蟹味菇渣发酵有机底肥应用效果初探

顾斌斌 ,李娜 ,干莹莹 ,胡振华 ,陈喜靖∗

(1.浙江恒海农业开发有限公司,浙江 宁波 315192;2.浙江省农业科学院 环境资源与土壤肥料研究所,浙江 杭州 310021;3.慈溪市瑞丰农业投资有限公司,浙江 宁波 315300;4.浙江农艺师学院,浙江 杭州 310021)

食用菌菌渣是栽培完食用菌后剩余的培养基废料,含有大量菌体蛋白、纤维素和氨基酸以及其他未被充分利用的营养物质[1]。我国是食用菌生产大国,菌渣随意丢弃不仅会造成资源浪费,也易污染土壤和水源。与此同时,畜禽粪污的资源化利用也面临着处理、运输等问题。堆肥是处理有机废弃物的有效方法之一,调节和控制堆肥物料的碳氮比、水分、温度、氧气和pH 是堆肥的关键[2]。畜禽粪便的C/N 比通常比较低[3],食用菌菌渣是良好的堆肥材料,其中的养分含量在堆肥过程中因总干物质重的降低而浓缩增加[1]。

有研究表明,双孢蘑菇菌渣有机肥能够促进水稻增产[4],汪峰等[5]利用蟹味菇菌渣与不同物料进行堆肥发酵的研究结果表明,菌渣发酵后的氮磷钾等养分含量都有明显增加,而目前关于蟹味菇菌渣与不同物料发酵的有机肥对作物生长和土壤养分的影响鲜有报道。番茄、西瓜等是我国设施栽培主要的蔬菜水果之一,生长发育过程对水肥的要求较高,将与不同物料堆制腐熟的蟹味菇菌渣有机肥作为大棚番茄、西瓜栽培基肥施用,研究其对作物产量构成因素和土壤理化性质的影响,评估其对替代或部分替代化肥基施的效果。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2013 年6 月—2014 年1 月在浙江省慈溪市试验瑞丰厂区单栋大棚进行。试验有机肥为蟹味菇菇渣与不同配料 (猪羊粪) 堆制腐熟而成的有机肥,有机肥配料及其养分特点如表1 所示。菌渣有机肥来自瑞丰农业公司食用菌生产基地。

表1 不同有机肥堆制成分及其养分含量

1.2 处理设计

试验以复合肥处理 (F6) 为对照,设5 个由不同原料及其比例配制发酵腐熟而成的有机肥处理,纯菌渣 (F1)、菌渣∶猪粪8∶2 (F2)、菌渣∶猪粪6∶4 (F3)、菌渣∶猪粪5∶5 (F4)、菌渣∶羊粪6∶4 (F5)。F1～F5 处理有机肥按7.5×104kg·km-2的用量作基肥施用,同时施复合肥(17-17-17:N、P2O5、K2O 质量分数) 3.0×104kg·km-2;F6 处理施用复合肥4.5×104kg·km-2。种植作物分别为番茄和西瓜,小区面积6.4 m×8 m,追肥统一施用化肥,施肥方式和施肥量相同。试验前土壤的理化性状和养分含量特点如表2 所示。

表2 番茄和西瓜种植之前土壤理化性质和养分含量

1.3 测定项目与方法

1.3.1 不同基肥处理番茄和西瓜的产量构成因素

番茄成熟后分别选取不同处理的具有代表性的番茄植株测定番茄单株结果数量和单果重,选取不同处理的有代表性的5 株成熟西瓜测定西瓜的单果重。

1.3.2 不同基肥栽培番茄、西瓜的土壤理化性质

作物采收后对试验地土壤理化性质及养分进行测定分析。其中有机碳含量采用重铬酸钾容量法测定,全氮采用半微量开氏法测定,速效磷采用Olsen-P 法浸提、钼锑抗比色测定,速效钾采用醋酸铵浸提、火焰光度法测定,pH 采用水土比2.5∶1.0 的方法测定[6]。

1.4 数据处理与分析

试验数据采用Excel 2017 和SPSS 19.0 软件进行统计分析和作图,采用方差分析 (LSD) 法对不同处理样本的差异进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同灌溉施肥处理对不同作物果蔬果实生长的影响

2.1.1 番茄

如图1 所示,本研究中番茄的单株结果数量在20～70 个,不同处理的单株结果数以F1 处理 (纯菌渣) 最高,显著高于F5 处理 (菌渣∶羊粪6∶4),与其他处理差异不显著。其中,复合肥处理(F6) 的单株结果数与其他处理差异均不显著。

