菌菜套作技术应用现状和前景展望

作者:未知

  摘要:菌菜套作是立体栽培模式的一种,根据两类作物趋同的生长条件,利用光、气互补条件进行间套混种,能够提高各项资源的利用率。通过对各地区茵菜套作现状的研究,主要从原理和意义、发展应用现状、技术要点和前景展望4个方面对茵菜立体栽培的价值进行阐述。
  关键词:菌菜套作;发展现状;应用价值;技术要点;前景展望
  1茵菜套作的原理和应用意义
  1.1概念和原理
  立体栽培(Stereo-cultivation)是根据不同作物的生长特点和资源条件,巧妙地利用时空差,通过问、套、混、复种等方式合理组配,形成多层次、多功能的立体生产结构,以提高时空、光能和地力等资源的利用率。
  菌菜套作是立体栽培模式的一种,是将异养型的食用菌与自养型蔬菜栽培相结合,使两种特性不同的作物做到优势互补、劣势互抵、互相促进生长结实,从而提高单位设施面积的产值。其主要原理有以下几点:
  1.1.1气体的互补。食用菌菌丝的整个生长过程需要吸进氧气,呼出二氧化碳,而蔬菜的光合作用是吸进二氧化碳制造氧气。所以菌丝的生长可以为蔬菜的光合作用提供二氧化碳。尤其是在棚室内栽培菌菜,食用菌生长发育中经常出现氧气不足,而二氧化碳大量积累的现象,而蔬菜瓜果等植物常会因二氧化碳浓度不足而影响产量。通过菌菜套作(立体)栽培,可使二者在氧气和二氧化碳的利用上相互补充利用。
  1.1.2光的共用。蔬菜通过光合作用形成碳水化合物,其中的重要条件是光源,而食用菌在生长发育过程中不需要直射强光,只需少量散射光即可分化形成子实体。将菌菜合理配置,食用菌不仅不会与蔬菜争光,还可利用生长迅速的蔬菜或果树枝叶的遮蔽作用,满足其对弱光的要求,从而有效地共用光能和栽培空间。
  1.1.3营养的互促。食用菌培养料释放于土壤中的养分、抗菌素和少量的生长激素,有利于刺激蔬菜根系的生长,抑制土传病害的发生,有效减少化肥和农药的使用,是实现蔬菜无公害生产的有效途径。同样在蔬菜栽培中所施入的肥料,除蔬菜根系吸收外,残留在土壤中的部分可通过灌溉淋溶于套作的食用菌养料中,来补充食用菌生长过程中对营养元素的需求。
  1.1.4温湿度的相互影响。许多蔬菜因枝叶茂盛而导致株间光线少,当通风量过小时,植物表面和地面蒸发出来的大量水蒸气不易散失,特别是日光温室栽培的蔬菜瓜果,行间在一定范围内经常有较高的空气湿度,非常不利于蔬菜生产,而这样的环境却恰是食用菌要求的高湿环境。食用菌子实体在发育过程中具有很强的吸湿性,可以相对降低套作蔬菜株间的湿度,从而减少套作蔬菜植物病害的发生。另外,食用菌在菌丝分解培养料时,会释放一定的热量,可提高室内局部温度,有利于蔬菜根系生长,增强根的吸收能力,从而提高植物产量。
  1.2应用价值和实践意义
  1.2.1提高农用田地的利用率。我国土地资源相对匮乏,随着人口的增长,我们与土地相互制约的矛盾关系愈加严重,在不能增加农田的条件下,最有效解决矛盾的方式就是设法提高农田的利用率。立体农业即是在这一目的上发展起来,作为立体栽培模式的一种,菌菜套作也能为充分利用种植土地和空间提供解决方案。
  1.2.2优化种植环境。同一土地或空间长时间种植单一作物和大量使施用化肥等,通常会降低土壤的化学和物理质量,以及降低微生物的多样性、破坏群落结构,也会造成土壤养分失衡、盐分积累、作物自毒作用严重以及土传病害加剧等。
  近年来,多项真菌、丛枝菌根与植物互作试验。显示,真菌与植物互作能够改善土壤营养结构、调节水分平衡、抵抗病虫害、防止连作障碍。在菌菜互作研究方面,李宪文、蔡德华等人研究了菌粮菜间套种植对土壤腐殖质状况和土壤物理性状的影响。结果表明菌粮菜间套种植体系,土壤腐殖质总量、胡敏酸、富里酸、胡敏素及各种结合形态腐殖质含量有明显增加,土壤各级微团聚体腐殖质含量增加也较为明显。
