中草藥專用肥用量對黃河三角洲濱海鹽堿地薄荷產量及土壤肥力的影響

趙春，隋學圃，陳壯壯，韓金龍，王志芬，單成鋼

（1.東營職業學院，山東東營 257091；2.山東省農業科學院農產品研究所／農業部新食品資源加工重點實驗室，山東濟南 250100）

鹽堿地是各種鹽土、堿土以及鹽化、堿化土壤的總稱，因其中含有較多的可溶性鹽堿成分而存在易板結、透氣差、pH值高和營養匱乏等特點，嚴重影響了土壤理化性質、土壤生態過程以及動植物的生長［1，2］。鹽堿地的土壤結構較差，對生長于其上的作物產生明顯抑制作用，嚴重制約了土壤的利用效率［3］。目前鹽堿地的改良多采取綜合治理的方式，如灌溉排水、地表覆膜、施加改良劑及生物改良等一系列復雜的系統工程［4］，生物改良方面多采用種植防鹽堿植物來修復土壤，但是鹽堿地土壤肥力偏弱，種植抗鹽作物時還需要額外補充肥料來增加作物產量，而化肥的大量施用又會造成土壤的進一步破壞［5］。

生物有機肥的肥效不及化學肥料，但具有有機質豐富、養分元素種類全面、肥效釋放緩慢、培肥效果好、環境無殘留等優勢［4］，利用生物有機肥改良土壤環境，相比于上述改良技術不僅可以提高作物產量還廉價環保，是當前研究的熱門方向。食用菌菌渣作為一種營養豐富的生物有機廢料，內部抗菌性物質還能夠有效地幫助植物抵抗病害［6］，目前國內食用菌菌渣的再利用主要包括參入基質種植食用菌和作為有機肥料還田等［7］，用于改良鹽堿地的報道較少。

有研究表明種植經濟價值較高的中草藥可以改善鹽堿土理化性質，是解決土壤鹽堿化的有效途徑［8，9］。在堿化土地種植耐堿中草藥，不僅可以改善土壤環境，同時也能創造一定的經濟價值。李曉俠團隊研究結果表明薄荷對黃河三角洲鹽堿地有很強的適應力［10］。

本試驗采用的中草藥專用肥是一種土壤肥力調節劑，主要成分是食用菌菌渣，在確保各種營養成分的基礎上，保持和提高菌渣中菌絲體活性，不僅可以提高有機肥質量，而且可以改善土壤微生物群落和土壤環境，提高土壤肥力。本研究以該中草藥專用肥為基肥，研究其不同施用量對黃河三角洲濱海鹽堿地種植的薄荷農藝性狀和產量的影響，同時檢測其對鹽堿地土壤肥力的影響，探究其在鹽堿地土壤改良中的利用價值。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2019年在山東省農業產業技術體系中草藥創新團隊東營試驗站進行，土壤為黃河三角洲濱海鹽堿地，基本理化性狀為：含水量0.32%，含鹽量 2.87 g／kg，pH值 8.64，有機質5.06 g／kg，水解性氮 37.6 mg／kg，有效磷 1.02 mg／kg，速效鉀 30.3 mg／kg。按照鹽堿地劃分標準［11］，試驗樣地 pH 8.64，屬于堿性土壤；全鹽量2.87 g／kg，屬于鹽化土壤。土壤肥力參照全國第二次土壤普查分級標準（6級標準），試驗樣地氮、磷、鉀含量極低，屬于五級或六級水平，有機質5.06 g／kg屬于四級，營養成分比較缺乏。

中草藥專用肥由山東省農業科學院研發和提供（專利申請號：2017102498034），主要組分及其質量分數見表1；化肥為金正大N-P2O5-K2O復合肥。薄荷品種為安徽省亳州市品種“阜油1號”，由山東省農業科學院農產品研究所提供。薄荷為2017年春季種植，本試驗用的是其種植第三年的產量數據，收獲兩茬，收獲時間分別為2019年6月28日和2019年10月15日。收獲機械為大田通用小麥收割機。

