田平平，何銘烽，李碧瑤，方曉君，王 杰

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東 廣州 510642)

?

施用不同草菇菌渣對(duì)生菜產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤理化性質(zhì)的影響

田平平，何銘烽，李碧瑤，方曉君，王 杰

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東 廣州 510642)

利用堆置發(fā)酵后的草菇菌渣作為有機(jī)肥料，選擇生菜為供試作物，以常規(guī)施肥和空白對(duì)照作為對(duì)比，對(duì)生菜的產(chǎn)量、品質(zhì)等指標(biāo)進(jìn)行分析，并測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)含量、孔隙度、保水性等理化性質(zhì)，評(píng)價(jià)草菇菌渣的肥效及其對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響。結(jié)果表明，菌渣處理能提高生菜產(chǎn)量，降低生菜中的硝酸鹽、亞硝酸鹽含量，提高Vc含量，且以油茶殼菌渣效果最好。菌渣處理后土壤的有機(jī)質(zhì)含量顯著提高，全氮含量略高于空白對(duì)照，但顯著低于常規(guī)施肥。堿解氮、速效磷等含量顯著低于常規(guī)施肥，速效鉀變化不顯著。與常規(guī)復(fù)合肥相比，施用草菇菌渣土壤肥效仍較低；菌渣處理能降低土壤比重和容重，提高總孔隙度，毛管孔隙度沒有明顯差別，非毛管孔隙度差別增加。

草菇菌渣；肥效；土壤；理化性質(zhì)

食用菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在帶來豐富的菇產(chǎn)品的同時(shí)也伴隨產(chǎn)生了大量的菌渣。據(jù)中國食用菌協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2010年全國食用菌菌渣總量約5000萬t。菌渣中含有豐富的有機(jī)質(zhì)，具有巨大開發(fā)潛力[1,2]，但至今處理菌渣的主要方式仍然是丟棄或燃燒。隨意丟棄是對(duì)資源的浪費(fèi)，同時(shí)造成環(huán)境污染[3]。直接燃燒所產(chǎn)生的高碳排放更是違背低碳經(jīng)濟(jì)的原則。因此，在低碳農(nóng)業(yè)背景下，如何實(shí)現(xiàn)低排碳的農(nóng)業(yè)廢棄物循環(huán)高效再利用，是食用菌產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展所面臨的重點(diǎn)。甘蔗渣、花生殼、油茶殼作為農(nóng)副產(chǎn)品，營(yíng)養(yǎng)豐富，其培養(yǎng)草菇后產(chǎn)生的菌渣含有豐富的蛋白質(zhì)及其他營(yíng)養(yǎng)成份，合理利用這些廢料，可有效減少廢棄物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)廢物循環(huán)利用和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[4,5]。為此，本研究采用甘蔗渣、花生殼、油茶殼、棉籽殼培養(yǎng)草菇后產(chǎn)生的菌渣堆置自然發(fā)酵制成生物有機(jī)肥料，選擇生菜為供試作物，以常規(guī)施肥和空白對(duì)照為對(duì)比，研究不同供試肥料對(duì)生菜產(chǎn)量、外觀、品質(zhì)(生菜硝酸鹽含量、維生素C含量)以及土壤肥力的影響。同時(shí)，從土壤質(zhì)量指標(biāo)、外部環(huán)境指標(biāo)和作物品質(zhì)指標(biāo)等方面分析草菇菌渣循環(huán)利用對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響，以此來闡明草菇菌渣作為有機(jī)肥料施肥后對(duì)農(nóng)田土壤理化性質(zhì)的影響，為菌渣的農(nóng)業(yè)循環(huán)利用和推廣提供一定的理論和科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試土壤

供試地點(diǎn)為華南農(nóng)業(yè)大學(xué)六一區(qū)菜地，土壤類型為紅壤，土壤基本理化性狀如表1。

表1 供試土壤理化性狀Table 1 Physical and chemical properties of experimental fields

1.2 供試作物

供試作物為生菜，品種為意大利生菜，購自廣東省農(nóng)科院蔬菜研究所。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)置6個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次，共18個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)2 m2(小區(qū)長(zhǎng)寬為2 m×1 m)。

T1：甘蔗渣栽培草菇后的菌渣施肥(1 000 g·m-2)；T2：花生殼栽培草菇后的菌渣施肥(1 000 g·m-2)；T3：油茶殼栽培草菇后的菌渣施肥(1 000 g·m-2)；T4：棉籽殼栽培草菇后的菌渣施肥(1 000 g·m-2)；T5：常規(guī)施加氮磷鉀復(fù)合肥(300 g·m-2)；CK：空白對(duì)照，不施加任何肥料。

