EFFECTS OF SPENT MUSHROOM SUBSTRATE ON SELECTED PHYSICAL PROPERTIES OF SOIL PLANTED WITH WHITE CABBAGE
Keywords:
Brassica oleracea L. var. capitata L. f. alba, farmyard manure, mushroom substrate, organic fertilizers, soil properties, yieldingAbstract
The long-term use of mineral fertilizers in agriculture can have detrimental effects on the natural environment. One potential solution to mitigate these negative impacts is to incorporate natural and organic materials to enrich the soil. A traditional natural fertilizer that has been utilized for centuries around the world, including Poland, is manure. However, systemic changes in Polish agriculture over the past two decades have led to a shortage of this resource. As a result, there is a pressing need to explore alternative sources of organic matter for soil enhancement. One promising option is the use of organic waste materials, such as spent mushroom substrate (SMS). This substrate is a by-product of the cultivation of edible mushrooms, particularly champignons (Agaricus bisporus). Given the scale of mushroom production in Poland, it is estimated that Polish farms generate between 1.6 and 2.0 million tons of this waste, which requires safe disposal and management. Across Europe, the annual production of mushroom substrate exceeds 3 million tons. In a recent experiment, the introduction of spent mushroom substrate provided more organic matter, as well as macro and micronutrients, to the soil compared to farmyard manure (FYM). Measurements taken before the harvesting of cabbage revealed that the physical properties of the soil - namely, topsoil bulk density, porosity, and subsoil moisture - remained consistent between plots treated with SMS and FYM, both of which demonstrated significantly better conditions than the control plot with no organic fertilizer. When plowed in prior to planting cabbage seedlings, both SMS and FYM notably increased the marketable yield of cabbage heads in comparison to the control. The yield-enhancing effects of the two organic fertilizers were found to be quite similar.
References
Becher M. Skład chemiczny podłoża po uprawie pieczarki jako odpadowego materiału organicznego. Ekonomia i Środowisko. 2013. No 4 (47). P. 207–213.
Becher M., Pakuła K. Nitrogen fractions in spent mushroom substrate. Journal of Elementology. 2014. No 19 (4). P. 947–958.
Curtin J. S., Mullen G. J. Physical properties of some intensively cultivated soils of Ireland amended with spent mushroom compost. Land Degradation and Development. 2007. No 18 (4). P. 355–368.
Czop M., Kłapcia E. A. Ocena przydatności podłoża po uprawie pieczarek pod kątem recyklingu organicznego. Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska. 2015. No 17 (4). P. 139–150.
Gerke J. The Central Role of Soil Organic Matter in Soil Fertility and Carbon Storage. Soil Syst. 2022. No 6 (2). 33.
Gonet S., Smal H., Chojnicki J. Właściwości chemiczne gleb. [in:] Gleboznawstwo. red. Mocek A., Wyd. Naukowe PWN. 2015. P. 189–231.
Gong X., Li S., Carson M. A., Chang S. X., Wu Q., Wang L., An Z., Sun X. Spent mushroom substrate and cattle manure amendments enhance the transformation of garden waste into vermicomposts using the earthworm Eisenia fetida. Journal of Environmental Management. 2019. No 248. 109263.
Harris P. M. Mineral nutrition in the potato crop. Chapman & Hall. Londyn, 1992. P. 162–213.
Islam M., Kaium A., Shahriar S., Hossain E., Amin R., Islam S., Zaher A., Nizam R. Growth and yield potential of broccoli influenced by organic manures. Bangladesh Research Publications Journal. 2014. No 10 (2). P. 145–150.
Jordan S. N., Mullen G. J., Murphy M. C. Composition variability of spent mushroom compost in Ireland. Bioresource Technology. 2008. No 99. P. 411–418.
Kalembasa D., Wiśniewska B. Wykorzystanie podłoża popieczarkowego do rekultywacji gleb. Roczniki Gleboznawcze. 2004. No 55 (2). P. 209–217.
Kardiri M., Mustapha Y. The use of spent mushroom substrate of Lentinus subnudus (Berk) as soil condition for vegetables. Bayero Journal of Pure and Applied Sciences. 2010. No 3 (2). P. 16–19.
Kuś J. Wpływ glebowej materii organicznej na gospodarkę wodną gleb. [in:] Dembek W., Kuś J., Wiatkowski M., Żurek G., Innowacyjne metody gospodarowania zasobami wody w rolnictwie. Centrum Doradztwa Rolniczego w Brwinowie, 2016. P. 195–212.
Lou Z., Sun Y., Bian S., Baig S. A., Hu B., Xu X. Nutrient conservation during spent mushroom compost application using spent mushroom substrate derived biochar. Chemosphere. 2017. No 169. P. 23–31.
Ma Z., Zhang Y.-Q., Wang L.-J., Hu G.-L., Gong X.-Q., Bai Q., Su S.-Ch., Qi J.-X. Short-term effects of spent mushroom substrate mulching thickness on the soil environment, weed suppression, leaf nutrients, and nut characteristics in a hazelnut orchard. Agronomy. 2021. No 11 (6). P. 1122.