表1 中草藥專用肥的主要組分及其質量分數

1.2 試驗設計

試驗分為7個處理組，分別為①空白處理，不添加化肥或有機肥（CK）；②中草藥專用肥3.00 kg／m2（2T）；③中草藥專用肥 6.00 kg／m2（4T）；④中草藥專用肥 9.00 kg／m2（6T）；⑤中草藥專用肥12.00 kg／m2（8T）；⑥中草藥專用肥 15.00 kg／m2（10T）；⑦化肥 0.12 kg／m2（HF）。不同處理隨機排列，每個處理3個重復，小區面積均為667 m2。不同處理組間起壟隔開，田間管理均保持一致。各處理中草藥專用肥及化肥均為基施，連續施用三年。

1.3 測定指標及方法

薄荷的鮮重、干重和株高是衡量薄荷產量的重要指標［12］，薄荷油的含量是衡量薄荷品質的重要指標。薄荷收獲前取樣測定產量構成因素，主要包括單位面積株高、總葉節、存葉對數、葉鮮重、莖鮮重等。于薄荷初花期收獲，各小區選10 m2實割計算產量。晾干后每處理取樣1.0 kg測薄荷油含量，3次重復。

落葉率（%）＝（總葉節-存葉對數）／總葉節×100

葉莖比（%）＝葉重／莖重×100

土壤理化性質可以反映出肥料對于鹽堿地改良的效果，土壤中有效磷、速效鉀和有機質的含量直接反映土壤的肥力［13］，全鹽量和pH值可以反映出土壤鹽堿變化［14］。土壤取樣于2019年10月15日薄荷收獲后進行，為耕地表層土壤，采用五點取樣法，取土20 cm，檢測水解性氮、有效磷、速效鉀、有機質含量以及全鹽量和pH值。土壤指標檢測在譜尼測試集團（青島）完成，參照《土壤農業化學常規分析方法》［13］進行。

1.4 數據處理

利用Microsoft Excel 2007軟件對試驗數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 中草藥專用肥對第一茬薄荷產量構成因素的影響

薄荷為多年生宿根性芳香類草本植物［1］，本試驗所用“阜油1號”薄荷的精油有95%以上貯存在葉片內，因此葉片的數量和質量是衡量薄荷經濟價值的重要指標。在薄荷生長過程中，中下部葉片由于長期蔭蔽在薄荷叢下會陸續脫落，脫落的葉片部分腐爛難以收集，影響薄荷的鮮草產量和薄荷油含量。

試驗結果（表2）表明，中草藥專用肥的增施，顯著提高薄荷的株高、總葉節數、存葉對數、莖葉重，降低落葉率。高肥力處理（8T、10T）在農藝性狀方面表現好，低肥力處理（2T）和不施肥處理（CK）表現較差。2019年6月28日收獲的第一茬薄荷株高8T、10T、6T處理超過了100 cm，對照最矮，只有60 cm。總葉節10T處理最高，8T和4T處理次之；存葉對數則以8T處理最高，4T處理次之，因此，8T處理的落葉率最低。單株葉重和莖重、葉莖比均以8T處理最高，6T和10T處理次之。說明收獲的第一茬薄荷在干物質積累方面，8T處理綜合表現較好；肥力略低的6T處理在株高和干物質積累方面綜合表現也較好；而更高肥力的10T處理雖在葉節數上有優勢，但落葉率較高，存葉對數較少，葉莖比較低，干物質積累略低于8T處理。可見，增施適量中草藥專用肥能夠有效提高薄荷株高、葉節數、葉片數、莖葉質量，從而提高鹽堿地薄荷產量；但過高的肥力易造成田間密度較大，莖稈細弱，葉片量少，反而降低產量。

