摘要：采用劃區(qū)試驗，設置平菇菌渣水平（0、50%、100%，記為P0、P50、P100）與化肥水平（0、50%、75%、100%，記為C0、C50、C75、C100）配施試驗，共設7個處理，探索平菇菌渣與化肥配施對番茄產量、土壤團聚體結構及腐殖質組分的影響。結果表明，長期平菇菌渣配施化肥可明顯影響番茄光合有效輻射截獲率、群體絕對生長率、土壤團聚體結構及腐殖質組分。與單一化肥處理（C100P0）相比，平菇菌渣配施化肥處理下番茄生育前期光合有效輻射截獲率、群體絕對生長率較低，但平菇菌渣配施化肥處理可促進大顆粒團聚體的形成，改善土壤保肥保水性能及抗侵蝕能力，且可顯著提高土壤腐殖質組分含量，促進富里酸組分轉化，增強土壤酸性蛋白酶與纖維素酶活性，使中后期長勢較佳，以C75P100處理整體較優(yōu)。產量數據顯示，前2年中化肥減施比例越高，產量降幅越大，但隨著試驗年限的增加，平菇菌渣配施化肥與C100P0處理的產量差距逐漸減??；與C100P0處理相比，平菇菌渣配施化肥處理產量5年平均產量變幅為-9.93%～0.40%，C100P0處理與C75P100處理差異不顯著。綜上，平菇菌渣和化肥配施可有效改善土壤團聚體結構，促進腐殖質轉化，75%常規(guī)化肥配施16 000 kg/hm2平菇菌渣可有效保障番茄產量不減產，表明平菇菌渣具有減肥潛力，C75P100是最佳的化肥施用比例與平菇菌渣施用量處理。

關鍵詞：平菇菌渣；化肥配施；番茄產量；腐殖質組分；土壤團聚體

中圖分類號：S641.206文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2025）02-0199-07

中國是世界上最大的食用菌主產國之一，2020年以來產量已連續(xù)突破4 000萬t/年，占世界總產量的75%［1］。大量的食用菌生產量意味著每天有大量的食用菌菌渣產生。據統(tǒng)計，我國菌渣廢棄物產生量約2.1億t/年，占農業(yè)總廢棄物產生量的13%，但菌渣綜合利用率不足20%［2］。平菇（Agaricus tabularis）是我國栽培范圍最廣、消費量最大的商品食用菌之一［3］。平菇菌種抗干擾性較強、易栽培、適應性強，因此我國平菇所用栽培基質多采用地方普遍存在的雜木屑、作物秸稈、麩皮、谷物粉末、石膏及石灰混合制成［4］。因平菇栽培基質原材料價格低廉，制作較簡易，當季平菇栽培周期結束后，平菇菌渣往往被隨意丟棄，在導致生態(tài)問題的同時造成資源浪費［5］。挖掘平菇菌渣的潛在利用價值，實現菌渣廢棄物的資源化利用，已成為平菇產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要問題。

番茄（Solanum lycopersicum L.）是世界范圍內一種重要的經濟且營養(yǎng)豐富的蔬菜作物，具有顯著的食用價值和經濟效益［6］。近年來，由于市場反季節(jié)需求高和農業(yè)用地有限，溫室栽培已成為番茄生產的主要方式。然而，溫室栽培是一個典型的密集型農業(yè)體系，為追求作物高產，化學肥料的施用量往往過高，對土壤質量產生有害影響，導致溫室栽培系統(tǒng)環(huán)境污染［7］。此外，連續(xù)單一栽培是番茄種植系統(tǒng)的一個常見現象，會導致連作障礙，進而導致植物生長受限、產量品質下降以及病害頻發(fā)［8］。科學合理的配方施肥是促進番茄優(yōu)質高產的基礎環(huán)節(jié)。在溫室栽培過程中，農民往往注重化肥施用，而忽視有機物質的施用效果，導致土壤質量急劇下降、抗侵蝕能力降低，進而導致作物產量和經濟效益降低［9］。

