香菇渣发酵基质番茄育苗效果研究

李宇任　毛飞　王吉庆

摘 要：该研究以番茄为试验材料，以2种不同的发酵方式所得菇渣基质和珍珠岩、蛭石为原料，按照不同体积比的复配（5∶1∶4、5∶1.5∶3.5、5∶2∶3）与对照草炭基质共7个处理进行番茄的育苗试验，测定苗期的生长生理指标，运用灰色关联分析筛选出最佳配比基质。結果表明：菇渣配比基质的物理性状在理想基质范围内，香菇渣发酵基质出苗率前期不如对照，但是后期逐渐与草炭基质持平且超过对照。发酵基质幼苗氮含量明显高于对照基质，对16个指标关联分析结果为：7种处理基质关联度为[rK1]>[rCK]>[rK1.5]>[rK2]>[rD1]>[rD1.5]>[rD2]，最优处理为K1（菇渣∶珍珠岩∶蛭石=5∶1∶4）。

关键词：香菇渣；基质；番茄；育苗

中图分类号 S63 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）01-0046-05

Abstract：Taking tomato as test material，the mushroom residue and perlite and vermiculite were obtained from two different fermentation methods，according to the different ratio（5∶1∶4，5∶1.5∶3.5，5∶2∶3）and CK peat carry out tomato seedling test，seedling growth and physiological indexes were measured，using grey relational analysis to screening the optimal ratio matrix. The results showed that：physical properties of the mushroom residue ratio substrate within the ideal matrix，the fermentation of the mushroom residue was not as good as the comparison，but gradually higher than the control later.The nitrogen content of the fermentation substrate was significantly higher than the control matrix，The results of correlation analysis of 16 indexes shows that：the correlation of 7 kinds of substrate is [rK1]>[rCK]>[rK1.5]>[rK2]>[rD1]>[rD1.5]>[rD2]. The optimal treatment is K1（the mushroom residue：perlite：vermiculite=5∶1∶4）.

Key words：Mushroom residue；Substrate；Tomato；Seedling raising

蔬菜是我国仅次于粮食种植的第二大作物，不仅在我国种植面积巨大，而且是具有很大发展空间和发展活力的经济作物，在我国农业的发展中占据着不可替代的地位[1]。随着现代农业的不断发展，蔬菜的育苗方式也在不断发生着变革，而良好的基质是育苗的关键，草炭是世界上公认为最好的育苗基质，但是由于它的不可再生性，过度的开采会引起湿地环境问题[2-3]，而且因其价格昂贵，也是阻碍无土栽培发展的重要原因。因此，研究新型的育苗基质成为现代农业发展的主要趋势[4]。

我国是世界上食用菌生产的大国，我国每年产生的菌渣至少有400万t，由于技术的不完善和对可持续发展意识的淡薄等原因造成环境的大量污染[5]。如果能将食用菌菌渣利用于园艺产业作为育苗基质使用，对于环境问题的解决和社会效益的提高具有重要的意义。李晓强等在菇渣复合基质栽培对蔬菜幼苗生长的影响中，利用复配基质进行番茄、甜椒和黄瓜育苗试验，试验结果表明，在一定范围内复配基质中菇渣含量与番茄、甜椒、黄瓜壮苗指数有极显著的相关性[6]。张云舒等在蘑菇渣复合基质特性及对番茄幼苗生长的影响中利用蘑菇渣为原料加入不同体积的蛭石、珍珠岩，结果表明，蘑菇渣复合基质在株高、茎粗、地上下干重以及壮苗指数等指标上均显著大于CK（草炭∶蛭石=2∶1），在番茄育苗生产中，蘑菇渣复合基质可以替代草炭[7]。菇渣作为花卉栽培基质也取得显著效果，国外学者研究发现菇渣与泥炭、树皮等复合后在栽培观赏灌木时可以取得很好的效果[8]。

本试验通过对香菇渣进行不同方式的发酵，利用发酵产物与珍珠岩、蛭石进行不同比例的复配进行番茄的育苗试验，对番茄生长生理指标进行测量分析，运用灰色关联分析方法确定出最佳配比为香菇渣基质的生产使用提供指导帮助。