表2 中草藥專用肥對第一茬薄荷鮮草產量構成因素的影響

2.2 中草藥專用肥對第二茬薄荷產量構成因素的影響

2019年10 月15 日收獲的第二茬薄荷生長期較短，植株普遍較小，總體水平遠沒有第一茬表現好，但作為基肥施用的中草藥專用肥對其鮮草產量構成因素仍有明顯影響。由表3可知，第二茬薄荷植株整體變矮，株高最高只有69.31 cm（6T處理）；葉節數和存葉對數大大降低，最高的分別只有19.80節／株（6T）和 7.15對／株（8T）。莖重也大幅降低，但葉重除4T、6T、8T處理有所降低外，其余處理均增加，因此，其葉莖比明顯高于第一茬薄荷，這與第二茬薄荷分支少有密切關系，即經過一次收割后，薄荷密度降低，有利于其葉片的生長發育。10T處理收獲的第二茬薄荷的干物質積累量最大，莖葉重最高，顯著高于其他處理，與CK相比，每株增產薄荷鮮草4.049 g，增幅28.98%，表明中草藥專用肥有較長的肥效期。

表3 中草藥專用肥對第二茬薄荷鮮草產量構成因素的影響

2.3 中草藥專用肥對薄荷產量及品質的影響

由表4可以看出，施用中草藥專用肥能顯著增加各茬薄荷的產量及總產量，而化肥僅對第一茬薄荷產量有顯著增產效果，表明，化肥的短期肥效較好，而中草藥專用肥的肥效可以持續到第二茬薄荷收獲。隨中草藥專用肥施用量的增加，每茬的薄荷產量及總產均不斷增加，8T處理時最高，666.7m2總產達到 7 826.91 kg；但施用量繼續增加至10T處理時薄荷產量反而有所下降。6T處理的薄荷總產量僅次于8T處理，顯著高于10T處理，主要表現為第一茬產量顯著高于10T處理，而第二茬的產量略低于10T處理，但兩者間差異不顯著。綜合來看，在有機質含量低、土質板結、含鹽量高的濱海鹽堿地，要想獲得較高的薄荷產量需要適量增施中草藥專用肥，9～12 kg／m2的施用量比較合理。

表4 不同施肥處理下666.7m2薄荷產量與薄荷油含量

薄荷的主要藥效成分為薄荷油，薄荷油的含量與質量一定程度上反映了薄荷的品質。薄荷在始花期時薄荷油含量最高，因此，本試驗在薄荷進入始花期時（即收獲期）采樣進行薄荷油提取，計算樣品中薄荷油含量。根據結果（表3）可知，中高量中草藥專用肥處理（4T—10T）薄荷油含量較高（6.19～6.30 mL／kg），化肥處理次之（5.55 mL／kg），CK的薄荷油含量最低，只有5.12 mL／kg。表明增施適量中草藥專用肥和均衡施用化肥都能提高薄荷油含量，但增施中草藥專用肥的效果更顯著。

2.4 不同施肥處理土壤肥力變化

由表5可以看出，經過一個種植季后，施肥處理降低了土壤pH值，且隨著中草藥專用肥施用量的增加而降低，化肥處理的土壤pH值介于2T和4T處理之間。土壤中全鹽含量除2T、6T處理與對照相當，處于最低水平外，其他處理的全鹽量均高，尤以 10T處理最高，達到 3.1 g／kg，8T處理和化肥處理的全鹽含量也較高。土壤中有機質、水解性氮、有效磷、速效鉀含量變化趨勢基本一致，均隨著中草藥專用肥施用量的增加而升高；其中，施中草藥專用肥處理的有機質、水解性氮、有效磷含量均顯著高于對照，速效鉀含量則以4T—10T處理顯著高于對照。

綜合來看，增施中草藥專用肥對土壤的降堿效果更好，并能促進土壤養分的累積，大幅提升土壤肥力。但是中草藥專用肥的主要成分為菌渣，組成菌渣的秸稈中含有部分可溶性鹽，過多施用又會導致土壤鹽含量增加。

