菌渣隔層對(duì)設(shè)施土壤主要離子含量和黃瓜品質(zhì)的影響

孫凱寧 王克安 楊寧

摘要：針對(duì)設(shè)施菜地鹽漬化日益嚴(yán)重的現(xiàn)狀，設(shè)置4種菌渣隔層厚度（0、1、2、3 cm），并覆白色、黑色地膜，研究不同厚度隔層對(duì)設(shè)施黃瓜產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤主要離子含量的影響。結(jié)果表明，黃瓜單瓜鮮重隨著菌渣添加量的增加呈先升后降的趨勢(shì)，添加適量菌渣（厚度1 cm）可提高單瓜鮮重1.0%～5.3%；白膜菌渣處理可分別提高黃瓜VC、蛋白質(zhì)、可溶性總糖含量達(dá)17.0%～21.3%、20.8%～28.4%、1.6%～10.7%；隔層減緩了肥料所帶入營(yíng)養(yǎng)元素的下滲，使耕層土壤主要離子含量隨著菌渣添加量的增加而上升。這為今后設(shè)施種植過(guò)程中減少化肥施用，促進(jìn)設(shè)施農(nóng)業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：菌渣；隔層；黃瓜；品質(zhì)；離子

中圖分類號(hào)：S642.206文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2018）05-0081-06

Abstract According to the serious present situation of soil salinization in facility vegetable fields， four kinds of thickness （0， 1， 2， 3 cm） of mushroom residue were set as the interlayer to explore their influences on cucumber yield and quality and main soil ion contents by comparing with only mulching film （white or black film）. The results showed that the fresh weight of cucumber had a trend of first rising and then falling with the increase of mushroom residue addition. Adding proper amount of mushroom residue with the thickness of 1 cm could increase the fresh weight of single cucumber by 1.0%～5.3%. The treatment of white film+mushroom residue interlayer could increase the contents of cucumber VC， protein， total soluble sugar by 17.0%～21.3%， 20.8%～28.4% and 1.6%～10.7%， respectively. The interlayer slowed down the infiltration of nutrients， which increased the content of main ions in soil with the increase of mushroom residue addition. This research could provide useful references for reducing fertilizer application and promoting the healthy and sustainable development of facility agriculture in future.

Keywords Mushroom residue； Interlayer； Cucumber； Quality； Ion

土壤鹽漬化是設(shè)施蔬菜栽培過(guò)程中面臨的重要問(wèn)題，制約著我國(guó)設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[1， 2]。菜農(nóng)為了追求更高的經(jīng)濟(jì)效益，長(zhǎng)期過(guò)量施用肥料，大量的養(yǎng)分難以被雨水沖刷，同時(shí)設(shè)施內(nèi)部的高溫條件促使土壤水分強(qiáng)烈蒸發(fā)，致使土層下部的鹽分隨土壤毛管水上移并逐漸在土表聚集。過(guò)高的鹽濃度會(huì)阻礙植物吸收養(yǎng)分和正常生長(zhǎng)，抑制土壤微生物活性，造成農(nóng)作物嚴(yán)重減產(chǎn)[3-5]。因此，如何應(yīng)對(duì)設(shè)施菜地土壤鹽漬化已成為生產(chǎn)中亟待解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。人們對(duì)鹽漬土的改良有著悠久歷史，目前主要有物理方法、化學(xué)方法、工程方法和生物修復(fù)等技術(shù)手段[6， 7]。隔鹽層在鹽堿地改良中有較多應(yīng)用[8-11]，隔鹽層在土體中通過(guò)改變水鹽運(yùn)移軌跡，可以有效抑制潛水蒸發(fā)和土壤返鹽，不用改變耕作制度，見(jiàn)效快，效果好，但該類改良方式多見(jiàn)于露天鹽堿地，在設(shè)施鹽漬化土壤中的應(yīng)用卻少有報(bào)道。有研究表明，農(nóng)作物秸稈改良鹽漬土具有較好的效果[12， 13]。菌渣是生產(chǎn)食用菌之后的殘留物，其中作物秸稈占較高比例。目前，我國(guó)每年產(chǎn)生的菌渣至少有400萬(wàn)噸，傳統(tǒng)的處理方法是直接丟棄或燃燒，隨意丟棄會(huì)導(dǎo)致霉菌和害蟲(chóng)的滋生，燃燒只能快速利用其中10%左右的熱能，造成資源浪費(fèi)。本試驗(yàn)在前人研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)設(shè)置不同厚度的菌渣隔層，探討其對(duì)設(shè)施鹽漬化土壤的抑鹽效果及對(duì)作物產(chǎn)品品質(zhì)等的影響，以期為設(shè)施土壤改良提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)點(diǎn)位于濟(jì)南市濟(jì)陽(yáng)縣曲堤鎮(zhèn)畢集村，棚型為山東代表性的冬暖式日光溫室，棚齡15年，常年種植黃瓜，土壤耕層為中低鹽漬化程度，基本理化性狀見(jiàn)表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采用地表地膜覆蓋和地下菌渣隔層雙層結(jié)構(gòu)，地膜類型為：白膜（以 W 表示）、黑膜（以 B 表示）；地下隔鹽層為菌渣，設(shè)置菌渣厚度（自然狀態(tài)）分別為 0（CK）、1、2、3 cm，重量（折合干重）分別為 0、3.3、6.7、10.0 kg/小區(qū)，埋于地表以下35 cm 處，地膜覆蓋，共8個(gè)處理，隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次，小區(qū)面積 0.8 m×2 m= 1.6 m2。小區(qū)挖深至35 cm 處，兩側(cè)均布設(shè)地膜，小區(qū)之間用隔水板分開(kāi)，以避免相互干擾。菌渣鋪設(shè)完成后，進(jìn)行耕層土壤回填并種植黃瓜，各小區(qū)日常管理保持一致，按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)模式進(jìn)行。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 土壤電導(dǎo)率 用DDS-11A數(shù)顯電導(dǎo)率儀測(cè)定。

