食用菌渣堆肥還田對苜蓿產量和品質的影響研究

摘要：食用菌渣是有機廢棄物，也是可回收利用的優質農業資源，食用菌渣的高效資源化利用對于發展可持續農業有重要意義。以苜蓿為試驗材料，設計不同堆肥施用方案（3 000 kg/hm2、4 500 kg/hm2和6 000 kg/hm2），輔以兩種補充灌溉量，觀測食用菌渣堆肥還田對苜蓿產量和品質的影響。結果表明，

4 500 kg/hm2菌渣肥料協同240 mm補充灌溉量有利于苜蓿增產提質，該組合下熵權系數評價值達到0.81，可作為食用菌渣資源高效利用方案。

關鍵詞：食用菌渣；堆肥；苜蓿；產量；品質

中圖分類號：S541.9 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）04-00-04

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.04.006

Study on the Effect of Returning Edible Mushroom Residue Compost to Field on Alfalfa Yield and Quality

ZHANG Shengwang1， JIN Qiu2， TANG Kehan3， HUANG Congzheng3， ZHANG Houdong3， TIAN Ying3， LIANG Lina3

（1. School of Horticulture and Landscape Architecture， Fujian Vocational College of Agriculture， Fuzhou 350000， China;

2. Nanjing Hydraulic Research Institute， Nanjing 210000， China; 3. College of Horticulture， Fujian Agriculture and Forestry University， Fuzhou 350002， China）

Abstract： Edible mushroom residue is an organic waste and a high-quality agricultural resource that can be recycled and reused， and the efficient resource utilization of edible mushroom residue is of great significance for the development of sustainable agriculture. This study uses alfalfa as the experimental material and designs different composting application schemes （3 000 kg/hm2， 4 500 kg/hm2， and 6 000 kg/hm2）， supplemented by two supplementary irrigation amounts， to observe the effect of returning edible mushroom residue compost to the field on alfalfa yield and quality. The results show that the combination of 4 500 kg/hm2 mushroom residue fertilizer and 240 mm supplementary irrigation is beneficial for increasing yield and improving quality of alfalfa， under this combination， the entropy weight coefficient evaluation value reaches 0.81， which can be used as an efficient utilization plan for edible mushroom residue resources.

Keywords： edible mushroom residue; composting; alfalfa; yield; quality

福建省是食用菌生產強省，2017—2019年平均年產量達220萬t，產生菌渣552萬t。食用菌菌渣含有大量可利用營養和生物活性物質，包括微量元素、多糖類、有機酸、酶和酚類物質等。菌渣堆肥可以提升土壤肥力，改善土壤理化性質，增強土壤持水特性，刺激根際固氮微生物生長[1]。在作物栽培過程中，食用菌菌渣堆肥能增強幼苗抗逆性，提高作物產量和品質。本研究以資源化利用食用菌渣為目標，以苜蓿為試驗材料，觀測食用菌渣堆肥還田效應，探討菌渣堆肥利用模式，以期為農業資源高效利用及園林植物綠色生產提供理論和實踐依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗于2022年3—12月在云霄縣原老區果場科技示范基地（北緯23°57′38″，東經117°20′05″）進行。云霄縣屬亞熱帶季風氣候區。試驗地年平均氣溫為21.5 ℃，1月平均氣溫為13.2 ℃，7月平均氣溫為28.5 ℃。年降水量為1 670.6 mm，無霜期為347 d。根據距地表0～20 cm的土層理化性質，供試土壤鹽分含量為1.61 g/kg，有機質含量為2.2%，總氮含量為0.99 g/kg，速效磷含量為14.7 mg/kg，速效鉀含量為135.3 mg/kg，容重為1.37 g/cm3，田間持水量為25.2%。試驗區前期栽培作物時，有化學肥料投入，土壤有輕微鹽漬化。

