文章信息
- 王涛, 陈艺群, 张开畅, 王星剑, 林碧英
- WANG Tao, CHEN Yiqun, ZHANG Kaichang, WANG Xingjian, LIN Biying
- 海鲜菇渣复合基质在茄子育苗上的应用分析
- Application of fresh Hypsizygus marmoreus composite matrix to eggplant seedling growing
- 亚热带农业研究, 2016, 12(01): 38-44
- JOURNAL OF AERONAUTICAL MATERIALS, 2016, 12(01): 38-44.
- DOI: 10.13321/j.cnki.subtrop.agric.res.2016.01.006
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文章历史
- 收稿日期:2015-12-10
菇渣是食用菌生产后余留的废弃物[1],含有丰富的营养物质,包含蛋白类以及脂类等食用菌的代谢产物[2],还含有N、P、K等营养元素及大量微生物、菌丝体残留[3]。菇渣在农业生产中的应用既能解决环境问题,还能变废为宝[4] ,在无土基质栽培上具有广阔的应用前景[5]。草炭作为一种不可再生资源,过度的开采对湿地以及森林构成严重的威胁,同时对生态环境造成破坏[6],因此世界各国都在寻找能够代替草炭的基质。
菇渣腐熟过程中,一些可溶性物质含量会增高,从而导致电导率偏高。因此,不能将未完全腐熟的菇渣直接应用于蔬菜育苗上。育苗栽培时,苗期尽可能浇灌清水和低浓度营养液,使土壤中电导率逐渐下降后再过渡到使用正常浓度的营养液进行灌溉,能够避免由于电导率过高而发生烧苗现象。因此菇渣使用前应确保其腐熟完全,以免造成经济损失[7]。张润花等[8]发现以菇渣∶牛粪=3∶1为基质,对番茄和西瓜育苗效果较佳;菇渣∶牛粪∶河砂=2∶1∶0.5对黄瓜育苗效果最佳。谭新霞等[9]研究表明,以菇渣∶珍珠岩∶蛭石=1∶1∶1、菇渣∶珍珠岩∶蛭石=2∶1∶2为基质,可使番茄幼苗更快成苗,该配方壮苗指数等形态指标均显著大于对照和其他配方基质,说明腐熟完全的菇渣可作为番茄育苗的无土栽培基质。梁金凤等[10]研究显示,菇渣复合基质的理化性质符合理想育苗基质的要求,其中以菇渣∶蛭石∶草炭=2∶1∶7为最佳配方基质。 本试验以福建省古田县海鲜菇渣为基质,探讨其与珍珠岩、草炭的多种复合配方基质对茄子育苗效果的影响,以期为海鲜菇渣废弃物的有效利用提供参考。
1 材料与方法 1.1 试验材料供试材料为农友长茄(CO006),由农友种苗(中国)有限公司提供。基质包括腐熟的海鲜菇渣、珍珠岩、草炭。其中,海鲜菇渣由福建省古田县海鲜菇厂提供,在福建农林大学园艺学院妙峰山基地经过充分腐熟后备用;珍珠岩和草炭均购自福州建新花卉市场。
1.2 试验方法试验于2015年4月11日—5月15日在福建农林大学园艺学院现代温室和蔬菜生理生化实验室进行。将腐熟完全的菇渣与草炭、珍珠岩以不同比例(V/V)配成复合基质(表 1),共设6个处理,每个处理3次重复,以草炭∶珍珠岩=2∶1为对照基质(CK)。将各处理基质混合均匀后装入72孔穴盘中,在茄子两叶一心时定植于10 cm×10 cm的营养钵中。苗期只浇灌清水,观察植株苗期的生长发育情况。分别在两叶一心、三叶一心、四叶一心时测定植株的生理指标,在四叶一心时记录植株的形态指标。
| 配方 | 菇渣 | 珍珠岩 | 草炭 | 菇渣比例/% |
| T1 | 1 | 1 | 50.0 | |
| T2 | 2 | 1 | 66.7 | |
| T3 | 3 | 1 | 75.0 | |
| T4 | 4 | 1 | 80.0 | |
| T5 | 3 | 2 | 1 | 50.0 |
| T6 | 1 | 1 | 1 | 33.3 |
| CK | 1 | 2 |
容重、孔隙度等参照郭世荣[11]的方法测定;pH值采用精密酸度计测定;电导率采用电导率仪测定。
