沈新芬,沈 淵
(上海市金山區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,上海 201599)
食用菌廢料,又稱菌渣、菌糠、菇渣等,是指栽培各種食用菌后的固體廢物[1]。研究發(fā)現(xiàn),菌糠中含有食用菌菌絲蛋白、次生代謝產(chǎn)物、微量元素等多種水溶性養(yǎng)分及豐富的有機物質(zhì),不僅可以作為食用菌的栽培料再利用,而且還有利于保持和改造土壤的團粒結(jié)構(gòu)和理化性能,是一種能夠改良土壤功能的優(yōu)質(zhì)肥料[2]。
近年來,雙孢蘑菇(Agaricus bisporus) 工廠化生產(chǎn)發(fā)展迅速,上海市雙孢蘑菇工廠主要集中在金山區(qū),2020年生產(chǎn)面積達(dá)到了33.95×104m2,產(chǎn)量達(dá)到10 115.8 t,同時每年產(chǎn)生約2.3×104t生產(chǎn)廢料[3]。雙孢蘑菇工廠化生產(chǎn)原料為麥草、雞糞、豆粕、石膏等,各材料按一定比例混合經(jīng)隧道三次發(fā)酵后作為基質(zhì),進(jìn)入菇房后,覆蓋草炭土進(jìn)行出菇生產(chǎn)。生產(chǎn)結(jié)束后的廢料含有蛋白質(zhì)、氨基酸、菌絲體蛋白、酶等可再利用的成分[4]。目前,上海市雙孢蘑菇工廠化生產(chǎn)廢料利用途徑主要有2條:1)直接還田用于種植蘆筍等綠葉蔬菜作物;2)作為有機肥原料生產(chǎn)有機肥[5]。國內(nèi)關(guān)于雙孢蘑菇廢料利用的報道中多采用的是傳統(tǒng)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢料,傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝及覆土材料與工廠化生產(chǎn)有較大差異,關(guān)于研究工廠化生產(chǎn)廢料利用的報道較少。因此,為充分利用本地雙孢蘑菇生產(chǎn)廢料,促進(jìn)資源循環(huán)利用,實現(xiàn)生態(tài)高值化,特開展試驗,研究雙孢蘑菇工廠化生產(chǎn)廢料還田對土壤理化性質(zhì)和鮮食糯玉米生產(chǎn)的影響。
鮮食糯玉米供試品種為申科糯601,由上海市農(nóng)科院提供。
雙孢蘑菇工廠化生產(chǎn)廢料由上海聯(lián)中食用菌專業(yè)合作社提供。經(jīng)檢測,該廢料pH為6.4,有機質(zhì)為361g·kg-1,全氮為 1.84×104mg·kg-1,全磷為 8.87×103mg·kg-1,全鉀為 2.08×104mg·kg-1。
常規(guī)有機肥,由上海憶南昌綠精制有機肥廠生產(chǎn)?!癗+P2O5+K2O”含量≥5%,有機質(zhì)含量≥45%。
試驗設(shè)2個處理,每個處理面積為667 m2。處理1:施用雙孢蘑菇工廠化生產(chǎn)廢料,每667平方米施用量為1 000 kg;處理2(CK):施用常規(guī)有機肥,每667平方米的施用量為1 000 kg。
糯玉米采用穴盤育苗移栽種植方式,寬窄行種植,寬行70 cm,窄行40 cm,株距27 cm,每畦種4行,密度為每667平方米種植3 000株。各處理采用統(tǒng)一田間管理措施,于2020年7月30日將雙孢蘑菇廢料及有機肥分別施入田塊并翻耕,8月20日完成鮮食糯玉米移栽,10月20日完成采收。
試驗調(diào)查項目為鮮食糯玉米生育期、植株性狀、果穗性狀。每個處理隨機抽取10株進(jìn)行植株性狀的測定,重復(fù)3次,采收100個鮮果穗計算產(chǎn)量,并隨機抽取30個果穗進(jìn)行果穗性狀的測定。
試驗地點在金山區(qū)朱涇鎮(zhèn)上海楨霖果蔬專業(yè)合作社的生產(chǎn)基地內(nèi),試驗地塊設(shè)置在連棟大棚內(nèi),已連續(xù)種植鮮食糯玉米、西蘭花、甘藍(lán)等蔬菜作物3年,出現(xiàn)了輕度的土壤板結(jié)及連作障礙。前茬作物為鮮食甜玉米,地塊平整均勻,土壤為粘壤土。
