蚯蚓和食用菌废渣对土壤的综合改良作用¹⁾

陈庆榆, 黄守程, 姚　政

(安徽科技学院生命科学学院,安徽凤阳233100)

 

摘　要:将食用菌废渣按不同比例加入土壤中(废菌渣∶土壤分别为0∶5、1∶5、2∶5、3∶5、4∶5和5∶5),并放入蚯蚓,以此研究食用菌废渣和蚯蚓对土壤改良效果。结果表明,食用菌废渣和蚯蚓在培肥土壤和改善土壤结构中发挥重要作用,土壤中的有机质、全氮和全钾的含量得到增加,土壤团粒结构和容重等理化性质得到良好改变,并且随着废渣比例的增加,改良效果呈上升趋势。

 

随着改革开放的逐步深入和市场经济的繁荣,人们的生活水平不断提高,食用菌栽培规模越来越大。而食用菌栽培后的废渣的合理利用日益引起人们的高度重视^[1]。对食用菌栽培废渣的综合利用已有不少报道。由于食用菌生产废渣中仍然含有许多动植物需要的营养元素,其中残留的菌丝体在其生长发育过程中还能分泌一些酶,可促进生化反应,因而能从复杂的有机物中释放出更多的易被植物吸收的营养物质,而且能起到活化土壤的作用[2],能为多种微生物提供生长基质,所以又是很好的土壤改良剂^{[3, 4]}。蚯蚓在生态农业中的重要作用应该在我国重新认识和得到重视。蚯蚓对土壤的耕耘比犁耕更有效,加强土壤通气;提供有益细菌,将土壤中的氨转化成为便于农作物吸收利用的形态;有助于将土壤中各种复合分子分解成为植物根系能够利用的成分。蚯蚓及时将地面残留的落叶枯草裂解转化为对土壤和植物有用物质,可处理动物粪便及城市垃圾,对有机和生态农业都有重要意义^{[5, 6]}。

本研究先将食用菌废渣粉碎,然后通过发酵技术处理,使之转化为可以抵抗各种病菌的腐熟发酵料。废渣发酵后,与土壤以不同配比混合后建成多个饲养单元,进行蚯蚓的饲养,40d后取出蚯蚓。通过对不同饲养单元中各处理土壤的有机质、全氮、全钾、团粒结构、容重的测定和比较,研究二者对土壤的改良作用,以期对食用菌废渣的再利用提供一定的理论指导。

1　材料及方法

生产平菇的食用菌废渣取自本校食用菌研究所,土壤取自本校农场蔬菜大棚内,本次试验所用蚯蚓是赤子爱胜(Eisenia foetida)。

1.1　食用菌生产废渣的发酵

将生产平菇的废渣干燥,粉碎后加少量水,然后堆成梯行料堆,盖上塑料布进行发酵。当堆内的废渣色泽偏深,柔韧性好,松软适度,为已经腐熟的发酵料。此时的废渣可做下一阶段配比土壤饲养蚯蚓单元的材料。

1.2　不同配比饲养蚯蚓单元的建立

称取0.5 kg干燥、均匀一致的土壤6份,放入饲养桶内,分别编号为1、2、3、4、5、6,按如下方式处理:1号不加废渣(作为参照),1~6号按废渣料、土质量比为0∶5、1∶5、2∶5、3∶5、4∶5、5∶5的比例向其中加入废渣,这样建成6个饲养单元,作为不同的处理。

1.3　蚯蚓的饲养

在每个饲养单元中放入出卵10d左右,体重、体长较一致的蚯蚓6条,湿度控制在60%~70%,温度在23~26℃间,饲养40d。

1.4　土壤样品的制备和保存

40d后,将各饲养单元中的土壤倒在塑料布上,用铁丝挑出蚯蚓,将土壤摊成薄薄的一层,置于室内通风阴干。在土样半干时,将大快捏碎,以免完全干后结成硬块,难以研磨。土壤风干后,应拣去其中杂物如根、茎、叶和石块等。然后,取其一半研碎,使之全部通过0.149目筛以备有机质、全氮、全钾的测定。另外一半贮于干燥塑料杯中密封,以备团粒结构和容重的测定使用。

1.5　土壤有机质、全氮、全钾的测定参照文献^[7]的方法进行。

1.6　土壤容重的测定

取自然状态下的各处理干燥土壤放入环刀中(环刀体积为100cm3),称重,以土重除以环刀体积,重复3次,取平均值,即容重。

1.7　土壤团粒结构的测定

把孔径为2、1、0.5、0.25、0.1mm的土壤筛自大到小垂直排列,放入电动振筛机中,称取土壤30.0g,放入最上层土筛中,打开电源,振动10min,分别称取每个土壤筛中土粒的质量,重复3次,取平均值,计算各项土粒的百分含量。

2　结果及分析

2.1　不同处理土壤中有机质含量的比较

表1中,对照组(CK不加蚯蚓)和0∶5处理组数据比较,可以看出蚯蚓能够显著的增加土壤有机质含量,后5组数据与0∶5组数据比较,可以看出食用菌也能显著的增加土壤有机质含量,并且随着废渣比例的增加土壤中有机质含量逐渐升高,5∶5处理时含量最高。

