平菇菌糠配施復合肥對茼蒿幼苗期生長發育的影響

2021-04-22 16:11:31陳花王建軍王建武

江蘇農業科學 2021年5期

陳花王建軍王建武

摘要：以復合肥為基肥，平菇菌糠為主要營養基質，茼蒿（Chrysanthemum coronariumL.）為試驗對象，采用盆栽試驗，研究不同量的新鮮和發酵腐熟平菇菌糠配施復合肥對茼蒿幼苗期生長發育的影響，旨在為當地農業開發菌糠復合有機肥提供科學依據。結果表明：（1）與CK相比，在復合肥的基礎上添加酵解雞糞和平菇菌糠后均能促進茼蒿幼苗期根長、株高和葉寬的增長，葉綠素含量的提高、超氧化物歧化酶（SOD）活性和過氧化物酶（POD）活性的增強，根系活力的提升，丙二醛含量的降低。其中150 g發酵平菇菌糠配施復合肥處理的作用效果最顯著，其根長、株高、葉寬、葉綠素含量、SOD活性、POD活性、根系活力較CK分別提高了2517%、26.64%、24.34%、65.08%、48.27%、25.82%、35.91%，丙二醛含量降低9.31%，均達到顯著水平。與單施復合肥處理相比，根長、株高、葉寬、葉綠素含量、SOD和POD活性、根系活力均顯著提高，丙二醛含量降低8.59%，均達到顯著水平。（2）新鮮菌糠和發酵腐熟平菇菌糠隨施入量的增加，各項指標也均有明顯的改善趨勢，但相同施入量條件下，發酵腐熟菌糠對茼蒿幼苗期各項指標的影響效果更為明顯。（3）100 g酵解雞糞配施復合肥，也能顯著改善茼蒿幼苗的各項形態學和生理生化指標，其作用效果不及150 g的發酵腐熟平菇菌糠處理。綜上所述，1.5 kg土壤+1 g復合肥+150 g發酵腐熟平菇菌糠能通過提高茼蒿幼苗期的根長、株高、葉寬、葉綠素含量、POD和SOD活性、根系活力以及降低丙二醛含量促進茼蒿早期形態建成，優化其抗氧化酶系統，減輕膜脂過氧化程度，進而促進茼蒿的生長發育。

關鍵詞：平菇菌糠;茼蒿;幼苗;形態學;生理生化

中圖分類號： S636.906文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2021）05-0118-05

食用菌采摘子實體之后，所余留下來的殘余培養基質稱作食用菌菌糠。大量研究結果表明，食用菌菌糠具有很強的吸水性、保水性和透氣性[1]。食用菌菌絲體在生長發育過程中，使得培養基中多數生物大分子降解成了可被細胞直接吸收的產物，并且培養基中也含有大量死亡解體的菌絲體，使食用菌菌糠含有豐富的可供作物吸收的營養物質[2]。菌糠再經堆料發酵等工藝處理后，不僅理化性狀優良，能有效保存功能菌劑的生物活性，而且有效降解了菌糠中的蛋白質與多糖，產生大量的腐殖質和有機氮、磷、鉀等，肥效全面。部分成分如多糖、生物酶等還具有病蟲害防治、農殘降解等功效。食用菌菌糠作為土壤有機肥，可提高土壤肥力，也可改良污染土壤。

