以蘑菇菌渣作為肥料對糯玉米氨基酸含量的影響

南曉潔，周 偉，郭 尚

（山西農業大學山西功能食品研究院，太原 030031）

0 引言

糯玉米，也叫蠟質玉米，作為一類聚多糖類物質[1]，以獨特的胚乳淀粉組成和優異的食用品質而頗受歡迎[2]。然而，近年來隨著集約化栽培模式的普及，生產中化肥的不合理施用甚至過量施用導致土壤營養遭到破壞、生態環境質量持續下降，嚴重降低玉米產量和品質。因此，在玉米生產中應用含有大量營養元素及有效活性成分的有機肥、生物肥替代或部分替代化學肥料的施用已成為必然趨勢。中國已成為世界上食用菌生產第一大國，栽培食用菌收獲產品后剩下的培養基即菌渣[3]的數量逐漸增多，集中堆放、處理不當已成為制約食用菌行業發展的重要瓶頸問題之一。面對食用菌菌渣利用率較低[4]的現狀，如何在規模化生產食用菌的今天，不斷提升菌渣的綜合利用率已成為相關領域的重要研究方向。

針對玉米有機肥料及生物肥料的施用，王修康等[5]研究發現新型海藻肥配施傳統復合肥顯著提高春玉米的株高、莖粗、SPAD值和干物質量，王東升等[6]研究表明在化肥減施條件下，配施生物有機肥和氨基酸葉面肥可以提高玉米產量并改善玉米品質。而對食用菌菌渣的利用研究多聚焦于可用于小白側耳[7]、香菇[8]、黑木耳[9]、草菇[10]等食用菌栽培基質，用于櫻桃番茄[11]、水稻[12]、番茄[13]、黃瓜[14]等果蔬育苗或栽培基質，也可用于飼料[15-16]、產生沼氣[17]、有機肥資源[18-20]以及生態環境修復材料[21-23]、改良土壤[24]等諸多方面。而關于以蘑菇菌渣作為肥料施用于玉米，對其營養成分影響的研究鮮見文獻報道。本課題組則是基于雙孢蘑菇菌渣中含有尚未被完全利用的營養物質、殘留菌絲體及其他生物活性物質的考量，將其作為生物質肥料代替易造成土壤板結、環境污染、作物品質下降等諸多食品安全問題的化學肥料，施用于糯玉米種植。通過對籽粒氨基酸含量進行分析，闡明施用蘑菇菌渣對糯玉米營養成分的影響，以期在改良土壤的同時，提升作物品質，為實現廢棄資源高效利用、糧食安全生產提供支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

以山西農業大學山西功能食品研究院山陰基地的雙孢蘑菇培養基廢料作為供試菌渣肥料，糯玉米品種‘晉糯18’和‘晉糯20’購自山西大豐種業公司。

1.2 儀器與設備

DA7250型近紅外分析儀：瑞典波通儀器公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗時間、地點 試驗于2020年在山西農業大學太谷試驗站進行，試驗地年均氣溫9.7℃，年均降水量475.9 mm，全年日照時數2530.8 h，肥力均等偏中上。

1.3.2 試驗設計 試驗共設4個處理，每個品種各設置2個處理，詳見表1。采用隨機區組設計，3次重復，12個小區。試驗于2019年5月1日播種，小區長5 m，9行，行距60 cm，株距30 cm，每穴點籽2粒，重復3次。播種后及時進行田間管理保證玉米生長。菌渣于播種前3天一次性施入農田。

表1 試驗處理

1.4 數據分析

數據用SPSS 16進行統計分析，數據整理采用Microsoft Excel 2010進行。差異顯著性用Duncan法，顯著性水平為5%。

2 結果與分析

2.1 谷氨酸相對含量

如圖1所示，施用菌渣作為肥料對‘晉糯18’和‘晉糯20’鮮食籽粒谷氨酸相對含量的影響不顯著。施用菌渣后‘晉糯18’和‘晉糯20’鮮食籽粒的谷氨酸相對含量均高于未施用。其中，T18較CK18高3.53%，T20較CK20僅高2.94%，且CK18＜CK20，T18＜T20，說明‘晉糯18’鮮食籽粒的谷氨酸相對含量低于‘晉糯20’。