1.3.2 土壤鹽離子 K+、Na+、Ca2+、NH+4、Cl-、NO-3、SO2-4等7種離子采用美國(guó)戴安有限公司生產(chǎn)的離子色譜儀（Dionex ICS3000）測(cè)定。于苗期及盛果期取土樣，將0.1 g風(fēng)干土加入10 mL超純水，然后再稀釋20倍，用于測(cè)定鹽離子含量。

1.3.3 黃瓜單瓜重和品質(zhì) 于盛果期分別在每個(gè)小區(qū)隨機(jī)采摘10個(gè)果實(shí)，統(tǒng)計(jì)單瓜鮮重并進(jìn)行品質(zhì)測(cè)定。可溶性糖采用蒽酮比色法，VC含量采用2， 6-二氯靛酚滴定法，可溶性固形物含量由折射儀（PAL-1， Japan）測(cè)得，蛋白質(zhì)含量采用考馬斯亮藍(lán)法，可滴定酸采用NaOH滴定法[14]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2003 做圖，SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，單因素方差分析采用LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)設(shè)施土壤狀況的影響

2.1.1 不同處理對(duì)設(shè)施土壤電導(dǎo)率的影響 菌渣隔層處理對(duì)設(shè)施土壤EC值有明顯影響（圖1），就苗期而言，隨著菌渣添加量的增加，EC呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)，W1、W2、W3較W0分別增加10.7%、13.9%、33.8%，其中W3與W0差異顯著；B1、B2、B3較B0分別增加3.1%、3.1%、7.9%，各處理間差異不顯著。盛果期各處理EC值有所降低，但總體趨勢(shì)與苗期相似，W1、W2、W3較W0分別增加13.2%、19.4%、28.7%；B1、B2、B3較B0分別增加1.6%、19.6%、27.8%，兩個(gè)系列各處理間差異未達(dá)到顯著水平。

2.1.2 不同處理對(duì)設(shè)施土壤主要鹽離子含量的影響 苗期各處理隨著菌渣添加量的增加K+含量逐漸升高（圖2A），W1、W2、W3較W0分別增加4.74%、11.7%、42.0%，其中W3與W0差異顯著；B2、B3較B0分別增加6.3%、8.4%；盛果期各處理K+含量較苗期有所降低，W1、W2、W3較W0分別增加54.3%、56.4%、71.0%，其中W3與W0差異顯著；B1、B2、B3較B0分別增加9.4%、25.0%、53.2%。

苗期和盛果期，Na+表現(xiàn)為隨著菌渣添加量的增加而升高，但各處理間差異不顯著（圖2B）。就Ca2+而言，苗期W1、W2、W3較W0均有所增加，但差異不顯著；B2、B3較B0分別增加10.5%、11.3%，差異達(dá)顯著水平；盛果期W3較W0增加14.4%，B3較B0增加17.4%，差異均達(dá)顯著水平（圖2C）。就NH+4而言，苗期W1、W2、W3較W0分別增加12.7%、16.4%、18.3%，B1、B2、B3分別較B0增加10.8%、14.3%、12.8%；盛果期W2、W3分別較W0分別增加20.7%、23.0%，B3較B0增加19.9%，差異均達(dá)顯著水平（圖2D）。

就Cl-而言，苗期各處理間無(wú)顯著差異；盛果期W2、W3較W0分別增加7.3%、11.8%；B1、B2、B3較B0分別增加5.4%、6.8%、8.8%，差異均達(dá)顯著水平（圖2E）。就NO-3而言，苗期W系列各處理間無(wú)顯著差異，B系列中B2、B3較B0分別增加13.8%、18.5%；盛果期W3較W0增加7.9%，B系列各處理間無(wú)顯著差異（圖2F）。就SO2-4而言，苗期W及B系列中各處理間差異均不顯著；盛果期時(shí)，W2、W3較W0分別增加7.4%、8.4%；B系列各處理間差異不顯著（圖2G）。

