農業廢棄物還田對小白菜農藝性狀的影響

梁天財，王德全

（寧夏大學土木與水利工程學院，銀川 750021）

中國是一個農業大國，農作物產量巨大［1］，產生的農業廢棄物量也巨大。農業廢棄物是一種豐富的可再生資源，主要包括各類作物秸稈、蔬菜類秸稈、廢棄菌渣、廢棄果實和修剪的樹枝等。有研究認為農業廢棄物中含有豐富的有機碳和大量的木質素、纖維素，還包含大量的氮、磷、鉀等植物必需的多種營養元素，在農業生產中具有很高的利用價值［2，3］。中國農業廢棄物具有量大、種類多、占土地資源等特點，大量的農業廢棄物被丟棄和焚燒，而焚燒農業廢棄物會造成大氣污染，隨意丟棄在田間地頭，會污染環境，傳播病菌，產生嚴重的環境問題［4］。若能將這些隱形資源合理利用，可促進社會經濟發展，同時改善生態環境，對保護生態環境，實現農業可持續發展具有重要意義。

近年來，大多學者集中于研究農業廢棄物中作物秸稈還田對土壤理化性狀、作物產量和土壤微生物數量等方面的影響［5］，但關于蔬菜秸稈、廢棄菌渣和枝條還田的研究較少。為此，以農業廢棄物中菌渣、蔬菜秸稈、鋸末為材料，研究菌渣、蔬菜秸稈和鋸末還田對小白菜農藝性狀的影響，以探明最佳的還田量和最適宜的還田方式，為進一步推廣菌渣、蔬菜秸稈和鋸末還田提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2020—2021 年在寧夏回族自治區賀蘭縣習崗鎮新平園區農業試驗區進行。農業廢棄物有菌渣、鋸末、西紅柿秸稈；作物為小白菜，品種為結球白菜。

1.2 試驗設計

試驗共設3 個處理：菌渣還田、鋸末還田、西紅柿秸稈粉碎腐熟還田，每處理設置3 個還田量水平，菌渣按 30 000 kg/hm2（L）、60 000 kg/hm2（M）、90 000 kg/hm2（H）還田；鋸末按 22 500 kg/hm2（L）、33 750 kg/hm2（M）、45 000 kg/hm2（H）還田；西紅柿秸稈按 37 500 kg/hm2（L）、75 000 kg/hm2（M）、112 500 kg/hm2（H）粉碎還田，不做處理的為對照（CK）。每處理按還田量（高、中、低）不同分3 個小區，共9 個小區，每個小區設3次重復，小區之間間隔0.2 m，小區長4 m，寬6 m。試驗在溫棚進行，溫棚長50 m，寬6 m。采用人工還田的方式，將菌渣、鋸末和粉碎好的西紅柿秸稈稱重并按不同還田量（高、中、低）均勻平鋪在對應的小區，每個小區鋪3 壟，所有處理鋪設完畢后進行機械旋耕，使鋪設的鋸末、菌渣和西紅柿秸稈與0～20 cm 耕層土壤均勻混合。

1.3 試驗過程

小白菜于2020 年8 月20 日播種，人工撒播，每667 m2用種0.8～1.2 kg；種植前施基肥碳酸氫銨50 kg，8 月25 日小白菜長出地面進行殺菌處理，25 g 殺菌劑（丙森鋅）對水40 kg 進行噴施；8 月30 日進行第2次噴施，10 g 殺菌劑（烯酰嗎啉）對水30 kg；9 月8 日進行殺蟲處理，500 g 殺蟲劑（四聚乙醛）對水40 kg進行葉面噴施；9 月15 日，用含氨基酸水溶肥料30 mL 對水 30 kg進行葉面噴施；9 月 28 日收獲。

1.4 測定項目

收獲時，以小區為單位進行測定并收獲，每小區隨機連續取10 株小白菜，測定株高、葉片長、葉片寬、葉柄長和單株鮮重等5 項指標。

1.5 數據處理

采用Excel 2016 與SPSS 26.0 軟件對試驗數據進行方差分析和顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 菌渣不同還田量對小白菜農藝性狀的影響

