利用香菇菌渣配制西瓜育苗基質研究

摘 要：為充分利用香菇菌渣資源，提高農業(yè)廢棄物綜合利用率，以腐熟的香菇菌渣和細沙制成的混合物（菌渣與細沙體積比為1∶1）為主料，以蛭石和珍珠巖為輔料，市售基質為對照，按照三因素多水平完全試驗設計共設置17個處理，分析不同基質配方的物理性質及其對西瓜幼苗生長的影響。結果表明，含有菌渣混合物的基質容重較大，基本符合育苗基質的要求，但總孔隙度、通氣孔隙度和持水孔隙度都小于相關要求；方差分析結果顯示，物料組成對基質容重、持水孔隙度、幼苗優(yōu)苗率、株高和壯苗指數均影響較大。相關性分析結果顯示，基質容重在一定范圍內與幼苗優(yōu)苗率成顯著正相關（P＜0.05），與生物量成極顯著負相關（P＜0.01）；T10處理的優(yōu)苗率和壯苗指數均顯著高于對照（CK）（P＜0.05），但植株干物質量、根長、莖粗等指標均無顯著差異（P＞0.05），推薦T10處理（混合物∶蛭石∶珍珠巖為2∶2∶0）在西瓜育苗中應用推廣。

關鍵詞：香菇菌渣； 基質； 西瓜育苗； 壯苗指數

中圖分類號：S642.2" " " "文獻標識碼：A" " " 文章編號：1002-204X（2023）10-0023-07

doi：10.3969/j.issn.1002-204x.2023.10.007

Study on Watermelon Seedling Substrate Prepared with Mushroom Residue

Feng Rui， Zhu Dan， Zhou Hui， Liu Peng， Chen Xuedong， Zhang Jianhua， Ma Cong

（Institute of Agricultural Economy and Information Technology， Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Yinchuan， Ningxia 750002）

Abstract In order to fully utilize resources of mushroom residue and improve the comprehensive utilization rate of agricultural waste， a mixture of decomposed mushroom residue and fine sand （with a volume ratio of 1∶1） as the main material， supplemented with vermiculite and perlite， and commercial substrate as the control， was used to set up a total of 17 treatments based on a three-factor multifactorial experiment design. The physical properties of different substrates and their influence on the growth of watermelon seedlings were analyzed. The results showed that the substrate containing the mushroom residue mixture had a higher bulk density， which basically met the requirements of seedling substrate， but the total porosity， air-filled porosity and water-holding porosity were all lower than the relevant requirements. The analysis of variance results indicated that the material composition had a significant impact on bulk density， water-holding porosity， seedling quality， plant height and seedling index. The correlation analysis results showed that within a certain range， bulk density was significantly positively correlated with seedling quality（P＜0.05） and significantly negatively correlated with biomass （P＜0.01）. The seedling quality and seedling index of the T10 treatment were significantly higher than those of the control （CK） （P＜0.05）， but there were no significant differences in plant dry matter， root length， stem diameter， and other indicators （P＞0.05）. It is recommended to promote the application of the T10 treatment （mixture∶vermiculite∶perlite = 2∶2∶0） in watermelon seedling cultivation.

Key words Mushroom residue; Substrate; Watermelon seedling; Seedling index

食用菌不僅營養(yǎng)豐富、味道鮮美，還含有多種活性成分，具有提高免疫力、強身健體等諸多作用，深受人們喜愛[1]。我國農業(yè)種植業(yè)中食用菌已經成為繼糧食、蔬菜、果樹、油料之后的第五大產業(yè)[2]，目前，我國已經是全球最大的食用菌生產國、消費國和出口國，2020年食用菌產量達到4 061.4萬t，占全球總產量75%以上[3]，每年食用菌菌渣產量超過8 000萬t[4]，香菇作為一種藥食兼用菌，栽培量居全球第二[5]，其菌渣產生量也不容小覷。

菌渣營養(yǎng)豐富，其中含有大量的有機質、微量元素、蛋白質等多種營養(yǎng)物質。隨著食用菌產業(yè)發(fā)展，菌渣的產生量也在逐年增加，菌渣處理不當會造成極大的資源浪費，同時會破壞生態(tài)環(huán)境，探索食用菌菌渣高效利用方式、提高農業(yè)廢物綜合利用率對于促進食用菌產業(yè)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護具有重要意義。

