主要原料的中草药专用肥作为一种有机肥可以改善土壤性状，增加土壤肥力，也有报道用于盐碱地改良［16，17］。本试验结果表明，施用中草药专用肥可以降低土壤pH值，明显提高有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量，其增产效果显著优于化肥组，可以显著提高薄荷全株鲜重。

柳玲玲等［18］研究表明，施肥提高土壤速效氮水平，这与本研究结果一致；而赵庆雷等［19］的研究结果则表明施肥对土壤碱解氮水平没有显著提升作用，这可能与其供试土壤的基础地力较低有关。本研究供试土壤前茬为苗圃地，基础肥力较高，增施中草药专用肥后，其所含有的腐殖酸和有益微生物促进了土壤氮养分的活化［20］；同时在促进土壤缓效性无机磷向活性无机磷的转化过程中起重要作用，也活化了土壤磷素［21］，促进了土壤碱解氮和速效磷的累积。杨华云等［22］的研究表明土壤中钾肥含量可以显著提高薄荷前期植株的株高。本研究结果表明，施用适量中草药专用肥能够提高土壤速效钾含量，促进薄荷株高的增加。另外，增施中草药专用肥降低了薄荷落叶率，增加了存叶对数，使单位面积产量显著提高，这与朱培立等［23］的研究结果一致。

已有研究表明［24-26］施用有机肥后土壤有机质水平显著提升，这是由于有机肥本身含有丰富的有机质，可为土壤有益微生物的繁衍提供有机能源，使土壤微生物长期保持旺盛的生命力，从而促进土壤有机质含量的进一步提升［27］。本研究结果也显示，与单施化肥相比，施用中草药专用肥能够大大促进土壤有机质的累积和含量的提升。

可见，黄河三角洲地区滨海盐碱地改良可以通过增施适量中草药专用肥来实现，不仅能够降低土壤pH值，改善土壤肥力，而且能发挥长效作用，增加二茬薄荷鲜草产量，这与邹尊涛和于秀丽等［28，29］的研究结果相符。

李娟娟等［20］的研究表明，合理的氮素配比对薄荷油含量有较大影响，因此生产上可以通过增施氮肥来增加薄荷油含量，实现通过施肥调节薄荷的生理特性和品质特性。本研究结果也表明，施化肥和中草药专用肥均能够提高薄荷油含量，尤其施用 6.00～15.00 kg／m2中草药专用肥可明显提高薄荷油含量，8T处理（12.00 kg／m2）最高，其次为6T（9.00 kg／m2）和4T（6.00 kg／m2）处理；结合666.7m2产量进一步计算出薄荷油产量，8T处理达到 49.3 L，6T处理43.0 L。

但是中草药专用肥的施用量并不是越多越好，首先是成本问题，现国内菌渣虽廉价，但是运输、保存以及复合菌渣的制备成本较高，大量使用会使成本上升；其次，菌渣使用过多会使有机物质过度积累反而会造成作物的减产和环境污染［30］。所以666.7m2的土地推荐 9～12 kg／m2的施用量较为适宜，可在薄荷生产上推广。

综上所述，本试验所选用的中草药专用肥是一种优良而且有效的土壤改良剂，在9～12 kg／m2施用量时，可以有效增加土壤肥力，改善土壤pH值，与化肥相比，还能较好控制土壤盐含量，同时也可以提高耐碱作物薄荷在碱性土壤中的产量，是一种优良的化肥替代品，本研究结果可为中草药专用肥在盐碱地的进一步推广利用提供参考。