利用EM菌發酵海鮮菇菌糠制備番茄育苗基質
2021-03-01 11:14:16馮慶玲林繼輝陳小芳
安徽農業科學 2021年3期
馮慶玲 林繼輝 陳小芳
摘要?添加EM菌液對海鮮菇菌糠進行發酵，再用發酵菌糠及河砂、草炭按照不同配比制成復合基質，進行番茄育苗試驗。對各組復合基質進行理化性質及番茄幼苗形態指標、理化指標檢測。結果表明，最適合番茄幼苗生長的復合基質是菌糠、河沙、草炭占比為55%、30%、15%，該復合基質處理組番茄幼苗長勢好，且光合作用強度、葉綠素含量、丙二醛含量均與標準育苗基質間差異不顯著，有較好的抗逆性，受寒冷天氣的影響較輕。
關鍵詞?EM菌;海鮮菇菌糠;番茄;育苗基質
中圖分類號?S641.2?文獻標識碼?A
文章編號?0517-6611（2021）03-0049-04
doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.03.014
Abstract?The mushroom bran of seafood was fermented by adding EM bacteria liquid，and then the composite substrate was made of fermented mushroom bran，river sand and peat according to different proportions，and tomato seedling experiment was conducted.The physical and chemical properties，morphological and physical and chemical indicators of tomato seedlings were tested for each group of composite substrates.The results showed that the most suitable composite substrate for the growth of tomato seedlings was bacterial bran，river sand，and peat with a proportion of 55%，30%，and 15%.The growth of tomato seedlings in the composite substrate treatment group was good，and there was no significant difference in photosynthetic intensity，chlorophyll content and malondialdehyde content between the treatment group and the standard seedling substrate.It had better stress resistance and was less affected by cold weather.
Key words?EM bacteria;Seafood mushroom bran;Tomato;Seedling substrate
海鮮菇學名斑玉蕈，因其具有蟹香味而得名，生產上主要采用鋸木屑、甘蔗渣、玉米粉、棉籽殼、秸稈等多種農業副產品為培養原料，其出菇后廢棄的下腳料為菌糠。隨著海鮮菇栽培規模擴大，廢棄海鮮菇菌糠的處理也成了亟待解決的問題。研究表明，食用菌菌糠由于經過多種微生物的發酵作用，纖維素、半纖維素和木質素等均已被不同程度的降解，粗蛋白、粗脂肪均比未發酵前有明顯提高，粗纖維素明顯降低，并含有較豐富氨基酸、菌類多糖及Fe、Ca、Zn、Mg等微量元素[1]。目前，對于食用菌菌糠資源化利用主要集中于農業方向，例如在轉化生物有機肥、無土栽培基質、乙醇、沼氣和菌糠飼料等方面有一定的應用[2-3]。很多研究表明，菌糠在有些植物（番茄、黃瓜、棉花等）上的育苗效果比草炭更優，在育苗基質方面，菌糠成為草炭替代物的重要選擇之一[4-8]。
