食用菌菌糠替代草炭制備烤煙漂浮育苗基質(zhì)的研究

草坪懸浮育苗代表了今天的先進育苗技術。它整合了無土栽培和水栽培的優(yōu)點，用人工制備的適當基質(zhì)將苗盤放入漂浮池中，并將苗盤漂浮在含有營養(yǎng)物質(zhì)的漂浮池中幼苗的水中。因此,基質(zhì)狀況是煙草漂浮育苗的關鍵因素。在煙草漂浮育苗基質(zhì)中,草炭是主要原料,起著固定煙苗根系、保水吸水、吸肥供肥的作用,其比例高達50%~70%。然而,煙草漂浮育苗基質(zhì)都是一次性使用,移栽時隨煙苗一同進入大田,因此,對草炭的需求量日益增大。草炭形成于千萬年以前,由沼澤植物的殘體,在多水的嫌氣條件下,不能完全分解堆積而成。其作為自然界的不可再生資源,儲量有限,且受環(huán)境保護和濕地保護的制約,采挖已經(jīng)受到限制。為解決濕地生態(tài)環(huán)境保護與烤煙漂浮育苗新技術應用推廣的矛盾,實現(xiàn)煙草行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,開展漂浮育苗基質(zhì)中草炭的替代研究成為一項亟待解決的科研課題。我國是食用菌大國,菌糠資源豐富,極易獲得。菌糠性能穩(wěn)定,殘留著大量的菌絲體,富含蛋白質(zhì)、粗纖維、脂肪、氨基酸、酶類、多種維生素以及鈣、鐵等豐富的微量元素。目前,食用菌菌糠主要用在食用菌栽培原料、飼料和肥料等方面,但在烤煙漂浮育苗方面的應用尚未見報道。鑒此,開展了利用菌糠替代草炭配制煙草育苗基質(zhì)的研究,并取得了良好效果,同時添加PGPR混合菌肥可進一步提高應用效果,報道如下。1材料和方法1.1煙臺列云煙87,由湖北省十堰市煙草公司提供。1.2菌糠基質(zhì)材料平菇菌糠(主料是棉籽殼)、雙孢蘑菇菌糠(主料是稻草、牛糞),由河南省農(nóng)業(yè)科學院資源與環(huán)境研究所食用菌研究中心提供。菌糠先經(jīng)粉碎機粉碎,過直徑1cm篩。菌糠脫鹽的方法是,在脫鹽池中淋洗,使基質(zhì)的電導率值不超過1.25ms/cm,洗后的菌糠調(diào)水分至含水量60%~75%,在室內(nèi)建堆發(fā)酵。發(fā)酵結束,菌糠具有濃郁的清香味,無酸、臭等異味,呈餅塊狀。將發(fā)酵后的菌糠置于通風處自然晾曬干燥備用。用菌糠替代草炭制作烤煙育苗基質(zhì)各種原料的配比,平菇菌糠基質(zhì):平菇菌糠65%,珍珠巖20%,蛭石15%;雙孢蘑菇菌糠基質(zhì):雙孢蘑菇菌糠65%,珍珠巖20%,蛭石15%。1.3商品繁殖基質(zhì)主要成分是草炭、膨脹珍珠巖和蛭石,由湖北省十堰市煙草公司提供。1.4混合菌肥混合菌肥由分離自烤煙根際的抗生菌B03、固氮菌N05、解磷菌P04、解鉀菌K03菌劑和草炭混合制成,河南農(nóng)業(yè)大學生命科學學院研制。1.5人工氣候室管理烤煙漂浮育苗在河南農(nóng)業(yè)大學食用菌教學實踐基地人工氣候室進行,每天光照10h,4個處理,重復3次,隨機擺放,每盤120穴。播種后25d調(diào)查發(fā)芽率,播種后60d調(diào)查成苗素質(zhì)。1.6測量1.6.1培養(yǎng)基的確定采用稀釋平板計數(shù)法進行。細菌、放線菌、真菌、自生固氮菌、解鉀菌、解磷菌計數(shù)分別采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、高氏一號合成培養(yǎng)基、馬丁氏培養(yǎng)基、阿須貝培養(yǎng)基、硅酸鹽細菌培養(yǎng)基、磷酸三鈣為唯一磷源的培養(yǎng)基。1.6.2電導率的測定1.6.3研究中的煙草農(nóng)業(yè)性能烤煙農(nóng)藝性狀調(diào)查參照中華人民共和國煙草行業(yè)標準煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查方法。1.7數(shù)據(jù)分析利用統(tǒng)計軟件DPS參考文獻進行數(shù)據(jù)分析。2結果與分析2.1菌糠和放線菌的數(shù)量播種前取樣測定各處理基質(zhì)中細菌、放線菌和真菌的數(shù)量。菌糠基質(zhì)和商品基質(zhì)相比,菌糠基質(zhì)中的細菌數(shù)量遠高于商品基質(zhì),而商品基質(zhì)中放線菌的數(shù)量遠高于菌糠基質(zhì)(本試驗中的平菇菌糠、雙孢蘑菇菌糠,前者主料是棉籽殼,后者主料是稻草牛糞)。