利用EM菌發(fā)酵海鮮菇菌糠制備番茄育苗基質(zhì)

馮慶玲 林繼輝 陳小芳

摘要?添加EM菌液對(duì)海鮮菇菌糠進(jìn)行發(fā)酵，再用發(fā)酵菌糠及河砂、草炭按照不同配比制成復(fù)合基質(zhì)，進(jìn)行番茄育苗試驗(yàn)。對(duì)各組復(fù)合基質(zhì)進(jìn)行理化性質(zhì)及番茄幼苗形態(tài)指標(biāo)、理化指標(biāo)檢測(cè)。結(jié)果表明，最適合番茄幼苗生長的復(fù)合基質(zhì)是菌糠、河沙、草炭占比為55%、30%、15%，該復(fù)合基質(zhì)處理組番茄幼苗長勢(shì)好，且光合作用強(qiáng)度、葉綠素含量、丙二醛含量均與標(biāo)準(zhǔn)育苗基質(zhì)間差異不顯著，有較好的抗逆性，受寒冷天氣的影響較輕。

關(guān)鍵詞?EM菌;海鮮菇菌糠;番茄;育苗基質(zhì)

中圖分類號(hào)?S641.2?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼?A

文章編號(hào)?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(xué)名斑玉蕈，因其具有蟹香味而得名，生產(chǎn)上主要采用鋸木屑、甘蔗渣、玉米粉、棉籽殼、秸稈等多種農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品為培養(yǎng)原料，其出菇后廢棄的下腳料為菌糠。隨著海鮮菇栽培規(guī)模擴(kuò)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(jīng)過多種微生物的發(fā)酵作用，纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等均已被不同程度的降解，粗蛋白、粗脂肪均比未發(fā)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(duì)于食用菌菌糠資源化利用主要集中于農(nóng)業(yè)方向，例如在轉(zhuǎn)化生物有機(jī)肥、無土栽培基質(zhì)、乙醇、沼氣和菌糠飼料等方面有一定的應(yīng)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(yōu)，在育苗基質(zhì)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(xì)菌群、乳酸菌群、酵母菌群、放線菌群、絲狀菌群等為主的10個(gè)屬80余種微生物組成，主要用于種植業(yè)、畜牧業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)等。如種植業(yè)上，用EM菌對(duì)土壤進(jìn)行處理，可以增加其速效養(yǎng)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(jié)果表明，EM菌可有效促進(jìn)秀珍菇菌糠堆肥腐熟。鄭丹等[10]研究表明，添加高溫發(fā)酵腐熟的杏鮑菇菌糠對(duì)育秧基質(zhì)的容重、總孔隙度、通氣孔隙和持水孔隙具有改善作用，經(jīng)適當(dāng)發(fā)酵處理和營養(yǎng)配比可開發(fā)為水稻育秧基質(zhì)。因此，利用EM菌液發(fā)酵菌糠用于種植業(yè)具有積極意義。

該研究以海鮮菇菌糠為主要原料進(jìn)行番茄育苗基質(zhì)的制備試驗(yàn)，在海鮮菇菌糠建堆過程中添加 EM菌液進(jìn)行發(fā)酵，通過微生物的分解作用將海鮮菇菌糠的養(yǎng)分釋放出來，再與河沙、草炭按照不同的比例制備成復(fù)合基質(zhì)進(jìn)行番茄育苗，探尋最適合番茄育苗的海鮮菇菌糠基質(zhì)，以期提高海鮮菇菌糠再利用的價(jià)值，解決當(dāng)?shù)毓S菌糠堆積造成資源浪費(fèi)及環(huán)境污染問題。

1?材料與方法

1.1?材料?供試基質(zhì)：海鮮菇菌糠（南安綠興食用菌有限公司），測(cè)定其營養(yǎng)成分，結(jié)果如下：含水量54.60%，脂肪含量8.00%，蛋白質(zhì)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(yǎng)成分含量有一定差距，這可能是由不同地區(qū)的氣候狀況及不同菌種對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的利用不同導(dǎo)致的。用同批海鮮菇菌糠制備復(fù)合基質(zhì)。河沙取自康美河畔，草炭購買于市場(chǎng)。

1.2?試驗(yàn)方法

1.2.1?海鮮菇菌糠EM菌液發(fā)酵。試驗(yàn)于2019年6月在閩南科技學(xué)院食用菌實(shí)訓(xùn)基地進(jìn)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(jìn)行傳統(tǒng)建堆發(fā)酵，使基質(zhì)預(yù)腐，完成菌糠預(yù)發(fā)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(dá)到40%左右，建堆發(fā)酵（長×寬×高=50 cm×40 cm×40 cm）。發(fā)酵3 d后開始記錄溫度，當(dāng)發(fā)酵至第15天時(shí)，進(jìn)行翻堆，將上下、內(nèi)外的菌糠互換位置，再發(fā)酵15 d，記錄溫度，溫度達(dá)50℃以上并維持穩(wěn)定，即發(fā)酵完成。