1 材料与方法

1.1 材料 以菇渣、草炭、蛭石为供试材料。菇渣由灵宝设施研究所提供，菇渣原料为苹果树枝；将香菇渣打碎过2cm筛网，调整水分为66%，加入鸡粪和尿素调整C/N为60，用塑料布覆盖采用传统高温发酵（D）和控温发酵（K）2种方式，3个月发酵结束后于珍珠岩、蛭石进行复配（详见表1）。草炭、蛭石、珍珠岩购于郑州市陈寨花卉市场；供试番茄品种为河南省职业技术学院提供的“双抗1号”。

育苗试验于2016年5月8日在河南农业大学园艺试验站进行，番茄种子进行筛选后，保证出芽率在95%以上，对番茄种子浸种消毒处理，选用50孔穴盘，每个处理播种3盘，完全随机排列，播种后浇透水覆膜，出苗后揭膜并开始记录出苗率。播种后20d起，开始对每盘随机抽取5株，即每个处理抽取15株测定形态指标，包括株高、茎粗、下胚轴、叶片数、叶面积、最大根长、根体积、鲜重（地上、地下）、干重（地上、地下），每隔10d取样一次，共取样3次；在第二次形态指标测定取样后随即开始生理指标的测定，每个随机抽取6株测定根活、叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白等。endprint

1.2 测定指标及方法

1.2.1 基质理化性质 发酵基质物理性质的测定参照Byme的方法结合常规农化分析方法[9]。用已知体积（V）的容器，自然状态下装上基质，将容器口用双层纱布包住，在水中浸泡24h，水量以淹没容器口为准，然后取出称重Wl。将容器倒置，让容器中的重力水自然流出，直到没有水分流出，此时称重W2。容器中风干基质重量为W3。按以下公式计算容重、总孔隙度、通气孔隙度和持水孔隙度。计算公式如下：

1.2.3 番茄幼苗生理指标 番茄幼苗根系活力测定采用改良TTC法，叶绿素测定采用分光光度计法；可溶性糖测定采用蒽酮法[10]，植株全氮采用凯氏定氮法；全磷采用钼锑抗比色法；全钾采用火焰光度计法[11]。

1.3 灰色系统的建立 运用灰色关联法对各基质育苗效果进行综合分析，将对照基质和6种配比基质整体视作一个灰色系统，在灰色系统中选取最优指标作为理想处理，将每个配比作为一个因素计算关联度，关联度表示该灰色系统中各因素的关联程度，关联度越大表明与理想处理相似度越高[12]。

2 结果与分析

2.1 不同处理基质的容重、孔隙度 从表2中可以看出，随着蛭石的减少、珍珠岩的增多，控温和堆肥2种发酵方式的基质均呈现容重逐渐减小，总孔隙度增加的规律。其原因是蛭石的吸水性能比珍珠岩大，大颗粒增加后，形成较多的大孔隙，总孔隙度增加，容重减小。各处理在容重方面差异比较显著，处理K1显著高于其他处理，K1和K1.5显著高于对照，除了容重，其他各项指标均与对照差异不显著。虽然容重与对照差异很大，但是根据李谦盛等提出的理想基质标准，各处理基质均满足理想基质的物理性状，都可作为栽培基质使用。李谦盛在参考国内外大量文献后，提出了园艺基质的建议质量标准，他认为理想基质的容重为0.15～0.8g/cm3，总孔隙度70%～90%，而且可以保证15%～30%的通气孔隙度，超过40%的持水孔隙。基质的大小孔隙比是指基质中通气孔隙与持水孔隙的比值。大小孔隙比是衡量基质通气性与持水性是否协调的指标[15]。

2.2 不同处理基质对番茄出苗率的影响 从图1中可以看出，不同处理基质影响番茄出苗的时间，各个处理在播种后第8天出苗率均不同程度的低于对照，其中D1.5和D2最差；播种后第10天，处理K1、K1.5、K2均高于对照，堆肥配方相对差距减小，但仍低于对照；在播种后15d，处理K1、K1.5、K2仍高于对照，D1、D1.5與对照基本持平。一般穴盘育苗的出苗率要求为大于85%，K1、K1.5、K2这3个处理均满足条件，出苗率分别为91%、92%、90%，对照为83%。综上所述，菇渣复配基质配方虽然均晚于对照出苗，但是控温处理的基质配方15d出苗可高于对照，达到一般出苗率的要求。