图1 不同施肥处理番茄的单株结果数和平均单果重

同时,不同处理的番茄平均单果重差异不显著(P>0.05),平均单果重分别在32.1～33.2 g。

本研究中不同有机肥只作底肥施用,其他生长阶段的施肥管理措施相同。不同处理的番茄单株结果数与不同处理有机肥的养分含量 (氮磷钾含量总和) 显著正相关 (图2)。

图2 不同施肥处理番茄的单株结果数与有机肥养分含量的关系

2.1.2 西瓜

与不同底肥种植番茄的研究结果不同,利用不同底肥种植西瓜的研究结果 (图3) 表明,不同处理西瓜的单果重以F5 处理最高,以F1 处理最低,F5 处理显著高于F1 和F2 处理 (P<0.05)。其中菌渣与猪粪的不同配比处理 (F1～F4) 中,随猪粪配比的增加,西瓜的单果重逐渐增加;而在相同比例的菌渣与粪肥的配比中 (F3 和F5),羊粪比猪粪对西瓜单果重的效果更优。与底施化肥 (F6) 相比,不同有机肥处理对西瓜单果重的影响差异不显著。

图3 不同施肥处理西瓜的单果重

2.2 菌渣有机肥对土壤理化性质的影响

2.2.1 番茄土壤

番茄栽培后,不同施肥处理土壤理化性质如表3 所示。与试验前土壤电导率相比,种植后土壤电导率均有所下降,但不同处理间的电导率相比,基施化肥处理 (F6) 土壤的电导率高于有机肥处理。番茄收获后不同施肥处理的土壤有机质含量变化不同,其中F3 和F4 处理高于处理前的有机质含量。土壤全氮含量以F6 处理最高,但碱解氮含量以F5处理最高,且所有有机肥处理的碱解氮含量均高于化肥处理,说明基施有机肥有利于提高氮肥的有效性。土壤有效磷含量以F3 处理最高,速效钾含量以F1 处理最高。

表3 不同施肥处理番茄栽培土壤理化性质和养分含量

2.2.2 西瓜土壤

表4 为西瓜栽培后不同处理土壤理化性质和养分含量。与栽培番茄相似的是,西瓜栽培后基施化肥处理的电导率高于有机肥处理,且土壤碱解氮含量低于其他处理。土壤有机质含量以F2 处理最高,F4 处理最低;土壤全氮含量以F2 处理最高,而碱解氮含量以F1 处理最高。土壤有效磷含量以F1 处理最高,而速效钾含量以F3 处理最高。土壤理化性质和养分的变化除了可能的土壤空间变异性外,不同基肥的施用和作物的生长都会对其产生较大的影响。

表4 不同施肥处理西瓜栽培土壤理化性质和养分含量

3 小结与讨论

蟹味菇菌渣与不同配料 (猪、羊粪)、不同比例堆制腐熟而成的有机肥基施对番茄和西瓜果实的影响存有较大的差异。对于番茄而言,不同处理的单株结果数与有机肥的养分含量显著正相关,但平均单果重没有显著差异;而对于西瓜而言,菌渣与猪粪的不同配比处理中,随猪粪配比的增加,西瓜的单果重逐渐增加;而在相同比例的菌渣与粪肥的配比中,羊粪比猪粪对西瓜平均单果重的效果更优。本研究中所用堆制腐熟有机肥的养分总量随菌渣比例的提高而增加,相同配比菌渣与粪肥堆制的有机肥中,羊粪的养分含量低于猪粪;但有机肥对西瓜平均单果重产生不同的效果可能与有机肥本身的特点有关,有研究表明,菌渣比例越高堆体提取液对植物的毒害作用越强[7],堆肥较低的碳氮比可能会影响种子发芽[8]。蟹味菇菌渣与不同配料堆制腐熟而成的有机肥对西瓜和番茄产量构成因素产生不同的影响可能是由于不同作物及其移栽时幼苗对菌渣有机肥或者其中的某些物质的耐性或敏感性不同导致的。

蟹味菇菌渣与不同配料堆制腐熟而成的有机肥基施对不同作物土壤有机质和氮磷钾等养分含量的影响不同,这些变化除了可能的土壤空间变异性外,不同有机肥的施用和作物的生长都会对其产生较大的影响。有研究表明,长期使用有机肥可以显著增加土壤有机质和氮含量,提高土壤肥力,增加作物产量[9-10],配施化肥可以增加土壤微生物数量[11-12],提高肥料利用率[13]。

本研究结果表明,不同施肥处理对西瓜单果重和番茄结果数和单果重的影响差异不显著;而与基施化肥相比,基施有机肥有利于降低土壤电导率而增加土壤的碱解氮含量,说明蟹味菇菌渣作为主要成分与猪羊粪等配料堆制发酵的有机肥,能够替代或部分替代化肥作为种植蔬果的基肥使用,在实现废弃物资源化高效利用中能发挥较高的作用。