土壤取樣采用五點取樣法,去除表層浮土后取深度為15 cm~20 cm的土樣,5個取樣點土樣混勻后組成檢測土樣。取樣時間分別為廢料及有機肥施用前(7月23日),糯玉米生長中期(9月12日)和糯玉米采收結(jié)束后(10月20日)。
土壤pH用酸度計法測定[6],有機質(zhì)、水溶性鹽、水解性氮、有效磷、速效鉀、全氮均采用常規(guī)方法測定[7]。
所有數(shù)據(jù)采用Excel 2007軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。
不同處理下土壤理化性質(zhì)詳見表1。
表1 不同處理對土壤理化性質(zhì)的影響Tab.1 Effects of different treatments on soil physicochemical properties
由表1可知,施用雙孢蘑菇工廠化生產(chǎn)廢料或有機肥前,試驗地塊土壤的pH、水溶性鹽、水解性氮、有效磷、速效鉀、全氮、有機質(zhì)含量一致。根據(jù)全國第二次土壤普查及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[8],該地塊土壤酸堿度呈中性,弱鹽漬土,除有機質(zhì)含量達(dá)到土壤肥力二級標(biāo)準(zhǔn)外,其余指標(biāo)均達(dá)到土壤肥力一級標(biāo)準(zhǔn)。
試驗地塊分別施用雙孢蘑菇工廠化生產(chǎn)廢料和有機肥后,在糯玉米生長過程中,土壤的理化性質(zhì)發(fā)生了明顯變化。施用雙孢蘑菇工廠化生產(chǎn)廢料的地塊與施用有機肥的地塊相比,土壤pH在鮮食糯玉米生長過程中從施用前的6.73下降到6.30,下降幅度較大,原因可能是雙孢蘑菇廢料中含有較多的酸性物質(zhì),在鮮食糯玉米生長過程中得到釋放,從而較大程度地影響了土壤的pH。
在鮮食糯玉米生長過程中,比較2個處理對土壤理化性質(zhì)的影響可以得出,水溶性鹽呈下降趨勢,施用有機肥的處理比施用雙孢蘑菇工廠化生產(chǎn)廢料的處理下降幅度更大,說明雙孢蘑菇廢料含鹽量較高,不利于降低土壤的鹽分,這與張秀珍等[9]的研究結(jié)果一致。
此外,在水解性氮和全氮的含量中,施用雙孢蘑菇工廠化生產(chǎn)廢料的處理呈現(xiàn)上升趨勢,而施用有機肥的處理出現(xiàn)下降趨勢,說明雙孢蘑菇廢料比常規(guī)有機肥含有更豐富的氮元素,除了滿足鮮食糯玉米生長對氮素的需求,還可增加土壤中的氮含量。
有效磷含量在施用雙孢蘑菇工廠化生產(chǎn)廢料的處理中呈現(xiàn)上升趨勢,而施用有機肥的處理出現(xiàn)先下降后上升趨勢,最后與施用前基本相同,說明雙孢蘑菇廢料比常規(guī)有機肥含有更豐富的磷元素。
速效鉀含量在施用雙孢蘑菇工廠化生產(chǎn)廢料的處理中出現(xiàn)先上升后下降的趨勢,最后與施用前基本相同,而施用有機肥的處理出現(xiàn)先下降后上升的趨勢,這可能是有機肥中的鉀元素隨著鮮食糯玉米的生長逐步釋放,但兩者均可滿足鮮食糯玉米對鉀的需求。
有機質(zhì)的含量在施用雙孢蘑菇工廠化生產(chǎn)廢料的處理中呈現(xiàn)下降趨勢,而施用有機肥的處理呈現(xiàn)上升趨勢,說明施用雙孢蘑菇廢料對土壤有機質(zhì)增加不如施用有機肥,但土壤有機質(zhì)含量從39.20 g·kg-1下降到38.50 g·kg-1,下降幅度小,可以認(rèn)為雙孢蘑菇廢料基本滿足鮮食糯玉米生長過程中對有機質(zhì)的要求。
不同處理對鮮食糯玉米生育期的影響詳見表2。
表2 不同處理下鮮食糯玉米的生育期Tab.2 Growth period of fresh waxy corn with different treatments
從表2可知,不同處理對鮮食糯玉米的生育進(jìn)程基本沒有影響,除吐絲期施用雙孢蘑菇工廠化生產(chǎn)廢料比使用有機肥提前1 d外,其余生育進(jìn)程完全相同,全生育期時長也一樣。
不同處理對鮮食糯玉米植株性狀的影響詳見表3。
表3 不同處理鮮食糯玉米植株性狀Tab.3 Plant traits of fresh waxy corn with different treatments
