溫室蔬菜種植系統因集約化投入和有機物循環利用不足面臨土壤退化挑戰。綠肥和菌渣（蘑菇菌渣）作為重要的有機添加物，其單獨施用效益已有研究，但二者協同效應對土壤肥力，特別是土壤碳氮組分及作物產量與品質的影響尚未被深入理解。本研究通過隨機區組設計，設置了CK（對照）、GM（3000 kg ha^-1綠肥）、MR（7500 kg ha^-1菌渣）、GMS（3000 kg ha^{-1>綠肥+3750 kg ha-1菌渣）和GMMR（3000 kg ha-1綠肥+7500 kg ha-1菌渣）五個處理，探究了在溫室條件下綠肥與菌渣聯合施用對土壤特性和辣椒產質的影響。}

隨著中國作物種植模式的轉變，設施農業迅速擴張。然而，缺乏科學施肥實踐常導致化肥過量施用，引發土壤退化、酸化和溫室氣體排放等一系列環境問題。綠肥作為一種傳統有機改良劑，可改善土壤結構、增加孔隙度并通過根系分泌物刺激微生物活動。豆科綠肥還能貢獻額外的生物固氮，部分替代化肥。同時，農業廢棄物的利用已成為可持續農業的重要組成部分。例如，富含腐殖質和多種養分的菌渣能為土壤提供豐富的養分。但現有研究多聚焦于綠肥輪作或菌渣單施，關于二者在設施辣椒生產中協同施用的效果，尤其是在改善土壤理化性質、碳氮組分、團聚體穩定性及產量品質方面的交互作用，尚未得到充分探究。本研究旨在通過田間試驗，揭示綠肥與菌渣整合應用對土壤碳氮過程、辣椒產質及二者間調控關系的影響，以期為農業廢棄物資源化利用和設施農業綠色管理提供技術支持。

試驗在2023至2024年于安塞區高橋鎮（36°38’ N, 109°16’ E）的溫室中進行。該地屬半干旱溫帶季風氣候。試驗土壤為砂壤土。綠肥為紫云英地上部，菌渣為廢棄菌包去除塑料膜后的菌渣。辣椒品種為延安大學純8號。試驗采用隨機區組設計，各處理（CK、GM、MR、GMS、GMMR）重復三次，所有改良劑通過旋耕機混入0-20 cm土層。所有處理均施用常規化肥（180 kg N ha^-1， 100 kg P₂O₅ha^-1， 120 kg K₂O ha^-1）。在收獲期采集土壤和植物樣品，分析土壤理化性質、碳氮組分（如TN、TP、TK、AN、AP、AK、NH₄⁺-N、NO₃^--N、SOC、DOC、DON、SIN、MBC、EOC）、碳儲量及辣椒產量和品質指標（可溶性蛋白、可溶性糖、VC）。采用IBM SPSS Statistics 22進行統計分析，并使用R軟件構建隨機森林模型識別影響產量和品質的關鍵土壤因子。

綠肥與菌渣的施用顯著提升了土壤肥力，增加了全量和速效氮磷鉀（TN、TP、TK、AN、AP、AK）、銨態氮（NH₄⁺-N）、硝態氮（NO₃^--N）及土壤有機碳（SOC）含量，在0-10 cm和10-20 cm土層均顯示出GMMR > GMS > MR > GM > CK的規律。例如，在0-10 cm土層，GMMR處理使TN、TP、TK、AN、AP、AK、NH₄⁺-N、NO₃^--N和SOC分別比CK顯著增加了17.9%、56.5%、27.2%、88.9%、34.5%、46.2%、53.0%、71.5%和26.4%。

土壤溶解性有機碳（DOC）、溶解性有機氮（DON）和土壤無機氮（SIN）含量在不同處理間差異顯著，其含量在0-10 cm土層高于10-20 cm土層，排序仍為GMMR > GMS > MR > GM > CK。在0-10 cm土層，GMMR處理使DOC、DON和SIN含量分別比CK增加了38.8%、41.3%和63.1%。

綠肥與菌渣顯著影響了土壤微生物量碳（MBC）和易氧化有機碳（EOC）。GMMR處理的MBC和EOC含量在兩層土壤中均為最高。在0-10 cm土層，GM、MR、GMS和GMMR處理的EOC含量分別比CK增加了5.5%、17.4%、19.4%和27.4%。結果表明，綠肥與菌渣協同施用（尤其是GMMR處理）能有效提升土壤中活性較強的易氧化有機碳組分。

綠肥與菌渣施用顯著影響了0-10 cm和10-20 cm土層的SOC儲量。GMMR、GMS、MR和GM處理的SOC儲量均顯著高于CK。在0-10 cm土層，GMMR、GMS、MR和GM處理的SOC儲量比CK分別增加了24.25%、24.49%、17.56%和4.39%；在10-20 cm土層，相應增幅分別為54.28%、31.55%、25.31%和9.46%。總體上，SOC儲量順序為：GMMR > GMS > MR > GM。碳固存效率也表現出相似規律，在0-10 cm土層，GMMR、GMS、MR和GM處理的碳固存效率分別為每年1.07、0.98、0.703和0.17 t ha^-1。