菌渣基質是溫室系統(tǒng)中種植農作物和園藝植物的較佳化肥替代物質［9-10］。菌渣基質主要由殘留的真菌菌絲體、分解的木質纖維素生物質、各種營養(yǎng)物質以及有機物和酶組成［11］，且具有容重低、質地疏松、透氣性好、營養(yǎng)保留性好等特點［12］。因此，菌渣可用于生物修復受污染的土壤、改善土壤物理結構和土壤微生態(tài)環(huán)境，以保障土壤健康［13］；同時，菌渣還具有較高含量的有機質、磷、鉀以及植物所需的微量元素［14］。此外，由于菌渣有毒元素含量低，吸收能力強，能夠提高土壤通氣和保水能力，可用作土壤改良劑，改善土壤質量、農藝效率和環(huán)境安全［15］。然而，目前關于菌渣對農作物影響的研究主要集中在谷物作物和其他經濟作物生產中，較高關注菌渣對蔬菜作物的影響，且主要集中于木耳菌渣的應用，而對平菇菌渣的研究較少。因此，本研究分析平菇菌渣與化學肥料配施的運籌策略對連作番茄生長、產量及土壤性質的影響，以期為平菇菌渣廢棄物的再利用和降本增效提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗材料與地點

試驗于2019—2023年在綏化學院試驗大棚區(qū)進行。以寒地番茄品種東農716為試驗材料。供試番茄專用基肥（N、P2O5、K2O含量分別為13%、7%、12%）、番茄專用追肥（N、P2O5、K2O含量分別為6%、3%、19%）皆購自綏化市惠生肥業(yè)有限公司。供試平菇菌渣為筆者所在課題組平菇生長1年的殘渣，基質原材料包含楊木屑、玉米秸稈、麩皮及石灰等，具體配料比例見文獻［16］。5年試驗均在同一棚區(qū)內進行，供試田塊土壤為砂姜黑土，棚內0～30 cm 土壤的理化性質為：pH值6.25、有機質含量23.64 g/kg、堿解氮含量102.65 mg/kg、有效磷含量40.63 mg/kg、速效鉀含量139.46 mg/kg。

1.2試驗設計

試驗以化肥（C）、平菇菌渣（P）配施設置不完全隨機試驗，共設置7個處理：對照（CK），不施用化肥、不施用菌渣；C100P0，施用100%化肥、不施用菌渣；C0P100，不施用化肥、施用100%菌渣；C50P50，施用50%化肥、施用50%菌渣；C50P100，施用50%化肥、施用100%菌渣；C75P50，施用75%化肥、施用50%菌渣；C75P100，施用75%化肥、施用100%菌渣。各處理重復3次。其中施用50%、75%、100%化肥分別表示施用當地實際化肥總施用量（1 150 kg/hm2 番茄專用基肥與600 kg/hm2番茄專用追肥）的50%、75%、100%；施用50%、100%菌渣表示施用常規(guī)菌渣施用量（16 000 kg/hm2）的50%、100%。平菇菌渣與番茄基肥一次性施入，番茄追肥于旺長期和揚花期按6 ∶4施入，其他田間管理按照番茄生產栽培技術要求進行。

1.3指標測定與方法

1.3.1番茄產量、光合有效輻射截獲率與群體絕對生長率測定

于2019—2023年每個收獲期每個小區(qū)隨機選取50顆番茄果實進行稱量，并記錄數據，公頃產量由小區(qū)面積產量換算。2023年5—9月測定番茄冠層光合有效輻射截獲率（PARI）和群體絕對生長率（AGR），其中PARI采用作物冠層分析儀（TOP-1300，浙江托普云農科技股份有限公司）測定，AGR參照宋桂云等所述方法［17］進行。

1.3.2土壤團聚體結構、有機質、富里酸組分及酶活性測定

于2023年6月30日，采用半自動螺旋取樣器（直徑4 cm）按照五點取樣法獲取番茄根圍土壤，測定土壤指標。將所取土壤樣品分為2個部分，第1部分樣品自然風干，用于測定土壤團粒結構和土壤有機質（HA）、腐殖酸（FA）含量；第2部分樣品保存于2 ℃環(huán)境，用于測定土壤酶活性。土壤酸性蛋白酶（ACPT）、纖維素酶（CEL）活性均采用上海酶聯生物科技公司生產的試劑盒進行測定，型號分別為ml076908、ml79631。土壤團聚體結構采用濕篩法［18］進行測定。

