李赫桐 韋榮耀 農(nóng)艷豐 李 健*

（1百色學(xué)院，廣西 百色 533000；2華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，廣東 廣州 510642）

食用菌菌渣是以農(nóng)業(yè)廢棄物（如米糠、木屑、棉籽殼、玉米芯等）為主要原料種植食用菌，蘑菇采收之后殘留的培養(yǎng)基[1]。食用菌菌渣是由食用酵母菌絲殘?bào)w經(jīng)食用菌酵解、結(jié)構(gòu)上發(fā)生變質(zhì)后的粗纖維、粗蛋白質(zhì)、多糖及其他多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)所組成的復(fù)合體[2]，不經(jīng)再處理很難在農(nóng)作物上直接使用[3]。菌渣隨意排放不僅會(huì)污染環(huán)境，還可能產(chǎn)生鐮孢霉、蚊蠅和農(nóng)作物害蟲(chóng)等[4]，影響作物發(fā)育。將菌渣與動(dòng)物糞便混合漚肥[5]，既可以解決廢棄菌渣處理問(wèn)題，又能降低栽培成本、增加農(nóng)作物產(chǎn)量。

發(fā)酵后的雞糞是一種優(yōu)質(zhì)的生物有機(jī)肥，其中有機(jī)質(zhì)含量約為23.8%、氮素約為1.57%、磷素約為1.51%、鉀素約為0.85%，且富有多種有益的生態(tài)功能細(xì)菌組和酶類。在禽畜糞便作為主要原料的有機(jī)肥料中，雞糞能大幅度改善土地中的重金屬鉛的形態(tài)，具有降低土壤重金屬污染的效果，還可有效抑制根結(jié)線蟲(chóng)病、枯萎病和青枯病等[6]。雞糞中的高效有益微生物菌群可以活化環(huán)境和調(diào)節(jié)土壤微量元素平衡，溶解難溶性的磷鉀養(yǎng)分，還可提高土壤的抗氧化功能，使土壤保持疏松，從而增加土壤孔隙度，促進(jìn)植株根系的正常生長(zhǎng)發(fā)育，同時(shí)增強(qiáng)土壤抗雨、保肥功能，減少土地淋洗損失。使用雞糞堆肥不僅可以有效解決養(yǎng)殖場(chǎng)的糞便處理問(wèn)題，還能大幅度改善養(yǎng)殖場(chǎng)生態(tài)環(huán)境，降低禽畜疫病的發(fā)病率，提高禽畜產(chǎn)品質(zhì)量，減緩農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染和資源的浪費(fèi)。

為降低農(nóng)業(yè)廢棄物對(duì)環(huán)境的污染，更有效地利用菌渣與禽畜糞便，降低農(nóng)戶種植投入成本，本研究用食用菌菌渣復(fù)配雞糞，利用一定量的發(fā)酵菌劑堆制有機(jī)肥料[7]，作用于南方主要經(jīng)濟(jì)作物甘蔗上，比較甘蔗的農(nóng)藝特征、光合指標(biāo)，探究不同的堆肥時(shí)間和不同濃度配比對(duì)甘蔗生長(zhǎng)的影響。分析最優(yōu)堆肥時(shí)間和濃度配比，為菌渣復(fù)配雞糞有機(jī)肥的比例、堆肥時(shí)間與對(duì)甘蔗的應(yīng)用提供技術(shù)參考，在解決禽畜糞便與食用菌菌渣的后續(xù)處理問(wèn)題的同時(shí)，降低農(nóng)戶種植成本，提高生物資源利用率和轉(zhuǎn)換價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

使用百色學(xué)院食用菌基地的廢棄食用菌菌渣和河北省木森肥業(yè)的干雞糞，加入地衣芽孢桿菌有機(jī)肥腐熟劑進(jìn)行堆肥；使用甘蔗苗為桂糖21 號(hào)甘蔗品種。