2.3 不同处理基质对番茄幼苗形态指标的影响 结果表明，在番茄播种40d（6月18日）后，复配基质与对照之间差异不显著，K1、K1.5、K2在所有指标中都与对照差异不显著，D1、D1.5与对照在鲜重上有差异，其他指标也无显著差异，D2与对照达到显著差异。同时K1在除叶面积的指标中都与D1、D1.5、D2达到显著差异，但是K1.5、K2与D1、D1.5基本差异不显著，只与D2有显著差异。这说明在40d时K1在地上和地下生长与草炭基质无差异，发酵基质的抑制作用已经不明显，而且这种抑制作用可能随着发酵的彻底性而减小，随着番茄生长期的增加而减小。对照的下胚轴显著高于D1、D2，而且随着蛭石添加量的增加，EC值得到一定程度的降低，番茄幼苗下胚轴随之增加，这说明下胚轴的长度和EC值成负相关，高EC值可以显著抑制下胚轴的生长。

2.4 不同处理基质对番茄幼苗氮磷钾的影响 从表4中可以看出，不同处理对番茄幼苗氮磷钾的影响各不相同，其中，发酵基质氮含量明显高于对照基质，控温发酵基质明显高于高温堆肥基质，高温堆肥基质3个处理也显著高于对照草炭处理，处理K2明显高于其他处理。番茄植株磷含量方面，各个处理间差别不大，处理K1.5、K2、D1.5、D2与对照差异不显著。番茄植株钾含量方面，控温发酵基质3个处理优势明显，但是与对照没有达到显著差异，K1、K2显著大于高温堆肥处理基质。结果表明，发酵基质氮磷钾的含量较高，对于番茄幼苗基质氮磷钾的吸收具有促进作用，其中氮含量明显高于对照草炭基质。

2.5 不同处理基质对番茄幼苗生理指标的影响 从表5中可以看出，不同处理对番茄幼苗生理指标的影响不大，可溶性糖方面，处理K1.5显著高于对照，除了D2的其他处理都与对照无显著差异；可溶性蛋白各个处理之间差异较大，总体来看，都显著高于对照，其中K1.5显著高于其他处理和对照，这也和植株氮磷钾的吸收状况保持一致；然而各个处理在根活上面没有显著的差异；叶绿素a和叶绿素b各个处理也都不如对照好，类胡萝卜素方面，K1、K2、D1都与对照差异不显著。

2.6 不同处理基质的灰色关联分析 选定灰色关联分析指标共16项，根据灰色关联系统的需要，以各项指标的最优值构建一个参考基质T，最优值的选择除根冠比外均取最大值。如表6所示，6种复配基质和对照与参考基质T相关性最大者，则认为该配比最佳。

根据灰色关联法需要，首先对各基质及对照的16个指 标进行无量纲化处理：[Xi=Xi（k）/X（k）][（k=1，2，…，16）]，其中出苗率的无量纲化处理式为[92/X（k）]。对16个指标依次进行无量纲化处理后，代入灰色关联系数公式，得到各处理与参考处理的灰色关联系数。再根据关联度计算公式，算出各处理的灰色关联度：[rK1=0.900，rK1.5=0.795，][rK2=0.775，rD1=0.619，][rD1.5=0.618，][rD2=0.491，][rCK][=0.854]，则关联度排序为[rK1>rCK>rK1.5>rK2>rD1][>rD1.5>rD2]，由此得到各复配基质及对照的排序为[K1>CK>K1.5>K2>D1>D1.5>D2]，可知[K1]最好，对照次之，控温相比对照优势明显。endprint

3 结论与讨论

3.1 结论 香菇渣发酵基质与对照相比对番茄育苗生长有抑制作用，但这种抑制作用会随着育苗时间的增加而降低，发酵基质对番茄出苗率的影响表现在前期不如对照，在10天后出苗率与对照持平，在15天高于对照。在播种后15天时，处理K1、K1.5、K2出苗率分别达到91%、92%、90%，高于对照83%。处理D2显著低于对照，仅为62%，处理D1、D1.5分别为84%和83%，与对照差异不显著。

