菌渣栽培基质下不同施肥水平对羽衣甘蓝观赏性状及光合色素的影响
时间：2023-03-10 14:20:05 来源：千叶帆 本文已影响人
胡留杰，杭晓宁，马连杰，张 健，廖敦秀
（重庆市农业科学院，重庆 401329）
食用菌是重庆市农业支柱产业之一，在全市脱贫攻坚、农民增收中发挥着重要作用。菌渣是指人工栽培食用菌产品收获后剩下的培养基废弃物，含有丰富的纤维素、木质素等富碳物质及氮磷钾等多种营养元素。菌渣因其疏松多孔的结构、丰富的营养成分[1]，被认为是一种良好的有机基质[2]，可以替代草炭等传统基质。梁涛等分析食用菌生物学效率，估算出2020年重庆市食用菌菌渣产量11.79 万t[3]。食用菌菌渣的基质化利用对提高废弃物资源化利用效率、环境保护等意义重大。由于菌渣本身普遍存在pH 值偏大、电导率（EC）偏高、持水性差等问题，因此在作为栽培基质与其他原料复配时，菌渣含量越高，则pH、EC值越高，导致复配基质品质下降[4]。菌渣基质化过程中最大限度地使用菌渣，减少草炭、蛭石及肥料等其他物料的投入，是提高菌渣利用率的关键。
羽衣甘蓝（Brassica oleraceavar.acephala）属于十字花科芸薹属，叶形多变，叶片颜色丰富多彩，整个植株形如牡丹，被形象地称为“叶牡丹”，观赏价值高。羽衣甘蓝属于喜肥作物，适应性和抗逆性较强，在隆冬季节百花凋零之时，羽衣甘蓝却彩叶缤纷，为城市冬景增色添彩。本文在课题组前期研究基础上，通过菌渣栽培羽衣甘蓝，研究不同施肥水平对羽衣甘蓝观赏形状和光合色素的影响，旨在明确菌渣栽培基质的应用效果，提高菌渣的利用价值，为食用菌产业可持续发展提供一条重要途径。
1.1 供试材料
供试品种：泷井白珊瑚羽衣甘蓝，由重庆市农业科学院都市研发农业中心提供。
菌渣栽培基质：堆沤发酵后的平菇废菌渣和稻壳炭组成，体积比为8∶2。基质养分含量：pH 值7.2，EC 值为3.6 mS·cm-1，全氮含量3.3 g·kg-1，全磷2.03 g·kg-1，全钾4.17 g·kg-1。供试复合肥为四川天农农资出品的金禾家肥料，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)＝20∶9∶25。
1.2 试验设计
本试验设5 个处理，每处理5 次重复，采取盆栽试验，在重庆市九龙坡区白市驿镇农业高科技园区北园内开展。采用白色塑料花盆栽培，花盆顶端直径23.5 cm，每盆装基质4.8 L，单株种植。2021年8月20日育苗，10 月28 日将6 片真叶的羽衣甘蓝幼苗定植。移栽1 周后一次性施入复合肥，对照、处理1、处理2、处理3、处理4 的每株施肥量分别为0、3、4、5、6 g。其他田间管理一致。
1.3 测定指标
2022 年2 月20 日，调查羽衣甘蓝的株高、茎粗、开展度及叶片数等观赏性状。采集羽衣甘蓝外叶、中叶和内叶的叶片，用干冰保鲜送至实验室检测光合色素。
1.3.1 观赏指标的测定
外叶开展度：决定植株整体大小，在莲座期采用卷尺“十”字法测量整株开展长宽并计算平均值；
中叶开展度：体现植株层次性与生长状况，在莲座期采用卷尺“十”字法测量中叶开展长宽并计算平均值；
内叶开展度：体现植株层次性与生长状况，在莲座期采用卷尺“十”字法测量内叶开展长宽并计算平均值；
株高：反映植株外部整体垂直高度，利用卷尺测量植株底部自地面到最顶端的高度并计算平均值；
茎粗：反映植株长势，用游标卡尺在地上部至第一叶片处测量茎粗；
叶片数：叶片数影响羽衣甘蓝植株观赏形，观察并记录羽衣甘蓝外叶、中叶、内叶的叶片数。
1.3.2 光合色素的测定
光合参数采用植物叶绿素（chlorophyll）含量试剂盒测定。
1.4 数据处理
所有试验数据采用Excel软件进行统计分析。
2.1 不同施肥处理对羽衣甘蓝观赏性状的影响
不同施肥水平对羽衣甘蓝的观赏性状影响较大，由表1 可知，与对照相比，施肥提高了羽衣甘蓝的株高、茎粗、开展度（外叶、中叶、内叶）和叶片数。其中株高表现为对照＜处理2＜处理3＜处理4＜处理1，处理1 的株高达到22.70 cm；
茎粗表现为处理4最高，为0.688 cm，高于对照14.48%；
外叶开展度以处理1 最高，为29.50 cm，处理2 最低，为25.50 cm；
中叶开展度表现为对照＜处理2＜处理3＜处理1＜处理4；
处理2、处理4 的内叶开展度低于对照，其他处理均高于对照。
表1 不同施肥处理对羽衣甘蓝观赏性状的影响
叶片数是衡量植物生长状况的一个重要指标，对于观赏性羽衣甘蓝而言，叶片数增加可以提高观赏性。可以看出，菌渣基质栽培下，各处理叶片数均高于对照，表现为处理1＞处理3＞处理2＞处理4＞对照。