從7種主要離子總量來(lái)看，苗期W系列中W2、W3較W0分別增加4.9%、9.9%，B系列中B1、B2、B3較B0分別增加5.4%、10.1%、13.0%，差異均達(dá)顯著水平；盛果期W2、W3較W0分別增加5.9%、11.3%，B2、B3較B0分別增加7.5%、8.6%（圖2H）。

2.2 不同處理對(duì)設(shè)施黃瓜單瓜重及品質(zhì)的影響

2.2.1 不同處理對(duì)設(shè)施黃瓜單瓜重的影響 由表2看出，黃瓜單瓜鮮重，W1和B1處理分別為W系列和B系列的最高值，分別較W0和B0增加5.3%和1.0%；而W2、W3、B2、B3則呈下降趨勢(shì)，分別較W0和B0減少4.3%、4.1%、8.3%、7.2%。單瓜干重W1、W2、W3均高于W0，增幅分別為11.2%、6.6%、7.7%；B1、B2、B3則呈減少趨勢(shì)，較B0分別降低6.1%、7.5%、1.8%。干物質(zhì)以W2和B3分別為W系列和B系列最高值。

2.2.2 不同處理對(duì)設(shè)施黃瓜品質(zhì)的影響 菌渣處理可以增加設(shè)施黃瓜的VC含量，其中W1、W2、W3較W0分別增加19.4%、21.3%、17.0%，各處理間差異達(dá)顯著水平；B2較B0有所降低，而B(niǎo)1、B3較B0分別增加12.3%、11.7%，且差異達(dá)顯著水平（圖3A）。

菌渣處理可以顯著增加設(shè)施黃瓜蛋白質(zhì)含量（圖3B），其中W1、W2、W3較W0分別增加28.4%、20.8%、21.9%，差異達(dá)顯著水平；B1較B0提高3.7%，但差異未達(dá)顯著水平，B2和B3均低于B0。

各處理對(duì)設(shè)施黃瓜可溶性固形物的影響較小，W1、W2、W3較W0分別增加2.3%、2.3%、7.0%，但各處理間差異不顯著（圖3C）。就設(shè)施黃瓜可滴定酸而言，W1、W3較W0分別增加9.3%、11.9%；B1、B2與B0無(wú)顯著差異，B3較B0增加5.6%，差異達(dá)顯著水平（圖3D）。菌渣處理可以提高設(shè)施黃瓜可溶性總糖含量，W2、W3較W0分別增加1.6%、10.7%；B1、B2、B3較B0分別增加7.8%、2.4%、6.8%，差異均達(dá)顯著水平（圖3E）。

3 討論與結(jié)論

秸稈隔層可以切斷土壤毛細(xì)通道，使土體的連續(xù)性受到影響，土壤深層的水分不能通過(guò)毛管作用向土表運(yùn)移，同時(shí)也減少了土體深層鹽離子向上的運(yùn)移途徑[8]。本試驗(yàn)耕層土壤主要鹽離子含量隨菌渣添加量的增加而增加，這與菌渣含有鹽分有一定關(guān)系，另外菌渣隔層阻斷了施入耕層的肥料養(yǎng)分向土層深處下滲，使肥料帶入的離子（如Ca2+、NO-3、SO2-4等）在耕層聚集，這對(duì)設(shè)施菜田耕層保肥、減施化肥、提高肥料利用率具有一定的指導(dǎo)意義，具體研究將在今后開(kāi)展。鹽脅迫對(duì)植物生長(zhǎng)的影響涉及滲透脅迫、離子毒害等綜合反應(yīng)[15]。鹽脅迫對(duì)黃瓜生長(zhǎng)具有較明顯的影響，有研究發(fā)現(xiàn)，一定濃度鹽脅迫對(duì)黃瓜生長(zhǎng)具有一定促進(jìn)作用；隨著土壤鹽分濃度的升高，對(duì)黃瓜生長(zhǎng)則起到了抑制作用[16]。本研究表明，黃瓜單瓜鮮重隨著菌渣添加量的增加呈先升后降的趨勢(shì)，表明適量的鹽脅迫可以促進(jìn)黃瓜生長(zhǎng)，而過(guò)量時(shí)則起到明顯抑制的作用。就黃瓜品質(zhì)而言，不同指標(biāo)表現(xiàn)各異，但菌渣隔層處理各品質(zhì)參數(shù)值總體高于對(duì)照，說(shuō)明在本試驗(yàn)條件下，土壤鹽分含量未超過(guò)黃瓜的耐鹽閾值，對(duì)品質(zhì)提升有較好效果。

綜上所述，本試驗(yàn)所布設(shè)的菌渣隔層，W1和B1（菌渣厚度為1 cm 即 3.3 kg/小區(qū)）處理可以提高黃瓜鮮重，其它處理則不利于黃瓜增產(chǎn)，但對(duì)黃瓜品質(zhì)指標(biāo)的提升具有較好效果。隔層處理使設(shè)施土壤耕層電導(dǎo)率上升，營(yíng)養(yǎng)元素產(chǎn)生富集。因此，如何在施肥時(shí)適當(dāng)減量，在滿足作物生長(zhǎng)的前提下，保持土壤健康、綠色是本類研究今后的方向。

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