EM菌為Effective Microorganisms的英文縮寫，即有益微生物群，由光合細菌群、乳酸菌群、酵母菌群、放線菌群、絲狀菌群等為主的10個屬80余種微生物組成，主要用于種植業、畜牧業、水產養殖業等。如種植業上，用EM菌對土壤進行處理，可以增加其速效養分含量和微生物總量，提高土壤生物活性。另外，余水靜等[9]研究結果表明，EM菌可有效促進秀珍菇菌糠堆肥腐熟。鄭丹等[10]研究表明，添加高溫發酵腐熟的杏鮑菇菌糠對育秧基質的容重、總孔隙度、通氣孔隙和持水孔隙具有改善作用，經適當發酵處理和營養配比可開發為水稻育秧基質。因此，利用EM菌液發酵菌糠用于種植業具有積極意義。
該研究以海鮮菇菌糠為主要原料進行番茄育苗基質的制備試驗，在海鮮菇菌糠建堆過程中添加 EM菌液進行發酵，通過微生物的分解作用將海鮮菇菌糠的養分釋放出來，再與河沙、草炭按照不同的比例制備成復合基質進行番茄育苗，探尋最適合番茄育苗的海鮮菇菌糠基質，以期提高海鮮菇菌糠再利用的價值，解決當地工廠菌糠堆積造成資源浪費及環境污染問題。
1?材料與方法
1.1?材料?供試基質：海鮮菇菌糠（南安綠興食用菌有限公司），測定其營養成分，結果如下：含水量54.60%，脂肪含量8.00%，蛋白質含量0.20%，粗灰分含量21.00%，鈣離子含量2.46%，磷含量0.48%，pH為 6.0，與其他食用菌菌糠的營養成分含量有一定差距，這可能是由不同地區的氣候狀況及不同菌種對營養物質的利用不同導致的。用同批海鮮菇菌糠制備復合基質。河沙取自康美河畔，草炭購買于市場。
1.2?試驗方法
1.2.1?海鮮菇菌糠EM菌液發酵。試驗于2019年6月在閩南科技學院食用菌實訓基地進行。將從南安綠興食用菌有限公司收集的海鮮菇菌糠在陽光下暴曬至干燥，進行傳統建堆發酵，使基質預腐，完成菌糠預發酵。后取海鮮菇菌糠20 kg，添加10 kg EM菌液（EM菌原液與紅糖比為1∶1，用蒸餾水稀釋成500倍液，密閉存放24 h），混合攪拌均勻，使菌糠含水量達到40%左右，建堆發酵（長×寬×高=50 cm×40 cm×40 cm）。發酵3 d后開始記錄溫度，當發酵至第15天時，進行翻堆，將上下、內外的菌糠互換位置，再發酵15 d，記錄溫度，溫度達50℃以上并維持穩定，即發酵完成。
1.2.2?設計不同配比的海鮮菇菌糠復合基質。將發酵腐熟的海鮮菇菌糠、河沙、草炭按不同比例制備成復合基質，設置 T1～T7共7個處理，配比見表1。對照組CK為番茄標準育苗基質[11]，草炭∶珍珠巖∶蛭石為60%∶20%∶20%。
1.2.3?發酵菌糠及復合基質理化性質測定。菌糠建堆發酵過程中測定其溫度、含水量變化及復合基質理化性質，包括容重、總孔隙度、通氣孔隙度、持水孔隙度、大小孔隙比、pH、電導率（EC值，采用電導率儀測量，方法參照文獻[12]）。
1.2.4?番茄育苗栽培。市售的番茄種子播種前進行催芽處理，選萌動發芽的種子分別播種到裝有不同基質的營養缽中，每個處理3 次重復，播種后澆透水。每日07：00、17：00各澆一次水，番茄播種第4天統計出苗率。每天觀察幼苗生長情況，并保持復合基質濕潤以維持幼苗正常生長。
1.3?番茄幼苗生長狀態測定
1.3.1?番茄幼苗生長指標的測定。當番茄幼苗的嫩葉完全展開時，用配制好的營養液代替清水澆灌番茄幼苗，以加快番茄幼苗生長。幼苗培養至30 d后隨機選取各試驗組的10株植株，測定株高、莖粗、葉面積，并觀察是否有第3片葉片生成、葉片是否發黃等形態特征。同時測定番茄幼苗地上鮮重及地上干重。地上鮮重測量方法：取幼苗地上部分，用精度為0.001 的電子天平分別稱量取平均值。地上干重測量方法：將測量完鮮重的植株放入鼓風干燥箱烘干至恒重，用電子天平分別稱取重量，求平均值。同樣方法測量地下鮮重與干重。
1.3.2?生理指標測定。采用改良半葉法[13]測定番茄葉片光合作用強度，測定時間選在08：00—10：00，取樣及處理方法參照文獻[14]。葉綠素含量采用分光光度計測量，具體方法參照文獻[15]。丙二醛（MDA）含量的測定采用硫代巴比妥酸法[16]。