商品基質(zhì)中真菌少于菌糠基質(zhì),平菇菌糠基質(zhì)中未檢出放線菌(表1)。2.2基質(zhì)電導率的測定平菇菌糠和雙孢蘑菇菌糠淋洗前電導率均高于烤煙育苗對基質(zhì)電導率的要求值1.25ms/cm,尤其是雙孢蘑菇菌糠淋洗前電導率是正常出苗基質(zhì)要求值的近3倍。淋洗后2種菌糠的電導率值都有明顯下降(表2)。2.3菇糠基質(zhì)出苗率未淋洗的菌糠配制的基質(zhì)與商品基質(zhì)相比,出苗遲,出苗率低。在播種24d后,未淋洗平菇菌糠基質(zhì)和雙孢蘑菇菌糠基質(zhì)的出苗率均低于55%(圖1),且煙苗均不能正常生長。菌糠淋洗后,菌糠基質(zhì)的出苗率顯著提高,但與商品基質(zhì)相比還有顯著差異(P<0.05)(圖1)。其原因可能是,菌糠基質(zhì)的吸水和保水能力不及商品基質(zhì),尤其是平菇菌糠基質(zhì),菌糠的成分主要是棉籽殼,棉籽殼硬度大,吸水和保水能力較差。2.4菌肥添加對煙苗農(nóng)藝性狀的影響采用淋洗后的菌糠配置育苗基質(zhì),添加菌肥可提高出苗率。煙草種子播種后25d,雙孢蘑菇菌糠基質(zhì)添加菌肥處理的出苗率為83%,與商品基質(zhì)未加菌肥處理差異不顯著,說明雙孢蘑菇菌糠基質(zhì)能夠替代草炭制備烤煙育苗基質(zhì)。但平菇菌糠基質(zhì)添加菌肥后,盡管出苗率顯著提高,但與商品基質(zhì)相比仍有顯著差異(圖2)。另外,添加菌肥能使各處理(包括商品基質(zhì))提前2~3d出苗。播種60d(成苗期)煙苗的農(nóng)藝性狀調(diào)查結果見表3。雙孢蘑菇菌糠基質(zhì)煙苗除根長外,其他農(nóng)藝性狀莖高、莖粗、莖干質(zhì)量、根干質(zhì)量、根長與商品基質(zhì)差異不顯著;添加菌肥后,煙苗的根長和其他農(nóng)藝性狀與商品基質(zhì)均沒有差異。不論是雙孢蘑菇菌糠基質(zhì),還是商品基質(zhì),添加菌肥均能促進煙苗生長,葉色由淺綠變?yōu)榫G或深綠(表3)。3菌糠或加菌肥本研究首次報道了應用食用菌菌糠替代草炭制備烤煙漂浮育苗基質(zhì)。此前,已有較多替代烤煙漂浮育苗基質(zhì)中草炭的相關研究,替代材料包括腐熟麥糠、甘蔗渣、粗藥渣和花生殼等,但這些材料存在很多缺陷和不足,比如腐熟麥糠、甘蔗渣等有機物的質(zhì)量穩(wěn)定性有待提高、產(chǎn)業(yè)化程度不夠。其他有機基質(zhì)產(chǎn)品的開發(fā),均因材料來源有限、性狀穩(wěn)定性差、生產(chǎn)成本高、產(chǎn)業(yè)化程度低等原因,未能在生產(chǎn)上大規(guī)模使用。中國是食用菌大國,菌糠資源豐富,極易獲得,且菌糠性能穩(wěn)定。本試驗結果證明,用淋洗后并添加菌肥的雙孢蘑菇菌糠制作的基質(zhì),在出苗率上與商品基質(zhì)持平,農(nóng)藝性狀與商品基質(zhì)差異不顯著,且莖粗還略高于商品基質(zhì)。因此,淋洗后的雙孢蘑菇菌糠可以替代草炭進行烤煙漂浮育苗。前人研究表明,作為育苗基質(zhì),電導率應低于1.25ms/cm,這樣才能正常出苗,否則便需要淋洗。本試驗結果與之相符。淋洗前,平菇菌糠、雙孢蘑菇菌糠的電導率均超過1.25ms/cm,導致不能正常出苗,且出苗后不能正常生長。其中,雙孢蘑菇菌糠的電導率最高,出苗率最低。淋洗后的食用菌菌糠各處理,較淋洗前出苗率均有顯著提高。食用菌菌糠電導率高,一方面是由于配制食用菌培養(yǎng)基時加入有較多的CaCO3和石膏粉等,另一方面由于食用菌在生長的過程中利用培養(yǎng)料,釋放出培養(yǎng)料中結合態(tài)的離子等,結果導致菌糠中鹽分含量高,電導率大。席淑雅等曾報道,在商品基質(zhì)漂浮育苗中應用PGPR菌肥能夠提高烤煙出苗率和成苗素質(zhì)。本試驗結果表明,在菌糠替代草炭基質(zhì)中添加PGPR菌肥同樣能夠提高烤煙出苗率和成苗素質(zhì)。其機制可能是,烤煙種子和漂浮育苗基質(zhì)均經(jīng)過消毒處理,種子萌發(fā)后煙苗根系不能及時形成有益細菌的定殖菌膜,加大了環(huán)境中有害病菌的侵入機會,加菌肥后有利于形成有益菌保護圈,可改善上述情況。分離自烤煙根際的PGPR在種子萌發(fā)過程及