土壤有機質（OM）組分采用焦磷酸鈉-氫氧化鈉提取-重鉻酸鉀氧化容量法進行測定，其中包括胡敏素、富里酸（FA）及胡敏酸。基于高效液相色譜-質譜聯用儀（Xevo G3，沃特世科技上海有限公司）采用高效液相色譜質譜法（LC-MS）測定FA組分，質譜、色譜參數及條件見Gao等的研究［19］。

1.4數據處理

采用SPSS 23.0進行方差分析和多重比較（α=0.05），所有圖形皆采用Origin 12軟件繪制。

2結果與分析

2.1平菇菌渣與化肥配施對番茄光合有效輻射截獲率與群體生長的影響

由圖1-A可知，在平菇菌渣與化肥配施第5年（2023年）的試驗中，不同處理對番茄移栽后的光合有效輻射截獲率（PARI）均具有一定影響。就2023年的試驗數據而言，隨著生育期的推進，所有處理均整體呈降低趨勢，但不同處理在不同階段的PARI存在差異。同一施氮水平處理下，P100處理的PARI整體大于P50處理。在移栽后45 d內，整體以C100P0處理的PARI較高，但隨著生育期推進，C100P0處理的PARI降幅更快；移栽后45～90 d，C50P100、C75P100的PARI整體大于其他處理。

由圖1-B可知，2023年6個監(jiān)測時間點不同處理番茄的群體絕對生長率（AGR）隨著生育期推進呈先升后降趨勢。從移栽后15 d開始，AGR逐漸增加，在移栽后45 d達到最高值，在移栽后15～45 d 內，整體以C100P0大于其他平菇菌渣與化肥配施處理（C50P50、C50P100、C75P50、C75P100、C0P100）。此后，AGR逐漸下降；在移栽后45～90 d內，整體以C50P100、C75P50、C75P100、C0P100處理大于C100P0處理，其中AGR最大值整體出現在C75P100處理上。

2.2平菇菌渣與化肥配施對番茄土壤團聚體組成及其穩(wěn)定性的影響

由圖2-A可知，在5級濕篩粒級（＞2 mm、1～2 mm、0.25～1.00 mm、0.053～0.250 mm、＜0.053 mm）中，CK以＜0.053 mm為優(yōu)勢粒級，C100P0、C0P100處理以0.25～1.00 mm為優(yōu)勢粒級，其他處理皆以＞2 mm團粒為優(yōu)勢粒級，各處理1～2 mm、0.053～0.250 mm組分所占比例較低。各處理＞2 mm組分所占比例表現為CK＜C50P50處理＜C0P100處理＜C100P0處理＜C75P50處理＜C50P100處理＜C75P100處理，以C75P100處理最高（30.56%），其他處理較其減少3.12～11.88百分點。以C75P50處理1～2 mm組分所占比例最高（20.36%），其他處理較其顯著減少1.77～12.25百分點。0.25～1 mm組分所占比例以CK、C100P0、C0P100處理較高，均顯著大于C50P50、C50P100、C75P50、C75P100處理。CK的0.053～0.250 mm組分比例最高，除C75P50處理外，其他處理較其顯著減少0.33～7.87百分點。對于最小的團聚體組分（＜0.053 mm）所占比例，各處理呈C50P100處理＜C0P100處理＜C75P50處理＜C75P100 處理＜C50P50處理＜C100P0處理＜CK，與CK相比，施肥處理顯著減少6.69～13.19百分點。由圖2-B～圖2-D可知，大于 0.25 mm 團聚體組分（R0.25）占比、平均重量直徑（MWD）及幾何平均直徑（GMD）皆以C50P100、C75F100處理較高，表明一定量的化肥配施 16 000 kg/hm2 平菇菌渣更有利于提高土壤水穩(wěn)性團聚體的穩(wěn)定性。