1.3.2 植株形态指标株高用刻度尺测量;茎粗用数显游标卡尺测量;鲜重、干重用感量为0.01 g的电子天平称重;根体积用根系分析仪测量;叶面积以生长点下第3片真叶为准,使用叶面积仪测定。
1.3.3 植株生理指标可溶性糖采用蒽酮比色法[12]测定;可溶性蛋白质采用考马斯亮法[13]测定;丙二醛(malondialdehyde,MDA)采用陈建勋等[14]的方法测定;叶绿素采用80%丙酮提取法[15]测定;超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)采用 NBT光还原法[12]测定;过氧化物酶(peroxidase,POD)采用愈创木酚法[15]测定;过氧化氢酶(catalase,CAT)参考文献[15]的方法测定。
1.4 数据处理采用Excel、DPS数据处理软件进行数据分析。
2 结果与分析 2.1 海鲜菇渣复合基质的理化性质不同复合基质的理化性质不同。从表 2可以看出,随着菇渣比例的升高,各配方复合基质容重上升、总孔隙度降低、通气孔隙和持水孔隙下降、电导率升高、pH值下降;加入草炭基质后,容重、各孔隙度、pH值均增大,电导率减少。所有配方基质均满足理想基质(容重0.16~0.83 g·cm-3、总孔隙度69%~91%、通气孔隙15%~30%、持水孔隙40%~75%、电导率0.75~3.5 ms·cm-1、pH值5.8~7.0)的要求[16]。各基质的容重和通气孔隙均高于CK;除T3、T4外,其他基质的总孔隙度均高于CK;各基质的持水孔隙均低于CK,说明菇渣在保水持水能力上表现较差;各基质电导率均高于CK,说明菇渣的电导率偏高,而pH值均低于CK,说明菇渣偏酸性。各配方基质全氮和全磷含量均显著高于CK,全钾含量除了T1外,其余基质也均显著高于CK,说明菇渣中含有丰富的营养成分。
| 配方 | 容重 g·cm-3 | 总孔隙度 % | 通气孔隙 % | 持水孔隙 % | 电导率 ms·cm-1 | pH值 | 全氮/% | 全磷/% | 全钾/% |
| 1)T1.菇渣∶珍珠岩=1∶1;T2.菇渣∶珍珠岩=2∶1;T3.菇渣∶珍珠岩=3∶1;T4.菇渣∶珍珠岩=4∶1;T5.菇渣∶珍珠岩∶草炭=3∶2∶1;T6.菇渣∶珍珠岩∶草炭=1∶1∶1;CK.珍珠岩∶草炭=1∶2。同列数值后附不同大、小写字母者分别表示差异达0.01、0.05显著水平。 | |||||||||
| T1 | 0.33cCD | 75.93aA | 23.23bAB | 52.70abA | 1.82dD | 6.92abA | 0.97dC | 0.50dC | 0.49eD |
| T2 | 0.35cBC | 74.20abABC | 22.33cBC | 51.87abcA | 2.52cC | 6.57cB | 1.28bAB | 0.65cB | 0.64bB |
| T3 | 0.37bB | 72.27cCD | 21.70cdCD | 50.57bcA | 2.83bB | 6.22eC | 1.38abA | 0.73bA | 0.73aA |
| T4 | 0.41aA | 70.87cD | 20.97dD | 49.90cA | 3.34aA | 5.82fD | 1.46aA | 0.77aA | 0.74aA |
| T5 | 0.35cBC | 74.90aABC | 24.43aA | 50.47bcA | 1.61eE | 6.47dB | 1.13cbC | 0.51dC | 0.58cC |
| T6 | 0.38cBC | 75.03aAB | 23.67abA | 51.37abcA | 1.85dD | 6.89bA | 1.04cdC | 0.44eD | 0.55dC |
| CK | 0.30dD | 72.70bcABC | 19.73eE | 52.97aA | 1.28fF | 7.00aA | 0.52eD | 0.27fE | 0.50eD |
