菌渣栽培基質(zhì)下不同施肥水平對羽衣甘藍觀賞性狀及光合色素的影響

胡留杰，杭曉寧，馬連杰，張 健，廖敦秀

（重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，重慶 401329）

食用菌是重慶市農(nóng)業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)之一，在全市脫貧攻堅、農(nóng)民增收中發(fā)揮著重要作用。菌渣是指人工栽培食用菌產(chǎn)品收獲后剩下的培養(yǎng)基廢棄物，含有豐富的纖維素、木質(zhì)素等富碳物質(zhì)及氮磷鉀等多種營養(yǎng)元素。菌渣因其疏松多孔的結(jié)構(gòu)、豐富的營養(yǎng)成分[1]，被認為是一種良好的有機基質(zhì)[2]，可以替代草炭等傳統(tǒng)基質(zhì)。梁濤等分析食用菌生物學(xué)效率，估算出2020年重慶市食用菌菌渣產(chǎn)量11.79 萬t[3]。食用菌菌渣的基質(zhì)化利用對提高廢棄物資源化利用效率、環(huán)境保護等意義重大。由于菌渣本身普遍存在pH 值偏大、電導(dǎo)率（EC）偏高、持水性差等問題，因此在作為栽培基質(zhì)與其他原料復(fù)配時，菌渣含量越高，則pH、EC值越高，導(dǎo)致復(fù)配基質(zhì)品質(zhì)下降[4]。菌渣基質(zhì)化過程中最大限度地使用菌渣，減少草炭、蛭石及肥料等其他物料的投入，是提高菌渣利用率的關(guān)鍵。

羽衣甘藍（Brassica oleraceavar.acephala）屬于十字花科蕓薹屬，葉形多變，葉片顏色豐富多彩，整個植株形如牡丹，被形象地稱為“葉牡丹”，觀賞價值高。羽衣甘藍屬于喜肥作物，適應(yīng)性和抗逆性較強，在隆冬季節(jié)百花凋零之時，羽衣甘藍卻彩葉繽紛，為城市冬景增色添彩。本文在課題組前期研究基礎(chǔ)上，通過菌渣栽培羽衣甘藍，研究不同施肥水平對羽衣甘藍觀賞形狀和光合色素的影響，旨在明確菌渣栽培基質(zhì)的應(yīng)用效果，提高菌渣的利用價值，為食用菌產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供一條重要途徑。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試品種：瀧井白珊瑚羽衣甘藍，由重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院都市研發(fā)農(nóng)業(yè)中心提供。

菌渣栽培基質(zhì)：堆漚發(fā)酵后的平菇廢菌渣和稻殼炭組成，體積比為8∶2?；|(zhì)養(yǎng)分含量：pH 值7.2，EC 值為3.6 mS·cm-1，全氮含量3.3 g·kg-1，全磷2.03 g·kg-1，全鉀4.17 g·kg-1。供試復(fù)合肥為四川天農(nóng)農(nóng)資出品的金禾家肥料，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)＝20∶9∶25。

1.2 試驗設(shè)計

本試驗設(shè)5 個處理，每處理5 次重復(fù)，采取盆栽試驗，在重慶市九龍坡區(qū)白市驛鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)高科技園區(qū)北園內(nèi)開展。采用白色塑料花盆栽培，花盆頂端直徑23.5 cm，每盆裝基質(zhì)4.8 L，單株種植。2021年8月20日育苗，10 月28 日將6 片真葉的羽衣甘藍幼苗定植。移栽1 周后一次性施入復(fù)合肥，對照、處理1、處理2、處理3、處理4 的每株施肥量分別為0、3、4、5、6 g。其他田間管理一致。

1.3 測定指標

2022 年2 月20 日，調(diào)查羽衣甘藍的株高、莖粗、開展度及葉片數(shù)等觀賞性狀。采集羽衣甘藍外葉、中葉和內(nèi)葉的葉片，用干冰保鮮送至實驗室檢測光合色素。