  陈敏、王军涛等人以日光温室中套作的双孢菇和番茄为研究对象,研究该套作模式下对番茄和对土壤微生物群落的影响,结果表明雙孢菇与番茄套作可能通过抑制土壤中某些病害真菌,如尖孢镰刀菌和稻黑孢菌的生长,降低土传病害的发病几率,维系土壤健康,进而能够显著提高番茄地上、地下生物量,并有助于产量的提高和品质的改善。魏岩岩、张玉龙等人曾采用日光温室番茄架下套种双孢菇小区栽培试验的方法,研究不同菌料用量于土壤呼吸速率和温度之间的关系,结果表明菌菜套作模式能够明显提高5cm地温和土壤呼吸率。王军涛、尹睿等人通过温室盆栽试验,研究了套作双孢菇对潮土速效养分含量、微生物数量、关键酶活性以及番茄生长的影响。结果表明,套作双孢菇对潮土生物活性具有促进作用,并可以增加单位面积经济产出。
  1.2.3节省生产种植成本。节省种植成本是相对于蔬菜种植而言,菌菜套作在过程上会增加种植管理的时间和劳动力投入,但从收益比来看,是一种低成本、低劳动力、产出高效而稳定的耕作模式。
  2发展应用现状
  根据套作技术应用的地点,划分为露天、温室2类,以下进行分别总结。
  2.1露天环境
  露天的环境指无棚膜等遮盖物的作物自然生长环境,如瓜菜地、粮田、林下等区域。这样的环境适用于同生长季节的菌粮菜套种,最常见玉米、大豆地、林下套种香菇、平菇、木耳等。此外,露天环境下的粮菜田也能在一定程度上为很多珍稀野生食用菌提供仿野生的生长环境,发展珍稀菌驯化栽培,例如棘托竹荪属高温品种,易栽培、产量高,栽培模式有大豆套种、竹林套种和遮阳网大棚栽培。
  露天环境下的菌菜套作可以因地制宜,我国大部分地区均可根据当地的气候条件,选择不同的菌菜配搭。刘天学、李俐俐等人以农作物秸秆为栽培原料,探索出竹荪与小麦、玉米、莴笋、白菜等粮菜间作套种高效栽培模式;刘新海、卜庆梅旧等人利用烟台当地的苹果渣为原料,在玉米地成功栽培鸡腿菇;印度ASKrishnamoorthy等人在当地6、10月份玉米地间套种草菇,成本和效益比达1:2.41;北方地区大连春季葡萄架下套种鸡腿菇,江苏地区夏季棚架菜类间作草菇。在应季的粮瓜菜地套种食用菌无疑会更充分利用土地和劳动力,提高农民经营收入。   2.2温室环境
  2.2.1大棚。高兵、宋立晓等人利用瓜棚下的空闲地,提出了瓜、菇立体栽培模式,并总结了栽培技术。山东潍坊黄艳萍、吴美华等人探索早春黄瓜套种平菇、夏豆角间作草菇、越冬蔬菜(油菜、芹菜等)与低温平菇间作;陆志新等人成功探索春大棚苋菜套种黄瓜的栽培技术,并进行了推广种植。
  2.2.2日光温室。日光温室是北方地区应用较为普遍的蔬菜种植简易设施,在如何充分利用日光温室空间,提高单位面积产出方面,技术人员和种植户做过很多尝试和努力,其中菌菜套种就是最主要的途径之一。典型的套作模式有越冬黄瓜(番茄)行间套种鸡腿菇(双孢蘑菇)、丝瓜扁豆套种草菇(高温蘑菇)、秋冬季温室后坡堆叠式栽培平菇,以及菇菜轮作模式。2015年西藏蔬菜所在日光温室中套作种植番茄与姬菇,同单种番茄作对照,结果表明,菌菜套种比蔬菜单种更能形成温湿互补、氧碳转换,还能增产增收、增加经济效益。
  2.2.3连栋温室。连栋温室随着设施农业的发展,越来越得到广泛应用但由于室内环境调控成本高、复种指数低、空间利用率有限等因素影响了其经济效益,使大部分连栋温室只用于观光,仅少数用于生产。2014年北京农林科学院李友丽等人在连栋温室中,以秀珍菇为试材,将其套种在茄子、番茄、甜椒等果类蔬菜冠层下,研究了不同果类蔬菜冠层下的微环境及其对秀珍菇生长的影响。结果表明,果类蔬菜植株相对高大,封垄后繁茂的枝叶形成冠层上下空间的隔离层,减弱了直射光线进入、气体交换、水分蒸发等,使冠层下形成了一个特殊的小气候环境。