榆林市位于陜西省北部，廣袤的毛烏素沙漠南端，獨特的地域使得該地區土質以沙質土為主，土地不肥沃[11]。2012年，聯合國提出了”一葷一素一菌“的最佳營養用餐結構，榆林市在充分調研基礎上，決定將食用菌產業作為脫貧攻堅和鄉村振興的示范產業、先導產業，于是涌現出了食用菌產業的龍頭企業和大批種植戶，使當地大量農戶走上了脫貧致富的道路，但隨之也帶來了大量食用菌菌糠不能合理處理的問題。食用菌菌棒的大量堆積和隨意丟棄，既污染農業生態環境，也會危害相應區域內生物的健康。該研究針對榆林市土壤特點和農業發展現狀，選擇食用菌收獲子實體后的菌糠為主要培養基質，以茼蒿（Chrysanthemum coronariumL.）為試驗對象，研究不同處理菌糠復合物對茼蒿幼苗期生長發育的影響。得出適合于設施綠葉蔬菜茼蒿生長的“菌糠+復合肥”的多重營養復合基質，減少復合肥的施入量，優化作物品質，改良沙質土壤，也為當地農業開發菌糠復合有機肥提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

復合肥的成分為磷酸一銨、磷酸二銨、磷酸二氫鉀，購自榆林市農貿市場;平菇菌糠，來源于陜西省榆林市榆陽區草溝村平菇種植大棚，培養基成分主要是棉籽殼、麩皮;干雞糞，來源于陜西省榆林市榆陽區馬合鎮雞養殖農戶;茼蒿種子，由陜西省榆林市農業科學研究院提供;沙土，采自陜西省榆林市榆陽區草溝村5年以上的荒田（以沙瓤土為主）;微生物發酵劑，含有效活菌數200億個/g。

1.2 試驗方法

本試驗于2019年6月4日在榆林市榆林學院西區實習基地進行。

1.2.1 營養基質的準備

（1）新鮮的平菇菌棒手工充分粉碎，得到體積較小的菌糠。待全部菌棒粉碎后，所得到的菌糠依次過1 mm 篩網，重復2次，自然晾干，備用;（2）平菇菌糠和干雞糞的腐熟發酵：過篩網的粉碎平菇菌糠經7 d自然晾干，選取其中一半（約2 kg），加入適當比例的發酵劑（1 kg菌糠配入1 mL發酵劑），拌水充分混勻，用力攥捏菌糠，以出水而不滴落為宜（約60%含水量）;干雞糞用鐵鍬粉粹成大約1 cm的小塊，加入上述同樣比例的發酵劑后，噴灑約60%的水分混合;將處理好的菌糠和雞糞分別翻挖入土層后立即覆膜密封，促進腐熟。地面溫度約為22℃，12 d后發酵腐熟完成;（3）發酵腐熟完成的平菇菌糠和雞糞，通風處自然風干1 d。之后攤平于托盤中，放入60 ℃干燥箱中進行水分蒸發處理（期間每隔6 h翻動1次，防止外部燒焦和內部霉變）;（4）選取同一區域內，質地、濕度等均一的土壤進行采集，并同樣過1 mm篩網，重復2次，裝袋，自然攤平，備用;（5）將土壤、復合肥、酵解雞糞、新鮮平菇菌糠和發酵腐熟平菇菌糠等，按表1所示比例進行充分混合，共計9組處理，每個處理重復3次。混合時再次將土壤和平菇菌糠過 1 mm 篩網，防止后期澆水結塊。混合物置于底部內徑15 cm、頂部內徑24 cm、高度為21 cm的相同規格的花盆中，并于每個盆底鋪設雙層紗布，防止盆內營養基質從透水孔露出。

1.2.2 種子的處理

隨機選取大小均勻一致的茼蒿種子約1 000粒，自來水充分浸泡12 h;隨機選取充分浸泡的茼蒿種子，每盆選擇約30 粒，共計約810 粒，均勻撒播于準備好的27 盆營養基質中。待撒播完成后，種子上部覆蓋約5 mm厚的土層[12]。

1.2.3 幼苗的培養

將27盆已撒播茼蒿種子的花盆置于智能人工氣候培養箱中培養，設定時間（光照12 h、黑暗12 h）、溫度（光期 25 ℃、暗期20 ℃）和濕度（光期和暗期相對濕度均為80%）進行生長培養;種子發芽初期，每盆白天間隔6 h、夜間間隔12 h噴灑約20 mL水。待幼苗破土后，間隔12 h噴灑約40 mL水。當幼苗長出2張綠色幼葉時，白天間隔6 h、夜間間隔12 h噴灑約 30 mL 水。并間隔3 d松土1次，保證茼蒿幼苗根部氧氣供應。

