有机菌渣肥对芍药间作小麦产量及土壤改良的影响

高秋美，孟庆峰，任丽华，米真如，董秋颖，田北京，韩金龙，王志芬，解心景

（1.济宁市农业科学研究院，山东 济宁 272031；2.山东省农业科学院农产品研究所，山东 济南 250100；3.鄄城县解氏药业有限责任公司，山东 菏泽 274600）

白芍为毛茛科多年生草本植物芍药（Paeonia lactifloraPall.）的干燥根，性微寒，味苦，入肝、脾经，具有养血柔肝、镇痛消炎、敛阴固表等功效，作为我国常用大宗中药材品种被广泛应用在临床医学中。随着研究的发展，白芍的药理作用研究取得了很大进展，临床研究发现其还有抗癌、抗自身免疫疾病、抗心脑血管疾病等生物活性［1－4］。随着医疗需求的扩大，芍药的种植规模逐年增长。白芍产区主要集中在浙江、安徽、山西一带，近年来芍药也在山东大面积推广种植，其中菏泽地区的白芍产业已初具规模。但由于芍药的生长周期一般为4～5年［5］，经济周期长、见效慢成为阻碍其产业发展的突出问题，药粮间作是当前解决这一问题的有效方法。小麦（Triticum aestivumL.）是世界上总产量第二的粮食作物，保证其产量对稳定粮食供给、保障民生起到关键作用。芍药与小麦间作模式［6］不仅能提高耕地的可利用面积，错开农作物的最快生长期，在时间和空间上起到互补作用，还可以提高产业附加值，增加种植户收入，进而达到粮药双丰收的目的。

长期施用化肥土壤容易出现盐碱化、板结、营养元素单一等问题。有机菌渣肥含有有益微生物，不但可以改善土壤板结、盐碱化的状况，还可以使土质疏松，增强土壤透气性，抑制病原菌，提高土壤的保水保肥能力［7，8］。本试验对有机菌渣肥不同施肥量处理条件下芍药间作小麦的农艺性状、产量及土壤温度、水分和有机质、N、P、K含量等进行分析，旨在找出有机菌渣肥的最佳施用量，为有效指导芍药间作小麦种植生产、保证白芍药材质量、提高经济效益提供参考数据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况及试验材料

试验设在山东省济宁市农业科学研究院中药材试验基地，试验地面积约为5 000m2。芍药品种为菏泽白芍，小麦品种为济麦22，有机菌渣肥为改良的食用菌菌渣。2016年10月下旬开始进行试验，试验地按照垄宽90 cm、垄高30 cm、垄间距160 cm进行起垄，垄上种植3行菏泽白芍一年生苗，株行距为15 cm×20 cm，常规管理；2019年10月上旬垄间种植6行小麦，行距为20 cm，基本苗为666.7m215万～16万株。有机菌渣肥一次性基施。

1.2 试验设计

试验共设置7个有机菌渣肥施用量处理:T1为每666.7m2（下同）1 000 kg，T2为2 000 kg，T3为3 000 kg，T4为4 000 kg，T5为5 000 kg，T6为6 000 kg，CK不施肥。每个处理设6次重复。

1.3 测量项目及方法

1.3.1 主要农艺性状的测量 2020年6月初小麦成熟期，每个处理随机选取10株小麦，重复6次，测量和统计小麦株高、穗长、穗粒数；每个处理随机取3.2 m2，重复6次，统计小麦千粒重、666.7m2穗数及籽粒产量。2020年10月中旬，每个处理随机选取10株芍药，重复6次，测量芍药株高、地径、冠幅、根系深度、根系直径及根鲜重。

1.3.2 土壤温度及水分、有机质、N、P、K含量的测量 5月中旬，每个处理采用五点交叉法选取5个点，利用便携式地温计插入地下30 cm处测量土壤温度［9］并记录。用取土器钻取每个点20 cm处耕作层土壤，一部分土样立即装入铝盒内并用电子天平称取铝盒及新鲜土壤的重量，然后带回实验室，放入105℃恒温烘箱内持续烘干6 h以上至恒重，称取烘干土壤重量［10，11］，计算土壤含水量。土壤含水量（%）＝（新鲜土壤质量－烘干土壤质量）/烘干土壤质量×100；另一部分土样标记好带回，拌匀、晾干后装入密封袋中用于有机质、水解氮（N）、有效磷（P）和速效钾（K）含量的检测。

1.4 数据处理与分析

采用Microsoft Excel 2010进行数据处理与分析，并绘制图表；用DPS v7.55软件进行方差分析和多重比较。数据用均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 有机菌渣肥不同用量处理对芍药和小麦农艺性状的影响