按試驗(yàn)設(shè)計(jì)的肥料與土壤充分混勻后，并澆水至田間持水量的80%，于2013-11-15播種，生菜種植密度：株行距20 cm×20 cm。播種后按當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)優(yōu)質(zhì)生菜的生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程進(jìn)行田間管理，于2013-12-25收獲，成熟后生菜取地上部分，稱取質(zhì)量計(jì)產(chǎn)，并采集生菜和土壤0～20 cm樣品，用于指標(biāo)測(cè)定。其中，T1～T4處理不施用復(fù)合肥，T5處理施用氮磷鉀質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為17%、17%、17%的復(fù)合肥。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與指標(biāo)

1.4.1 外觀與品質(zhì)指標(biāo) 每個(gè)處理隨機(jī)挑取5棵生菜測(cè)定其單株重、單株葉數(shù)(以葉片面積大于1 cm2計(jì))、色澤、株高。同時(shí)，鮮樣用自來水沖洗干凈，然后用去離子水沖洗3遍，用吸水紙將表面水分吸干，測(cè)定硝酸鹽、亞硝酸鹽、維生素C含量(簡(jiǎn)稱Vc含量)。

采用水楊酸硝化法[6]測(cè)定硝酸鹽含量；對(duì)氨基苯磺酸法[7]測(cè)定亞硝酸鹽含量；2,6-二氯靛酚滴定法[6]測(cè)定VC含量。

1.4.2 土壤肥力指標(biāo) 有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法，全氮用半微量凱氏法測(cè)定，堿解氮用堿解擴(kuò)散法，速效磷用碳酸氫鈉—鉬銻抗比色法，速效鉀用醋酸銨—火焰光度計(jì)法[8]。

1.4.3 土壤物理指標(biāo) 分別采取比重法、環(huán)刀法等測(cè)定土壤比重、容重、總孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度等[9]。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)均為3次重復(fù)的平均值，試驗(yàn)結(jié)果采用Excel、SPSS等統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，多重比較采用Duncan法。

2 結(jié)果與分析

2.1 施用不同草菇菌渣對(duì)生菜產(chǎn)量的影響

從圖1可以看出，各處理對(duì)生菜產(chǎn)量的影響有所不同。T2、T3、T4 處理的生菜產(chǎn)量分別增加了34.1%、59.7%、43.4%，均顯著高于CK；而T1處理的生菜的產(chǎn)量低于CK；T5處理的生菜的產(chǎn)量則比CK增加了56.2%，說明施用花生殼、棉籽殼菌渣對(duì)生菜有增產(chǎn)作用，但相對(duì)于常規(guī)氮磷鉀復(fù)合肥來說，其肥效還較低，油茶殼菌渣則與復(fù)合肥的肥效相當(dāng)，而施用甘蔗渣菌渣不僅不能促進(jìn)生菜生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量，反而會(huì)對(duì)生菜生長(zhǎng)起一定的抑制作用。

注：圖柱上不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下同。

Note:Different lowercase letters indicate significant differences.The same as below.

圖1 草菇菌渣對(duì)生菜產(chǎn)量的影響
Fig.1 Effect of different straw mushroom residue treatments on the yield of lettuce

2.2 施用不同草菇菌渣對(duì)生菜生物性狀的影響

從圖2可以看出，T2、T3、T4、T5處理的生菜的單株葉數(shù)、株高均顯著高于CK處理，其中施用花生殼、棉籽殼菌渣的增幅度均小于施用常規(guī)復(fù)合肥的處理，施用油茶殼菌渣的增幅度則與常規(guī)復(fù)合肥處理相近。而施用甘蔗渣菌渣的生菜的單株重、單株葉數(shù)、株高均低于CK處理。說明，甘蔗渣菌渣不僅不能促進(jìn)生菜生長(zhǎng)，反而對(duì)生菜生長(zhǎng)起一定的抑制作用。

圖2 草菇菌渣對(duì)生菜生物性狀的影響Fig.2 Effect of different straw mushroom residue treatments on biological properties of lettuce