1.3 指標測定

待茼蒿幼苗生長至二葉一心時期（從播種到指標測定約15 d），模擬大田五點采樣法取樣，測定茼蒿根長、株高、葉寬3項形態學指標和葉綠素含量[16]、過氧化物酶（POD）活性[17]、超氧化物歧化酶（SOD）活性[18]、丙二醛（MDA）含量[19]、根系活力[20] 5項生理生化指標。

1.4 數據分析

數據統計和繪圖采用Excel 2016軟件進行，單因素方差分析采用SPSS 23.0軟件進行，并用鄧肯氏新復極差法進行多重比較，顯著性檢驗在0.05水平下進行。

2 結果與分析

2.1 平菇菌糠配施復合肥對茼蒿幼苗期形態指標的影響

由表2可以看出，各處理組的根長、株高和葉寬較CK均呈上升趨勢，特別是處理9的3項指標值均為最高水平。復合肥+150 g發酵腐熟平菇菌糠與CK相比，根長、株高、葉寬的增長幅度分別為2517%、26.64%、24.34%，與對照差異均達到顯著水平;與處理組2相比，差異也均達到顯著水平;與處理3相比，根長、株高和葉寬雖有所提高，但除株高漲幅顯著外（P<0.05），根長和葉寬差異不顯著。平菇菌糠處理組間相比較，等量發酵菌糠對茼蒿根長、株高和葉寬的影響效果較新鮮菌糠有所提高，但差異多不顯著，只有菌糠使用量為100 g時的茼蒿葉寬和菌糠使用量為150 g時的茼蒿株高差異顯著。說明土壤中增施一定量的酵解雞糞和平菇菌糠均能顯著增長茼蒿幼苗期的根長、株高和葉寬，且發酵腐熟平菇菌糠效果更好。結果表明，適量的平菇菌糠，尤其是發酵腐熟的平菇菌糠，配施復合肥，相對于空白對照和單一施入復合肥栽植茼蒿，能夠顯著改善茼蒿早期形態建成，進而提高茼蒿的產量。

2.2 平菇菌糠配施復合肥對茼蒿幼苗期葉綠素含量的影響

從圖1可以看出，各處理組的葉綠素含量均顯著高于CK，提高幅度為48.21%～65.08%，其中處理9的葉綠素含量最高，顯著高于其他處理組。比較處理2和3表明，酵解雞糞的加入，顯著提高了茼蒿葉綠素含量。新鮮平菇菌糠和發酵腐熟平菇菌糠均隨施入量的增加，葉綠素含量呈上升趨勢，但在相同施入量條件下，發酵腐熟平菇菌糠對葉綠素的提高效果更為明顯，差異均達到顯著水平。處理3和平菇菌糠處理相比，酵解雞糞處理的葉綠素含量顯著低于150 g發酵腐熟平菇菌糠處理，顯著高于其他菌糠處理。結果表明，適量菌糠，尤其是發酵腐熟的菌糠，配施復合肥能夠顯著提高茼蒿幼苗期的葉綠素含量。

2.3 平菇菌糠配施復合肥對茼蒿幼苗期超氧化物歧化酶（SOD）活性的影響

由圖2可知，各處理的SOD活性較CK均有所增強，其中，處理3、7、8和9差異達到顯著水平，分別較對照提高15.40%、10.47%、25.86%和4827%。與處理2相比，所有平菇菌糠處理組的SOD活性有所增強，鮮平菇菌糠處理組間差異不顯著，發酵菌糠處理組間差異均顯著。處理3相對于處理2，加入酵解雞糞的影響效果達到顯著水平，SOD活性增長了14.62%，表明酵解雞糞能顯著增強茼蒿幼苗SOD活性。處理3和平菇菌糠處理相比，其含量相當的條件下SOD活性顯著低于發酵菌糠處理。SOD活性也隨平菇菌糠施入量的增加，呈上升趨勢，并且菌糠施入量相當的發酵菌糠對SOD活性的影響效果顯著高于鮮菌糠處理。結果表明，適量酵解雞糞或平菇菌糠，配施復合肥能夠增強茼蒿幼苗期的SOD活性，但發酵平菇菌糠的效果優于鮮菌糠和酵解雞糞。