1.2 試驗(yàn)處理

試驗(yàn)于2022年6月—2022年11月在百色學(xué)院食用菌基地進(jìn)行。設(shè)置4種不同配比，分別為菌渣∶雞糞=7∶3，記作T1；菌渣∶雞糞=6∶4，記作T2；菌渣∶雞糞=5∶5，記作T3；菌渣∶雞糞=4∶6，記作T4。在堆肥容器中加入250 mL 提前激活的地衣芽孢桿菌有機(jī)肥腐熟劑激活液，每個(gè)配比分別設(shè)置15、25 和35 d 的堆肥時(shí)間。甘蔗種植試驗(yàn)設(shè)計(jì)13個(gè)處理，每個(gè)處理4 盆，每盆3 株，選用長(zhǎng)勢(shì)一致的甘蔗苗作為試驗(yàn)材料。其中第1組為CK處理：使用0.5 kg木屑、磚紅壤5 kg 和育苗基質(zhì)2 kg 混合裝入栽培盆中，并將長(zhǎng)勢(shì)一致的甘蔗苗移栽進(jìn)盆中，每日正常澆水，保持水分充足。第2—13組分別用堆肥15 d的4個(gè)濃度、堆肥25 d 的4 個(gè)濃度和堆肥35 d 的4 個(gè)濃度的菌渣雞糞有機(jī)肥0.5 kg、磚紅壤5 kg 和育苗基質(zhì)2 kg 混合裝入栽培盆中，將長(zhǎng)勢(shì)一致的甘蔗幼苗移栽進(jìn)花盆中，每日正常澆水，并每隔15 d進(jìn)行追肥，每次追肥用量應(yīng)在1 kg。

分別在移苗工作完成的當(dāng)天和第30、60天進(jìn)行株高、莖徑的測(cè)量，在第65～70天完成凈光合速率、分蘗率、葉綠素含量和氣孔導(dǎo)度的測(cè)量。對(duì)比所得數(shù)據(jù)，探究適宜堆肥時(shí)間、有機(jī)肥配比和各濃度有機(jī)肥對(duì)甘蔗生長(zhǎng)的影響。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 有機(jī)肥中氮含量測(cè)定取過(guò)1 mm 篩的風(fēng)干菌渣雞糞有機(jī)肥0.7 g，放入100 mL開(kāi)氏瓶或消煮管中，加入含水楊酸的硫酸10 mL，放置30 min 后，加入硫代硫酸鈉1.5 g 再加水10 mL，稍微加熱5 min，冷卻。加入3.5 g 混合催化劑，充分混合內(nèi)容物，低溫加熱至泡沫停止后，在瓶口處放置1 個(gè)小漏斗，升高溫度至顏色變白。繼續(xù)消煮30 min，待消煮液冷卻后將其移至10 mL 容量瓶，冷卻后定容。吸取25 mL 消煮液進(jìn)行蒸餾、滴定。試驗(yàn)3 次重復(fù)，記錄數(shù)據(jù)，代入公式算出菌渣雞糞有機(jī)肥的全氮含量。

1.3.2 有機(jī)肥中磷含量測(cè)定稱取過(guò)1 mm 篩的菌渣雞糞有機(jī)肥試樣1.0 g 于100 mL 開(kāi)氏瓶中，加入HSO4-HNO3混合液13 mL，先低溫加熱至棕色煙消失，然后再高溫煮至出現(xiàn)白煙后再消煮10 min。如果消煮液未全部變白，稍冷后再加5 mL 濃HNO3繼續(xù)消煮至殘?jiān)孔兦鍨橹埂＠鋮s后沿瓶壁加入50 mL蒸餾水，加熱至微沸1 h后，冷卻并將溶液轉(zhuǎn)入100 mL容量瓶中定容。用干濾紙過(guò)濾于干的三角瓶中供磷、鉀測(cè)定。取上述待測(cè)液5 mL，置于50 mL容量瓶中，加100 g/L酒石酸鈉溶液2 mL，充分搖勻，再加入100 g/L KOH 溶液中和溶液中的酸，加水至40 mL 搖勻，加奈氏試劑2.5 mL，定容后充分搖勻。30 min 后用分光光度計(jì)比色，波長(zhǎng)為420 nm。在樣品測(cè)定的同時(shí)需做空白試驗(yàn)，以校正試劑誤差[8]。共重復(fù)3 次，記錄好數(shù)據(jù)，計(jì)算出有機(jī)肥中的磷含量。

1.3.3 有機(jī)肥鉀含量測(cè)定吸取待測(cè)液5～10 mL于50 mL容量瓶中，在火焰分光光度計(jì)上測(cè)定，記錄讀數(shù)，然后從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得待測(cè)液的K濃度，代入公式計(jì)算出鉀含量，試驗(yàn)重復(fù)3次。