Majchrowska-Safaryan A. Wpływ nawożenia podłożem popieczarkowym na plon i zawartość wybranych makroelementów w bulwach ziemniaka i ziarnie pszenicy ozimej. Fragmenta Agronomica. 2015. No 32 (2). P. 63–70.
Majchrowska-Safaryan A., Tkaczuk C. Możliwość wykorzystania podłoża po produkcji pieczarki w nawożeniu gleb jako jeden ze sposobów jego utylizacji. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering. 2013. No 58 (4). P. 57–62.
Maly S., Siebielec G. Badania egzogennej materii organicznej w celu bezpiecznego stosowania do gleby. Raport z realizacji projektu „Zagrożenia i korzyści wynikające z wprowadzania do gleb egzogennej materii organicznej”. 2015. (CZ.3.22/1.2.00/12.03445).
Maszkiewicz J. Zużyte podłoże popieczarkowe jako nawóz i paliwo. [in:] Biuletyn Producenta Pieczarek, Pieczarki 1. Hortpress. 2010. P. 59–60.
Medina E., Paredes C., Bustamante M.A., Moral R., Moreno-Caselles J. Relationships between soil physico-chemical, chemical and biological properties in a soil amended with spent mushroom substrate. Geoderma. 2012. No 173–174. P. 152–161.
Meng X., Dai J., Zhang Y., Wang X., Zhu W., Yuan X., Cui Z. Composted biogas residue and spent mushroom substrate as a growth medium for tomato and pepper seedlings. Journal of Environmental Management. 2018. No 216. P. 62–69.
Nakatsuka H., Oda M., Hayashi Y., Tamura K. Effects of fresh spent mushroom substrate of Pleurotus ostreatus on soil micromorphology in Brazil. Geoderma. 2016. No 269. P. 54–60.
Niżewski P., Dach J., Jędruś A. Zagospodarowanie zużytego podłoża z pieczarkarni metodą kompostowania. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering. 2006. No 51 (1). P. 24–27.
Rosa R. Przedplonowe nawozy zielone w uprawie warzyw w warunkach glebowo-klimatycznych południowego Podlasia. Rozprawa doktorska. Akademia Podlaska w Siedlcach, 2005. P. 143.
Sady W. Nawożenie warzyw polowych. Wyd. Plantpress Sp. z o.o. 2014.
Skowera B., Puła J. Skrajne warunki pluwiometryczne w okresie wiosennym na obszarze Polski w latach 1971-2000. Acta Agrophysica. 2004. No 3 (1). P. 171–177.
Stewart D. P. C., Cameron K. C., Cornforth I. S., Sedcole J. R. Effects of spent mushroom substrate on soil physical conditions and plant growth in an intensive horticultural system. Australian Journal of Soil Research. 1998. No 36 (6). P. 899–912.
Stuczyński T. Przyrodnicze uwarunkowania produkcji rolniczej w Polsce. Współczesne uwarunkowania organizacji produkcji w gospodarstwach rolniczych. Studia i Raporty IUNG – PIB Puławy. 2007. No 14. P. 259–271.
Szulc W., Rutkowska B., Kuśmirek E., Spychaj-Fabisiak E., Kowalczyk A., Dębska K. Yielding, chemical composition and nitrogen use efficiency determined for white cabbage (Brassica oleracea L. var. capitata L.) supplied organo-mineral fertilizers from spent mushroom substrate. Journal of Elementology. 2019. N 24 (3). P. 1063–1077.
Trętowski J., Wójcik A. R. Metodyka doświadczeń rolniczych. Wyd. WSRP Siedlce, 1991.
Uklańska-Pusz C., Medyńska-Juraszek A., Chohura P., Czaplicka M. Podłoże popieczarkowe – zasadność ponownego wykorzystania. [in:] Gospodarka o obiegu zamkniętym a racjonalne gospodarowanie zasobami. red. Kulczycka J., Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków, 2018. P. 137–146.
URL: https://stat.gov.pl/obszary-tematyczne/rolnictwo-lesnictwo/uprawy-rolne-i-ogrodnicze/wynikowy-szacunek-glownych-ziemioplodow-rolnych-i-ogrodniczych-w-2024-roku,5,23.html?pdf=1 (Accessed February 07, 2025).
URL: https://www.fao.org (Accessed: February 07, 2025).
Uzun I. Use of spent mushroom compost in sustainable fruit production. Journal of Fruit and Ornamental Plant Research. 2004. No 12. P. 157–165.
Wiśniewska-Kadżajan B., Jankowski K. Wpływ podłoża popieczarkowego uzupełnionego mineralnie na plon biomasy i białka kupkówki pospolitej. Acta Agrophysica. 2015. No 22 (3). P. 335–344.