2.4 平菇菌糠配施復合肥對茼蒿幼苗期過氧化物酶（POD）活性的影響

從圖3可以看出，各處理的POD活性相對于CK均有不同程度提升，特別是處理3、6和9，影響效果達到顯著水平，較對照組分別提高22.15%、23.34%、25.82%。對比處理3和處理2表明，酵解雞糞的加入能顯著提高茼蒿幼苗的POD活性，提高了17.93%;對比處理3和平菇菌糠處理，差異均不顯著。新鮮平菇菌糠和發酵腐熟平菇菌糠各處理的POD活性均隨施入量的增加有所提升，以150 g菌糠施入量影響效果最佳，但菌糠對應處理組的茼蒿幼苗期POD活性差異不顯著。上述結果表明，酵解雞糞或平菇菌糠，配施復合肥能提升茼蒿幼苗期的POD活性，但新鮮平菇菌糠、發酵腐熟平菇菌糠和酵解雞糞三者的作用效果相當。

2.5 平菇菌糠配施復合肥對茼蒿幼苗期丙二醛（MDA）含量的影響

從圖4可知，不同處理的MDA含量均低于CK，尤以處理3影響結果最為明顯，降低幅度為1015%，達到顯著水平，其次是150 g發酵腐熟平菇菌糠處理，降低幅度為931%，達到顯著水平;處理3和處理9組間差異不顯著，但顯著高于其他處理。表明一定量酵解雞糞的加入能顯著降低茼蒿幼苗的MDA含量，且效果優于發酵腐熟平菇菌糠。平菇菌糠處理組MDA含量隨施入量的增加均呈現下降趨勢，發酵菌糠處理組的MDA含量低于對應鮮菌糠處理組，但組間差異均不顯著。結果表明，適量酵解雞糞或平菇菌糠，配施復合肥能夠降低茼蒿幼苗期的MDA含量。

2.6 平菇菌糠配施復合肥對茼蒿幼苗期根系活力的影響

從圖5可知，各處理的根系活力較CK增加了25.82%～35.91%，均達到顯著水平，其中處理9的茼蒿根系活力最大，其次是處理3，這2個處理之間差異不顯著，但顯著高于其他處理。處理3較處理2的茼蒿根系活力顯著增加6.86%。隨新鮮平菇菌糠和發酵腐熟平菇菌糠施入量的增加，根系活力呈上升趨勢，特別是菌糠含量為150g時，與復合肥處理組2相比，根系活力的增高均達到顯著水平，但發酵腐熟菌糠較新鮮菌糠在施入量相同時對根系活力的增高效果更為明顯，其中平菇菌糠施入量在100和150 g時對應處理組間差異顯著。上述結果表明，適量的酵解雞糞或平菇菌糠，配施復合肥能夠顯著增強茼蒿幼苗期的根系活力，但酵解雞糞的效果優于平菇菌糠。