由表1 可知，施用菌渣的小白菜農藝性狀指標整體上優于對照，且不同施用量對小白菜農藝性狀的影響不同，與對照相比，高量還田處理小白菜株高、葉片長、葉片寬、葉柄長、單株鮮重的增長幅度分別為20.8%、15.8%、26.1%、26.2%、35.9%；中量還田處理小白菜的株高、葉片長、葉片寬、葉柄長、單株鮮重的增長幅度分別為9.9%、6.5%、15.8%、7.9%、15.6%；低量還田處理小白菜的株高、葉片長、葉片寬、葉柄長、單株鮮重的增長幅度分別為6.2%、1.4%、13.3%、9.5%、14.7%。高量菌渣還田處理整體效果最優，施用菌渣后，小白菜的農藝性狀較對照均有不同程度的增加，其中高量還田處理小白菜的農藝性狀增加幅度最大，中量還田處理次之（除葉柄長），低量還田處理小白菜農藝性狀增幅最小。高量還田處理與中、低量還田處理及對照之間小白菜的農藝性狀均存在顯著差異，說明菌渣還田處理對小白菜生長及單株鮮重有明顯的促進作用。低量還田與中量還田處理葉片長差異不顯著，但中量還田處理與其他兩個處理量的株高差異顯著；中量還田與低量還田處理的葉片寬、單株鮮重差異不顯著，與高量還田處理、對照存在顯著差異；中量還田與低量還田處理、對照的葉柄長差異不顯著。結果表明，菌渣還田具有一定的肥力效果，其肥效釋放緩慢，可持續為植物生長提供所需的營養成分，且高量還田處理對小白菜農藝性狀的促進作用比其他還田量處理效果更好。

表1 菌渣不同還田量對小白菜農藝性狀的影響

2.2 鋸末不同還田量對小白菜農藝性狀的影響

由表2 可知，鋸末不同量還田處理對小白菜單株鮮重無顯著影響，鋸末低量還田處理和對照小白菜的株高、葉片長、葉片寬和葉柄長的生長狀況優于高、中量還田處理。整體上，低量還田處理、對照小白菜各農藝性狀均明顯高于高、中量還田處理。鋸末還田處理對小白菜的農藝性狀影響不大，甚至高量還田處理會對小白菜農藝性狀產生不利影響，主要原因是鋸末屬木質類，其腐爛速度緩慢，對于小白菜這種生長周期短的作物促進效果不明顯，另外，有些制作家具所用木材經過防腐處理，其產生的鋸末含有有害物質，其還田處理對作物生長無幫助，反而嚴重危害作物生長。因此，鋸末在還田處理之前最好進行發酵處理，有助于其養分快速釋放，還田量不宜過高。

表2 鋸末不同還田量對小白菜農藝性狀的影響

2.3 西紅柿秸稈不同還田量對小白菜農藝性狀的影響

由表3 可知，西紅柿秸稈還田對小白菜株高、葉片長、葉片寬、葉柄長和單株鮮重均有不同程度的促進作用。當還田量為中量時，株高增加最大，比對照增加15.7%，差異達顯著水平，高量還田處理次之，比對照增加7.3%，高、低量還田處理間小白菜株高差異不顯著；當還田量為高、中、低量時，小白菜葉片長差異不顯著，但均顯著高于對照，與對照相比，增加幅度分別為10.1%、11.5%和10.8%；還田量為高、中量時，小白菜葉片寬分別比對照增加38.8%和39.4%，與對照差異顯著；當還田量為中量時，小白菜葉柄長比對照增加15.1%，差異達顯著水平，高量還田處理小白菜葉柄長較對照增幅最小，為2.4%；當還田量為中量時，小白菜單株鮮重增加最大，比對照增加19.8%，差異顯著，低量還田處理次之，與對照相比增幅為11.2%，高量還田處理小白菜單株鮮重增加最小，且高、低量還田處理間小白菜單株鮮重差異不顯著。說明西紅柿秸稈中量還田處理對小白菜農藝性狀促進作用最明顯。

表3 西紅柿秸稈不同還田量對小白菜農藝性狀的影響

2.4 不同處理對小白菜農藝性狀的影響

試驗結果（表4）表明，與對照相比，以施菌渣處理的整體效果最好，株高、葉片長、葉片寬、葉柄長和單株鮮重分別較對照提高了12.4%、7.9%、18.2%、14.3%和22.0%，且差異均達顯著水平；其次是西紅柿秸稈還田處理，小白菜的農藝性狀相比對照增幅分別為9.5%、10.8%、33.3%、7.9%和13.0%；鋸末還田處理對小白菜農藝性狀無顯著促進作用。說明菌渣還田對小白菜的農藝性狀具有良好的改善作用，因為菌渣含有豐富的纖維素、木質素等富碳物質以及氮、磷、鉀等多種營養元素，為小白菜整個生長過程提供可持續利用的營養物質。另外，菌渣還田可以提高土壤有機質含量和養分含量，增加土壤團粒結構的形成，降低土壤容重，能夠影響小白菜生存環境中水、肥、氣、熱的狀況，進而影響小白菜的生長。

