香菇渣復合基質(zhì)在黃瓜穴盤育苗中的應用

洪春來，王衛(wèi)平，陳曉旸，朱鳳香，薛智勇，楊友坤

(浙江省農(nóng)業(yè)科學院 環(huán)境資源與土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021)

近年來我國食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，總產(chǎn)量和總出口量已躍居世界第一。隨之帶來的各類菌菇渣即栽培食用菌后的廢料也越來越多，據(jù)測算我國每年食用菌生產(chǎn)形成的菌菇渣至少400萬 t［1］。浙江省年產(chǎn)食用菌約70萬t，總產(chǎn)值達25億元，每年約有50萬t食用菌生產(chǎn)廢棄物，其中僅麗水地區(qū)的香菇產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生的香菇渣約25萬t。菌菇渣等農(nóng)林廢棄物產(chǎn)生量大且面比較集中，由于傳統(tǒng)生產(chǎn)習慣，這些廢棄物往往被隨地丟棄或燒掉，這一方面造成了資源的極大浪費，另一方面由于霉菌和害蟲的繁殖，增加農(nóng)村生產(chǎn)及生活環(huán)境中霉菌孢子和害蟲的數(shù)量，并污染周邊空氣、水體和土壤，導致農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的惡化，對食用菌產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展構成威脅［2］。浙江省是苗木種植大省，外銷的苗木、草坪多數(shù)帶土移栽，造成大量的耕地土壤被破壞，耕地質(zhì)量嚴重下降。而合理有效地利用菌菇渣等廢棄物資源進行育苗基質(zhì)開發(fā)，不但可以大大降低生產(chǎn)成本和操作管理難度，而且利用基質(zhì)替代土壤或部分替代土壤栽種，可以保護耕地質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境，具有顯著的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。

我國目前使用的無土栽培固體基質(zhì)主要是巖棉、草炭、沙、珍珠巖、蛭石等，其中以巖棉、草炭較好，僅草炭每年的需求量就達25萬m3。由于天然草炭土的挖掘?qū)竦睾蜕稚鷳B(tài)環(huán)境構成了嚴重的威脅，造成生態(tài)系統(tǒng)的破壞［3－4］，而巖棉不可降解，長期使用會造成嚴重的環(huán)境污染，且國產(chǎn)巖棉一般不適于無土育苗，進口巖棉成本又太高［5］;因此，世界各國都在探尋草炭與巖棉的替代物，新型育苗或栽培基質(zhì)的開發(fā)與應用勢在必行。據(jù)分析，菌菇渣富含有機物和多種礦質(zhì)元素，其中氮、磷、鉀養(yǎng)分高于稻草和鮮糞，并具有良好的持水、透氣和吸附能力［6］。因地制宜地利用菌菇渣等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的廢棄物，研制出性質(zhì)穩(wěn)定、取材方便、價格低廉、用后易處理的基質(zhì)，是基質(zhì)研究面臨的一大課題，也是倡導循環(huán)經(jīng)濟“減量化、再利用、資源化”的最好答案。自20世紀90年代以來我國許多研究者對本地豐富廉價的菌菇生產(chǎn)有機廢棄物資源進行了研究，獲得一些適用的菇渣基質(zhì)配方。如林冠雄等用沙和蘑菇渣按3∶7種植厚皮甜瓜取得了良好的效果［7］;李靜等認為以煤渣∶珍珠巖∶菇渣為1∶1∶4可配制較理想的栽培基質(zhì)種植萵筍［8］。李元文等［9］研究表明，以食用菌渣、珍珠巖、河沙3種基質(zhì)按同體積比混合對彩椒生長最有利，栽培的彩椒，株型緊奏、葉色濃綠、果實鮮艷、坐果率高，產(chǎn)量高，具有較高的觀賞價值與食用價值。房華等的研究表明，茶樹菇菌渣能減少南方根結線蟲對番茄侵染，使形成根結的數(shù)量降低，從而在一定程度上防治了番茄根結線蟲病［10］。李謙盛等研究得出發(fā)酵菇渣與蛭石混配的基質(zhì)最佳體積比為6∶4，該混配基質(zhì)與常用的草炭珍珠巖混配基質(zhì)相比，可以在增加黃瓜和網(wǎng)紋甜瓜的產(chǎn)量和提高品質(zhì)的同時降低基質(zhì)使用成本，取得很好的栽培效果［11］。李曉強等的研究認為菇渣混合基質(zhì)優(yōu)于草炭混合育苗基質(zhì)，完全可以作為草炭混合育苗基質(zhì)的替代品［12］。但是，目前對菌菇生產(chǎn)廢棄物的基質(zhì)開發(fā)存在很多缺陷，如穩(wěn)定性差，生產(chǎn)成本高，并且缺乏對發(fā)酵基質(zhì)性狀的深入研究，因而未能在生產(chǎn)上大規(guī)模使用。