3 結論與討論

植物的形態學指標直接反映了植物在某一時期，或某一生長發育階段的生長變化情況，可以作為判斷植物良好生長的依據。試驗中的根長、株高、葉寬等形態學指標分別反映了茼蒿在整個試驗過程中最終的根系吸收生長、莖桿伸長生長和葉片增大生長等變化情況，平菇菌糠配施復合肥對茼蒿幼苗期形態學影響的研究表明，各處理茼蒿幼苗的形態學指標均高于CK。與CK相比，各處理的根長增長8.85%～25.17%，株高增高7.82%～2664%，葉寬增寬5.26%～24.34%，而以處理9的影響效果最佳，其3項形態學指標均顯著高于對照。這是因為經過與發酵劑混合后發酵腐熟的菌糠基質中含有更多的好氧和厭氧菌，促進了茼蒿幼苗根系的呼吸作用，進而提高了植株地上部的生長，影響了形態學指標。酵解雞糞的加入，也能顯著提高茼蒿幼苗的各項形態學指標，其效果僅次于處理9。新鮮平菇菌糠和發酵腐熟平菇菌糠隨施入量的增加，形態學指標均呈上升趨勢，但相同施入量的條件下，發酵腐熟菌糠對茼蒿幼苗形態學的影響效果更為明顯。上述結果表明，培養料在發酵過程中經微生物降解產生了能被茼蒿根系直接吸收利用的速效營養物質，加速了茼蒿的物質代謝速率，促進其快速生長。因此，適量菌糠，尤其是發酵腐熟的平菇菌糠，配施復合肥能夠顯著提高和改善茼蒿幼苗的幼苗期生長，這與樓子墨等的研究結果相同。菌糠作為生物肥改善了作物的生長，也與劉國麗等的研究結果[22]相同。但是，在給作物施用多重營養基質時，要注意控制各種基質的量的變化，以達到最佳效果。

植物的生理生化指標間接反映了植物在某一生長發育階段內的代謝生長變化情況。本研究中的葉綠素含量、SOD活性、POD活性、MDA含量和根系活力等生理生化指標分別反映了茼蒿在試驗階段的物質代謝情況及生理發育狀況。通過平菇菌糠配施復合肥對茼蒿幼苗期生理生化影響的研究，可以確定各處理組茼蒿幼苗的生理生化指標與CK相比較，葉綠素含量提高48.21%～65.08%，SOD活性增強0.68%～48.27%，POD活性提升357%～25.82%，MDA含量降低0.78%～1015%，根系活力增高25.82%～35.91%。同CK相比較，酵解雞糞的加入能顯著降低茼蒿幼苗的MDA含量，提高葉綠素含量、SOD和POD活性、根系活力。新鮮平菇菌糠和發酵腐熟平菇菌糠處理組隨菌糠施入量的增加，各項指標也均有不同程度地改善，其中，復合肥+150 g發酵腐熟平菇菌糠處理的MDA含量最低，葉綠素含量、POD和SOD活力和根系活力最高。平菇菌糠施入量相同的條件下，發酵腐熟菌糠對茼蒿幼苗的影響效果更為明顯，其中，對應處理組中的葉綠素含量和SOD活性達到顯著水平，復合肥+150 g發酵腐熟平菇菌糠的根系活力顯著高于對應組，表明發酵腐熟菌糠，相對于新鮮菌糠，其基質中含有了更多的微生物因子，可以促進植物在生長發育時期的生理代謝需要，這使得本試驗中的發酵腐熟菌糠處理組茼蒿的生理生化指標有了明顯改善，進而能改善茼蒿幼苗的發育。酵解雞糞處理與等量的菌糠處理相比，其葉綠素含量、根系活力顯著高于菌糠處理，MDA含量顯著低于對應的菌糠處理組，表明相同施入量條件下，雞糞對茼蒿的早期生長發育更有效。適量菌糠，尤其是發酵腐熟的平菇菌糠，配施復合肥能夠明顯改善茼蒿幼苗的幼苗期生長發育，能更好地增加收獲產量，提高農民收入;這與朱小平研究的菌糠復合物能夠促進小白菜生長并提高其產量的研究結果[23]相似，也與曾振基等的研究結果相同：菌糠復合物能改善作物生長發育，提高產量，符合生物有機肥國家行業標準。

