二次利用菌棒無土栽培馬鈴薯的研究

甘薯是茄子科的一種一級草本植物。這是谷物和蔬菜的重要收獲。馬鈴薯產(chǎn)量高，營養(yǎng)豐富，對環(huán)境的適應性較強。氣候溫和濕潤，晝夜溫差大，環(huán)境無污染，生態(tài)條件好，均適宜馬鈴薯生長，其中以雨多、霧多、氣溫較低特別適宜馬鈴薯的發(fā)展，可生產(chǎn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、無毒的馬鈴薯。馬鈴薯個體均勻、病蟲害少、淀粉含量高、味正、個大、皮薄。我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物秸稈(如：花生殼、玉米秸、玉米芯、麥秸、豆秸、稻草等)資源豐富，近年來北京市設施農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代型都市農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速，食用菌類產(chǎn)業(yè)剩余的大量菌棒具有一定的營養(yǎng)元素，卻因為經(jīng)濟效益較低而被直接廢掉，這既是對資源的浪費也是對環(huán)境的破壞。而無土栽培環(huán)保、生產(chǎn)效率高、生長周期短、節(jié)約資源，不需要耕地可極大地擴展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間，有利于實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化的優(yōu)勢。本研究的主要特點是：充分利用食用菌剩余菌棒，資源再利用，綠色環(huán)保，可行性強。本次所用菌棒是經(jīng)二次發(fā)酵的基質(zhì)，食用菌生產(chǎn)后剩余菌棒將其粉碎，調(diào)制水分含水量為50%～60%，然后堆成寬1.5m、高1.3m、長度不限的堆；堆好后用木棒在料堆上每隔20cm打一到底的通氣孔，蓋上一層薄膜，開始發(fā)酵。當料堆30cm深處溫度達60℃～70℃時開始翻堆，隔2d翻堆1次即可，發(fā)酵時間為15d。1材料和方法1.1單薯株，樹高、樹重馬鈴薯種子：紫花白，生育期95～100d，株高60cm，莖葉綠色，單株1.5～1.9個莖，塊莖圓形，薯皮光滑，芽眼中等，單株結(jié)薯2.5～3.5個，平均單薯重120～135g。1.2方法日光大棚保護地普通土壤栽培（CK）、菌棒+土壤栽培、菌棒無土栽培。試驗小區(qū)長6m、寬2m，每小區(qū)12m2試驗總結(jié)2.1種薯芽酒的制備本試驗設置于北京市昌平區(qū)北京農(nóng)學院試驗基地，日光溫室大棚，試驗地土質(zhì)為壤土，肥力中等，土壤有機質(zhì)1.25%、速效氮98.2%、速效磷61.2%、速效鉀114.3%、土壤容重1.15g/cm種薯每個100～150g重，16℃～23℃下催芽，芽長0.5～1cm時切種塊，每塊30g左右，1～2個芽。種塊用多菌靈和農(nóng)用鏈霉素消毒，蓋膜悶種2h。3試驗結(jié)果和分析3.1每種處理根的動態(tài)變化3.1.1菌棒+土壤栽培馬鈴薯根系根數(shù)動態(tài)變化見表2和圖2,60d時根數(shù)菌棒+土壤栽培是菌棒無土栽培的21.95%，是普通土壤栽培26.82%；菌棒無土栽培是普通土壤栽培6.25%。3.1.2通土壤栽培試驗結(jié)果表明，菌棒+土壤栽培方法在60d的栽培時間里，在根系主根長度和根系根數(shù)方面都優(yōu)于菌棒無土栽培和普通土壤栽培，以普通土地栽培方法為最差。原因是普通土壤栽培時，土壤容重較大，土壤的通氣性不如菌棒無土栽培和菌棒+土壤栽培方法，土壤的溫度提高較慢，導致根系發(fā)育較慢；而菌棒+土壤栽培方法，土壤的溫度提高較快，導致根系發(fā)育較快。在根系干重動態(tài)變化方面看，菌棒無土栽培比菌棒+土壤栽培和普通土壤栽培根系發(fā)育健壯，干物質(zhì)積累較多。3.23馬鈴薯生育期調(diào)查3種不同基質(zhì)栽培方式于5月10日播種，分別調(diào)查記錄出苗期、開花期、結(jié)薯期、成熟期、生育期，調(diào)查數(shù)據(jù)見表4。經(jīng)方差分析，3種不同基質(zhì)栽培方式發(fā)育進程差異顯著，從表中可見，菌棒無土栽培方法可使發(fā)育進程明顯加快，生育期縮短；菌棒+土壤栽培次之，普通土壤栽培發(fā)育進程較慢，生育期加長。3.3不同覆蓋物對土壤溫度的影響栽培基質(zhì)溫度調(diào)查從6月20日開始至7月1日，10d中從早7:00至晚19:00，間隔1h記錄1次，取10d的平均值，分別測定基質(zhì)下5cm、10cm、20cm的土壤溫度，繪成溫度曲線。無覆蓋物情況下溫度調(diào)查結(jié)果見圖4、圖5、圖6。從無覆蓋物情況下溫度調(diào)查結(jié)果來看，3種不同基質(zhì)栽培的5cm、10cm、20cm深土壤溫度，變化趨勢是相同的，菌棒無土栽培的溫度隨日照和地表溫度上升而快速上升，15:00以后溫度下降也較為迅速，相比之下，菌棒+土壤栽培和普通土壤栽培的溫度上升和下降的較為平緩。