1.3.1 觀賞指標的測定

外葉開展度：決定植株整體大小，在蓮座期采用卷尺“十”字法測量整株開展長寬并計算平均值；中葉開展度：體現(xiàn)植株層次性與生長狀況，在蓮座期采用卷尺“十”字法測量中葉開展長寬并計算平均值；內(nèi)葉開展度：體現(xiàn)植株層次性與生長狀況，在蓮座期采用卷尺“十”字法測量內(nèi)葉開展長寬并計算平均值；株高：反映植株外部整體垂直高度，利用卷尺測量植株底部自地面到最頂端的高度并計算平均值；莖粗：反映植株長勢，用游標卡尺在地上部至第一葉片處測量莖粗；葉片數(shù)：葉片數(shù)影響羽衣甘藍植株觀賞形，觀察并記錄羽衣甘藍外葉、中葉、內(nèi)葉的葉片數(shù)。

1.3.2 光合色素的測定

光合參數(shù)采用植物葉綠素（chlorophyll）含量試劑盒測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有試驗數(shù)據(jù)采用Excel軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對羽衣甘藍觀賞性狀的影響

不同施肥水平對羽衣甘藍的觀賞性狀影響較大，由表1 可知，與對照相比，施肥提高了羽衣甘藍的株高、莖粗、開展度（外葉、中葉、內(nèi)葉）和葉片數(shù)。其中株高表現(xiàn)為對照＜處理2＜處理3＜處理4＜處理1，處理1 的株高達到22.70 cm；莖粗表現(xiàn)為處理4最高，為0.688 cm，高于對照14.48%；外葉開展度以處理1 最高，為29.50 cm，處理2 最低，為25.50 cm；中葉開展度表現(xiàn)為對照＜處理2＜處理3＜處理1＜處理4；處理2、處理4 的內(nèi)葉開展度低于對照，其他處理均高于對照。

表1 不同施肥處理對羽衣甘藍觀賞性狀的影響

葉片數(shù)是衡量植物生長狀況的一個重要指標，對于觀賞性羽衣甘藍而言，葉片數(shù)增加可以提高觀賞性。可以看出，菌渣基質(zhì)栽培下，各處理葉片數(shù)均高于對照，表現(xiàn)為處理1＞處理3＞處理2＞處理4＞對照。

2.2 不同施肥處理對羽衣甘藍葉綠素含量的影響

葉片色素主要有葉綠素和類胡蘿卜素，而類胡蘿卜素主要為胡蘿卜素（carotene）和葉黃素（lutein），前者呈橙黃色，后者呈黃色，其功能為吸收和傳遞光能，保護葉綠素[5]。光合色素含量及比例的變化是植物葉片彩色呈現(xiàn)的直接原因，分析彩葉植物在生長期的色素變化規(guī)律是探究其觀賞性呈現(xiàn)的重要途徑。羅蘭等研究發(fā)現(xiàn)，彩葉植物的葉綠素、類胡蘿卜素和花青苷共同決定其葉色呈現(xiàn)。而葉綠素、類胡蘿卜素作為光合色素，不僅直接決定葉片呈色，而且影響植物的光合作用與生長發(fā)育[6]。本研究表明：隨著施肥量的增加，羽衣甘藍葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素均呈先增加后降低的趨勢。三種光合色素的含量趨勢均表現(xiàn)為外葉＞中葉＞內(nèi)葉。由圖1可知，在觀賞期，處理3條件下外葉、中葉的葉綠素a 含量分別為0.84、0.60 mg·g-1DW；內(nèi)葉的葉綠素含量以處理4最高，達0.43 mg·g-1DW。

圖1 不同施肥處理對羽衣甘藍葉綠素a含量的影響

由圖2可以看出，葉綠素b含量表現(xiàn)與葉綠素a基本一致，處理3 的外葉、中葉的葉綠素含量均高于其他處理，分別達到0.25、0.17 mg·g-1DW；內(nèi)葉的葉綠素含量以處理4最高，達到0.12 mg·g-1DW。有研究表明，CO2含量、光強度等外在條件一致的情況下，葉綠素含量越高，合成的有機物就越多，植物凈重就越大，則植物的觀賞性就越強。