1.3.4 株高、莖徑測(cè)量在對(duì)甘蔗幼苗進(jìn)行試劑處理之前分組做好標(biāo)記，用軟尺測(cè)量每株甘蔗苗從土壤到第1 片完全葉的高度，記錄數(shù)據(jù)，用游標(biāo)卡尺測(cè)量每株甘蔗距離地面6 cm 的莖徑并記錄。

1.3.5 葉綠素含量測(cè)定參考趙京東等[9]方法，具體步驟：取甘蔗的鮮嫩葉片，稱0.5 g，剪碎放置于試管中，加入10 mL 的80%丙酮溶液，塞上試管塞或用封口膜密封，并置于陰暗環(huán)境浸提至葉片完全發(fā)白，以80%的丙酮溶液作空白對(duì)照，在663、646 mm 吸光度的分光光度計(jì)上進(jìn)行測(cè)定，試驗(yàn)3 次重復(fù)，并記錄數(shù)據(jù)。計(jì)算出總?cè)~綠素含量。

1.3.6 分蘗率計(jì)算記錄每株甘蔗除主干外其他分蘗的總數(shù)量：分蘗率（%）=分蘗苗數(shù)（含死苗數(shù)）/主苗數(shù)×100。

1.3.7 甘蔗葉片光合速率與氣孔導(dǎo)度測(cè)定使用LCpro-SD光合儀測(cè)定葉片的光合速率與氣孔導(dǎo)度，記錄數(shù)據(jù)，取平均值分析。

1.4 數(shù)據(jù)處理

本試驗(yàn)采用Excel 2019 進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總，用SPSS 27.0 對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)雞糞菌渣有機(jī)肥營(yíng)養(yǎng)成分的影響

不同的堆肥時(shí)間和不同濃度的雞糞菌渣有機(jī)肥的主要營(yíng)養(yǎng)成分見(jiàn)表1。其中，全氮、全磷和全鉀含量在整個(gè)堆肥過(guò)程均隨著時(shí)間緩慢上升，這是因?yàn)殡S著有機(jī)肥的發(fā)酵，相關(guān)物質(zhì)被不斷分解，水分被蒸發(fā)，使有機(jī)肥得以濃縮，故全氮、全磷和全鉀含量緩慢提升。由于堆肥前期大量微生物在有機(jī)肥中繁殖，微生物消耗氮素速度大于有機(jī)肥濃縮速度，導(dǎo)致堆肥前期時(shí)全氮含量小幅度減少，在15 d之后才開(kāi)始上升。研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)肥的全鉀含量隨著雞糞配比的增大而上升，這是因?yàn)殡u糞中含有大量的鉀元素，這與周祖法等[10]的研究結(jié)果一致。由表1可知，有機(jī)肥在堆肥到25 d時(shí)各濃度的總養(yǎng)分都很高，而堆肥35 d 的各濃度總養(yǎng)分有所減少。pH 值也是影響有機(jī)肥質(zhì)量的因素之一。在堆肥前測(cè)得各個(gè)處理的pH值均在6.0左右，經(jīng)過(guò)15～35 d堆制，各個(gè)處理pH值為6.5～7.5，pH值也隨堆肥處理期限的增加而上升[11]。

表1 不同堆肥時(shí)間、不同濃度的有機(jī)肥主要營(yíng)養(yǎng)成分（以風(fēng)干基計(jì)）

2.2 不同處理的雞糞菌渣有機(jī)肥對(duì)甘蔗生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

2.2.1 甘蔗株高由表2 可知，施用堆肥25 d T2濃度有機(jī)肥的甘蔗在第30、60天的株高與施用其他處理方法的有機(jī)肥下的甘蔗株高差異較大，且堆肥25 d T2濃度有機(jī)肥下甘蔗株高增長(zhǎng)率也最大。但3個(gè)發(fā)酵時(shí)間的T3、T4濃度有機(jī)肥處理下甘蔗株高表現(xiàn)都較差，施用堆肥35 d 的4 個(gè)濃度有機(jī)肥下的甘蔗株高增長(zhǎng)率遠(yuǎn)不如其他2個(gè)堆肥時(shí)間的有機(jī)肥下的甘蔗株高增長(zhǎng)率，施用堆肥35 d T4濃度有機(jī)肥的甘蔗長(zhǎng)勢(shì)甚至沒(méi)有對(duì)照組高。