食用菌菌渣利用方式主要包括二次發(fā)酵栽培其他食用菌、生物修復材料、生產菌渣飼料、菌渣有機肥、菌渣無土栽培基質等[6]。無土栽培具有避免連作障礙、病蟲害少等優(yōu)勢，被逐漸推廣使用，在無土栽培基質中，草炭土是一種常用的材料，但其是一種不可再生資源，成本高昂，儲量有限，大量開采勢必會破壞生態(tài)環(huán)境[7]。我國相關學者在利用菌渣替代草炭的最佳比例方面作了有益的探索，如趙瑞麗等[8]以腐熟繡球菌廢菌渣為基礎材料，配制7種復合基質，篩選出菌渣∶椰糠∶草炭∶珍珠巖∶蛭石為9∶1∶1∶1∶1是適合設施番茄無土栽培的配方。周佩華等[9]以木耳菌渣為主料篩選出人參的栽培基質（菌渣∶珍珠巖為5∶3，鹿糞6 kg/m3）。在育苗基質方面，利用黑木耳菌渣已經開發(fā)出番茄[10]、辣椒[7]等蔬菜的育苗基質。陳貽釗等[11-12]利用海鮮菇和茶樹菇菌渣研制出了西瓜育苗基質。寧夏西瓜品質好、種植規(guī)模大，每年需要大量的西瓜育苗基質。開發(fā)利用本地食用菌廢料研制育苗基質，以期完全或部分替代草炭土，對于提高育苗企業(yè)、育苗大戶經濟效益，具有重要的意義。

菌渣具有營養(yǎng)豐富、容重小、含鹽量高的特點，而細沙容重大，有機質、礦質營養(yǎng)物質含量低。本研究以香菇菌渣為主要材料，將經過二次發(fā)酵的香菇菌渣與細沙的混合物（簡稱菌渣混合物），與蛭石和珍珠巖進行配比，制作西瓜育苗基質。通過研究基質的物理性質和西瓜幼苗的生長指標，探討香菇菌渣基質化利用中的最佳配比添加量，旨在為香菇菌渣的基質化利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

菌渣：將香菇菌渣經高溫發(fā)酵腐熟后再晾干粉碎，顆粒直徑小于3 mm。

細沙：取自金鳳區(qū)良田鎮(zhèn)。

蛭石、珍珠巖：市場購買。

有機肥：順寶雞糞有機肥。

西瓜種子：綠寶金花6號（市場購買）。

1.2 試驗設計

將經腐熟處理的香菇菌渣與細沙按照體積比1∶1混勻制成菌渣混合物，其化學性質見表1。按照三因素多水平完全試驗設計，共設置17個處理（表2）。

1.3 試驗方法

將西瓜種子置于60 ℃的溫水中并不斷攪拌30 min，常溫浸種8 h后放入30 ℃的恒溫箱進行催芽。按表2設計比例配制菌渣基質，充分混合均勻后鋪入育苗穴盤，將催芽后的西瓜種子平播于穴位（胚根朝下），覆蓋基質后并灌透水，確保幼苗得到的光照和水分均一致。雞糞有機肥的統一添加量為15 kg/m3。

1.4 測定指標及方法

1.4.1 基質理化指標

容重：環(huán)刀法。

通氣孔隙度、持水孔隙度、總孔隙度：取1個已知體積（V）的燒杯，稱重（T）；待測的風干基質+燒杯，重量記為（T1），用2層紗布將燒杯口封住，置于水中浸泡24 h，重量記為（T2）；將容器倒置，使水分完全流出容器，重量記為（T3），按以下公式計算孔隙度。

總孔隙度=（T2-T1）/V×100%

通氣孔隙度=（T2-T3）/V×100%

持水孔隙度=總孔隙度-通氣孔隙度

1.4.2 生物學性狀指標及調查方法

株高：直尺測量（帶毫米的）從莖的基部到生長點的距離。

莖粗：用游標卡尺測量植株的根莖部。

地上部鮮重及地下部鮮重：將幼苗小心地從穴盤中取出，用清水輕柔地洗掉幼苗根部所粘的基質，將幼苗根部的水分用軟質紙吸收干后，將植株從根莖部剪斷，用電子天平分別稱量其地上部鮮重、地下部鮮重。

地上部干重、地下部干重：稱量地上部和地下部鮮重后，置于烘箱內105 ℃殺青15 min，80 ℃恒溫48 h，稱干重。

壯苗指數計算方法：

優(yōu)苗率：處理中西瓜苗3葉1心的數量占該處理育苗總數的百分比。

1.5 數據處理與分析

數據分析中使用Excel整理數據，SPSS 26進行差異性和方差分析，Origin 2019作圖。

2 結果與分析

2.1 不同配比育苗基質的物理性質分析

由表3可以看出，物料不同配比會顯著影響基質的物理性質，各處理的容重為0.34～0.77 g/cm3，其中：T2容重最大為0.77 g/cm3，商品基質（CK）容重顯著小于T1～T16處理（P＜0.05），為0.34 g/cm3。在孔隙度方面，添加菌渣混合物的各處理總孔隙度為33.10%～40.36%，且均顯著小于對照（CK）。添加菌渣混合物的處理通氣孔隙度最大的是T7（8.14%），最小的是T10（3.63%），都遠小于對照。持水孔隙中所有處理均大于CK，其中：T1持水孔隙度最大，為33.56%，CK最小，為25.58%。

