菌渣有機肥對菠菜生長與土壤肥力的影響研究.pdf

接收日期 基金項目 貴州科技支撐項目 黔科合支撐 一般 黔科合支撐 通訊作者 周少奇 男 博士 教授 主要從事環(huán)境科學(xué)與工程研究 菌渣有機肥對菠菜生長與 土壤肥力的影響研究 周 偉 鄭 偉 周 娟 陳富快 鄧春英 王雪酈 周少奇 貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院 貴州貴陽 貴州科學(xué)院 貴州貴陽 貴州世農(nóng)肥業(yè)有限公司 貴州黔西南布依族苗族自治州 貴州興義 摘 要 為了高效利用菌渣 并促進菌渣有機肥的推廣使用 采用盆栽試驗的方法對施用菌渣有機肥后土壤理化 特性 酶活以及菠菜生長的變化特征進行了研究 試驗設(shè)置 個處理 分別為 開展為期 的菌渣有機肥應(yīng)用盆栽試驗 結(jié)果表明 相較于 施用不同 濃度 菌渣有機肥處理的土壤堿解氮平均含量分別增加了 速效磷分別增加 速效鉀和有機 質(zhì)平均含量分別增加了 和 土壤脲酶 和過氧化氫酶平均活性分別提高了 和 但對酸性 磷酸酶活性無顯著影響 菠菜鮮重分別提升了 干重分別提升了 單株葉面積分別提升了 株幅分別提升了 施肥 劑量在 之間 菌渣有機肥有增加土壤養(yǎng)分 促進菠菜生長的效果 且隨著施用劑量的提高效果增強 關(guān)鍵詞 菌渣 有機肥 菠菜 土壤理化 中圖分類號 文獻標識碼 文章編號 國際 編碼 中國是世界上最大的食用菌生產(chǎn)國之一 根據(jù) 中國食用菌協(xié)會統(tǒng)計 年全國食用菌產(chǎn)量達 萬 產(chǎn)值約為 億元 貴州主要食用 菌有 科 屬 種 野生食用菌種類占全國的 以上 主要特色品種有香菇 美味牛肝菌 蜜 環(huán)菌 桑黃菌 金耳 木耳 銀耳 雞油菌 猴頭 馬勃 等 食用菌產(chǎn)業(yè)已成為貴州省十二大優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)之 一 不少縣市將其作為 億元級 產(chǎn)業(yè) 加大扶持發(fā) 展力度 并作為脫貧摘帽后持續(xù)鞏固脫貧攻堅成 果 為貴州鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實施作出貢獻 年 貴州省食用菌總產(chǎn)量為 萬 菌渣產(chǎn)量高達 萬 目前 貴州省食用菌產(chǎn)業(yè)規(guī)模已達 億棒 發(fā)展勢頭迅猛 由于食用菌產(chǎn)業(yè)鏈有多 個環(huán)節(jié)產(chǎn)生大量的廢菌渣 如何對它們進行資源化 利用 避免環(huán)境污染 成為該產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要制約 因素 關(guān)系到該產(chǎn)業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展 食用菌菌渣是收獲食用菌后殘留的培育基質(zhì) 其中含有大量殘留真菌孢子 木質(zhì)纖維素和蛋白質(zhì) 等有機質(zhì) 此外 食用菌菌渣還含有許多殘留的蛋 白酶 纖維素酶 半纖維素酶 漆酶等活性酶 如 果食用菌菌渣不能及時無害化處理 不僅浪費資 源 還會腐爛發(fā)霉造成環(huán)境污染 目前 食用菌 菌渣的資源化利用已有相關(guān)研究 等 使用食 用菌菌渣 秸稈 園林廢棄物進行混合厭氧消化 累 積甲烷產(chǎn)量可達 等 利用食用菌菌 渣熱解制造生物活性炭等 但這些利用方法往往工 藝復(fù)雜 成本較高 而堆肥是一種廣泛使用的有機 廢物資源利用方式 可以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)和工業(yè)的清潔生 