2?結果與分析
2.1?菌糠發酵過程中溫度的變化?發酵是指菌糠在高溫、高濕條件下經微生物繁殖生長腐熟的過程。因此，溫度是反映建堆發酵狀況的重要參數。試驗在7月進行，環境溫度基本維持在30～35 ℃，由圖1可見，整個發酵腐熟過程分為高溫階段、中溫階段和冷卻階段。高溫階段為前10 d，中溫階段為第11到第22天，所以選取第20天為腐熟發酵的結束期，傳統建堆發酵一般要持續45 d。這說明EM菌液能夠快速提高發酵溫度，縮短發酵時間。
2.2?不同配比的海鮮菇菌糠復合基質理化性質分析?用菌糠作栽培基質，需具有良好的持水和透氣能力。在發酵成熟之后測量菌糠的含水量為73.6%，而未發酵之前含水量為64.0%，說明EM菌液發酵后菌糠持水能力增強。不同配比的復合基質理化性質測定結果如表2所示。
根據《中華人民共和國農業行業標準》中關于蔬菜育苗基質的標準，各項目的指標如下：容重0.2～0.6，pH 5.5～7.5，1.0 mS/cm
2.3?不同配比的海鮮菇菌糠復合基質對番茄幼苗生長指標的影響
2.3.1?海鮮菇菌糠復合基質對番茄幼苗出苗率的影響。在栽培后的第4天番茄開始出苗，在栽培后第10天對每個處理的出苗情況進行統計，出苗率如圖2所示。
由圖2可看出，T4組的出苗率為94%，顯著高于CK組的89%，說明EM菌液發酵的菌糠復合基質在育苗出苗率上優于對照組。綜合表1進行分析，從試驗組T1到T7組的復合基質配比中，菌糠含量逐漸變少，河沙含量逐漸增多，而出苗率也有向兩邊逐漸遞減的趨勢，可能是因為試驗組T1、T2組菌糠含量高，通氣孔隙度大，保水性能差。而試驗組T3、T4和T5組中的菌糠、河沙和草炭比例適宜，故容重、孔隙度、EC值及pH都與對照組相近，這3個試驗組的復合基質物理結構較好，營養物質豐富，番茄的出苗率較高，幼苗初期長勢良好。
2.3.2?海鮮菇菌糠基質對番茄幼苗形態指標的影響。由表3可看出，試驗組株高均低于對照組，其中T4組的株高最高（80.46 mm），其次是T3組（76.87 mm），兩者間差異不顯著。但試驗組T1、T2組株高與T4組間差異顯著，其他試驗組的植株高差異不大，都為60 mm左右。而從莖粗來看，試驗組T3和T4組的莖粗最粗，并且兩者間差異不顯著，與對照組植株莖粗相近，其他試驗組的莖粗與對照組有明顯差異，比較細小。從葉面積看，試驗組T3與T4組植株的葉面積最接近于對照組植株，其他試驗組的葉片葉面積與對照組間差異顯著。
結合表3分析表明，試驗組T1和T2組海鮮菇菌糠復合基質配方最不適合番茄幼苗生長，不僅株高、莖粗、葉面積等數據不理想，而且在種植過程中，植株的生長速度緩慢，易出現傾倒現象，植株的第3片葉片沒有長出，且出現葉片發黃狀況，總體長勢較差。而試驗組T7組植株株高較高，且生長速度較快，但其莖粗及葉面積不理想，在種植過程中出現植株傾倒現象，第3片葉片沒有長出且出現葉片發黃現象。試驗組T3和T4組植株的形態指標最接近對照組，株高、莖粗、葉面積各方面長勢優良，沒有出現葉片發黃狀況。由此可見，在這7組EM菌發酵海鮮菇菌糠復合基質中，試驗組T3、T4 組較利于番茄幼苗植株生長，T4組效果更優。
由表4可看出，對照組地上鮮重值最高，其次是試驗組T4組。同樣T4組地下鮮重最接近于對照組，其次是T3組，T1組植株與對照組差異最大。從地上及地下干重來看，T4組植株是除對照組外干重最大的一組，僅比對照組低4百分點左右，兩者間差異不顯著。另外試驗組T6、T7組的地上干重差異不大，說明這兩組配比中的植株雖然生長形態有一定的差異性，但相互之間生長速率差異不大。而T1與T2組中的植株干重與T4組相比降低了50百分點左右，差異較大，并且這兩組的地下干重也是最低的，說明其完全不適合做育苗基質。綜合以上結果，可以推測在適合番茄幼苗生長的菌糠復合機制中，菌糠配比應在55%～70%。
2.4?不同配比的海鮮菇菌糠復合基質對番茄幼苗生理指標的影響