2.3平菇菌渣與化肥配施對番茄根際土壤酶活性的影響

由圖3-A可知，幼苗期各處理的酸性蛋白酶（ACPT）活性表現為CK＜C50P50處理＜C0P100處理＜C50P100處理＜P75F100處理＜P75F50處理＜C100P0處理，但各處理間波動較小，均無顯著差異。揚花期的ACPT活性仍以CK最低，相關施肥處理較其提高7.45%～55.67%；各平菇菌渣與化肥配施處理的ACPT活性以C75P100較高，C100P0、C0P100、C50P50、C75P50處理分別較其顯著降低29.84%、9.23%、30.98%、10.59%。由圖 3-B 可知，中、幼苗期各處理的土壤纖維素酶（CEL）活性呈CK＜C100P0處理＜C0P100處理＜C50P50處理＜C75P50處理＜C50P100處理＜C75P100處理，與CK相比，施肥處理提高3.66%～43.67%，其中CK與C100P0、C0P100處理間均無顯著差異，3個處理的CEL活性顯著小于C75P50、C50P100、C75P100處理。與CK相比，施肥處理揚花期的CEL活性顯著提高85.32%～176.38%；其中平菇菌渣與化肥配施處理中以C50P100處理CEL活性最高，C100P0、C0P100、C50P50、C75P50處理較其分別顯著降低32.95%、16.99%、14.34%、16.28%。

2.4平菇菌渣與化肥配施對番茄土壤腐殖質及富里酸組分含量的影響

由圖4-A可知，在表層土的有機質組分中，各組分含量表現為胡敏素（HM）＜富里酸（FA）＜胡敏酸（HA），HM、FA含量皆以C75P100處理存在較大值，與C75P100處理相比，其他處理分別顯著降低4.21%～47.79%、4.54%～26.74%；各處理的HA含量表現為CK＜C100P0處理＜C75P50處理＜C50P100處理＜C0P100處理＜C75P100處理＜C50P50處理，與C50P50處理相比，其他處理顯著降低7.47%～51.09%。由圖4-B可知，各處理富里酸組分整體以單寧類物質所占比例最高。在CK中，各組分比例高低順序表現為芳烴類（8.60%）＜脂質類（11.40%）＜木質素類（11.51%）＜蛋白質類（14.07%）＜碳水化合物（16.86%）＜單寧類（37.57%）；在C100P0處理中，各組分比例呈木質素類（8.57%）＜芳烴類（9.78%）＜脂質類（13.34%）＜蛋白質類（17.22%）＜碳水化合物（22.07%）＜單寧類（29.02%）；而在含平菇菌渣處理（C0P100、 C50P50、 C50P100、 C75P50、C75P100）中，脂質類、蛋白質、碳水化合物、木質素、芳烴及單寧所占比例分別為14.10%～21.27%、16.09%～19.07%、10.11%～18.03%、12.16%～16.49%、9.26%～13.62%及21.56%～30.37%。

2.5平菇菌渣與化肥配施對番茄產量的影響

由圖5可知，在5年（2019—2023年）的試驗周期中，皆以CK的番茄產量最小，且產量逐年下降。在2019—2021年中，番茄產量皆以C100P0處理產量最高，2019、2020、2021年其他處理較其降低5.17%～14.72%、3.21%～22.50%、0.27%～24.30%。2022年番茄產量以C75P50處理最高，C75P100、C100P0與其無顯著差異。2023年番茄產量以C75P100處理產量最高，其他處理較其降低6.39%～35.40%。與常規(guī)施肥處理（CK）相比，相關化肥減施處理番茄5年平均產量變幅為 -23.73%～0.40%；各處理5年平均產量表現為CK（30.88 t/hm2）＜C0P100處理（36.47 t/hm2）＜C50P50處理（38.26 t/hm2）＜C50P100處理（38.66 t/hm2）＜C75P50處理（39.49 t/hm2）＜C100P0處理（40.49 t/hm2）＜C75P100處理（40.65 t/hm2），與C100P0處理相比，CK、C0P100、C50P50、C50P100、C75P50、 C75P100處理變幅分別為-23.73%、-9.93%、-5.51%、-4.52%、-2.47%、0.40%。