表2 施用各個(gè)處理的有機(jī)肥對(duì)甘蔗株高變化的影響

2.2.2 甘蔗莖徑由表3 可知，施用不同堆肥時(shí)間、不同濃度有機(jī)肥對(duì)甘蔗莖徑變化有很大影響。從配比濃度來(lái)看，各個(gè)堆肥時(shí)間的T2濃度有機(jī)肥比同一堆肥時(shí)間其他濃度有機(jī)肥對(duì)甘蔗莖徑增長(zhǎng)率的影響要大，T1濃度有機(jī)肥下甘蔗莖徑稍遜色于T2濃度，T3、T4濃度有機(jī)肥下甘蔗莖徑遠(yuǎn)不如T1、T2濃度。其中，施用堆肥25 d、T2濃度有機(jī)肥的甘蔗莖徑增長(zhǎng)率最高。從堆肥時(shí)間來(lái)看，有機(jī)肥堆肥15 d 時(shí)甘蔗莖徑表現(xiàn)較好，堆肥25 d 時(shí)4 個(gè)濃度有機(jī)肥下甘蔗莖徑增長(zhǎng)率均大于同濃度不同堆肥時(shí)間有機(jī)肥下甘蔗莖徑增長(zhǎng)率，但堆肥35 d的有機(jī)肥對(duì)甘蔗莖徑增長(zhǎng)率的影響遠(yuǎn)低于其他兩個(gè)堆肥時(shí)間有機(jī)肥對(duì)甘蔗莖徑的影響。

表3 施用各個(gè)處理的有機(jī)肥對(duì)甘蔗莖徑變化的影響

2.3 甘蔗分蘗率

甘蔗側(cè)芽的萌發(fā)對(duì)有機(jī)肥中的氮、磷元素需求量較大，鉀元素需求量小，由圖1 可知，不同堆肥時(shí)間、不同濃度的雞糞菌渣有機(jī)肥對(duì)甘蔗分蘗率的影響小，只有施用了堆肥25 d T2濃度有機(jī)肥的甘蔗分蘗率在60%以上，施用堆肥了35 d T4濃度有機(jī)肥的甘蔗分蘗率較對(duì)照組甘蔗的分蘗率低。

圖1 施用不同堆肥時(shí)間、不同濃度的有機(jī)肥的甘蔗分蘗率

2.4 甘蔗光合指標(biāo)

對(duì)施用不同堆肥時(shí)間、不同濃度配比有機(jī)肥甘蔗的凈光合速率、總?cè)~綠素含量和氣孔導(dǎo)度進(jìn)行測(cè)量，施用堆肥15、25 和35 d 不同配比濃度有機(jī)肥的光合指標(biāo)結(jié)果如表4—6 所示。施用不同處理有機(jī)肥的甘蔗在光合指標(biāo)上有很大的區(qū)別，施用T2濃度有機(jī)肥的甘蔗光合指標(biāo)普遍比同發(fā)酵時(shí)間不同配比有機(jī)肥下甘蔗高，凈光合速率和氣孔導(dǎo)度最高的是施用堆肥25 d T2濃度有機(jī)肥的甘蔗，而總?cè)~綠素含量最高的是施用堆肥15 d T2濃度有機(jī)肥的甘蔗，T3、T4濃度有機(jī)肥下甘蔗的光合指標(biāo)差異不大。

表4 施用發(fā)酵15 d不同配比濃度有機(jī)肥的甘蔗光合指標(biāo)

表5 施用堆肥25 d的不同配比濃度有機(jī)肥的甘蔗光合指標(biāo)

表6 施用堆肥35 d的不同配比濃度有機(jī)肥的甘蔗光合指標(biāo)

3 結(jié)論與討論

有機(jī)肥營(yíng)養(yǎng)元素豐富，合理利用有機(jī)肥對(duì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。本試驗(yàn)食用菌菌渣有機(jī)肥采用地衣芽孢桿菌進(jìn)行好氧發(fā)酵，好氧發(fā)酵溫度高、周期短、脫水速度快，可以有效殺滅致病菌[11-12]，且堆體溫度變化能直接反映堆肥進(jìn)程和物料腐熟程度[13]，便于隨時(shí)檢查有機(jī)肥的堆制情況。試驗(yàn)所堆制的雞糞菌渣有機(jī)肥的氮、磷、鉀含量以及pH 值都接近或者達(dá)到國(guó)家有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)。