2.2 不同配比育苗基質對西瓜優(yōu)苗率的影響

由圖1可知，不同物料配比對西瓜的優(yōu)苗率具有顯著影響（P＜0.05）。T10處理優(yōu)苗率最高，可達85.2%，與T1處理優(yōu)苗率差異不顯著（P＞0.05），但顯著大于其他處理；CK處理的優(yōu)苗率為55.6%，比T10處理低近30%，在所有17個處理中也僅處于中間水平。

2.3 不同配比育苗基質對西瓜幼苗生長的影響

由表4可知，不同物料配比對西瓜幼苗的生長具有顯著影響（P＜0.05）。CK處理的西瓜幼苗地上部鮮重最大，顯著大于T2、T9、T10和T16，但與其他處理地上部鮮重差異不顯著。地下鮮重最大的是T13，與T5、T9、T14、T15和CK差異不顯著，但顯著大于其他處理。物料配比對西瓜幼苗地上干重影響較小，T5處理干重最大，T3處理干重最小，僅有T5處理顯著大于T3和T9處理，與其他14個處理并無顯著差異。T13處理地下干重最大，顯著大于T1、T2、T3、T6、T11、T12、T16和CK處理，是CK處理地下干重的2.2倍，最小的是T3處理，僅為T13的31.6%。株高最高的是T11，為14.61 cm，與T13和CK處理差異不顯著，但顯著高于其他14個處理，T2處理株高最低，僅為T13處理的60.2%。除T3外，16個處理的根長無顯著差異，均顯著大于T3。莖粗最大的T5，僅比T7大0.01 mm，顯著大于T9、T10、T11、T12、T14、和T15，與其他處理差異不顯著。壯苗指數最大的T9，僅比T10大0.14，T9、T10和T16處理3個處理壯苗指數無顯著差異，但T9和T10 2個處理的壯苗指數顯著大于除T16外所有處理，市售基質的壯苗指數顯著小于所有摻混有菌渣混合物的基質處理。

2.4 混合物、蛭石和珍珠巖對育苗基質物理性質和西瓜幼苗生長的交互作用

由表5可知，菌渣混合物的比例對基質容重、持水孔隙度、壯苗指數和優(yōu)苗率具有非常顯著的影響（P＜0.001），對地下鮮重和基質總孔隙度具有極顯著影響（P＜0.01），對其他指標影響不顯著（P＞0.05），隨著菌渣混合物用量增大基質中容重隨之增大，基質總孔隙度、幼苗地下鮮重都呈下降趨勢。蛭石對西瓜幼苗株高、莖粗和基質容重具有非常顯著的影響（P＜0.001），蛭石添加量為1水平時的西瓜幼苗株高和莖粗都大于2水平；蛭石對基質持水孔隙度具有極顯著影響（P＜0.01），對壯苗指數具有顯著影響（P＜0.05），對其他指標影響不顯著（P＞0.05）。珍珠巖對西瓜幼苗的株高、地下鮮重、地下干重具有極顯著影響（P＜0.01），對基質容重、壯苗指數和優(yōu)苗率具有非常顯著的影響（P＜0.001），添加珍珠巖處理的基質其西瓜幼苗株高、根長、莖粗、地上鮮重、地下鮮重、地上干重等生長指標和總孔隙度、通氣孔隙度等物理指標都大于不添加珍珠巖處理，容重小于不添加珍珠巖處理?；旌衔锱c蛭石的交互作用對基質容重和優(yōu)苗率具有非常顯著的影響（P＜0.001），對株高具有極顯著影響（P＜0.01），對其他指標無顯著影響（P＞0.05）。混合物與珍珠巖的交互作用非常顯著地影響了幼苗株高、基質容重、壯苗指數和優(yōu)苗率（P＜0.001），對幼苗根長和地下干重具有極顯著影響（P＜0.01），對其他指標無顯著影響（P＞0.05）。蛭石與珍珠巖的交互作用僅對基質容重具有極顯著影響（P＜0.01），對優(yōu)苗率具有顯著影響（P＜0.05），對其他指標無顯著影響（P＞0.05）?；旌衔?、蛭石、珍珠巖三者的交互作用對幼苗株高、壯苗指數和優(yōu)苗率具有非常顯著的影響（P＜0.001），對根長和地下鮮重具有顯著影響（P＜0.05），對其他指標無顯著影響（P＞0.05）。