同時(shí)，T2、T4、T5處理的生菜均為翠綠色，T3處理的生菜為深綠色，而施用甘蔗渣菌渣的為青黃色，由于植物缺氮時(shí)影響葉綠素的合成，使菜葉變黃。此結(jié)果再次印證了甘蔗渣菌渣中的氮不能有效地被生菜吸收利用。

2.3 施用不同草菇菌渣對(duì)生菜品質(zhì)的影響

從圖3-A，可以看出，T1、T2、T3、T4處理的硝酸鹽含量均比T5處理即施用常規(guī)氮磷鉀復(fù)合肥要低，且CK處理中生菜的硝酸鹽含量也低于T5處理，說明施用菌渣作有機(jī)肥可以減低生菜中的硝酸鹽含量，而施用常規(guī)氮磷鉀復(fù)合肥則使生菜產(chǎn)品中的硝酸鹽含量提高38.9%，硝酸鹽積累嚴(yán)重。從圖3-B可看出，與CK相比，T1、T2、T3、T4處理均可使生菜中的亞硝酸鹽含量顯著降低，分別降低33.9%、35.1%、39.3%、35.7%，與施用常規(guī)氮磷鉀復(fù)合肥相比，差異更顯著。

如圖3-C所示，與CK相比，T1、T2、T3、T4處理的生菜中VC含量分別增加了2.5%、8.5%、 14.3%、10.7%，其中甘蔗渣菌渣對(duì)VC含量增加不顯著，其他均達(dá)顯著水平。施用常規(guī)氮磷鉀復(fù)合肥的生菜中VC含量較CK的VC含量減少4.3%。結(jié)果說明，施用菌渣可提高生菜中VC的含量，并可顯著降低硝酸鹽、亞硝酸的含量，效果優(yōu)于施用常規(guī)氮磷鉀復(fù)合肥，其中以油茶殼菌渣效果最好。

圖3 草菇菌渣對(duì)生菜品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of different straw mushroom residue treatments on the quality of lettuce

2.4 施用不同草菇菌渣對(duì)土壤肥力的影響

2.4.1 土壤中有機(jī)質(zhì)和全氮含量 土壤有機(jī)質(zhì)是土壤肥力重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是評(píng)價(jià)土壤肥力高低的重要指標(biāo)。從圖4-A可知，與CK相比，T1、T2、T3、T4處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量分別增加了129.0%、190.4%、230.4%、181.2%，均顯著高于CK。然而T5處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量則低于CK，減少了16.6%，說明合理施用菌渣能有效地提高土壤有機(jī)質(zhì)含量。

由圖4-B 可知，T1、T2、T3、T4處理的全氮含量均高于CK，分別增加了15.5%、7.0%、22.5%、23.9%；同時(shí)，T5處理的土壤的全氮含量與CK相比，則增加了69.0%。結(jié)果表明，施用菌渣能有效提高土壤的全氮含量，但相對(duì)于常規(guī)氮磷鉀復(fù)合肥來說，其肥效還比較低，尤其以T2處理肥效最低。

圖4 草菇菌渣對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量的影響Fig.4 Effect of different straw mushroom residue treatments on the content of soil organic matter and total nitrogen

2.4.2 土壤中速效養(yǎng)分的含量 土壤中速效養(yǎng)分的含量是土壤供肥能力大小的標(biāo)志。堿解氮是土壤中能被植物直接吸收并在短期內(nèi)能轉(zhuǎn)化為植物吸收的速效養(yǎng)分之一。如圖5可知，T2、T3、T4、T5處理的土壤的堿解氮含量均高于CK，但施用菌渣的增加幅度均小于施用復(fù)合肥的增加幅度，其中T2處理與CK處理的差異并不顯著，而T1處理的土壤的堿解氮含量則低于CK。結(jié)合圖5的結(jié)果可以看出，T1處理的土壤全氮含量有所提高，而堿解氮含量卻下降，說明施用甘蔗渣菌渣能使土壤的全氮含量提高，但這些氮卻不能被有效轉(zhuǎn)化成為能被生菜吸收的有效養(yǎng)分，從而影響土壤肥力。

圖5 草菇菌渣對(duì)土壤成分的影響Fig.5 Effect of different straw mushroom residue treat-ments on the content of soil

如圖5所示，T1、T2、T3、T4處理的土壤的速效磷含量均低于CK處理，T5處理較CK處理增加25.8%，T2、T3處理與CK處理相比差異不顯著，而處理T1、T4相對(duì)于CK處理差異顯著，說明菌渣中速效磷不足，尤以甘蔗渣、棉籽殼菌渣更甚，未能達(dá)到作物生長(zhǎng)需要。