圖1 施用蘑菇菌渣對糯玉米鮮食籽粒谷氨酸相對含量的影響

2.2 甘氨酸相對含量

如圖2所示，施用菌渣作為肥料對‘晉糯18’和‘晉糯20’鮮食籽粒甘氨酸相對含量有顯著影響。施用菌渣后‘晉糯18’和‘晉糯20’鮮食籽粒的谷氨酸相對含量均顯著高于未施用。其中，T18較CK18高13.11%，T20較 CK20高 10.40%，且 CK18＜CK20，而 T18=T20，說明對照組的‘晉糯18’鮮食籽粒的甘氨酸相對含量低于‘晉糯20’，而隨著菌渣的施用，二者含量趨于相等。

圖2 施用蘑菇菌渣對糯玉米鮮食籽粒甘氨酸相對含量的影響

2.3 精氨酸相對含量

如圖3所示，施用菌渣作為肥料對‘晉糯18’和‘晉糯20’鮮食籽粒精氨酸相對含量有顯著影響。施用菌渣后‘晉糯18’和‘晉糯20’鮮食籽粒的精氨酸相對含量均高于未施用。其中，T18較CK18高11.29%，T20較CK20高 12.50%，且 CK18＜CK20，T18＜T20，說明‘晉糯 18’鮮食籽粒的精氨酸相對含量略低于‘晉糯20’。

圖3 施用蘑菇菌渣對糯玉米鮮食籽粒精氨酸相對含量的影響

2.4 丙氨酸相對含量

如圖4所示，施用菌渣作為肥料對鮮食籽粒丙氨酸相對含量有顯著影響。施用菌渣后‘晉糯18’和‘晉糯20’鮮食籽粒的丙氨酸相對含量均高于未施用。其中，T18較 CK18高 10.87%，T20較 CK20高 7.5%，且 CK18＜CK20，T18＜T20，說明對照組‘晉糯18’鮮食籽粒的丙氨酸相對含量低于‘晉糯20’，隨著菌渣的施用，‘晉糯18’丙氨酸相對含量增幅較大，T18僅是略低于T20。

圖4 施用蘑菇菌渣對糯玉米鮮食籽粒丙氨酸相對含量的影響

2.5 賴氨酸相對含量

如圖5所示，施用菌渣作為肥料對‘晉糯18’和‘晉糯20’鮮食籽粒賴氨酸相對含量無顯著影響。施用菌渣后‘晉糯18’和‘晉糯20’鮮食籽粒的賴氨酸相對含量均高于未施用。其中，T18較CK18高5.88%，T20較CK20高6.25%，且CK18＞CK20，T18＞T20，說明‘晉糯18’鮮食籽粒的賴氨酸相對含量高于‘晉糯20’。

圖5 施用蘑菇菌渣對糯玉米鮮食籽粒賴氨酸相對含量的影響

2.6 酪氨酸相對含量

如圖6所示，施用菌渣作為肥料對‘晉糯18’和‘晉糯20’鮮食籽粒酪氨酸相對含量影響顯著。施用菌渣后‘晉糯18’和‘晉糯20’鮮食籽粒的酪氨酸相對含量均高于未施用。其中，T18較CK18高12.15%，T20較CK20高 11.32%，且 CK18＞CK20，T18＞T20，但‘晉糯 18’鮮食籽粒的酪氨酸相對含量僅略高于‘晉糯20’。

圖6 施用蘑菇菌渣對糯玉米鮮食籽粒酪氨酸相對含量的影響

2.7 天冬氨酸相對含量

如圖7所示，施用菌渣作為肥料對‘晉糯18’和‘晉糯20’鮮食籽粒天冬氨酸相對含量影響顯著。施用菌渣后‘晉糯18’和‘晉糯20’鮮食籽粒的天冬氨酸相對含量均有所升高。其中，T18較CK18高12.14%，T20較CK20高9.42%，且CK18＞CK20，T18＞T20，說明‘晉糯18’鮮食籽粒的天冬氨酸相對含量高于‘晉糯20’，且隨著菌渣的施用，‘晉糯18’相對含量增幅較大。

圖7 施用蘑菇菌渣對糯玉米鮮食籽粒天冬氨酸相對含量的影響

2.8 總氨基酸相對含量

如圖8所示，施用菌渣作為肥料對‘晉糯18’和‘晉糯20’鮮食籽粒總氨基酸相對含量影響顯著。施用菌渣后‘晉糯18’和‘晉糯20’鮮食籽粒的總氨基酸相對含量均有所升高。其中，T18較CK18增加了9.56%，T20較CK20增加了9.18%，且 CK18＜CK20，T18＞T20，說明對照組‘晉糯18’鮮食籽粒的總氨基酸低于‘晉糯20’，隨著菌渣的施用，‘晉糯18’反而略高于‘晉糯20’。