表4 不同農業廢棄物處理對小白菜農藝性狀的影響

3 小結與討論

3.1 菌渣不同還田量對小白菜農藝性狀的影響

試驗結果表明，與對照相比，菌渣不同還田量均明顯提高小白菜株高、葉片長、葉片寬、葉柄長和單株鮮重。其中，高量還田處理小白菜農藝性狀指標達到最大值，因為菌渣施入土壤后，養分釋放緩慢，在小白菜生長后期，可持續為小白菜生長提供營養物質［6］。滕青等［7］研究了菌渣還田對生菜生長的影響，結果表明，生菜株高和莖稈直徑增幅達到20.0%和34.7%。李巖杰等［8］研究表明，菌渣還田能有效促進黃瓜植株生長發育，平均株高提高8%以上，地上鮮重提高10%以上，根長增加2～3 cm，產量提高30%以上。相關研究發現，菌渣作為有機成分施加到土壤中，有利于土壤團粒結構的形成，提高土壤的保水能力，增加土壤的透氣性，改善土壤的物理特性，促進植物生長［9，10］。

3.2 鋸末不同還田量對小白菜農藝性狀的影響

試驗結果表明，鋸末不同還田量對小白菜農藝性狀沒有明顯的促進作用，可能是鋸末中含有大量有害病菌和病原微生物，直接還田會使病菌和病原微生物帶入土壤，土壤中有害病菌增加，造成小白菜在生長初期受到病害，以致整個生長過程受阻［11］。鋸末中含有大量的木質纖維，直接還田使用，在短時間內很難被植物分解吸收利用，營養價值發揮不出來。因此，在鋸末使用之前，應對鋸末進行高溫高壓滅菌及發酵處理，如通過發酵腐熟技術進行處理［12］。研究表明，鋸末腐熟發酵處理后，營養價值全面，而且疏松透氣、吸濕保水性強、緩沖性能好等，還田后，作物生長效果明顯，作物收益提高，可減少化肥的使用［13］。魏海蓉等［14］研究表明，土施鋸末與覆蓋結合處理，明顯提高高灌藍莓的株高、冠幅、葉面積、新梢數量和長度，增強了高灌藍莓的光合能力，進而促進高灌藍莓生長和綜合品質改善。要使鋸末最大可能地被有效利用，應做好殺菌、消毒處理，并進行相應的腐熟處理。

3.3 西紅柿秸稈不同還田量對小白菜農藝性狀的影響

有研究表明，秸稈腐熟還田可以促進作物的生長發育，改善作物農藝性狀。株高、葉片大小、葉柄長和單株鮮重等指標是反映小白菜生長狀況的重要指標。徐明發等［15］研究了秸稈腐熟還田對作物的生長、產量、抗性等方面的影響表明，幼苗返青快、分蘗強、長勢旺、穗數多、熟相好和抗倒伏。丁亨虎等［16］研究秸稈腐熟對棉花農藝性狀的影響表明，棉花株高、果枝、大桃、吐絮和單位面積成桃量不同程度地增加。同上述試驗結果相似，本試驗結果表明，經過腐熟后的西紅柿秸稈，其不同還田量對小白菜農藝性狀的影響不同，與對照相比，中量還田對小白菜農藝性狀的促進效果最佳。

3.4 不同處理對小白菜農藝性狀的影響

試驗結果表明，施用菌渣、鋸末、西紅柿秸稈還田，對小白菜農藝性狀影響不同，各處理效果排序為菌渣還田＞西紅柿秸稈還田＞鋸末還田，原因可能是在小白菜生長過程中，菌渣養分釋放緩慢，可持續為小白菜生長提供所必需營養物質，西紅柿秸稈在腐熟過程中沒有完全腐熟，可能攜帶病菌與致病微生物，使小白菜產生病蟲害，鋸末在土壤中腐解緩慢，不能及時提供小白菜所需的營養物質。因此，導致小白菜生長緩慢，株高、葉片大小、葉柄長和單株鮮重等指標表現不如菌渣還田處理。

綜上所述，菌渣不同還田量對小白菜農藝性狀影響不同，高量還田處理效果最好，與對照相比，小白菜株高、葉片長、葉片寬、葉柄長和單株鮮重分別提高20.8%、15.8%、26.1%、26.2%、35.9%。鋸末直接還田對小白菜農藝性狀具有抑制作用，在還田之前需對鋸末進行發酵腐熟處理。西紅柿秸稈不同還田量對小白菜農藝性狀改善作用不同，中量還田處理效果最優，與對照相比，株高、葉片長、葉片寬、葉柄長和單株鮮重增幅分別為15.7%、11.5%、39.4%、15.1%和19.8%。整體上，菌渣還田處理小白菜農藝性狀表現最好，對于發展綠色產品，實現農業的可持續發展具有重要意義。