2.2　不同处理土壤中全氮含量的比较

如表2所示,蚯蚓和食用菌废渣对土壤全氮含量的影响和对土壤有机质含量的影响相似,也能够影响土壤全氮的含量,并随着废渣比例的增加全氮含量逐渐升高,以5∶5处理时影响最大,全氮含量最高。

2.3　不同处理土壤中全钾含量的比较

表3中,对照组(CK)和0∶5处理组数据比较,可以看出蚯蚓能够增加土壤中全钾含量,但增加量不显著,添加少量废渣后,土壤中全钾含量基本上没有什么变化,以后随着添加废渣比例的增大,土壤中全钾含量增加也很少。

2.4　不同处理土壤的团粒结构比较

将表4中>2mm,1~2mm,0.5~1mm,0.25~0.5mm的土粒的含量相加可得出各处理土壤中大于0.25mm土粒的含量:CK、0∶5、1∶5、2∶5、3∶5、4∶5、5∶5处理分别为32.59%、38.95%、58.75%、60.77%、62.28%、67.56%和80.65%,各处理组的含量均大于对照组(CK)。

2.5　不同处理土壤容重比较

表5中, 0∶5处理组和对照组(CK)比较可以看出,蚯蚓可以减小土壤容重,后5组与0∶5处理组比较可知,食用菌废渣也可以使土壤容重减小,并随着废渣比例的增大逐渐减小处理时影响最大土壤容重最小。

3　讨论

实验结果显示,土壤中有机质的含量由对照组(CK)的0.88%上升到最高值5∶5处理的43.18%,其中0∶5处理比对照组(CK)增加近2.5倍,说明蚯蚓具有提高土壤中有机质含量的作用;1∶5处理相对于0∶5处理有机质含量迅速上升,其原因是废菌渣和蚯蚓的双重因素的影响。而由

1∶5处理时的17.86%到2∶5处理时的32.77%,再到3∶5处理时的38.46%,再往后两组之间的差值越来越小,说明蚯蚓在2∶5处理时能较好地提高土壤中有机质含量。

氮的含量由对照组(CK)的2.24 g/kg上升到5∶5处理时的6.43 g/kg,其中0:5处理比对照组(CK)大0.56,说明蚯蚓能提高土壤中的氮含量,1∶5处理比0∶5处理提高1.25,2∶5处理比1∶5处理提高0.9,越往后,两组之间的差值越小,说明蚯蚓利用废菌渣的能力是有限的,并且在2∶5处理时能较好的利用废菌渣提高含氮量。钾的含量由对照组(CK)的1.47%上升到2∶5处理时的1.71%,提高了0.24,说明蚯蚓、废菌渣能提高土壤中的钾含量,但效果不明显。

大于0.25mm的团粒构成由对照组(CK)的32.59%逐渐上升到5∶5处理的80.65%,说明蚯蚓、废菌渣能够综合利用,较好地改变土壤的团粒构成。各处理土壤的容重逐渐降低,表明蚯蚓、废菌渣也能够较好的改变土壤的容重。

4　小结

在土壤中加入食用菌废渣并饲养蚯蚓,能够使土壤中的有机质、全氮含量得到不同程度的提高,并使土壤中大于0.25mm的团粒构成显著提高,土壤容重变小,对土壤起到了很好的改良作用,并且随着土壤中食用菌废渣比例的增大,蚯蚓在混合土中的活动能力也随之增强,在二者的综合作用下,对土壤的改良作用呈上升趋势。本实验中只探讨到了5∶5的情况,至于废渣和土壤按6∶5或者更大的比例混合是否效果更好,暂时还未作进一步的研究。

参考文献

[1]　刘宝勇.实用菌废料在矿区土壤复垦中的应用试验研究[J].露天采矿技术,2007(1):64.

[2]　宵胜刚,刘叶高,王文美,等.食用菌废料回填脐橙果园[J] .食用菌,2005(6):48-49.

[3]　陈翠玲.食用菌废料含量分析[J] .河南农业科学,2002(1):28-30.

[4]　郭秀珍.林木菌根及应用技术[M].中国林业出版社,2003.23-27.

[5]　吕风山,王文玲.农业施用粉煤灰增产效应分析[J].内蒙古农业科技,1998(6):17-18.

[6]　徐建民.粉煤灰对土壤和作物生长的影响[J].土壤与环境,1999(8):305-308.

[7]　鲍士旦.土壤农化分析[M].中国农业出版社,2005:25-114.

[8]　贺淹才.蚯蚓对改良土壤和改善农业生态环境的作用[J].黑龙江农业科学,2004(6):42-44.

作者简介:陈庆榆(1952-),男,安徽明光市人,安徽科技学院生命科学学院院长,副教授,安徽大学化学专业毕业,主持和参加省厅级科研课题多项,撰写论文多篇。E-mail:qyc448@sohu.com