圖8 施用蘑菇菌渣對糯玉米鮮食籽粒總氨基酸相對含量的影響

3 討論

食用菌菌渣氨基酸齊全，其中許多氨基酸含量和氨基酸總量與玉米接近[25]。此外，菌渣中不僅含有大量的菌絲體蛋白、多糖以及多種微量元素，而且還存在著多種微生物及酶等其他活性物質，有研究表明，以食用菌菌渣作為肥料，主要是通過提高土壤養分、增加土壤微生物，達到改善土壤環境的效果，從而影響作物根系發育和幼苗生長，來提高農作物的產量和品質[26-27]。

韓建東[28]研究團隊先后利用工廠化金針菇菌渣、刺芹側耳菌渣作為主要栽培原料代替或部分代替常規棉籽殼培養料栽培秀珍菇和肺形側耳，經對子實體營養成分進行分析測定，結果為施用菌渣栽培得到的秀珍菇中常規營養成分、氨基酸、微量元素的含量均顯著提高，特別是在風味氨基酸含量方面尤為顯著；添加菌渣栽培得到的肺形側耳的子實體粗蛋白、氨基酸含量有所提高[29]。袁濱[30]利用杏鮑菇菌渣栽培白背毛木耳，提高產量、增加相對凈收益的同時，其子實體中粗蛋白、氨基酸等營養成分含量也有所增加。秦艷梅等[31]利用香菇菌渣配以適量的磷鉀復合肥或微生物磷鉀肥替代有機肥種植麻山藥，結果顯示其蛋白質、總氨基酸等營養成分均有顯著增加。上述試驗均表明利用食用菌菌渣二次種菇或種植農作物，不僅可以降低栽培成本，而且豐富了子實體或作物的營養成分含量。

本研究則是著眼于肥沃耕地土壤、保護生態環境、提升作物品質與安全的角度，采用雙孢蘑菇菌渣作為肥料用于2個山西省農業生產重點推廣主導玉米品種的種植，通過對鮮食籽粒氨基酸含量的測定，探索菌渣對糯玉米營養品質的影響。研究表明，利用蘑菇菌渣種植‘晉糯18’和‘晉糯20’，其鮮食籽粒的谷氨酸、甘氨酸、精氨酸、丙氨酸、賴氨酸、酪氨酸、天冬氨酸和總氨基酸相對含量均較不施用菌渣的有不同程度的提高。其中，甘氨酸、精氨酸、丙氨酸、酪氨酸、天冬氨酸和總氨基酸相對含量為顯著提高(P＜0.05)，這與韓建東團隊的研究結果一致[28-29]。施用蘑菇菌渣后，‘晉糯18’和‘晉糯20’中呈鮮味氨基酸的谷氨酸和天冬氨酸相對含量較對照分別提高3.53%和2.94%、12.14%和9.42%。作為兒童氨基酸的精氨酸顯著提高11.29%和12.50%。作為甜味氨基酸的甘氨酸、丙氨酸、賴氨酸分別提高13.11%和10.40%、10.87%和7.5%、5.88%和6.25%，這與袁濱[30]、秦艷梅[31]等的研究結果一致。此外，對照組‘晉糯18’鮮食籽粒的甘氨酸和總氨基酸相對含量低于‘晉糯20’，但隨著蘑菇菌渣的施用，‘晉糯18’甘氨酸和總氨基酸趨近等于甚至略高于‘晉糯20’。說明施用蘑菇菌渣對糯玉米鮮食籽粒氨基酸含量的提升具有促進作用，但品種不同響應不一。

4 結論

本研究對蘑菇菌渣種植‘晉糯18’和‘晉糯20’鮮食籽粒氨基酸相對含量進行了初步研究，證實了施用菌渣的氨基酸相對含量均較未施用的有所增加，增幅在2.94%～13.11%之間。表明利用蘑菇菌渣種植糯玉米對提高品質具有很好的促進作用，具有較好的推廣應用價值。通過本研究以期為廢棄菌渣高效利用、食品安全及品質提升等方面提供支撐和保障，為創建資源節約型、環境友好型農業奠定良好基礎。