速效鉀含量高時(shí)，土壤陽離子代換量高，有利于土壤的保水保肥，同時(shí)也可滿足作物對(duì)鉀的需求，作物能抗病、早熟，反之則不利于土壤保水保肥。由圖5可知，T1、T2、T3、T5處理的土壤的速效鉀含量均高于CK處理，但施用菌渣的增幅度小于施用復(fù)合肥的。而T4處理的土壤的速效鉀含量低于CK處理，但差異不顯著。

2.5 施用不同草菇菌渣對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響

從土壤的比重、容重、總孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度等指標(biāo)進(jìn)行分析，所得結(jié)果如圖6所示。結(jié)果表明，6個(gè)組在土壤比重方面沒有明顯區(qū)別，土壤容重方面常規(guī)施肥和CK略高于草菇菌渣的平均值?？偪紫抖确矫?，草菇菌渣明顯高于常規(guī)施肥和CK。毛管孔隙度方面沒有差別，非毛管孔隙度方面，草菇菌渣明顯高于常規(guī)施肥和CK，其中，CK最低。

圖6 草菇菌渣對(duì)土壤物理性狀的影響Fig.6 Effect of different straw mushroom residue treatments on physical properties of soil

3 結(jié)論與討論

不同的草菇栽培原料，其所產(chǎn)生的菌渣中各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)所占比例不同，其所產(chǎn)生的肥效等也具有顯著差異。本研究中用花生殼、油茶殼、棉籽殼菌渣等作為肥料，均能有效提高生菜的產(chǎn)品外觀品質(zhì)與產(chǎn)量。而施用甘蔗渣菌渣的生菜的單株葉數(shù)、單株高、產(chǎn)量等反而減少，且葉片發(fā)黃。其原因可能是由于甘蔗渣菌渣中的粗蛋白含量少，不能滿足生菜成長(zhǎng)所需的氮元素，影響生菜產(chǎn)量，葉片發(fā)黃。此外，甘蔗渣的木質(zhì)化程度高、蔗莖表皮存在硅化細(xì)胞等原因，影響生菜的營(yíng)養(yǎng)吸收，進(jìn)而影響生菜的生物性狀和產(chǎn)量。4種菌渣施肥均有效地降低了生菜硝酸鹽、亞硝酸鹽的含量，且提高了生菜中的VC含量。據(jù)報(bào)道，VC能阻止硝酸鹽還原為亞硝酸鹽并抑制氨與亞硝胺結(jié)合，蔬菜的硝酸鹽與維生素含量，特別是VC的含量呈一定的負(fù)相關(guān)[10]。此外，菌渣含有多種酶類和生長(zhǎng)促進(jìn)物質(zhì)，增加了土壤有機(jī)質(zhì)的含量，而土壤中有機(jī)質(zhì)能促進(jìn)土壤反硝化過程，從而有效地降低土壤中硝態(tài)氮濃度，減少了蔬菜對(duì)硝態(tài)氮的吸收。

在土壤肥力方面，本研究所施用的4種菌渣均能提高土壤中的有機(jī)質(zhì)含量，全氮、堿解氮、速效鉀含量(除了施用甘蔗渣菌渣外)均有不同程度的提高。菌渣中富含有機(jī)物和多種礦質(zhì)元素，其中氮、磷、鉀養(yǎng)分高。此外，不少食用菌的菌絲體在生長(zhǎng)過程中，分泌出某種激動(dòng)素類的物質(zhì)和特殊的酶，而這些酶可使復(fù)雜的有機(jī)物分解成易被植物吸收的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[11]。氮素是構(gòu)成一切生命體的重要元素，是蛋白質(zhì)、核酸、磷脂的主要成分，在物質(zhì)和能量代謝中起重要作用。此外，氮是葉綠素的成分，其含量也直接影響著光合作用[12]。施用甘蔗渣菌渣的土壤全氮含量有所提高，但堿解氮含量卻略有下降，可能是因?yàn)楦收嵩械牡茨鼙晦D(zhuǎn)化成為土壤有效養(yǎng)分，所以其施肥所得的生菜葉片發(fā)黃。所施用菌渣的總孔隙度和非毛管孔隙度有明顯提高，說明草菇菌渣對(duì)土壤有疏松作用。

綜上所述，不同組分的草菇菌渣的肥效有顯著差別，其中以油茶殼菌渣作為肥料的肥效最好，其次是棉籽殼和花生殼菌渣，甘蔗渣菌渣肥效最低。4種菌渣施肥能有效地提高生菜的產(chǎn)量和品質(zhì)，改善生菜外觀品質(zhì)，但在土壤養(yǎng)分方面，除有機(jī)質(zhì)顯著提高外，其余指標(biāo)仍與常規(guī)氮磷鉀復(fù)合肥處理的土壤養(yǎng)分含量有所差距，這需要今后進(jìn)一步的研究。

[1] 勞有德. 木薯皮栽培草菇及V1菌株生長(zhǎng)特性研究[D]. 南寧：廣西大學(xué)，2007.