另外，10cm深以上的土壤溫度隨日照和地表溫度變化而發(fā)生較大的變化，20cm深的土壤中3種不同基質(zhì)間土壤溫度相差不大。有覆蓋物情況下溫度調(diào)查，自開花期后重復用兩層草簾覆蓋地面，分別在開花期、結(jié)薯期和成熟期前3次測定基質(zhì)下10cm的土壤溫度，其動態(tài)變化見圖7。添加覆蓋物后，基質(zhì)下10cm的土壤溫度明顯低于不加覆蓋物10cm的土壤溫度，溫度平均下降2℃，下降近10%。有覆蓋物情況下，3種不同基質(zhì)間10cm的土壤溫度相差不大。3.4各覆蓋物對莖粗、高效產(chǎn)量的影響馬鈴薯成熟后，分別測量了株高（cm）、莖粗（cm）、平均單株產(chǎn)量（g）、平均單株結(jié)薯數(shù)（個）、總產(chǎn)量（kg/12m經(jīng)方差分析，各農(nóng)藝性狀重復間差異不顯著，株高、莖粗不同栽培方法差異不顯著，而平均單株產(chǎn)量、平均單株結(jié)薯數(shù)、總產(chǎn)量不同栽培方法間差異顯著?？偖a(chǎn)量方面菌棒無土栽培比普通土壤栽培增產(chǎn)18.85%，菌棒+土壤栽培比普通土壤栽培增產(chǎn)5.48%。添加覆蓋物后，在平均單株產(chǎn)量和總產(chǎn)量方面調(diào)查結(jié)果見表6。由表6中數(shù)據(jù)可以表明，在3種不同基質(zhì)栽培條件下，有覆蓋物比無覆蓋物單株產(chǎn)量平均增產(chǎn)2.81%，總產(chǎn)量平均增產(chǎn)7.25%；3種不同基質(zhì)栽培間，平均單株產(chǎn)量菌棒+土壤栽培增產(chǎn)較為顯著，達3.78%，總產(chǎn)量以菌棒無土栽培增產(chǎn)較為顯著，達8.16%。4菌棒無土栽培對馬鈴薯生育期的影響(1）菌棒的二次利用對馬鈴薯的生產(chǎn)有很好的作用。菌棒二次發(fā)酵可以進一步轉(zhuǎn)化剩余的營養(yǎng)物質(zhì)，施入土壤中可以較好地改善土壤的理化性質(zhì)，增加土壤有機質(zhì)的含量，降低土壤的容重，增加土壤的通氣性，提高土壤的溫度。在根系長度、根數(shù)、根系干重等方面，菌棒無土栽培明顯優(yōu)于普通土壤栽培，表現(xiàn)為發(fā)根快、生長快、根系干物質(zhì)積累多。(2)3種不同基質(zhì)栽培方式發(fā)育進程差異顯著，菌棒無土栽培方法，可使發(fā)育進程明顯加快，生育期縮短。紫花白是一個中晚熟品種，生育期95～100d，在菌棒無土栽培的條件下生育期縮短為92d，而普通土地栽培發(fā)育進程較慢，生育期加長，為104d?？梢娋魺o土栽培可以很好地均衡供應馬鈴薯的營養(yǎng)需求，使營養(yǎng)生長和生殖生長很好協(xié)調(diào)。(3）菌棒無土栽培的基質(zhì)溫度隨日照和地表溫度上升和下降都較為迅速，原因是該基質(zhì)通透性較好，受環(huán)境的影響較為顯著，特別是距地表10cm范圍內(nèi)的溫度變化明顯，這一點對馬鈴薯地下結(jié)塊莖的作物是很不利的。添加覆蓋物后，溫度明顯下降，平均降低20C左右，距地表10cm范圍內(nèi)的溫度，三種不同基質(zhì)間變化不明顯，一天內(nèi)變化趨于平緩，可見添加覆蓋物有利于降低土壤溫度，有利于馬鈴薯營養(yǎng)物質(zhì)的積累和塊莖的形成。(4）菌棒無土栽培在株高、莖粗、平均單株產(chǎn)量、平均單株結(jié)薯數(shù)、總產(chǎn)量等方面，明顯好于菌棒+土壤栽培和普通土壤栽培，表現(xiàn)為地上部生長旺盛，莖稈粗壯，葉片濃綠，單株結(jié)薯較多、較大，總產(chǎn)量比對照增產(chǎn)18.85%；在有覆蓋物的情況下，總產(chǎn)量以菌棒無土栽培增產(chǎn)較為顯著，達8.16%。食用菌生產(chǎn)后的菌棒，經(jīng)過再次發(fā)酵，作為馬鈴薯栽培基質(zhì)是資源再次利用，保護環(huán)境，改良土壤理化性質(zhì)的較好材料。試驗表明，在保護地條件下菌棒無土栽培，只要營養(yǎng)元素搭配合理，營養(yǎng)生長和生殖生長就能較好地協(xié)調(diào)。特點是菌棒無土栽培基質(zhì)通氣性好，表層溫度提升較快，能促進前期的生長，地上和地下生長協(xié)調(diào)，馬鈴薯開花期以后，采取地面添加覆蓋物的方法，能有效地降低地表10cm范圍內(nèi)的溫度，有利于馬鈴薯營養(yǎng)物質(zhì)的積累和塊莖的形成，這一點在在保護地條件下是可以實現(xiàn)的。2.2馬鈴薯根系長度和干重變化馬鈴薯根系長度和根數(shù)分別用游標卡尺和體視顯微鏡調(diào)查,調(diào)查時間為出苗后10d、20d、30d、40d、50d、60d,每個處理調(diào)查3株。調(diào)查測量馬鈴薯根系主根長度動態(tài)變化見表1和圖1,60d時主根長度菌棒+土壤栽培是菌棒無土栽培的6.54%,是普通土壤栽培15.13%;菌棒無土栽培是