从表 3可以看出,不同复合配方基质对茄子幼苗植株形态指标影响不同。T5基质的出苗率、株高、茎粗、根体积、叶面积均最佳,T1的壮苗指数和根冠比最佳,且与CK都存在显著性差异。T6的综合表现仅次于T5,且这两组配方均有加入草炭基质。随着菇渣使用量的增加,T1~T4基质除了株高呈先上升后下降的趋势外,其余指标均呈下降的趋势。T3、T4在出苗率上表现较差,T2出苗率与CK相同,其他基质在浇灌清水下总体表现均优于CK。
| 配方 | 出苗率/% | 株高/cm | 茎粗/mm | 根体积/cm3 | 叶面积/cm2 | 壮苗指数 | 根冠比 |
| 1)T1.菇渣∶珍珠岩=1∶1;T2.菇渣∶珍珠岩=2∶1;T3.菇渣∶珍珠岩=3∶1;T4.菇渣∶珍珠岩=4∶1;T5.菇渣∶珍珠岩∶草炭=3∶2∶1;T6.菇渣∶珍珠岩∶草炭=1∶1∶1;CK.珍珠岩∶草炭=1∶2。同列数值后附不同大、小写字母者分别表示差异达0.01、0.05显著水平。 | |||||||
| T1 | 83.33bB | 7.17bcdABC | 2.41bB | 0.39bB | 9.62abAB | 0.223 9aA | 0.234 7aA |
| T2 | 76.39cdC | 7.53bcABC | 2.26bcB | 0.34cC | 9.45abAB | 0.182 2bB | 0.198 5cC |
| T3 | 65.56eD | 7.03cdBC | 2.21cB | 0.32dC | 8.77bB | 0.139 1dC | 0.190 4dD |
| T4 | 58.33fE | 6.33dCD | 2.20cB | 0.29eD | 7.35cC | 0.080 4eD | 0.187 5dD |
| T5 | 88.89aA | 8.63aA | 3.11aA | 0.57aA | 10.10aA | 0.219 6aA | 0.198 4cC |
| T6 | 77.78cC | 8.10abAB | 2.27bcB | 0.56aA | 9.13bAB | 0.174 3cB | 0.204 7bBc |
| CK | 76.39cdC | 4.97eD | 1.31dC | 0.29eD | 6.26dC | 0.030 0fE | 0.207 0bB |
由图 1可见,各基质可溶性糖含量均随着茄子幼苗的生长呈下降趋势。整个生长期,T5基质下茄子幼苗的可溶性糖含量最高,T1次之。尤其到了四叶一心时期,T3、T4下降幅度加大,分别比CK低了36.6%和55.6%,差异显著。
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图 1 海鲜菇渣复合基质对茄子幼苗可溶性糖含量的影响 Figure 1 Effects of different compound substrates formulas of fresh H.marmoreus residue on soluble sugar content of eggplant seedling |
由图 2可见,各基质叶片的可溶性蛋白质含量均随着茄子幼苗的生长呈上升趋势。T4基质茄子幼苗的可溶性蛋白质含量最高,CK最低。在两叶一心时,T1~T5之间可溶性蛋白质含量差异不显著;三叶一心时,各配方基质可溶性蛋白质含量逐渐增加;四叶一心时,T2和T5的可溶性蛋白质含量十分接近,T4含量最高,分别较CK、T1、T2、T3、T5、T6高了74%、37%、18%、11%、17%、31%,与其他基质存在显著差异。
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图 2 海鲜菇渣复合基质对茄子幼苗可溶性蛋白质含量的影响 Figure 2 Effects of different compound substrates formulas of fresh H.marmoreus residue on soluble protein content of eggplant seedling |