2.4.1?海鮮菇菌糠復合基質對植株光合作用強度的影響。番茄葉片光合速率的高低代表植株在幼苗時期能否健康茁壯成長。葉片幼苗時期的光合作用強度越高，能為植株日后生長提供的營養物質越多。由圖3可知，T4組植株的光合作用強度最高，為47.771 mg/（dm2·h），其次為T3組，T3與T4組間差異不顯著，這與形態指標檢測結果相符。T2組的光合作用強度與其他組間差異顯著，這也解釋了T2組的植株生長速率慢，在生長過程中出現葉片發黃以及植株倒伏現象的原因。在番茄植株生長過程中，生長指標不理想的T1、T2、T7組，其光合作用強度都不高，而T4組是除對照組外光合作用強度最高的一組，從而也說明T4組海鮮菇菌糠復合基質配比最適合番茄幼苗生長。
2.4.2?不同配比的海鮮菇菌糠復合基質對葉片葉綠素含量的影響。由表5可知，培養30 d后的各試驗組中番茄葉片葉綠素總含量存在著較大差異。除對照組外，T4組的葉綠素a含量最高，為0.431 mg/g，與對照組葉綠素a含量差異不顯著。其次是T3組，葉綠素a含量為0.418 mg/g，而T1組的葉綠素a含量最低，為0.205 mg/g，與其他組間差異顯著，葉綠素b含量表現相同的趨勢。比較總葉綠素含量可知，對照組含量最高，其次是試驗組T4及T3組，這兩組間總葉綠素含量差異不顯著，且總葉綠素含量明顯高于其他試驗組，這說明發酵菌糠在復合基質中所占比例過高或者過低都不利于番茄葉片葉綠素含量的積累，菌糠含量處于55%～70%較適于植株葉綠素含量的積累，最適于番茄植株幼苗的生長。
2.4.3?海鮮菇菌糠復合基質對葉片丙二醛含量的影響。植物細胞在衰老或處于不利環境時，往往會發生多不飽和脂肪酸及脂質的氧化變質形成脂質過氧化產物，丙二醛（MDA）就是其終產物之一，丙二醛含量可以反映脂類過氧化的程度以及植物遭遇逆境傷害的程度。植物長勢越好，所受傷害越小，其丙二醛含量就越低。反之丙二醛含量高，則植物長勢緩慢、葉片發黃甚至枯萎。
圖4表明，對照組中丙二醛的含量為1.78 μmol/g，各試驗組的番茄葉片中丙二醛含量均大于對照組中的含量。其中 T6組中番茄葉片丙二醛含量最高，為4.12 μmol/g，與對照組間差異顯著，可見T6組配比基質種植的番茄葉片脂類過氧化程度最大，遭遇的逆境傷害也最大;T4組中丙二醛含量為2.32 μmol/g，與對照組間差異不顯著。T3組中丙二醛含量為2.73 μmol/g，與對照組間差異顯著，但在植物生長的耐受范圍內。所以T4組更適合番茄苗后期生長，這可能與T4組草炭比例相對較高有關。草炭是沼澤形成過程中的產物，由沼澤植物和動物殘體堆積而成，由于處在潮濕無氧的環境中，因此含有大量水分和腐殖質，且氮素等礦質元素的含量較高，呈微酸性至中性，使得T4組營養成分比其他組高，其培育的番茄葉片脂類過氧化程度較低。綜上所述，T4組復合基質對番茄幼苗逆境傷害程度較低，更適合作番茄育苗基質。
3?小結與討論
對各組發酵菌糠復合基質進行理化性質及番茄幼苗形態、理化指標檢測，結果表明，T3、T4組配比適合做番茄育苗基質，番茄幼苗長勢較好且與標準育苗基質效果相近，其中T4組效果更優，即最適合番茄幼苗生長的配比是菌糠、河沙、草炭各占55%、30%、15%，番茄幼苗長勢好，且光合作用強度、葉綠素含量、丙二醛含量與標準育苗基質相近，有較好的抗逆性。其他各組基質雖能使幼苗生長，但脂類過氧化程度較高，遭受逆境傷害的程度也較深，不利于番茄苗后期生長，其中T1組番茄苗長勢較緩慢，會出現葉片發黃、缺乏營養的現象，說明發酵菌糠不適合單獨用作番茄育苗基質。根據上述結果，后期可繼續優化菌糠、河沙、草炭的比例，以得到更優番茄育苗基質。另外，可探究EM菌發酵菌糠添加泥炭、有機肥等制成栽培基質，擴大海鮮菇菌糠的可利用范圍。
將T4與T3組進行比較可看出，T4組草炭比例較T3組高5百分點，但T3組光合作用強度、葉綠素含量、丙二醛含量均與T4組間差異不顯著，但番茄幼苗形態指標有一定差異。推測是由于草炭更適合植物育苗與生長。草炭是短期不可再生資源，其形成需要時間的積累和環境的變化，因而尋找草炭的替代物越來越受到人們的關注?？梢愿鶕囼灁祿灮疶3組各成分配比，探究更適合番茄育苗及生長的海鮮菇菌糠復合基質，這對節約草炭資源有一定意義。
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