1.2 試驗設計

試驗分為食用菌渣堆肥及其施用兩個環節。食用菌菌渣堆肥試驗采用香菇渣、平菇渣、豬糞和玉米秸稈輔料進行堆肥，起始物料碳氮比為30，外源有效微生物群原液添加量為3‰，堆肥時間為3個月。堆肥預處理時，含水率控制在50%±5%，粒徑控制在20 mm以下，霉菌、線蟲和病原菌死亡率均在98%以上，發酵過程中的高溫翻堆、強制通風和含水率控制都依照傳統方法進行。堆肥完成后，經測定，肥料氮含量為3.9%，P2O5含量為2.7%，K2O含量為1.8%。

苜蓿品種為中苜3號，播種前將菌渣肥料與土壤（距地表0～10 cm的土層）混合均勻。苜蓿于3月12日播種，播種量為22.5 kg/hm2。在4月3日、6月6日、7月28日進行灌溉。試驗設計3種菌渣肥料施用量，即3 000 kg/hm2（F1）、4 500 kg/hm2（F2）和6 000 kg/hm2（F3），輔以2種補充灌溉量，即150 mm（W1）和240 mm（W2），以無施肥、無灌溉處理（CK）作為對照。灌溉總量按照3次灌溉平均分配，試驗過程中不隔絕自然降雨。每個處理重復3次，每個試驗小區長為6 m，寬為4 m，面積為24 m2。不同處理的試驗小區用60 cm深防滲膜隔開，以防止側滲。

1.3 樣品采集與分析

在6月3日、7月25日和10月2日進行3次采收，處理并測算苜蓿產量。測定粗蛋白含量、酸性洗滌纖維含量和中性洗滌纖維含量（用于分析的數據為3茬品質指標均值），其中粗蛋白按照《飼料中粗蛋白的測定 凱氏定氮法》（GB/T 6432—2018）測定，酸性洗滌纖維按照《飼料中酸性洗滌纖維的測定》（NY/T 1459—2022）測定，中性洗滌纖維按照《飼料中中性洗滌纖維（NDF）的測定》（GB/T 20806—2022）測定。

1.4 數據分析

品質評價以《苜蓿干草產品營養品質評價及質量分級》（DB15/T 2598—2022）中的優級苜蓿為標準，即粗蛋白含量為20%～22%，酸性洗滌纖維含量為27%～31%，中性洗滌纖維含量為34%～38%。數據分析采用SPSS17.0軟件，顯著性分析依據鄧肯多重范圍檢驗[2]。

2 結果與分析

2.1 不同堆肥利用方案對苜蓿產量的影響

食用菌菌渣進行預處理，殺滅其中的食用菌菌絲、病原菌、昆蟲和其他有害微生物，這不僅對土壤無負面影響，還可向土壤釋放有益微生物、微量元素、多糖類、有機酸、酶和酚類物質。此外，菌渣肥料進入土壤，勢必對土壤氮素的數量和形態、土壤氮轉化功能菌的數量和活性產生影響，進而對作物產量產生影響[3]。不同菌渣肥料利用方案對苜蓿產量的影響如圖1所示。需要注意的是，圖1中不同字母表示在置信度為0.05的水平上差異顯著（鄧肯多重范圍檢驗）。菌渣肥料施入后，苜蓿產量顯著提升，菌渣處理的3茬苜蓿產量分別為815.6～1 222.3 kg/hm2、2 554.2～3 118.3 kg/hm2和2 343.6～2 979.8 kg/hm2，明顯高于對照處理（724.0 kg/hm2、2 051.9 kg/hm2和2 017.7 kg/hm2）。不同水肥處理的苜蓿產量也存在一定差異。3茬苜蓿產量和肥料施用量均呈明顯正相關，2種灌溉量中，灌溉量240 mm的3茬苜蓿產量處于較高水平。