由表 4可见,在四叶一心时期,不同复合基质茄子幼苗叶片的光合色素含量存在显著差异,其中T1的叶绿素a含量最高,为1.244 mg·g-1,T2次之,为 1.208 mg·g-1,与其他基质间存在显著差异,T4含量最低; T1的叶绿素b含量最高,为0.402 mg·g-1,而T6最低,各基质间叶绿素b含量差异不显著;T1的总叶绿素含量也最高,为1.646 mg·g-1,T4和T6最低,T1和T2均显著高于其他基质;T1的类胡萝卜素含量也最高,为0.222 mg·g-1,T4含量显著低于其他基质。总体来看,T1的光合色素总量最高,T4最低,除了T4和T6的光合色素含量低于CK,其余基质均高于CK,且随着菇渣使用量的增加,呈现出下降的趋势,说明菇渣使用比例不高于75%有利于茄子幼苗叶片中光合色素含量的积累。
| 配方 | w叶绿素a/(mg·g-1) | w叶绿素b/(mg·g-1) | w总叶绿素/(mg·g-1) | w类胡萝卜素/(mg·g-1) |
| 1)T1.菇渣∶珍珠岩=1∶1;T2.菇渣∶珍珠岩=2∶1;T3.菇渣∶珍珠岩=3∶1;T4.菇渣∶珍珠岩=4∶1;T5.菇渣∶珍珠岩∶草炭=3∶2∶1;T6.菇渣∶珍珠岩∶草炭=1∶1∶1;CK.珍珠岩∶草炭=1∶2。同列数值后附不同大、小写字母者分别表示差异达0.01、0.05显著水平。 | ||||
| T1 | 1.244aA | 0.402aA | 1.646aA | 0.222aA |
| T2 | 1.208aA | 0.383abA | 1.591aAB | 0.203abABC |
| T3 | 1.087bB | 0.356abcA | 1.443bBC | 0.194bcABC |
| T4 | 0.935cC | 0.325bcA | 1.260cD | 0.170cC |
| T5 | 1.000cBC | 0.359abcA | 1.359bcCD | 0.176cBC |
| T6 | 0.938cC | 0.322cA | 1.260cD | 0.206abAB |
| CK | 0.961cC | 0.359abcA | 1.321cCD | 0.193bcABC |
由图 3可知,不同复合基质茄子叶片MDA含量均随幼苗的生长呈上升趋势,各基质间的变化趋势存在一定的差异。两叶一心时各基质间MDA含量差距不明显,到了三叶一心、四叶一心时变化开始显现,其中T4增加最多,其次是T3,CK变化不大。从总体趋势来看,菇渣使用比例越高,植株MDA含量上升越快。
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图 3 海鲜菇渣复合基质对茄子幼苗MDA含量的影响 Figure 3 Effects of different compound substrates formulas of fresh H.marmoreus residue on MDA content of eggplant seedling |
由图 4可知,不同复合基质茄子叶片SOD活性均随幼苗的生长呈上升的趋势。两叶一心时,各基质SOD活性差异不大,均在2~3 U·mg-1之间;三叶一心时,各基质SOD活性均呈上升趋势,其中T4增长速度最快,CK最慢;四叶一心时,T4的SOD活性达到最高值,为5.230 U·mg-1,在茄子幼苗的整个生长发育过程中,CK的SOD活性变化不大。
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图 4 海鲜菇渣复合基质对茄子幼苗SOD活性的影响 Figure 4 Effects of different compound substrates formulas of fresh H.marmoreus residue on SOD activity of eggplant seedling |