  3技术要点
  3.1科学搭配菌菜品种
  需要根据不同在栽培环境,选择生长条件趋同、栽培季节可适应的蔬果和菌种,要求品种优良、可操作性强。比如在北方一般蔬菜大棚中,可以选择越冬黄瓜(番茄)行间套种鸡腿菇(双孢蘑菇)或丝瓜、扁豆套种草菇(高温蘑菇)模式。
  3.2合理安排生产种植流程
  在了解菌菜发育条件基础上,掌握各自生长规律和生育阶段的时间,合理安排两者套作的茬口和种植流程,防止脱节影响生产贻误农时。另外,明确菌菜主体,在蔬菜基地以提高蔬菜产量为目标、在食用菌则相反,在相应种植管理上有所偏重。
  3.3套作过程管理
  根据种植计划安排菌菜的种植过程管理,包括前期的菌丝培养、瓜菜的育苗定植和水肥管理,中期温光水气调控,和后期的追肥采收管理。
  3.4病虫害防治
  菌菜互作模式使得多余的水分得以利用、减轻了连作障碍和土传病害,同时食用菌栽培过程中要施用杀菌的多菌灵等制剂,这些条件都使得共生环境降低了蔬菜病虫害发生的几率,因此对于菌菜套作的病虫害防治,以物理、生态、农业等综合防治方法为主,通过合理地控制室内的温湿度,掌握不同时期的发病条件进行强控使其病虫害控制到最低,尽可能减少了农药的使用次数,保证优质环保安全。
  4前景展望
  4.1以菌类种植增产为主要目的,更好利用菌类栽培空间
  目前选用菌菜套作模式种植的多为蔬菜种植户,进行菌菜套种的目的是为了更好地利用蔬菜瓜果的种植地域和空间,管理上也是偏重蔬菜瓜果,食用菌更多是附带种植。例如张文忠、刘志强研究温室下番茄与平菇套作,结果表明两者套作对平菇产量影响不大,对番茄产量影响却较为显著。而以食用菌种植为主,在食用菌温室设施中同时进行蔬果种植的非常少。
  当前食用菌产业迅速發展,在种质资源丰度和产业设施体量上都逐年扩大,在发展未来菌类与植物的套作模式中,可以考虑以菌类作物为主,利用食用菌大棚、连栋温室、甚至工厂化厂房辅以蔬菜瓜果的种植。
  4.2增加互作品类,探索更多套作模式
  当前菌菜套作选取的食用菌菌种多以栽培简易的木腐菌(菌包)、可覆土栽培的草腐菌为主,在未来的栽培尝试中,可选择更多样的食用菌品种,尤其是珍稀食用菌,例如榆黄蘑、大球盖菇、茶树菇等。蔬果品种也同样需要扩大品类,例如可以利用食用菌智能工厂化车间的温光水气条件发展芽菜类蔬菜种植。
  4.3在菌菜套作模式基础上,拓宽基础研究内容
  在菌类和植物的互作机理方面还有很多可以深入研究的方向,例如光气调节利用的参数测定,不同菌的菌丝、菌料对土壤或植物的作用,仿野生作物驯化或互作研究等等。菌类与植物两类的互作不仅扩大研究样本范围,研究成果又具有实在的推广价值。
  4.4多学科交叉发展和人才培养
  菌菜套作的研究和实践涉及的农艺知识,涵盖蔬菜学、微生物学、食用菌栽培学、农业设施学等多门学科,该技术的发展也需要跨学科的广泛交流和跨专业的技术人才的培养。发展菌菜套作可以促进多学科交叉发展,促进产业间交流。
  4.5助推产业融合和扶贫
  乡村振兴战略的提出,使得各项农业技术纷纷走上精准扶贫道路,食用菌作为生产短平快的作物种类,迅速为扶贫工作所接受。利用菌菜套作的模式,可促进多项农业产业融合,更好地进行扶贫攻坚。
  4.6探索菌菜套作和城市化和现代化模式
  可结合现代城市立体栽培技术,将菌菜种植概念引入城市家庭,探索发展景观互作模式,科普的同时也增强农产品(尤其是食用菌)的消费者教育。
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