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(nóng)業(yè)大學(xué)山西功能食品研究院，太原 030031）

0 引言

糯玉米，也叫蠟質(zhì)玉米，作為一類聚多糖類物質(zhì)[1]，以獨(dú)特的胚乳淀粉組成和優(yōu)異的食用品質(zhì)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(chǎn)中化肥的不合理施用甚至過量施用導(dǎo)致土壤營養(yǎng)遭到破壞、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量持續(xù)下降，嚴(yán)重降低玉米產(chǎn)量和品質(zhì)。因此，在玉米生產(chǎn)中應(yīng)用含有大量營養(yǎng)元素及有效活性成分的有機(jī)肥、生物肥替代或部分替代化學(xué)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(chǎn)第一大國，栽培食用菌收獲產(chǎn)品后剩下的培養(yǎng)基即菌渣[3]的數(shù)量逐漸增多，集中堆放、處理不當(dāng)已成為制約食用菌行業(yè)發(fā)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(xiàn)狀，如何在規(guī)?；a(chǎn)食用菌的今天，不斷提升菌渣的綜合利用率已成為相關(guān)領(lǐng)域的重要研究方向。

針對玉米有機(jī)肥料及生物肥料的施用，王修康等[5]研究發(fā)現(xiàn)新型海藻肥配施傳統(tǒng)復(fù)合肥顯著提高春玉米的株高、莖粗、SPAD值和干物質(zhì)量，王東升等[6]研究表明在化肥減施條件下，配施生物有機(jī)肥和氨基酸葉面肥可以提高玉米產(chǎn)量并改善玉米品質(zhì)。而對食用菌菌渣的利用研究多聚焦于可用于小白側(cè)耳[7]、香菇[8]、黑木耳[9]、草菇[10]等食用菌栽培基質(zhì)，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(zhì)，也可用于飼料[15-16]、產(chǎn)生沼氣[17]、有機(jī)肥資源[18-20]以及生態(tài)環(huán)境修復(fù)材料[21-23]、改良土壤[24]等諸多方面。而關(guān)于以蘑菇菌渣作為肥料施用于玉米，對其營養(yǎng)成分影響的研究鮮見文獻(xiàn)報(bào)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(yǎng)物質(zhì)、殘留菌絲體及其他生物活性物質(zhì)的考量，將其作為生物質(zhì)肥料代替易造成土壤板結(jié)、環(huán)境污染、作物品質(zhì)下降等諸多食品安全問題的化學(xué)肥料，施用于糯玉米種植。通過對籽粒氨基酸含量進(jìn)行分析，闡明施用蘑菇菌渣對糯玉米營養(yǎng)成分的影響，以期在改良土壤的同時(shí)，提升作物品質(zhì)，為實(shí)現(xiàn)廢棄資源高效利用、糧食安全生產(chǎn)提供支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

以山西農(nóng)業(yè)大學(xué)山西功能食品研究院山陰基地的雙孢蘑菇培養(yǎng)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(yè)公司。

1.2 儀器與設(shè)備

DA7250型近紅外分析儀：瑞典波通儀器公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn) 試驗(yàn)于2020年在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)太谷試驗(yàn)站進(jìn)行，試驗(yàn)地年均氣溫9.7℃，年均降水量475.9 mm，全年日照時(shí)數(shù)2530.8 h，肥力均等偏中上。

1.3.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)共設(shè)4個處理，每個品種各設(shè)置2個處理，詳見表1。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，12個小區(qū)。試驗(yàn)于2019年5月1日播種，小區(qū)長5 m，9行，行距60 cm，株距30 cm，每穴點(diǎn)籽2粒，重復(fù)3次。播種后及時(shí)進(jìn)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(nóng)田。

表1 試驗(yàn)處理

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)用SPSS 16進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，數(shù)據(jù)整理采用Microsoft Excel 2010進(jìn)行。差異顯著性用Duncan法，顯著性水平為5%。

2 結(jié)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?？偘被嵯鄬康挠绊?/p>

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(zhì)，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(yǎng)分、增加土壤微生物，達(dá)到改善土壤環(huán)境的效果，從而影響作物根系發(fā)育和幼苗生長，來提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[26-27]。

韓建東[28]研究團(tuán)隊(duì)先后利用工廠化金針菇菌渣、刺芹側(cè)耳菌渣作為主要栽培原料代替或部分代替常規(guī)棉籽殼培養(yǎng)料栽培秀珍菇和肺形側(cè)耳，經(jīng)對子實(shí)體營養(yǎng)成分進(jìn)行分析測定，結(jié)果為施用菌渣栽培得到的秀珍菇中常規(guī)營養(yǎng)成分、氨基酸、微量元素的含量均顯著提高，特別是在風(fēng)味氨基酸含量方面尤為顯著；添加菌渣栽培得到的肺形側(cè)耳的子實(shí)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(chǎn)量、增加相對凈收益的同時(shí)，其子實(shí)體中粗蛋白、氨基酸等營養(yǎng)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(fù)合肥或微生物磷鉀肥替代有機(jī)肥種植麻山藥，結(jié)果顯示其蛋白質(zhì)、總氨基酸等營養(yǎng)成分均有顯著增加。上述試驗(yàn)均表明利用食用菌菌渣二次種菇或種植農(nóng)作物，不僅可以降低栽培成本，而且豐富了子實(shí)體或作物的營養(yǎng)成分含量。

本研究則是著眼于肥沃耕地土壤、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、提升作物品質(zhì)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)重點(diǎn)推廣主導(dǎo)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(yǎng)品質(zhì)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(tuán)隊(duì)的研究結(jié)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(jié)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(jìn)作用，但品種不同響應(yīng)不一。

4 結(jié)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(jìn)行了初步研究，證實(shí)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(zhì)具有很好的促進(jìn)作用，具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。通過本研究以期為廢棄菌渣高效利用、食品安全及品質(zhì)提升等方面提供支撐和保障，為創(chuàng)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)奠定良好基礎(chǔ)。