從表3可知,鮮食糯玉米的植株性狀在不同的處理下有所不同。具體表現(xiàn)為施用雙孢蘑菇工廠化廢料的植株株高和穗位高均高于對照組,葉片數(shù)少于對照組,莖稈比對照組粗,倒伏率略高于對照組,原因主要是株高和穗位高過度,易倒伏。
不同處理對鮮食糯玉米果穗性狀的影響詳見表4。
表4 不同處理鮮食糯玉米果穗性狀Tab.4 Corn ear characters of fresh waxy corn with different treatments
由表4可知,施用雙孢蘑菇工廠化生產(chǎn)廢料的鮮食糯玉米果穗較為粗壯,鮮果穗重量大于對照組。
不同處理對鮮食糯玉米產(chǎn)量的影響詳見圖1。
圖1 不同處理下鮮食糯玉米產(chǎn)量Fig.1 Yield of fresh waxy corn with different treatments
由圖1可知,每667平方米施用雙孢蘑菇工廠化生產(chǎn)廢料的鮮食糯玉米產(chǎn)量(去苞葉)高于對照組,比對照增產(chǎn)2.4%。
雙孢蘑菇工廠化生產(chǎn)廢料含有豐富的有機質(zhì)和氮、磷、鉀等元素,同時雙孢蘑菇生產(chǎn)過程中代謝出一些酸性物質(zhì),導(dǎo)致其pH偏低。其作為有機肥施用到土壤后,能提高土壤氮、磷、鉀的含量,降低土壤pH。但需要注意的是,雙孢蘑菇生產(chǎn)廢料含鹽量較高,使用時每667平方米施用量應(yīng)低于1 000 kg,同時應(yīng)注意監(jiān)測對土壤含鹽量的影響。試驗結(jié)果表明,施用雙孢蘑菇工廠化廢料的土壤經(jīng)過種植一茬鮮食糯玉米后,土壤的氮、磷仍有提高,鉀和有機質(zhì)含量略有下降,說明雙孢蘑菇生產(chǎn)廢料含有的養(yǎng)分可以滿足鮮食糯玉米生長過程中對肥料的需求。鮮食糯玉米是一種需肥量較多的作物,整個生育期吸收的養(yǎng)分以氮肥最多,其次是鉀、磷元素。一般每生產(chǎn)100 kg糯玉米籽粒,需吸收N、P2O5、K2O養(yǎng)分的量分別為3.94 kg、1.38 kg、5.41 kg[10]。根據(jù)鮮食糯玉米品種申科糯601的特性,鮮出籽率為73.5%,若每667平方米產(chǎn)660 kg,經(jīng)折算需吸收 N、P2O5、K2O養(yǎng)分分別為 19.1 kg、6.69 kg、26.24 kg。而雙孢蘑菇工廠化生產(chǎn)廢料若每667平方米施用量為1 000 kg,則含全氮、全磷、全鉀的量分別為18.40 kg、8.87 kg、20.80 kg。因此,從數(shù)據(jù)上也可看出雙孢蘑菇工廠化生產(chǎn)廢料中含有的養(yǎng)分可以滿足鮮食糯玉米生長過程中對肥料的需求。
有研究表明,食用菌廢料可以降低土壤容重,提高土壤透氣性,還可改善土壤中微生物的生存環(huán)境,促進(jìn)細(xì)菌繁殖[11],本試驗尚未進(jìn)行與此相關(guān)研究,后續(xù)試驗可進(jìn)一步進(jìn)行探索。
從鮮食糯玉米的植株性狀、果穗性狀和產(chǎn)量來看,施用雙孢蘑菇工廠化生產(chǎn)廢料的處理優(yōu)于施用常規(guī)有機肥的處理,表現(xiàn)為植株高大粗壯、果穗粗壯、產(chǎn)量稍高。
從經(jīng)濟效益來分析,雙孢蘑菇工廠化生產(chǎn)廢料成本為80元/t,常規(guī)有機肥成本為200元/t,以每667平方米土地施用有機肥1 t來計算,每667平方米可節(jié)約生產(chǎn)成本120元。
綜上可以認(rèn)為雙孢蘑菇工廠化生產(chǎn)廢料完全可以代替常規(guī)有機肥使用,不僅能節(jié)約生產(chǎn)成本,提高作物種植的經(jīng)濟效益,而且可以促進(jìn)雙孢蘑菇廢料的有效利用,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄的物循環(huán)利用,變廢為寶,減少環(huán)境污染。同時將食用菌產(chǎn)業(yè)和農(nóng)作物種植業(yè)有機地結(jié)合起來,促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。