1.2.2?設(shè)計(jì)不同配比的海鮮菇菌糠復(fù)合基質(zhì)。將發(fā)酵腐熟的海鮮菇菌糠、河沙、草炭按不同比例制備成復(fù)合基質(zhì)，設(shè)置 T1～T7共7個(gè)處理，配比見表1。對(duì)照組CK為番茄標(biāo)準(zhǔn)育苗基質(zhì)[11]，草炭∶珍珠巖∶蛭石為60%∶20%∶20%。

1.2.3?發(fā)酵菌糠及復(fù)合基質(zhì)理化性質(zhì)測(cè)定。菌糠建堆發(fā)酵過程中測(cè)定其溫度、含水量變化及復(fù)合基質(zhì)理化性質(zhì)，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(dǎo)率（EC值，采用電導(dǎo)率儀測(cè)量，方法參照文獻(xiàn)[12]）。

1.2.4?番茄育苗栽培。市售的番茄種子播種前進(jìn)行催芽處理，選萌動(dòng)發(fā)芽的種子分別播種到裝有不同基質(zhì)的營養(yǎng)缽中，每個(gè)處理3 次重復(fù)，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(tǒng)計(jì)出苗率。每天觀察幼苗生長情況，并保持復(fù)合基質(zhì)濕潤以維持幼苗正常生長。

1.3?番茄幼苗生長狀態(tài)測(cè)定

1.3.1?番茄幼苗生長指標(biāo)的測(cè)定。當(dāng)番茄幼苗的嫩葉完全展開時(shí)，用配制好的營養(yǎng)液代替清水澆灌番茄幼苗，以加快番茄幼苗生長。幼苗培養(yǎng)至30 d后隨機(jī)選取各試驗(yàn)組的10株植株，測(cè)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(fā)黃等形態(tài)特征。同時(shí)測(cè)定番茄幼苗地上鮮重及地上干重。地上鮮重測(cè)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(cè)量方法：將測(cè)量完鮮重的植株放入鼓風(fēng)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(cè)量地下鮮重與干重。

1.3.2?生理指標(biāo)測(cè)定。采用改良半葉法[13]測(cè)定番茄葉片光合作用強(qiáng)度，測(cè)定時(shí)間選在08：00—10：00，取樣及處理方法參照文獻(xiàn)[14]。葉綠素含量采用分光光度計(jì)測(cè)量，具體方法參照文獻(xiàn)[15]。丙二醛（MDA）含量的測(cè)定采用硫代巴比妥酸法[16]。

2?結(jié)果與分析

2.1?菌糠發(fā)酵過程中溫度的變化?發(fā)酵是指菌糠在高溫、高濕條件下經(jīng)微生物繁殖生長腐熟的過程。因此，溫度是反映建堆發(fā)酵狀況的重要參數(shù)。試驗(yàn)在7月進(jìn)行，環(huán)境溫度基本維持在30～35 ℃，由圖1可見，整個(gè)發(fā)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(fā)酵的結(jié)束期，傳統(tǒng)建堆發(fā)酵一般要持續(xù)45 d。這說明EM菌液能夠快速提高發(fā)酵溫度，縮短發(fā)酵時(shí)間。

2.2?不同配比的海鮮菇菌糠復(fù)合基質(zhì)理化性質(zhì)分析?用菌糠作栽培基質(zhì)，需具有良好的持水和透氣能力。在發(fā)酵成熟之后測(cè)量菌糠的含水量為73.6%，而未發(fā)酵之前含水量為64.0%，說明EM菌液發(fā)酵后菌糠持水能力增強(qiáng)。不同配比的復(fù)合基質(zhì)理化性質(zhì)測(cè)定結(jié)果如表2所示。