研究選取浙江省產(chǎn)出豐富的香菇渣為材料，通過與草炭、珍珠巖、蛭石等各種材料的配方組合，探討不同香菇渣前處理方式和基質(zhì)配方對黃瓜成苗率及幼苗生長的影響，為香菇渣作為主要原料替代或部分替代草炭的可能性提供依據(jù)。通過香菇渣廢棄物的綜合利用，實現(xiàn)香菇渣變“廢”為“寶”，減少和消除環(huán)境污染隱患，構建香菇生產(chǎn)廢棄物的高效循環(huán)利用模式，提高香菇生產(chǎn)綜合效益。為浙江省香菇生產(chǎn)廢棄物的循環(huán)利用和食用菌產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供技術支撐，對促進浙江省新農(nóng)村和生態(tài)省建設具有重大意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試黃瓜品種為津青4號，香菇渣來自于浙江省香菇生產(chǎn)大縣麗水市慶元縣，分成2組，一組直接利用，另一組經(jīng)過充分堆漚 (加入5%鮮牛糞后充分混勻，加水堆漚7 d左右再加水翻混1次，直至發(fā)酵完全)后風干，混勻使用。

1.2 試驗方案

試驗分3個處理組，未發(fā)酵香菇渣配方基質(zhì)組(配方1、配方2、配方3、配方4)，發(fā)酵香菇渣配方基質(zhì)組 (配方5，配方6，配方7，配方8)，和對照組草炭配方基質(zhì) (CK)，共設9個處理。

1.3 試驗方法

試驗于2009年5月在浙江省農(nóng)業(yè)科學院控溫溫室進行。5月10號播種，每個處理各播100粒經(jīng)挑選的飽滿種子，每個處理3次重復，試驗期間溫度控制在30℃。

1.4 調(diào)查項目與測定方法

基質(zhì)的容重、總孔隙度、通氣孔隙度等特性的測定參照連兆煌的方法［13］?；|(zhì)的化學特性測定參照 《土壤農(nóng)業(yè)化學分析方法》［14］。

成苗時 (播后35 d)觀察成苗數(shù)，計算成苗率，并取10株幼苗，分別調(diào)查株高、根長、莖粗、鮮重與干重，并評價黃瓜幼苗的綜合長勢。

2 結果與分析

2.1 基質(zhì)原材料的理化性質(zhì)

由表1各原材料的物理特性可以看出，試驗采用的香菇渣，其容重為0.129～0.278 g·cm－3，總孔隙度為67%，均在育苗基質(zhì)的適宜容重 (0.1～0.8 g·cm－3)和孔隙度 (54% ～96%)的范圍之內(nèi)［15］。香菇渣的總孔隙度和持水孔隙度均大于草炭，表明香菇渣原料基質(zhì)具有較強的持水能力。香菇渣原材料發(fā)酵與未發(fā)酵處理之間的孔隙度沒有明顯差異，而發(fā)酵菇渣容重的增加主要是由于發(fā)酵后的香菇渣含有較高的含水量。蛭石、珍珠巖等無機材料的孔隙度較高，有利于更好調(diào)節(jié)配方基質(zhì)的通氣和持水性能。

表1 不同基質(zhì)原材料的理化性質(zhì)

不同基質(zhì)原材料的化學性質(zhì)存在著很大的差異，與草炭相比，香菇渣中有機碳、速效磷、速效鉀等養(yǎng)分的含量均明顯要高，顯示出香菇渣中含有更多的P、K等養(yǎng)分。由表1可以看出，香菇渣的pH值大于草炭，在6左右的適宜范圍之內(nèi)，而草炭原料的pH值僅為4.66，偏酸性，草炭單獨使用可能會對作物的幼苗生長產(chǎn)生不利的影響。香菇渣基質(zhì)原材料的電導率 (EC)值遠大于草炭材料，表明香菇渣復合基質(zhì)中可溶性鹽含量比較高。蛭石、珍珠巖等無機材料中的電導率、有機碳及養(yǎng)分含量很低，且其pH呈現(xiàn)弱堿性 (≥7.99)，有利于調(diào)節(jié)配方基質(zhì)的鹽分和酸堿度。

2組不同處理的香菇渣在化學性質(zhì)上也存在差異，未經(jīng)發(fā)酵的香菇渣含有更高的有機碳及氮、磷、鉀等養(yǎng)分含量，但因其鹽分含量太高，超過了4 mS·cm－1，且十分不穩(wěn)定，所以在使用過程中要避免用于對鹽分毒害敏感的作物品種。