與CK相比，綠肥與菌渣的施用顯著提高了辣椒產量和品質，其中綠肥與菌渣聯合施用（GMS和GMMR處理）表現最佳。GMMR和GMS處理的辣椒產量最高，分別比CK顯著增加了17.55%和12.52%。在品質方面，GMS處理的可溶性蛋白含量最高，比CK增加10%；維生素C（VC）含量也最高，比CK增加25.84%。GMMR處理的可溶性糖含量與MR處理相近，比CK高4.87%。各處理對各項指標的影響趨勢一致，為GMMR ≥ GMS > MR > GM > CK。

相關性分析表明，土壤養分、碳氮組分、有機碳儲量與辣椒品質（可溶性蛋白、可溶性糖、VC）及產量之間存在不同程度的顯著正相關。隨機森林模型結果顯示，土壤因子分別解釋了產量、可溶性蛋白、可溶性糖和VC 97.4%、88.9%、93.8%和96.9%的變異。其中，微生物量碳（MBC）是影響產量和可溶性糖的關鍵土壤因子，而硝態氮（NO₃^--N）是影響可溶性蛋白的關鍵土壤因子。此外，有效磷（AP）是影響VC的關鍵土壤因子。4⁺-N), nitrate nitrogen (NO₃^--N), soil organic carbon (SOC), dissolved organic carbon (DOC), dissolved organic nitrogen (DON), soil inorganic nitrogen (SIN), microbial biomass carbon (MBC), easily oxidizable organic carbon (EOC), soil organic carbon storage (SOC storage), change of SOC storage, and carbon sequestration efficiency. (b) Percent increase in mean square error (MSE) for yield, soluble protein, soluble sugar, and vitamin C based on random forest model.">

本研究結果表明，GMMR處理顯著增加了0-10 cm和10-20 cm土層的土壤養分含量，與Wang等人關于紫云英合理利用的研究結論一致。綠肥可同時提供活性碳源和生物固氮，而菌渣作為一種富含有機質和礦質元素的有機改良劑，能夠建立更穩定的養分庫和緩釋效應，從而放大聯合施用的協同效益。各處理均顯著增加了AP和AK含量，這歸因于足夠的有機物料輸入增強了團聚體穩定性和陽離子交換能力，從而提高了磷鉀等元素的養分保持和緩沖能力。

不同施用處理對DOC、DON、SIN、MBC和EOC含量有顯著影響。GMMR處理在提升DOC含量方面表現最顯著，在0-10 cm和10-20 cm土層分別提升了47.69%和42.11%，這與Ren等人關于施用有機物料可顯著提高土壤可溶性有機碳含量的研究一致。GMMR處理的DON和SIN含量也達到最高，表明聯合施用顯著增加了作物可直接吸收的氮形態。同時，GMMR處理在MBC和EOC含量上也表現最佳，說明綠肥和菌渣的施用為土壤微生物提供了豐富的可利用碳源，增強了其活性和生物量，這對于提高土壤肥力和碳庫質量至關重要。

綠肥與菌渣的整合施用，特別是GMMR處理，通過系統提升土壤理化性質和生物活性，為增加辣椒產量和品質奠定了協同的物理-化學-生物學基礎。隨機森林模型和相關分析共同表明，AP與維生素C關系最密切，NO₃^--N與可溶性蛋白含量關聯最緊密。這證實了養分的供應形態和強度直接調控植物的次生代謝途徑。綠肥貢獻了生物固氮和易礦化氮源，菌渣則提供緩釋的磷、鉀及微量元素，共同構建了速效與緩釋相結合的養分供應模式。這種模式不僅滿足了辣椒高產對氮磷鉀的大量需求，也為維生素C（依賴磷介導的光合磷酸化和還原力）和可溶性蛋白質的合成提供了針對性的營養支持。此外，SOC、MBC、DOC與所有產量品質指標間的顯著正相關揭示了更深層的調控機制。有機物的添加不僅提升了總碳庫，還特異性地促進了活性碳組分的形成。因此，GMMR處理下最高的碳固存效率和活性碳含量，不僅代表了更優的碳儲存潛力，也意味著一個功能性更強、更利于植物生長的根際微環境。

綠肥與菌渣的施用顯著提高了土壤TN、TP、TK、AN、AP、AK、NH₄⁺-N、NO₃^--N和SOC含量，在0-10 cm和10-20 cm土層均顯示出GMMR > GMS > MR > GM > CK的趨勢。土壤DOC、DON、SIN、MBC和EOC含量在0-10 cm土層高于10-20 cm，順序相同。在0-10 cm土層，GMMR、GMS、MR和GM處理的SOC儲量比CK分別增加了24.25%、24.49%、17.56%和4.39%；在10-20 cm土層，相應增幅分別為54.28%、31.55%、25.31%和9.46%。相較于對照，GMMR和GMS處理的辣椒產量最高，分別為48797和46708 kg ha^-1，增產幅度達17.55%和12.52%，各處理對指標的影響趨勢為GMMR ≥ GMS > MR > GM > CK。隨機森林分析識別出MBC是影響產量和可溶性糖的關鍵土壤因子，而NO₃^--N是影響可溶性蛋白的關鍵因子。在實際應用中，在溫室系統中采用整合施用3000 kg ha^-1綠肥加7500 kg ha^-1菌渣（GMMR）的策略，可減少化肥用量、提升長期土壤健康，促進可持續管理。