根據(jù)《中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于蔬菜育苗基質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)，各項(xiàng)目的指標(biāo)如下：容重0.2～0.6，pH 5.5～7.5，1.0 mS/cm15%，持水孔隙度>45%，總孔隙度>60%，氣水比0.25～0.50[12]。由表2可看出，在添加EM菌發(fā)酵的各組菌糠復(fù)合基質(zhì)中，T1～T7組的容重均處于正常范圍之內(nèi)。理論上講，容重高說明基質(zhì)緊實(shí)，孔隙數(shù)量少，其水分、空氣、熱量狀況較差。T7組的總孔隙度、持水孔隙度、EC值、pH均不符合要求，故T7組（菌糠∶河沙∶草炭=10∶80∶10）不適合番茄幼苗栽培。從T1～T7組，總孔隙度隨著菌糠添加比減少而降低，說明菌糠孔隙度較大，可為基質(zhì)提供較多的氣、水空間。另外，試驗(yàn)組T7值的EC值明顯低于標(biāo)準(zhǔn)值，而T1組的EC值顯著高于標(biāo)準(zhǔn)值，這說明基質(zhì)中可溶性鹽分含量過高，高濃度的可溶性鹽類會(huì)使植物受到損傷或造成植株根系的死亡，不適合作育苗基質(zhì)。T4組各項(xiàng)指標(biāo)更接近對(duì)照組，表明繼續(xù)優(yōu)化T4組的配方比例，可以得到優(yōu)于對(duì)照組的番茄育苗基質(zhì)。

2.3?不同配比的海鮮菇菌糠復(fù)合基質(zhì)對(duì)番茄幼苗生長指標(biāo)的影響

2.3.1?海鮮菇菌糠復(fù)合基質(zhì)對(duì)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(duì)每個(gè)處理的出苗情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，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(fā)酵的菌糠復(fù)合基質(zhì)在育苗出苗率上優(yōu)于對(duì)照組。綜合表1進(jìn)行分析，從試驗(yàn)組T1到T7組的復(fù)合基質(zhì)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(shì)，可能是因?yàn)樵囼?yàn)組T1、T2組菌糠含量高，通氣孔隙度大，保水性能差。而試驗(yàn)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(duì)照組相近，這3個(gè)試驗(yàn)組的復(fù)合基質(zhì)物理結(jié)構(gòu)較好，營養(yǎng)物質(zhì)豐富，番茄的出苗率較高，幼苗初期長勢(shì)良好。

2.3.2?海鮮菇菌糠基質(zhì)對(duì)番茄幼苗形態(tài)指標(biāo)的影響。由表3可看出，試驗(yàn)組株高均低于對(duì)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(yàn)組T1、T2組株高與T4組間差異顯著，其他試驗(yàn)組的植株高差異不大，都為60 mm左右。而從莖粗來看，試驗(yàn)組T3和T4組的莖粗最粗，并且兩者間差異不顯著，與對(duì)照組植株莖粗相近，其他試驗(yàn)組的莖粗與對(duì)照組有明顯差異，比較細(xì)小。從葉面積看，試驗(yàn)組T3與T4組植株的葉面積最接近于對(duì)照組植株，其他試驗(yàn)組的葉片葉面積與對(duì)照組間差異顯著。

結(jié)合表3分析表明，試驗(yàn)組T1和T2組海鮮菇菌糠復(fù)合基質(zhì)配方最不適合番茄幼苗生長，不僅株高、莖粗、葉面積等數(shù)據(jù)不理想，而且在種植過程中，植株的生長速度緩慢，易出現(xiàn)傾倒現(xiàn)象，植株的第3片葉片沒有長出，且出現(xiàn)葉片發(fā)黃狀況，總體長勢(shì)較差。而試驗(yàn)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(xiàn)植株傾倒現(xiàn)象，第3片葉片沒有長出且出現(xiàn)葉片發(fā)黃現(xiàn)象。試驗(yàn)組T3和T4組植株的形態(tài)指標(biāo)最接近對(duì)照組，株高、莖粗、葉面積各方面長勢(shì)優(yōu)良，沒有出現(xiàn)葉片發(fā)黃狀況。由此可見，在這7組EM菌發(fā)酵海鮮菇菌糠復(fù)合基質(zhì)中，試驗(yàn)組T3、T4 組較利于番茄幼苗植株生長，T4組效果更優(yōu)。

由表4可看出，對(duì)照組地上鮮重值最高，其次是試驗(yàn)組T4組。同樣T4組地下鮮重最接近于對(duì)照組，其次是T3組，T1組植株與對(duì)照組差異最大。從地上及地下干重來看，T4組植株是除對(duì)照組外干重最大的一組，僅比對(duì)照組低4百分點(diǎn)左右，兩者間差異不顯著。另外試驗(yàn)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(tài)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(diǎn)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(zhì)。綜合以上結(jié)果，可以推測(cè)在適合番茄幼苗生長的菌糠復(fù)合機(jī)制中，菌糠配比應(yīng)在55%～70%。