2.2 不同施肥处理对羽衣甘蓝叶绿素含量的影响
叶片色素主要有叶绿素和类胡萝卜素，而类胡萝卜素主要为胡萝卜素（carotene）和叶黄素（lutein），前者呈橙黄色，后者呈黄色，其功能为吸收和传递光能，保护叶绿素[5]。光合色素含量及比例的变化是植物叶片彩色呈现的直接原因，分析彩叶植物在生长期的色素变化规律是探究其观赏性呈现的重要途径。罗兰等研究发现，彩叶植物的叶绿素、类胡萝卜素和花青苷共同决定其叶色呈现。而叶绿素、类胡萝卜素作为光合色素，不仅直接决定叶片呈色，而且影响植物的光合作用与生长发育[6]。本研究表明：随着施肥量的增加，羽衣甘蓝叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素均呈先增加后降低的趋势。三种光合色素的含量趋势均表现为外叶＞中叶＞内叶。由图1可知，在观赏期，处理3条件下外叶、中叶的叶绿素a 含量分别为0.84、0.60 mg·g-1DW；
内叶的叶绿素含量以处理4最高，达0.43 mg·g-1DW。
图1 不同施肥处理对羽衣甘蓝叶绿素a含量的影响
由图2可以看出，叶绿素b含量表现与叶绿素a基本一致，处理3 的外叶、中叶的叶绿素含量均高于其他处理，分别达到0.25、0.17 mg·g-1DW；
内叶的叶绿素含量以处理4最高，达到0.12 mg·g-1DW。有研究表明，CO2含量、光强度等外在条件一致的情况下，叶绿素含量越高，合成的有机物就越多，植物净重就越大，则植物的观赏性就越强。
图2 不同施肥处理对羽衣甘蓝叶绿素b含量的影响
类胡萝卜素在植物的根、茎、叶和果实中广泛存在，使之呈现黄色至红色的颜色变化。本研究表明，类胡萝卜素含量变化趋势与叶绿素a、叶绿素b 一致（图3），其中处理3 的外叶类胡萝卜素含量达46.43 mg·g-1DW，中叶达37.16 mg·g-1DW，处理4的内叶类胡萝卜素含量达33.69 mg·g-1DW。由于不同处理下羽衣甘蓝叶片中类胡萝卜素含量不同，导致其叶片颜色呈现出差异，其中处理3 的叶片颜色较其他处理更鲜艳。
图3 不同施肥处理对羽衣甘蓝类胡萝卜素含量的影响
2.3 不同施肥处理对叶绿素a/b比值的影响
植物对外界环境变化的适应调控，其重要途径为调控内部的叶绿素总含量、叶绿素a/b 比值及类胡萝卜素与叶绿素总含量比值。植物的叶绿素含量既受外界环境影响，又受到遗传因素制约[7]。本研究结果显示（见表2），不同施肥水平下，观赏期羽衣甘蓝的外叶、中叶、内叶叶绿素a/b 比值分别为3.37～3.97、3.30～3.47、3.38～3.75，随着施肥量的增加，叶绿素a/b比值基本呈增加的趋势。研究表明，正常生长植物的叶绿素a/b 比值在强光下大于3，而在弱光环境下小于3[8]。蔡霞等研究显示，观赏期不同品种的羽衣甘蓝外叶叶绿素a/b比值在2.33～2.93，内叶在3.14～3.86[9]。
表2 不同施肥处理对羽衣甘蓝叶绿素a/b的影响单位：mg·g-1 DW
刘景坤等指出目前我国的食用菌菌渣年产生量保守估计逾1 亿t[10]。菌渣是一种优质的有机肥原料，对比我国最新有机肥料的技术指标要求，以烘干基计，有机质含量(有机碳×1.724)≥30%，总养分(N+P2O5+K2O)≥4.0%，水分(鲜样)≤30%[11]，重庆市所有食用菌菌渣有机质含量均达到有机肥指标要求[3]，甚至可以作为有机肥直接应用于农业生产实践中。
菌渣作为栽培基质在蔬菜生产中应用广泛，如利用菌渣栽培黄瓜、番茄、甜瓜等蔬菜生产技术已非常成熟[12-14]。羽衣甘蓝作观赏和食用两用蔬菜，多为露地栽培；
作街景观赏作物时，大都采用基质栽培，而菌渣作为羽衣甘蓝栽培基质还未见报道。
羽衣甘蓝是喜肥作物，前人研究表明，施肥对羽衣甘蓝生长有明显的促进作用，可以明显提高植株的株高、叶片数、开展度，且达到统计学上的显著水平[15-17]。本试验结果表明，菌渣基质栽培下，随着施肥水平的增加，羽衣甘蓝的株高、茎粗、外叶、中叶和内叶的开展度等观赏指标基本呈增加趋势；
随着施肥量的增加，羽衣甘蓝叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均呈先增加后降低的趋势，叶绿素a/b 比值基本呈增加的趋势。
综上，菌渣作栽培基质原材料，配合复合肥可以有效满足羽衣甘蓝生长的养分需求，可作为羽衣甘蓝栽培基质推广使用。
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