从表1看出，除T1处理对地径、根系深度和根系直径及T1～T2处理对冠幅影响不显著外，有机菌渣肥不同用量处理均显著提高芍药株高、地径、冠幅、根系深度和根系直径。随着有机菌渣肥施用量的增加，各性状均先升高后降低，其中，株高、地径、冠幅、根系直径均以T5处理最高，分别为101.66、2.900、76.90、59.22 cm；根系深度以T6处理最高，为32.96 cm，T5处理与之差异不显著，为32.60 cm。综合来看，以T5处理的芍药农艺性状表现最好。

表1 有机菌渣肥不同用量处理下的芍药农艺性状

从表2可知，除T1处理对小麦穗粒数和千粒重及T2处理对穗长和穗粒数影响不显著外，施用有机菌渣肥显著提高小麦的株高、穗长、穗粒数、千粒重、666.7m2穗数，且随着有机菌渣肥施用量的增加，各性状均呈先升高后降低趋势，以T5处理各性状最好，分别为86.7 cm、8.0 cm、32.3粒、50.27 g、54.76万穗，T6处理次之。

表2 有机菌渣肥不同用量处理下的小麦农艺性状

从农艺性状表现来看，适量有机菌渣肥能够满足白芍和小麦生长所需的营养物质，不仅能使植株地上部生长更健壮，还能更好地促进地下根系的生长。

2.2 有机菌渣肥不同用量处理对芍药和小麦籽粒产量的影响

产量是评价作物长势的重要指标，从图1可以看出，除T1处理对666.7m2芍药根鲜重影响不显著外，有机菌渣肥不同施用量均显著提高芍药和小麦籽粒产量。随着有机菌渣肥施用量的增加，666.7m2芍药根鲜重和小麦籽粒产量先增加后降低，且均以T5处理的最高，分别为1 865.6、669.7 kg，比CK分别高出44.43%、278.36%，T6处理次之。

图1 有机菌渣肥不同用量处理对芍药根鲜重和小麦籽粒产量的影响

2.3 有机菌渣肥不同用量处理对芍药间作小麦地块土壤温度及含水量的影响

如图2所示，除T1处理的芍药地块土壤温度略高于CK外，施有机菌渣肥处理的土壤温度均低于CK。随着有机菌渣肥施用量的增加，芍药地块的土壤温度先降低后趋于平稳，T4、T5处理土壤温度最低，均为17.0℃；小麦地块的土壤温度持续降低，T6处理土壤温度最低，为16.4℃。芍药和小麦土壤含水量随着有机菌渣肥施用量的增加均呈逐渐升高趋势，最大值均出现在T6处理，分别为12.42%、12.66%，且两种作物各施肥处理的土壤含水量均高于CK。表明施用有机菌渣肥可以改善土壤结构，增加土壤透气性，提高土壤保温、保水能力。

图2 有机菌渣肥不同用量处理对芍药间作小麦地块土壤温度及含水量的影响

2.4 有机菌渣肥不同用量处理对芍药间作小麦地块土壤有机质、N、P、K含量的影响

如图3所示，施用有机菌渣肥可以提高土壤有机质、水解氮、有效磷、速效钾的含量，T5处理的综合表现最好，有机质、水解氮、有效磷、速效钾含量分别为60.3 g/kg、224.6mg/kg、351.0 mg/kg、312.0 mg/kg，比CK分别提高458.33%、203.51%、267.15%、110.81%。

图3 不同施肥处理对土壤养分含量的影响

3 讨论与结论

有机菌渣肥是食用菌残渣通过高温发酵形成的一种新型肥料，它富含多种有机酸、肽类及氮、磷、钾等丰富的营养元素，具有营养全面、肥效长的特点，还有促进微生物繁殖、改善土壤理化性质和生物活性的功效［12－14］，同时还能减少土壤中有害病菌的发生［15－18］。有机菌渣肥的利用不仅达到了废物利用的目的，避免了大量食用菌渣丢弃引起的环境污染，还能为作物生长提供绿色能源。适量的有机菌渣肥不但能很好地提高土壤养分，还可以改善土壤结构，增加保水性和透气性，而过量施用则会影响土壤对营养元素的转化、吸收和利用［19－21］，造成资源浪费和环境污染。

药粮间作模式在时间和空间上起到互补作用，错开农作物的最快生长期，可实现光、热、气、水、肥料等资源的合理利用，提高耕地可利用面积，增加产业附加值，达到粮药双丰收的目的。

本研究通过对7个不同用量有机菌渣肥处理芍药和小麦的农艺性状、产量、土壤性状的对比发现，T5处理（666.7m2施5 000 kg）下芍药和小麦间作的综合表现最好，各农艺性状表现优良，土壤有机质、水解氮、有效磷、速效钾和水分含量较高，土壤温度较低，666.7m2芍药鲜重和小麦籽粒产量分别为1 865.6、669.7 kg，基本与大田单作产量持平。初步得出666.7m2有机菌渣肥施用5 000 kg为芍药间作小麦地块的最佳施用量。