2.4?不同配比的海鮮菇菌糠復(fù)合基質(zhì)對(duì)番茄幼苗生理指標(biāo)的影響

2.4.1?海鮮菇菌糠復(fù)合基質(zhì)對(duì)植株光合作用強(qiáng)度的影響。番茄葉片光合速率的高低代表植株在幼苗時(shí)期能否健康茁壯成長。葉片幼苗時(shí)期的光合作用強(qiáng)度越高，能為植株日后生長提供的營養(yǎng)物質(zhì)越多。由圖3可知，T4組植株的光合作用強(qiáng)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(tài)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果相符。T2組的光合作用強(qiáng)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(xiàn)葉片發(fā)黃以及植株倒伏現(xiàn)象的原因。在番茄植株生長過程中，生長指標(biāo)不理想的T1、T2、T7組，其光合作用強(qiáng)度都不高，而T4組是除對(duì)照組外光合作用強(qiáng)度最高的一組，從而也說明T4組海鮮菇菌糠復(fù)合基質(zhì)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(fù)合基質(zhì)對(duì)葉片葉綠素含量的影響。由表5可知，培養(yǎng)30 d后的各試驗(yàn)組中番茄葉片葉綠素總含量存在著較大差異。除對(duì)照組外，T4組的葉綠素a含量最高，為0.431 mg/g，與對(duì)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(xiàn)相同的趨勢(shì)。比較總?cè)~綠素含量可知，對(duì)照組含量最高，其次是試驗(yàn)組T4及T3組，這兩組間總?cè)~綠素含量差異不顯著，且總?cè)~綠素含量明顯高于其他試驗(yàn)組，這說明發(fā)酵菌糠在復(fù)合基質(zhì)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(fù)合基質(zhì)對(duì)葉片丙二醛含量的影響。植物細(xì)胞在衰老或處于不利環(huán)境時(shí)，往往會(huì)發(fā)生多不飽和脂肪酸及脂質(zhì)的氧化變質(zhì)形成脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物，丙二醛（MDA）就是其終產(chǎn)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(shì)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(shì)緩慢、葉片發(fā)黃甚至枯萎。

圖4表明，對(duì)照組中丙二醛的含量為1.78 μmol/g，各試驗(yàn)組的番茄葉片中丙二醛含量均大于對(duì)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(duì)照組間差異顯著，可見T6組配比基質(zhì)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(duì)照組間差異不顯著。T3組中丙二醛含量為2.73 μmol/g，與對(duì)照組間差異顯著，但在植物生長的耐受范圍內(nèi)。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(duì)較高有關(guān)。草炭是沼澤形成過程中的產(chǎn)物，由沼澤植物和動(dòng)物殘?bào)w堆積而成，由于處在潮濕無氧的環(huán)境中，因此含有大量水分和腐殖質(zhì)，且氮素等礦質(zhì)元素的含量較高，呈微酸性至中性，使得T4組營養(yǎng)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(fù)合基質(zhì)對(duì)番茄幼苗逆境傷害程度較低，更適合作番茄育苗基質(zhì)。

3?小結(jié)與討論

對(duì)各組發(fā)酵菌糠復(fù)合基質(zhì)進(jìn)行理化性質(zhì)及番茄幼苗形態(tài)、理化指標(biāo)檢測(cè)，結(jié)果表明，T3、T4組配比適合做番茄育苗基質(zhì)，番茄幼苗長勢(shì)較好且與標(biāo)準(zhǔn)育苗基質(zhì)效果相近，其中T4組效果更優(yōu)，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(shì)好，且光合作用強(qiáng)度、葉綠素含量、丙二醛含量與標(biāo)準(zhǔn)育苗基質(zhì)相近，有較好的抗逆性。其他各組基質(zhì)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(shì)較緩慢，會(huì)出現(xiàn)葉片發(fā)黃、缺乏營養(yǎng)的現(xiàn)象，說明發(fā)酵菌糠不適合單獨(dú)用作番茄育苗基質(zhì)。根據(jù)上述結(jié)果，后期可繼續(xù)優(yōu)化菌糠、河沙、草炭的比例，以得到更優(yōu)番茄育苗基質(zhì)。另外，可探究EM菌發(fā)酵菌糠添加泥炭、有機(jī)肥等制成栽培基質(zhì)，擴(kuò)大海鮮菇菌糠的可利用范圍。

將T4與T3組進(jìn)行比較可看出，T4組草炭比例較T3組高5百分點(diǎn)，但T3組光合作用強(qiáng)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(tài)指標(biāo)有一定差異。推測(cè)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(shí)間的積累和環(huán)境的變化，因而尋找草炭的替代物越來越受到人們的關(guān)注?？梢愿鶕?jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)優(yōu)化T3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(fù)合基質(zhì)，這對(duì)節(jié)約草炭資源有一定意義。

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