2.2 黃瓜成苗率、農(nóng)藝性狀及生產(chǎn)成本的比較

不同配方基質(zhì)對黃瓜出苗率的影響具有很大的差異，相對于對照草炭配方基質(zhì)，香菇渣配方基質(zhì)更有利于提高黃瓜的成苗率，由表2中可以看出，對照黃瓜播種35 d后的成苗率僅為76%，而香菇渣配方基質(zhì)除了處理4的成苗率較低外，其余配方基質(zhì)的成苗率均在81% 以上，最高的達到了91%。方差分析結果表明，不同配方香菇渣復合基質(zhì)黃瓜幼苗生長的各項農(nóng)藝性狀指標 (株高、莖粗、鮮重和干重等)存在顯著差異。除了配方1和配方5外，其余不同香菇渣復合基質(zhì)處理的黃瓜幼苗株高均顯著高于對照，黃瓜幼苗莖粗、根長及鮮重和干重等指標也均呈現(xiàn)出類似的趨勢。就總體長勢來說，草炭替代率為100%的香菇渣復合基質(zhì)配方1最差，其次為草炭替代率為83% 的配方4也不及對照，其原因可能是由于未發(fā)酵香菇渣替代草炭率較高，其高鹽分含量抑制了黃瓜幼苗的生長發(fā)育所致;其它香菇渣復合基質(zhì)配方的長勢均接近或優(yōu)于對照。香菇渣發(fā)酵處理不但造成了理化性質(zhì)上的變化，而且對黃瓜幼苗的生長發(fā)育也產(chǎn)生了明顯的影響，從表2可以看出，發(fā)酵處理的香菇渣配方復合基質(zhì)育成的黃瓜幼苗長勢及各項農(nóng)藝指標均顯著優(yōu)于未經(jīng)發(fā)酵的香菇渣配方復合基質(zhì)，如草炭替代率100%的發(fā)酵香菇渣復合基質(zhì) (配方5)，其綜合長勢及相關農(nóng)藝性狀明顯優(yōu)于同為草炭替代率為100%的未發(fā)酵香菇渣復合基質(zhì) (配方1)。究其原因就是由于香菇渣經(jīng)發(fā)酵處理后有了更良好的理化性狀，而未經(jīng)發(fā)酵的香菇渣由于含有較高的鹽分難以形成良好的基質(zhì)。另據(jù)有關報告，菇渣等未經(jīng)發(fā)酵的基質(zhì)材料不但理化性質(zhì)很不穩(wěn)定，作為育苗基質(zhì)還有可能會產(chǎn)生作物燒苗、病害加重等嚴重的負面影響［5］。因此，香菇渣原材料在香菇渣復合基質(zhì)的配方篩選及資源化利用之前進行徹底的無害化發(fā)酵處理是非常必要的。

此外，香菇渣替代草炭作為黃瓜育苗基質(zhì)配方材料還大大降低了黃瓜的育苗成本。從表2可以看出，不同草炭替代率的香菇渣復合基質(zhì)的生產(chǎn)成本均明顯低于對照的草炭復合基質(zhì)，且隨著草炭替代率的增加，其相對成本也隨之降低。如草炭替代率為33% 的香菇渣復合基質(zhì)，其生產(chǎn)成本為對照的82.6%，而草炭替代率為100% 的香菇渣復合基質(zhì)的生產(chǎn)成本降至僅為對照的47.9%。

表2 不同配方基質(zhì)對黃瓜幼苗生長的影響及相對生產(chǎn)成本

3 小結

試驗表明香菇渣復合基質(zhì)的容重、總孔隙度都在育苗基質(zhì)適宜的范圍之內(nèi)。香菇渣中有機碳、速效磷、速效鉀的含量均明顯高于草炭，發(fā)酵處理的香菇渣其電導率值較未發(fā)酵的香菇渣更低。

除配方1和配方4以外，其余香菇渣復合基質(zhì)處理的黃瓜幼苗生物學性狀表現(xiàn)較好，其株高、莖粗、鮮重、干重、根長等均顯著大于草炭復合基質(zhì)。經(jīng)發(fā)酵處理的香菇渣復合基質(zhì)對黃瓜的育苗效果明顯優(yōu)于未經(jīng)發(fā)酵處理的香菇渣復合基質(zhì)。香菇渣發(fā)酵處理對于優(yōu)良配方基質(zhì)的形成十分必要。

香菇渣部分或完全替代草炭進行優(yōu)良基質(zhì)的配方篩選不但可行，而且其成本與草炭復合基質(zhì)相比顯著降低，作為香菇生產(chǎn)廢棄物資源化利用的一條有效途徑適宜在黃瓜工廠化育苗產(chǎn)業(yè)中廣泛推廣應用。

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