產(chǎn)和可持續(xù)性 菌渣有機肥對土壤肥力特性以及生物環(huán)境的 山地農(nóng)業(yè)生物學(xué)報 影響 我們知之甚少 這制約了菌渣有機肥的推廣 使用 因此 本研究使用食用菌菌渣制備生物有機 肥 并以菠菜作為代表植物進行為期 的盆栽 試驗 探討菌渣有機肥對土壤肥力 菠菜生長的 影響 材料與方法 供試材料 試驗所需菌渣生物有機肥的制備借助貴州世 農(nóng)肥業(yè)有限公司的生產(chǎn)車間完成 具體步驟如下 將食用菌渣 牛糞 油枯分別破碎后按質(zhì)量比 進行混合 并控制含水率為 左右 按 用量 添加金正大有機肥發(fā)酵菌劑 然后將混合物料置于 車間進行堆垛發(fā)酵 定時檢測堆體溫度 當發(fā)酵溫 度達到 時進行翻堆 反復(fù)多次直至堆體溫度 不再升高 徹底腐熟 發(fā)酵完成后再進行破碎篩 分 得到菌渣有機肥 經(jīng)檢測 菌渣有機肥的理化 性質(zhì)為 有機質(zhì)為 總氮為 總磷為 總鉀為 含水率為 為 符 合 有機肥料 標準 供試土壤采自貴州省黔西南州興義市某農(nóng)田 采集深度為 的土壤 挑出其中較大的石 塊和植物殘體 在室內(nèi)陰涼通風處攤平自然風干 將風干后的土壤砸碎混勻后進行檢測與后續(xù)的盆栽 種植 經(jīng)檢測 供試土壤的理化性質(zhì)具體如下 為 電導(dǎo)率為 有機質(zhì)為 堿 解氮為 速效磷為 速效鉀 為 供試菠菜種子采購于興義市黔農(nóng)匯農(nóng)產(chǎn)品營 銷有限公司 菠菜品種為 荷蘭 盆栽試驗 試驗設(shè)置 個處理 菌渣有機肥施用量分別為 土壤重量 以風干重量計 的 不施肥 微量施肥 低量施肥 常量施肥 和 過量施肥 分別記為 和 每個梯度設(shè)置 組平行 共 個處理 分別稱 取 土壤放入塑料花盆內(nèi) 口徑為 高 為 依次添加不同比例的菌渣有機肥 充分混勻 播種 粒菠菜種子 采用重量 法 用純水進行澆灌 培養(yǎng)過程中保持適當?shù)暮?水率 分別于 和 取土樣進行 分析 每個處理 次重復(fù) 采集的土壤樣品自然風 干 挑選出雜物后過 目篩進行理化性質(zhì)與酶活 分析 待菠菜出苗后的第 天進行間苗處理 每個 處理留 株生長情況相似的菠菜 在第 天收獲 菠菜 用自來水洗滌 次后 再用去離子水沖洗 次 用濾紙快速擦干水分后 進行菠菜農(nóng)藝指標的 測量 測定項目與方法 土壤速效鉀采用中性乙酸銨溶液浸提后 使用 上海元析 型原子吸收分光光度計測量 有效磷經(jīng)碳酸氫鈉溶液浸提后采用鉬銻抗比色法 進行測量 堿解氮采用堿解擴散法進行測定 有機 質(zhì)采用重鉻酸鉀氧化 外加熱法進行測定 土壤 脲酶活性 過氧化氫酶活性 酸性磷酸酶活性均使 用上海紀寧實業(yè)有限公司生產(chǎn)的 試劑盒測 定 具體操作按照試劑盒說明書進行 菠菜的農(nóng)藝指標用電子天平 卷尺 坐標紙進 行測量 數(shù)據(jù)處理與分析 用 統(tǒng)計和處理數(shù)據(jù) 運用 軟件繪圖 采用 軟件進行相關(guān)性和單 因素方差分析 結(jié)果與分析 菌渣有機肥對土壤理化性質(zhì)的影響 如圖 所示 施用菌渣有機肥后 處理較 的土壤堿解氮平均含量分別 提高了 速效磷平均含量分別提高了 速效鉀 平均含量分別提高 有機質(zhì)平均含量分 別提高 各處理土壤 堿解氮含量均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢 其中 處理堿解氮下降幅度較小 且土壤堿解氮 速效磷 速效鉀和有機質(zhì)的促進效果均表現(xiàn)為 效果最佳 總體表明 施用菌渣有機肥可有 效提高土壤肥力 且隨著施用劑量增大 促進效 果提高 第 期 周 偉 等 菌渣有機肥對菠菜生長與土壤肥力的影響研究 