[2] 劉朝貴，邵 坤，聶和平，等.不同培養(yǎng)料對(duì)雞腿菇胞外酶活性影響的研究[J].西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2008, 33 (1): 40-42.

[3] 衛(wèi)智濤，周國英，胡清秀.食用菌菌渣利用研究現(xiàn)狀[J]. 中國食用菌, 2010, 29 (5): 3-6.

[4] 黃秀聲，翁伯琦，黃勤樓，等.食用菌菌渣循環(huán)利用對(duì)農(nóng)田生態(tài)環(huán)境的影響與評(píng)價(jià)指標(biāo)[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技， 2010, 22: 268-271.

[5] SUN X,XU H,LING H B,et al.Chemical composition of spentPleurotuseryngiimushroom substrate and its reuse forVolvariellavolvaceaproduction [J].Asian Journal of Chemistry, 2014, 25 (18): 504-508.

[6] 李合生.植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[M]. 北京：高等教育出版社，2000.

[7] 蕭浪濤，王三根.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2005.

[8] 魯如坤.土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法[M].中國農(nóng)業(yè)科技出版社，2000.

[9] 中國科學(xué)院南京土壤研究所. 土壤理化分析[M].上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社，1983.

[10]王正銀.蔬菜營(yíng)養(yǎng)與品質(zhì)[M].北京：科學(xué)出版社，2009.

[11]王建紅，曹 凱，張 賢，等.腐解對(duì)土壤速效養(yǎng)分動(dòng)態(tài)變化和單季稻產(chǎn)量的影響[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2013, 25 (3): 587-592.

[12]劉瑞顯，王友華，陳兵林，等.花鈴期干旱脅迫下氮素水平對(duì)棉花光合作用與葉綠素?zé)晒馓匦缘挠绊慬J].作物學(xué)報(bào), 2008, 34 (4): 675-683.

(責(zé)任編輯：朱秀英)

Effect of straw mushroom residue on soil lettuce yield and quality and soil physicochemical property

TIAN Pingping, HE Mingfeng, LI Biyao, FANG Xiaojun, WANG Jie

(College of Food Science, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China)

In this study, agricultural residues from straw mushroom cultivation were naturally stacking fermented to organic fertilizer. The growth and quality of lettuce planted on soil supplemented with mushroom residues were compared with those planted on soil with chemical fertilizer and control (without fertilizer). Based on the above results, combining with the changes of soil physicochemical factors, including soil organic matter, porosity, water retention, ect., the effects of straw mushroom residues on soil fertility and physicochemical property were evaluated. The results showed that mushroom residues could improve the yield of lettuce, effectively reduce the nitrate and nitrite content and increase the vitamin C content. Of these residues, the effect of camellia oleifera shell on growth and quality of lettuce was the best. Mushroom residues could significantly enhance the soil fertility. The total nitrogen contents of soil with mushroom residues were slightly higher than those of the control, but significantly lower than those of chemical fertilizer soil. The contents of available nitrogen and phosphorus were significantly lower than those of the chemical fertilizer, but the available potassium contents had no significant change. In summary,the soil fertility effects of straw mushroom residues were lower when compared with chemical fertilizer. Application of straw mushroom residues could decrease the specific weight and bulk density and increase the total porosity of soil. Straw mushroom residues had no obviously effect on soil capillary porosity, but could increase the difference in the noncapillary porosity of soil.

straw mushroom residue; fertilizer effect; soil; physicochemical property

2014-10-31

高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金項(xiàng)目(20104404120011)；廣東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(10451064201005405)

田平平(1986-)，女，河南開封人，碩士研究生，主要從事食藥用真菌栽培與采后保鮮技術(shù)研究。

王 杰(1978-)，女，河南駐馬店人，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師。

1000-2340(2015)02-0203-05

S642

A