綜上所述，復合肥、酵解雞糞和平菇菌糠均可促進茼蒿幼苗期的生長，但后二者的作用效果更明顯;平菇菌糠施入量相等的條件下，發酵菌糠作用效果優于新鮮菌糠;施入量相當的條件下，酵解雞糞的作用效果更顯著，但長期單一性地大量使用酵解雞糞可能存在土壤重金屬和激素污染的隱患，因此，實際生產過程中應將菌糠和酵解雞糞配合使用，不僅能促進植物生長發育，進而提高產量，也可以降低土壤污染風險。

參考文獻：

[1]樓子墨. 廢棄菌糠理化性質及其資源化過程中的環境影響研究. 杭州：浙江大學，2016.

[2]李維. 食用菌菌糠的腐熟及腐熟物在土壤改良中的應用. 北京：北京理工大學，2016.

[3]羅小芳，栗海波，孫銀為，等. 食用菌菌糠綜合開發利用現狀. 生物加工過程，2017，15（4）：77-81.

[4]余炎炎，李歡，王瑞麗. 食用菌菌糠綜合利用的研究現狀. 農業與技術，2016，36（10）：12.

[5]Sugeng T，Agus H，Dermiyati D，et al. Effect of mushroom spent empty fruit bunch（FEB）supplement on physicochemical properties of a biofertilizer named organonitrofos. Jurnal Teknik Pertanian Lampung，2019，8（2）：120-129.

[6]Vahid A，Saadatmand R，Khavari N. Influence of spent mushroom compost（SMC）as an organic fertilizer on nutrient，growth，yield，and essential oil composition of German chamomile （Matricaria recutitaL.）. Communications in Soil Science and Plant Analysis，2019，50（5）：538-548.

[7]劉冉，董莎，姚志超，等. 黑木耳菌糠有機肥的制備及肥效研究. 東北農業科學，2018，43（6）：20-24.

[8]付麗軍，張愛敏，王向東，等. 生物有機肥改良設施蔬菜土壤的研究進展. 中國土壤與肥料，2017（3）：1-5.

[9]Wei Y N，Jin Z H，Zhang M，et al. Impact of spent mushroom substrate on Cd immobilization and soil property. Environmental Science and Pollution Research，2020，27（3）：3007-3022.

[10]常建寧，李丹洋，王効舉，等. 炭基有機肥配施菌糠木醋液對污灌區土壤鉻形態及玉米吸收的影響. 河南農業科學，2019，48（1）：57-65.

[11]張耘，劉占和，王斌. 榆林小雜糧. 北京：中國農業科學技術出版社，2007.

[12]張然，程紅艷，吳夢欣，等. 不同處理菌糠對油菜生長及土壤理化性質的影響. 吉林農業，2017（4）：76-79.

[13]賈慶美. NaCl處理對茄子發芽期與幼苗期生長發育的影響. 合肥：安徽農業大學，2014.

[14]宋新穎，張玉梅，張洪生，等. 干旱脅迫對不同冬小麥品種幼苗期生理特性的影響. 中國農學通報，2015，31（12）：6-11.

[15]林彰文. 種子處理對玉米種子萌發及幼苗期生理生化的影響. 長沙：湖南農業大學，2003.

[16]王雪奎，黃建良. 植物生理生化實驗原理和技術. 北京：高等教育出版社，2015：123-124.

[17]蒼晶，趙會杰. 植物生理學實驗教程. 北京：高等教育出版社，2013.

[18]張志良，瞿偉菁，李小芳. 植物生理學實驗指導. 北京：高等教育出版社，2009：32-33.

[19]郝建軍，康宗利，于洋. 植物生理學實驗技術. 北京：化學工業出版社，2007：159-160.

[20]達拉諾夫斯卡婭. 根系研究法. 李繼云，譯.北京：科學出版社，1962.

[21]孫杰，劉登民，時連輝，等. 菇渣對土壤理化性質和生菜生長的影響. 北方園藝，2015（14）：169-173.