圖2 不同施肥處理對羽衣甘藍葉綠素b含量的影響

類胡蘿卜素在植物的根、莖、葉和果實中廣泛存在，使之呈現(xiàn)黃色至紅色的顏色變化。本研究表明，類胡蘿卜素含量變化趨勢與葉綠素a、葉綠素b 一致（圖3），其中處理3 的外葉類胡蘿卜素含量達46.43 mg·g-1DW，中葉達37.16 mg·g-1DW，處理4的內(nèi)葉類胡蘿卜素含量達33.69 mg·g-1DW。由于不同處理下羽衣甘藍葉片中類胡蘿卜素含量不同，導(dǎo)致其葉片顏色呈現(xiàn)出差異，其中處理3 的葉片顏色較其他處理更鮮艷。

圖3 不同施肥處理對羽衣甘藍類胡蘿卜素含量的影響

2.3 不同施肥處理對葉綠素a/b比值的影響

植物對外界環(huán)境變化的適應(yīng)調(diào)控，其重要途徑為調(diào)控內(nèi)部的葉綠素總含量、葉綠素a/b 比值及類胡蘿卜素與葉綠素總含量比值。植物的葉綠素含量既受外界環(huán)境影響，又受到遺傳因素制約[7]。本研究結(jié)果顯示（見表2），不同施肥水平下，觀賞期羽衣甘藍的外葉、中葉、內(nèi)葉葉綠素a/b 比值分別為3.37～3.97、3.30～3.47、3.38～3.75，隨著施肥量的增加，葉綠素a/b比值基本呈增加的趨勢。研究表明，正常生長植物的葉綠素a/b 比值在強光下大于3，而在弱光環(huán)境下小于3[8]。蔡霞等研究顯示，觀賞期不同品種的羽衣甘藍外葉葉綠素a/b比值在2.33～2.93，內(nèi)葉在3.14～3.86[9]。

表2 不同施肥處理對羽衣甘藍葉綠素a/b的影響單位：mg·g-1 DW

3 小結(jié)與討論

劉景坤等指出目前我國的食用菌菌渣年產(chǎn)生量保守估計逾1 億t[10]。菌渣是一種優(yōu)質(zhì)的有機肥原料，對比我國最新有機肥料的技術(shù)指標要求，以烘干基計，有機質(zhì)含量(有機碳×1.724)≥30%，總養(yǎng)分(N+P2O5+K2O)≥4.0%，水分(鮮樣)≤30%[11]，重慶市所有食用菌菌渣有機質(zhì)含量均達到有機肥指標要求[3]，甚至可以作為有機肥直接應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐中。

菌渣作為栽培基質(zhì)在蔬菜生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，如利用菌渣栽培黃瓜、番茄、甜瓜等蔬菜生產(chǎn)技術(shù)已非常成熟[12-14]。羽衣甘藍作觀賞和食用兩用蔬菜，多為露地栽培；作街景觀賞作物時，大都采用基質(zhì)栽培，而菌渣作為羽衣甘藍栽培基質(zhì)還未見報道。

羽衣甘藍是喜肥作物，前人研究表明，施肥對羽衣甘藍生長有明顯的促進作用，可以明顯提高植株的株高、葉片數(shù)、開展度，且達到統(tǒng)計學(xué)上的顯著水平[15-17]。本試驗結(jié)果表明，菌渣基質(zhì)栽培下，隨著施肥水平的增加，羽衣甘藍的株高、莖粗、外葉、中葉和內(nèi)葉的開展度等觀賞指標基本呈增加趨勢；隨著施肥量的增加，羽衣甘藍葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量均呈先增加后降低的趨勢，葉綠素a/b 比值基本呈增加的趨勢。

綜上，菌渣作栽培基質(zhì)原材料，配合復(fù)合肥可以有效滿足羽衣甘藍生長的養(yǎng)分需求，可作為羽衣甘藍栽培基質(zhì)推廣使用。