灰色关联分析表明，K1处理为最佳处理配方；通过筛选14项有代表性的指标，构建一个灰色关联体系，构建最优处理T，算出各个处理与最优处理的关联度，结果表明在16项指标中，处理K1关联度最大，即处理K1最接近最优处理，对照草炭处理次之，具体顺序为[K1>CK][>K1.5>K2>D1>D1.5>D2]，这个结果可以反映两种不同发酵方式的差异和复配后的最优处理，同时也印证了发酵参数指标和苗期的各个指标。控温发酵处理优于高温堆肥处理，且菇渣、蛭石、珍珠岩复配的比例都为5∶1∶4>5∶1.5∶3.5>5∶2∶3。

3.2 讨论 香菇渣基质发酵后EC和PH都高于理想基質，但是控温发酵处理低于高温堆肥处理。发酵后基质EC都在5.0以上，这说明以苹果枝为原料的香菇菌渣存在EC值偏高的问题，通过与蛭石、珍珠岩一定比例的复配可以降低基质的EC值，并且发现在一定范围内，高浓度的EC值可以在夏季育苗中抑制下胚轴的徒长。但是高EC值也会对幼苗生长起到抑制作用，如何控制两者的协调关系，使其达到最适效果的适宜EC值是以后研究的方向。

香菇渣发酵基质在通过与珍珠岩、蛭石进行一定比例的复配后，理化性质的到了很大的改善，育苗效果与草炭对照相比，虽然前期生长缓慢，不如对照，可能由于发酵过程中产生酚类、醌类等抑制生长的物质；但是随着幼苗的生长，这种抑制作用逐渐降低，株高、茎粗、壮苗指数等指标与对照持平，甚至高于对照处理。如果生产上采用香菇渣复配基质进行育苗，需要注意播种期，建议提早3～5d进行播种。

参考文献

[1]崔宁波.黑龙江省蔬菜产业发展现状及对策研究[J].北方园艺，2010（13）：219-221.

[2]张则有.国外泥炭及其腐植酸资源开发与研究[J].腐植酸，1999（3）：1-6.

[3]张国胜，王豹祥，张朝辉，等.食用菌菌糠替代草炭制备烤烟漂浮育苗基质研究[J]. 河南农业科学，2011，40（3）：52-55.

[4]王拉花，杨秋生.新型园艺栽培基质研究进展[J].河南农业科学，2015，44（3）：9-13.

[5]戴和珍.食用菌菌渣利用研究现状[J].农业开发与装备，2015（11）：57.

[6]李晓强，卜崇兴，郭世荣.菇渣复合基质栽培对蔬菜幼苗生长的影响[J].沈阳农业大学学报，2006，37（3）：517-520.

[7]张云舒，张殿宇，徐万里，等. 蘑菇渣复合基质特性及对番茄幼苗生长的影响[J].西北农业学报，2008，17（3）：242-245.

[8]Chong C，Cline R A，Rinker D L. Bark- and peat-amended spent mushroom compost for containerized culture of shrubs[J].Physics in Perspective，1994，29（7）：1807–1808.

[9]Byrne P J，Carty B. DEVELOPMENTS IN THE MEASUREMENT OF AIR FILLED POROSITY OF PEAT SUBSTRATES[J].Symposium on Substrates in Horticulture Other Than Soils in Situ.

[10]李合生.植物生理生化实验原理和技术[M].北京：高等教育出版社，2000.

[11]南京农业大学，土壤农化分析（第2版）[M].北京：农业出版社，1981.

[12]邓聚龙.灰理论基础[M].武汉：华中科技大学出版社，2002.

[13]李婧，郁继华，颉建明，等.不同配比基质对番茄穴盘苗品质的影响[J].西北农林科技大学学报：自然科学版，2012（11）：165-171.

[14]陈贤，杨荣萍，杨德，等.AHP法和灰色关联法在小果型番茄果实商品性状评价上的应用[J].河南农业科学，2008，2008（11）：107-110.

[15]李谦盛.芦苇末基质的应用基础研究及园艺基质质量标准的探讨[D].南京：南京农业大学，2003. （责编：张宏民）endprint