圖 不同處理土壤理化性質(zhì)的變化 菌渣有機肥對土壤酶活性的影響 如圖 所示 菌渣有機肥可以顯著增強土壤中 脲酶 過氧化氫酶的活性 但對酸性磷酸酶活性無 顯著影響 與 相比 施用菌渣有機肥的各處理 脲酶活性均值分別提高了 土壤脲酶活性可以反映土壤氮素的轉(zhuǎn)化 說明菌渣有機肥的施用加強了土壤氮素的循環(huán) 過 氧化氫酶活性均值分別提高了 土壤過氧化氫酶活性反映了土壤 中微生物的生化反應(yīng)強弱 菌渣有機肥的施入顯著 加強了土壤微生物的生物活性 菌渣有機肥對菠菜農(nóng)藝指標的影響 施用不同劑量的菌渣有機肥 菠菜的農(nóng)藝指 標存在一定差異 如表 所示 各處理菠菜農(nóng)藝 性狀整體表現(xiàn)為 鮮 重 干重 葉數(shù) 單株葉面積 株幅均表現(xiàn)為 處理效果最好 處理與 相 比 菠菜鮮重分別提高了 菠菜干重分別提高了 單株葉面積分別提高了 株幅分別提高了 處理相較 平均葉片數(shù)增加了 片 但均無顯著差異 總體上看 處理 對菠菜生長的促進效果不顯著 處 理均顯著增加了菠菜的重量與葉面積 但對株幅 的影響不顯著 說明菌渣有機肥的施用可有效促 進菠菜生長 增加菠菜葉面積 從而提高菠菜 產(chǎn)量 圖 不同處理土壤酶活性的變化 山地農(nóng)業(yè)生物學(xué)報 年 表 菠菜農(nóng)藝指標 處理鮮重 干重 葉數(shù) 片單株葉面積 株幅 注 同例不同小寫字母表示差異顯著 結(jié)論與討論 菌渣有機肥相較傳統(tǒng)化肥有機質(zhì)含量高 國家 標準規(guī)定 合格的有機肥有機質(zhì)含量需大于 正確施用有機肥可以顯著提高土壤有機質(zhì)含 量 陳芬等 研究了不同施用量的中藥渣有機肥 對土壤肥力的影響 發(fā)現(xiàn)施用中藥渣劑量與土壤有 機質(zhì)含量成正向線性關(guān)系 有機肥施用量每增加 土壤有機質(zhì)含量平均增加 關(guān)文義 等 研究發(fā)現(xiàn)有機肥的施用明顯增加了土壤有機 質(zhì) 并能緩解土壤酸化 有研究表明 有機肥的施 入可以提高土壤離子交換位點 提高對營養(yǎng)元素的 吸附能力 使營養(yǎng)元素向速效態(tài)轉(zhuǎn)化 從而促進植 物的吸收 本研究中菌渣有機肥的施入增加了 土壤堿解氮 速效磷 速效鉀和有機質(zhì)含量 整個培 養(yǎng)過程中 土壤堿解氮的含量均呈現(xiàn)先增加后減少 的趨勢 與前人的研究結(jié)果相同 這可能是由 于培育初期菌渣有機肥能夠加速土壤氮循環(huán) 促進 土壤氮素向堿解氮轉(zhuǎn)換 隨著培育的時間延長 土 壤堿解氮在 含量逐漸降低 這是菠菜在 發(fā)芽生長期高效利用土壤堿解氮導(dǎo)致的 但 過量施肥 處理堿解氮下降幅度較小 說明 施肥量有利于土壤堿解氮含量的保持 土壤酶是由土壤動植物 微生物的生命活動分 泌的活性物質(zhì) 是土壤生態(tài)環(huán)境中一個重要的組成 部分 對土壤物質(zhì)循環(huán)起關(guān)鍵作用 土壤酶能夠促 進土壤有機質(zhì)分解 釋放植物能高效利用的養(yǎng) 分 酶促反應(yīng)是土壤中最主要的生化反應(yīng) 土 壤中酶的活性反應(yīng)了土壤中微生物活動的強度 同 樣也是土壤肥力的評價標準之一 閻佩云 等 研究了不同施肥方式對生菜土壤根際脲酶 酸性磷酸酶以及過氧化氫酶活性的影響 結(jié)果表明 增施有機肥可以使土壤脲酶 過氧化氫酶活性提 高 其中有機肥處理的土壤相較不施肥處理脲酶活 性提高了 而對酸性磷酸酶活性 沒有顯著影響 這與本次研究結(jié)果相同 菌渣有機 肥對土壤養(yǎng)分的促進效果總體上呈現(xiàn)隨施用劑量 增大而提高的趨勢 本次研究中 除 微量施肥 處理外 施用 