2.5 西瓜幼苗的生長指標和育苗基質物理性質相關性分析

相關性分析結果（圖2）表明，西瓜幼苗的株高與地上部鮮重和干重成極顯著正相關（P＜0.01），株高越高，地上部干重和鮮重越大；西瓜幼苗的地上部鮮重、干重和地下部鮮重、干重兩兩之間均成極顯著正相關關系（P＜0.01），根系發(fā)育變化趨勢與地上部變化趨勢成正相關。在本試驗中，育苗基質的容重是影響西瓜幼苗生長的重要影響因素，容重與西瓜的優(yōu)苗率成顯著正相關關系（P＜0.05），在一定范圍內，育苗基質的容重越大，其優(yōu)苗率越高；容重與西瓜幼苗株高成顯著負相關（P＜0.05），在一定范圍內，育苗基質的容重越大，其株高越低；育苗基質的容重與西瓜幼苗地上部鮮重、干重和地下部鮮重、干重都成極顯著負相關關系（P＜0.01），說明較大的容重會限制西瓜幼苗地上部和地下部生長；育苗基質的容重也影響著基質的總孔隙度和持水孔隙度，與總孔隙度成極顯著負相關（P＜0.01），與持水孔隙度成顯著負相關（P＜0.05）?；|的總孔隙度與通氣孔隙度和持水孔隙度都成極顯著正相關（P＜0.01）。

3 討論與結論

基質是穴盤育苗最關鍵的因素之一，基質的理化性質將直接影響幼苗的生長狀況，直接關系著后期苗的長勢和產量。有關學者對于最理想育苗基質的物理性質指標要求不統一[13]，如崔秀敏等[14]提出容重為0.2～0.8 g/cm，總孔隙度54%以上，通氣孔隙與持水孔隙比值1∶3～4是適宜的蔬菜育苗基質，農業(yè)部推薦標準《蔬菜育苗基質》[15]中要求基質的物理性質指標容重范圍為0.1～0.6 g/cm3，總孔隙度大于60%，通氣孔隙度大于15%，持水孔隙大于45%。在本研究中，添加菌渣和細沙混合物的基質容重為0.47～0.77 g/cm3，總孔隙度為32.09%～40.36%，通氣孔隙度為4.20%～7.52%，持水孔隙度在26.78%～33.56%，與《蔬菜育苗基質》中對基質物理性質的要求相比僅有6個處理的容重符合該標準，但全部符合崔秀敏等提出的要求，總孔隙度、通氣孔隙度和持水孔隙度均小于相關要求。三因素方差分析結果表明，菌渣和細沙混合物是影響基質孔隙度的主要因素，相關性分析結果表明，在一定范圍內基質容重越大，會影響幼苗生長發(fā)育，其地上地下干鮮重越小，但也有研究結果顯示菌渣∶河沙為8∶2的基質配比更適合番茄生長[16]，菌渣、河沙、珍珠巖體積比為45.60∶30.02∶24.38是馬鈴薯繁育高產穩(wěn)產的配方[17]，表明合適配比的細沙并不影響作物的正常生長發(fā)育。

幼苗植株的外形特征和優(yōu)苗率是最直觀反映育苗效果的指標，壯苗指數不僅反映幼苗的生長現狀，也能反映幼苗的發(fā)展?jié)摿18]。在本研究中，三因素方差分析結果表明，物料對幼苗株高、優(yōu)苗率和壯苗指數影響較大，T10處理優(yōu)苗率僅與T1處理差異不顯著（P＞0.05），但顯著高于其他處理，在壯苗指數方面T10處理僅與T9和T16處理無顯著差異（P＞0.05），顯著高于其他處理。T10處理與CK處理的各項生長指標相比，CK處理只有地上鮮重和莖粗2項指標顯著高于T10（P＜0.05），優(yōu)苗率和壯苗指數遠低于T10處理。綜上所述，推薦T10處理（混合物∶蛭石∶珍珠巖為2∶2∶0）在西瓜育苗中應用推廣。

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責任編輯：周慧

基金項目：寧夏回族自治區(qū)重點研發(fā)計劃項目（2020BBF03

006）、寧夏回族自治區(qū)重大科技成果轉化項目（2022CJE09

001）、寧夏農林科學院農業(yè)自主科技創(chuàng)新專項“對外科技合作”項目（DWX－2020007）。

作者簡介：馮銳（1964—），男，寧夏鹽池人，研究員，主要從事土壤與植物營養(yǎng)、食用菌高效栽培及菌渣資源化利用等方面的研究與開發(fā)工作。

收稿日期：2023-06-09