本試驗(yàn)不同堆肥時(shí)間、不同濃度配比的雞糞菌渣有機(jī)肥均有利于甘蔗株高的生長(zhǎng)和莖徑的增粗，對(duì)甘蔗生長(zhǎng)影響最大的有機(jī)肥使甘蔗的株高增長(zhǎng)率達(dá)到294%，且對(duì)甘蔗總?cè)~綠素含量、凈光合速率等也有不小的加成，即有機(jī)肥對(duì)干物質(zhì)積累的速度也是有利的，但在分蘗率等農(nóng)藝特征上并未發(fā)現(xiàn)很大的差異。

雞糞菌渣有機(jī)肥可有效促進(jìn)甘蔗的生長(zhǎng)發(fā)育，顯著提高甘蔗的生長(zhǎng)指標(biāo)、農(nóng)藝特征和光合指標(biāo)。其中，堆肥時(shí)間為25 d、濃度配比為雞糞∶菌渣=4∶6的有機(jī)肥對(duì)甘蔗的株高、莖徑、分蘗率和光合指標(biāo)的影響均大于其他堆肥時(shí)間和濃度配比的有機(jī)肥，其肥效表現(xiàn)也最好。同一濃度配比下，有機(jī)肥對(duì)甘蔗的肥效隨堆肥時(shí)間的增加呈先上升后下降的趨勢(shì)，堆肥25 d 時(shí)達(dá)到肥效最大值。同一堆肥時(shí)間下，有機(jī)肥對(duì)甘蔗株高、莖徑的影響基本上表現(xiàn)出T2濃度＞T1濃度＞T3濃度＞T4濃度，施用T2濃度有機(jī)肥的甘蔗分蘗率較高，利于甘蔗的產(chǎn)量增加。

植物光合作用對(duì)產(chǎn)量有著決定性的作用，其葉綠素含量與氣孔導(dǎo)度均與凈光合速率呈顯著正相關(guān)。高光合速率可以促進(jìn)甘蔗糖分的積累，提高農(nóng)作物質(zhì)量。試驗(yàn)結(jié)果表明，堆肥25 d 有機(jī)肥對(duì)甘蔗凈光合速率、總?cè)~綠素含量和氣孔導(dǎo)度的影響與其他發(fā)酵時(shí)間有機(jī)肥的影響差異較大，T2濃度有機(jī)肥也比同時(shí)間的其他濃度有機(jī)肥肥效大，堆肥時(shí)間為25 d 濃度配比為雞糞∶菌渣=4∶6 的有機(jī)肥效果最為顯著，該條件下甘蔗凈光合速率達(dá)到了31.59 μmol/（m2·s），但施用堆肥25 d T2濃度有機(jī)肥的甘蔗總?cè)~綠素含量表現(xiàn)卻不如堆肥15 d T2濃度有機(jī)肥，原因可能是獲取堆肥25 d T2濃度有機(jī)肥作用甘蔗的新鮮葉片時(shí)光強(qiáng)度太高，葉綠素受到光氧化而被破壞。綜合其他指標(biāo)可知，堆肥25 d T2濃度的有機(jī)肥適合甘蔗生長(zhǎng)需要。

用地衣芽孢桿菌好氧發(fā)酵的雞糞菌渣有機(jī)肥，堆肥25 d時(shí)具備較好肥效，該堆肥時(shí)間下濃度配比為雞糞∶菌渣=4∶6 時(shí)對(duì)甘蔗的生長(zhǎng)指標(biāo)、農(nóng)藝特征和光合指標(biāo)影響最大，可以滿足甘蔗生長(zhǎng)的有機(jī)肥需要；堆肥15 d各個(gè)濃度有機(jī)肥對(duì)甘蔗的生長(zhǎng)也起到加持作用；堆肥35 d的有機(jī)肥表現(xiàn)較差，可能是因?yàn)橛袡C(jī)肥過(guò)分腐熟，養(yǎng)分揮發(fā)并伴有雜菌產(chǎn)生。因此，堆制雞糞菌渣有機(jī)肥除了堆肥時(shí)間與濃度配比外，還要注意通風(fēng)與防水，盡量減少外部環(huán)境中雜菌對(duì)有機(jī)肥堆制的影響，料堆建議大于1 m3或不少于500 kg，還應(yīng)注意施用量，避免出現(xiàn)燒苗、毒害等現(xiàn)象。