3討論與結論

食用菌菌渣基質是目前蔬菜田間生產的常用栽培介質之一［20］，大量研究表明，菌渣可以減少溫室蔬菜系統(tǒng)中的銨揮發(fā)、硝態(tài)氮流失及提高有機磷礦化［5，21］。由于化學肥料釋放速率快，而菌渣當季有效養(yǎng)分較低，目前速效化肥摻混菌渣已逐漸運用于農業(yè)生產［22］，然而關于化肥減施、配施菌渣對番茄種植影響的研究較少。本研究中，2023年的試驗數據表明，化肥與菌渣配施皆影響番茄光合有效輻射截獲率（PARI）。PARI是冠層光合能力、群體光合勢的重要表征［23］。鄭雪嬌等研究發(fā)現，冠層PARI與小麥營養(yǎng)器官分化、干物質積累量籽粒產量具有顯著正相關［24］。本研究中，隨著生育期的推進，單施化肥處理（C100P0）的PARI降幅更快，后期以C75P100整體大于其他處理，而C75P100處理的群體絕對生長率在移栽后90 d中均具有較大值。以上結果說明，在減少化肥施用量條件下長期施用全量平菇菌渣可有效保障番茄前期的生長發(fā)育，延緩番茄植株的衰老，從而保障后期產量形成。

土壤團聚體的結構與組成是反映土壤質地、緩沖性能及保肥保水能力的重要指標，較多大顆粒團聚體及穩(wěn)定的團聚體可提高土壤抗侵蝕性和土壤熵值［25］。本研究結果表明，C100P0處理下番茄根圍土壤以＜0.53 mm、＞2 mm為土壤優(yōu)勢團聚體，而施用化肥與菌渣處理（C50P50、C50P100、C75P50、C75P100處理）以＞2 mm占據絕對比例。＞2 mm團聚體對R0.25值（＞0.25 mm）的影響最大，以P100處理（C0P100、C50P100、C75P100）存在較大值。幾何平均直徑（GMD）和平均重量直徑（MWD）是反映土壤抗侵蝕性及水穩(wěn)定性的重要指標［26］。本研究中，C50P100、C75P100處理具有較高的GMD、MWD值，說明平菇菌渣可改變土壤團聚體結構，且較多的菌渣配施化肥可提高土壤保肥保水性能。這與徐爽的研究結論基本趨于一致，菌渣中具有未降解的纖維物質、微生物底物及可觀的菌物活性蛋白，從而有利于改善土壤團粒組成、提高土壤緩沖性能［27］。

平菇菌渣含有多種生物活性化合物、多糖及抗菌肽，這些抗菌特性可以影響土壤微生物結構與組成，從而影響土壤養(yǎng)分周轉［28］。有機質含量是土壤肥力的直觀體現，腐殖質是有機質的重要組成部分，腐殖質含有大量活性官能團，主要由胡敏酸、胡敏素、富里酸（FA）構成，富里酸可與黏土礦物結合形成黏土-腐殖質復合物，這是提升土壤肥力的重要途徑［29］。本研究結果表明，平菇菌渣的施用對土壤腐殖質組分含量、FA組分結構比例具有積極影響。在FA組分中，與C100P0處理相比，平菇菌渣配施化肥處理可增加木質素類、蛋白質類及脂質類的比例。土壤FA的組分變化可能與以下機制有關，菌渣改善了土壤微生物結構和酶活性，可以促進腐生真菌（如青霉等）的增殖，加速土壤富里酸的轉化，而腐殖質的分解，會釋放出大量具有強脂肪族特性的分子，促進富里酸活化［30］；因此促進纖維素酶、酸性蛋白酶活性提高，增加蛋白質類、脂質類及木質素類比例。

產量形成主要是土壤供肥性能、植物發(fā)育水平及植株養(yǎng)分分配模式的最終體現，可觀的作物產量是保障經濟收益與調動農民積極性的重要因子［31］。本研究中，不施肥處理（CK）的番茄產量與C0P100處理差距相對較小，且CK的番茄產量隨著試驗年份的延長不斷下降，但前3年降幅較緩，這可能是由于土壤是供給植物生長的主要養(yǎng)分庫，因此短時間減量施肥時會誘導土壤礦化，但土壤養(yǎng)分庫在長期無法得到養(yǎng)分補給時，會影響土壤庫容及礦化水平［32］，從而顯著影響植物生長發(fā)育及產量。本研究中，在5年的番茄記產中，與單一化肥施用處理（C100P0）相比，相關化肥減施處理的第1年、第2年果實產量顯著下降，化肥減施比例越高，產量降幅越大，但在試驗第3年化肥減施處理產量與C100P0差距減小，第5年時菌渣配施化肥處理產量高于C100P0處理。此外，本研究結果進一步表明以C75P100處理的番茄5年平均產量存在較大值，其較C100P0處理提高0.40%。

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