由图 5可知,不同复合基质茄子叶片POD活性随幼苗的生长均呈上升趋势,且上升幅度不断加快。两叶一心时,各基质POD活性差异不大,均在0.4~0.8 U·g-1之间;四叶一心时,T4的POD活性达到最高值,为5.305 U·g-1,分别是T1和T5的1.97、2.07倍,是CK的3.83倍,存在显著差异。
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图 5 海鲜菇渣复合基质对茄子幼苗POD活性的影响 Figure 5 Effects of different compound substrates formulas of fresh H.marmoreus residue on POD activity of eggplant seedling |
CAT存在于细胞体中的过氧化物内,用于清除过氧化物体所生成的H2O2。由图 6可知,不同复合基质茄子叶片CAT活性随幼苗的生长均呈下降的趋势,且下降幅度不断加大。在四叶一心时,除CK外,其他基质CAT活性下降速度较快,以T4最低,仅186.7 U·g-1。在整个苗期中,CK的CAT活性变化不大,一直处于最高值,与其他配方之间存在显著差异。
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图 6 海鲜菇渣复合基质对茄子幼苗CAT活性的影响 Figure 6 Effects of different compound substrates formulas of fresh H.marmoreus residue on CAT activity of eggplant seedling |
本试验表明,不同海鲜菇渣复合基质对茄子育苗的效果不同。随着菇渣基质使用量的增加,茄子幼苗的出苗率、株高、茎粗、叶面积、根体积、壮苗指数以及根冠比均呈现下降趋势,但加入一定量的草炭基质后,幼苗表现良好,总体上优于CK。说明菇渣基质应用于茄子育苗是可行的,但是加入过多的菇渣后,基质中的pH值和电导率过高,从而导致茄子幼苗生长发育受到限制,这与何东波等[17]在番茄幼苗上的研究一致。
3.2 海鲜菇渣复合基质对茄子幼苗生理生化的影响叶绿素在植物叶片中主要起到吸收光能的作用,光合色素含量直接影响植株进行光合作用的强弱。当植株生长状况接近时,叶绿素含量可以作为判断幼苗生长是否健壮的生理指标。本试验表明,随着菇渣使用量增加,茄子幼苗叶片中光合色素含量呈下降趋势,而叶绿素b和类胡萝卜素两者相差不大。说明菇渣使用量过大会造成茄子幼苗叶片中叶绿素含量减少,降低幼苗光合作用的效果。
可溶性糖及可溶性蛋白质含量与植株幼苗的生长发育和抗逆性有一定的关系,主要通过渗透调节物质来调整植株体内的渗透势。MDA主要用来表示植株叶片上膜脂过氧化程度的大小,MDA值越高,表示植株细胞中所受到的伤害越大。本试验表明,随着菇渣使用量的增大和植株的生长,茄子幼苗可溶性糖含量下降,可溶性蛋白质及MDA含量增大,这与王军鹏[18]的研究一致。
抗氧化酶包括SOD、POD以及CAT,一旦在植株体内形成H2O2,抗氧化酶就会发挥作用,SOD用于消除或者抑制植株体内的超氧自由基并形成O2,POD及CAT则可以将过氧化物清除或转变成低毒害乃至无毒害的物质。本试验表明,随着幼苗的生长,不同复合基质茄子幼苗的SOD及POD的活性呈现上升趋势,CAT活性呈现下降趋势。菇渣使用量越大,酶活性变化的程度则越大,这表明在偏酸和较高电导率的不良根系环境下,抗氧化酶就会变得活跃起来,消除在逆境中产生的过氧化物。
本试验表明,最佳的茄子育苗基质为T5(菇渣∶珍珠岩∶草炭=3∶2∶1),T6(菇渣∶珍珠岩∶草炭=1∶1∶1)和T1(菇渣∶珍珠岩=1∶1)次之。说明将海鲜菇渣用于茄子育苗上是可行的,但由于菇渣本身存在电导率偏高等问题,使用过量的菇渣反而会抑制茄子幼苗的生长,因此使用不超过50%含量的菇渣,同时搭配草炭基质来改善复合基质中的理化性质,有利于提高基质的营养价值和茄子幼苗的壮苗指数,使秧苗迅速成苗。
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