2.2 不同堆肥利用方案對苜蓿品質的影響

不同處理對苜蓿品質的影響如表1所示。與CK相比，不同水肥處理對苜蓿粗蛋白含量的增加有一定的促進作用，對中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維有降低作用。不同水肥處理中，粗蛋白含量以W1F3最高，達到23.2%，表明低水高肥有利于增加苜蓿粗蛋白含量，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維總體上則呈現與粗蛋白相反的趨勢。酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維是衡量苜蓿品質的重要指標，其中酸性洗滌纖維影響消化率，中性洗滌纖維衡量采食率，均應當處于適宜范圍。對照相關標準的指標范圍，本研究中食用菌渣堆肥還田后苜蓿品質處于較優水平。

2.3 食用菌渣堆肥利用方案熵權系數決策模型

為了從上述7個方案中選擇最優食用菌渣利用方案，采用熵權系數決策模型對不同方案下苜蓿產量、品質指標進行建模分析[4]。假設食用菌渣堆肥還田利用方式有m種，評價指標有n個，m種利用方式對應n個不同指標，可以得到評價矩陣，如式（1）所示。本研究共包含7個利用方案，故m=7，同時選取3茬產量和3個品質指標作為評價指標，故n=6。對于某個指標rj，信息熵采用式（2）計算。其中，歸一化后的指標采用式（3）計算。第j個指標的熵值按式（4）計算，其客觀權重按式（5）計算。

式中：R為評價矩陣；rij為第i種利用模式下第j個指標值，i=1，2，3，…，m，j=1，2，3，…，n；Ej為信息熵；pij為歸一化后的指標；ej為第j個指標的熵值；θj為第j個指標的客觀權重。

計算結果顯示，0≤θj≤1，。在方案優選中，主觀經驗起到重要作用，因此可以將主觀權重與計算所得的指標客觀權重θj結合，采用式（6）進行計算，得到新指標權重αj。本研究中，產量和品質同等重要，各自的子指標數量相等，因此主觀權重平均分配。

若評價矩陣R中每列指標的最理想值為rj*，可依據rj*值對評價矩陣數據進行歸一化處理，rj*數值主要由指標性質決定。本研究中，3茬苜蓿產量和粗蛋白為收益性指標，數值越大越優；中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維按照優級標準應處于適宜范圍，以中性洗滌纖維為例，優級苜蓿中性洗滌纖維適宜范圍為34%～38%，假設范圍中心值（36%）最優，則指標值越靠近中心值，該指標值越優，即指標值與中心值差值的絕對值越小越優，將指標值與中心值差值的絕對值作為本研究的損失性指標，符合越小越優原則。歸一化后的指標值采用式（7）計算。不同食用菌渣堆肥利用方案綜合效益的熵權評價值可根據式（8）計算。

W2F3和CK方案下，熵權系數評價值分別為0.574、0.549、0.221、0.220、0.809、0.445和0.132。根據模型原理，W2F2為綜合效益最優處理，即4 500 kg/hm2菌渣肥料協同240 mm補充灌溉量有利于苜蓿增產提質。

3 結論

食用菌渣是農業廢棄物，也是有機自然資源。本研究將食用菌渣堆肥后應用于苜蓿生產，取得較好的效果。菌渣肥料配合灌溉有利于苜蓿產量提升，3茬苜蓿產量均與菌渣肥料施用量呈明顯正相關。熵權系數評價結果表明，4 500 kg/hm2菌渣肥料協同240 mm補充灌溉量是有利于苜蓿增產提質且綜合效益最優的方案。

參考文獻

1 黃秀聲，翁伯琦，黃勤樓，等.食用菌菌渣循環利用對農田生態環境的影響與評價指標[J].現代農業科技，2010（22）：268-271.

2 侯毛毛，陳競楠，楊 祁，等.暗管排水和有機肥施用下濱海設施土壤氮素行為特征[J].農業機械學報，2019（11）：259-266.

3 何 可，韋慧明，陸文科，等.食用菌菌渣作為基肥對大棚甜瓜產量和品質的影響[J].農業科技通訊，2017（6）：116-118.

4 毛心怡，王為木，郭相平，等.不同灌溉模式稻田土壤速效氮磷存儲能力及其熵權系數評價[J].節水灌溉，2018（1）：220-229.