表5 不同施肥處理的土壤肥力性狀

3 討論與結論

東營市以濱海鹽堿地為主，94.34%的耕地屬于鹽堿耕地，鹽堿地土壤較為貧瘠［15］，種植耐鹽堿作物雖然可以改善土壤，但是會進一步消耗土壤中的營養物質，為了提高作物產量同時保證土壤的持續利用，一般需要投入肥料。以菌渣為主要原料的中草藥專用肥作為一種有機肥可以改善土壤性狀，增加土壤肥力，也有報道用于鹽堿地改良［16，17］。本試驗結果表明，施用中草藥專用肥可以降低土壤pH值，明顯提高有機質、堿解氮、有效磷和速效鉀含量，其增產效果顯著優于化肥組，可以顯著提高薄荷全株鮮重。

柳玲玲等［18］研究表明，施肥提高土壤速效氮水平，這與本研究結果一致；而趙慶雷等［19］的研究結果則表明施肥對土壤堿解氮水平沒有顯著提升作用，這可能與其供試土壤的基礎地力較低有關。本研究供試土壤前茬為苗圃地，基礎肥力較高，增施中草藥專用肥后，其所含有的腐殖酸和有益微生物促進了土壤氮養分的活化［20］；同時在促進土壤緩效性無機磷向活性無機磷的轉化過程中起重要作用，也活化了土壤磷素［21］，促進了土壤堿解氮和速效磷的累積。楊華云等［22］的研究表明土壤中鉀肥含量可以顯著提高薄荷前期植株的株高。本研究結果表明，施用適量中草藥專用肥能夠提高土壤速效鉀含量，促進薄荷株高的增加。另外，增施中草藥專用肥降低了薄荷落葉率，增加了存葉對數，使單位面積產量顯著提高，這與朱培立等［23］的研究結果一致。

已有研究表明［24-26］施用有機肥后土壤有機質水平顯著提升，這是由于有機肥本身含有豐富的有機質，可為土壤有益微生物的繁衍提供有機能源，使土壤微生物長期保持旺盛的生命力，從而促進土壤有機質含量的進一步提升［27］。本研究結果也顯示，與單施化肥相比，施用中草藥專用肥能夠大大促進土壤有機質的累積和含量的提升。

可見，黃河三角洲地區濱海鹽堿地改良可以通過增施適量中草藥專用肥來實現，不僅能夠降低土壤pH值，改善土壤肥力，而且能發揮長效作用，增加二茬薄荷鮮草產量，這與鄒尊濤和于秀麗等［28，29］的研究結果相符。

李娟娟等［20］的研究表明，合理的氮素配比對薄荷油含量有較大影響，因此生產上可以通過增施氮肥來增加薄荷油含量，實現通過施肥調節薄荷的生理特性和品質特性。本研究結果也表明，施化肥和中草藥專用肥均能夠提高薄荷油含量，尤其施用 6.00～15.00 kg／m2中草藥專用肥可明顯提高薄荷油含量，8T處理（12.00 kg／m2）最高，其次為6T（9.00 kg／m2）和4T（6.00 kg／m2）處理；結合666.7m2產量進一步計算出薄荷油產量，8T處理達到 49.3 L，6T處理43.0 L。

但是中草藥專用肥的施用量并不是越多越好，首先是成本問題，現國內菌渣雖廉價，但是運輸、保存以及復合菌渣的制備成本較高，大量使用會使成本上升；其次，菌渣使用過多會使有機物質過度積累反而會造成作物的減產和環境污染［30］。所以666.7m2的土地推薦 9～12 kg／m2的施用量較為適宜，可在薄荷生產上推廣。

綜上所述，本試驗所選用的中草藥專用肥是一種優良而且有效的土壤改良劑，在9～12 kg／m2施用量時，可以有效增加土壤肥力，改善土壤pH值，與化肥相比，還能較好控制土壤鹽含量，同時也可以提高耐堿作物薄荷在堿性土壤中的產量，是一種優良的化肥替代品，本研究結果可為中草藥專用肥在鹽堿地的進一步推廣利用提供參考。