菌渣有機肥后菠菜的鮮重 干重和葉面積明顯高于 空白處理 已有研究表明 微量或過量施用有機肥 都會影響農(nóng)作物的產(chǎn)量 但在本次試驗中并沒 有出現(xiàn)隨有機肥劑量增加 菠菜產(chǎn)量減少的情況 在 施肥區(qū)間內(nèi)隨施用劑量的加大 對菠菜的生長促進效果越好 綜上 施肥劑量在 區(qū)間內(nèi) 菌 渣有機肥可以有效地增加土壤養(yǎng)分 促進菠菜的生 長 增加菠菜產(chǎn)量 效果隨著施用劑量的提高而提 高 本次研究結(jié)果表明 堆肥處理是實現(xiàn)菌渣資源 化的一個有效途徑 且菌渣有機肥在促進農(nóng)作物生 產(chǎn) 改善土壤環(huán)境方面有較好的實際應(yīng)用前景 為 貴州食用菌菌渣資源化提供了思路 但本研究仍 留有許多待深入研究之處 后續(xù)可對農(nóng)作物進行營 養(yǎng)物質(zhì)含量的檢測 探討菌渣有機肥對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量 的提升效果 另一方面 本研究只在室內(nèi)進行盆栽 試驗 后續(xù)可選擇不同農(nóng)作物與土壤類型進行田間 試驗 擴大試驗范圍 進一步探索菌渣有機肥在自 然條件下對不同農(nóng)作物品質(zhì)和產(chǎn)量的影響 責任編輯 胡吉鳳 參 考 文 獻 黃琪惠 食用菌價格波動特征及其影響因素研究 泰安 山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 羅杰 李艷華 胡佳 等 食用菌菌渣生物處理與資源化利用研究概況 食用菌 林忠寧 陳敏健 劉明香 等 真姬菇菇腳和菌糠氨基酸含量測定及營養(yǎng)評價 中國食用菌 周亞紅 郝剛立 陳康 食用菌菌渣基礎(chǔ)特性分析 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué) 第 期 周 偉 等 菌渣有機肥對菠菜生長與土壤肥力的影響研究 有機肥料 北京 中華人民共和國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部 王貴彥 史秀捧 張建恒 等 法 中子法 重量法測定土壤含水量的比較研究 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報 陳芬 余高 張紅麗 等 中藥渣生物有機肥對 復(fù)合污染土壤重金屬 微生物量碳氮含量及酶活性的影響 河南農(nóng)業(yè)科學(xué) 關(guān)文義 曹士旭 廉夢云 等 廚余有機肥替代化肥對小麥 玉米產(chǎn)量及土壤肥力的影響 中國資源綜合利用 羅湄宏 段建軍 黃鶯 施用竹炭有機肥對植煙土壤理化性質(zhì)的影響 南方農(nóng)業(yè) 陳浩 肖慶亮 李治模 等 蚯蚓對植煙黃壤長期種植施肥模式和土壤肥力變化的響應(yīng) 山地農(nóng)業(yè)生物學(xué)報 周永學(xué) 陳靜 李遠 等 棉稈還田對咸水滴灌棉田土壤酶活性和細菌群落結(jié)構(gòu)多樣性的影響 環(huán)境科學(xué) 羅興錄 岑忠用 謝和霞 等 生物有機肥對土壤理化 生物性狀和木薯生長的影響 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報 閻佩云 吳月 賈小衛(wèi) 不同施肥處理對春季生菜土壤酶活性的影響 陜西農(nóng)業(yè)科學(xué) 韓建 尹興 郭景麗 等 有機肥施用對紅地球葡萄產(chǎn)量 品質(zhì)及土壤環(huán)境的影響 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報 山地農(nóng)業(yè)生物學(xué)報 年