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        以蘑菇菌渣作為肥料對(duì)糯玉米氨基酸含量的影響

        2021-11-13 09:01:52南曉潔
        關(guān)鍵詞:菌渣天冬氨酸甘氨酸

        南曉潔,周 偉,郭 尚

        (山西農(nóng)業(yè)大學(xué)山西功能食品研究院,太原 030031)

        0 引言

        糯玉米,也叫蠟質(zhì)玉米,作為一類聚多糖類物質(zhì)[1],以獨(dú)特的胚乳淀粉組成和優(yōu)異的食用品質(zhì)而頗受歡迎[2]。然而,近年來(lái)隨著集約化栽培模式的普及,生產(chǎn)中化肥的不合理施用甚至過量施用導(dǎo)致土壤營(yíng)養(yǎng)遭到破壞、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量持續(xù)下降,嚴(yán)重降低玉米產(chǎn)量和品質(zhì)。因此,在玉米生產(chǎn)中應(yīng)用含有大量營(yíng)養(yǎng)元素及有效活性成分的有機(jī)肥、生物肥替代或部分替代化學(xué)肥料的施用已成為必然趨勢(shì)。中國(guó)已成為世界上食用菌生產(chǎn)第一大國(guó),栽培食用菌收獲產(chǎn)品后剩下的培養(yǎng)基即菌渣[3]的數(shù)量逐漸增多,集中堆放、處理不當(dāng)已成為制約食用菌行業(yè)發(fā)展的重要瓶頸問題之一。面對(duì)食用菌菌渣利用率較低[4]的現(xiàn)狀,如何在規(guī)?;a(chǎn)食用菌的今天,不斷提升菌渣的綜合利用率已成為相關(guān)領(lǐng)域的重要研究方向。

        針對(duì)玉米有機(jī)肥料及生物肥料的施用,王修康等[5]研究發(fā)現(xiàn)新型海藻肥配施傳統(tǒng)復(fù)合肥顯著提高春玉米的株高、莖粗、SPAD值和干物質(zhì)量,王東升等[6]研究表明在化肥減施條件下,配施生物有機(jī)肥和氨基酸葉面肥可以提高玉米產(chǎn)量并改善玉米品質(zhì)。而對(duì)食用菌菌渣的利用研究多聚焦于可用于小白側(cè)耳[7]、香菇[8]、黑木耳[9]、草菇[10]等食用菌栽培基質(zhì),用于櫻桃番茄[11]、水稻[12]、番茄[13]、黃瓜[14]等果蔬育苗或栽培基質(zhì),也可用于飼料[15-16]、產(chǎn)生沼氣[17]、有機(jī)肥資源[18-20]以及生態(tài)環(huán)境修復(fù)材料[21-23]、改良土壤[24]等諸多方面。而關(guān)于以蘑菇菌渣作為肥料施用于玉米,對(duì)其營(yíng)養(yǎng)成分影響的研究鮮見文獻(xiàn)報(bào)道。本課題組則是基于雙孢蘑菇菌渣中含有尚未被完全利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、殘留菌絲體及其他生物活性物質(zhì)的考量,將其作為生物質(zhì)肥料代替易造成土壤板結(jié)、環(huán)境污染、作物品質(zhì)下降等諸多食品安全問題的化學(xué)肥料,施用于糯玉米種植。通過對(duì)籽粒氨基酸含量進(jìn)行分析,闡明施用蘑菇菌渣對(duì)糯玉米營(yíng)養(yǎng)成分的影響,以期在改良土壤的同時(shí),提升作物品質(zhì),為實(shí)現(xiàn)廢棄資源高效利用、糧食安全生產(chǎn)提供支撐。

        1 材料和方法

        1.1 試驗(yàn)材料

        以山西農(nóng)業(yè)大學(xué)山西功能食品研究院山陰基地的雙孢蘑菇培養(yǎng)基廢料作為供試菌渣肥料,糯玉米品種‘晉糯18’和‘晉糯20’購(gòu)自山西大豐種業(yè)公司。

        1.2 儀器與設(shè)備

        DA7250型近紅外分析儀:瑞典波通儀器公司。

        1.3 試驗(yàn)方法

        1.3.1 試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn) 試驗(yàn)于2020年在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)太谷試驗(yàn)站進(jìn)行,試驗(yàn)地年均氣溫9.7℃,年均降水量475.9 mm,全年日照時(shí)數(shù)2530.8 h,肥力均等偏中上。

        1.3.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理,每個(gè)品種各設(shè)置2個(gè)處理,詳見表1。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),3次重復(fù),12個(gè)小區(qū)。試驗(yàn)于2019年5月1日播種,小區(qū)長(zhǎng)5 m,9行,行距60 cm,株距30 cm,每穴點(diǎn)籽2粒,重復(fù)3次。播種后及時(shí)進(jìn)行田間管理保證玉米生長(zhǎng)。菌渣于播種前3天一次性施入農(nóng)田。

        表1 試驗(yàn)處理

        1.4 數(shù)據(jù)分析

        數(shù)據(jù)用SPSS 16進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,數(shù)據(jù)整理采用Microsoft Excel 2010進(jìn)行。差異顯著性用Duncan法,顯著性水平為5%。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 谷氨酸相對(duì)含量

        如圖1所示,施用菌渣作為肥料對(duì)‘晉糯18’和‘晉糯20’鮮食籽粒谷氨酸相對(duì)含量的影響不顯著。施用菌渣后‘晉糯18’和‘晉糯20’鮮食籽粒的谷氨酸相對(duì)含量均高于未施用。其中,T18較CK18高3.53%,T20較CK20僅高2.94%,且CK18<CK20,T18<T20,說(shuō)明‘晉糯18’鮮食籽粒的谷氨酸相對(duì)含量低于‘晉糯20’。

        圖1 施用蘑菇菌渣對(duì)糯玉米鮮食籽粒谷氨酸相對(duì)含量的影響

        2.2 甘氨酸相對(duì)含量

        如圖2所示,施用菌渣作為肥料對(duì)‘晉糯18’和‘晉糯20’鮮食籽粒甘氨酸相對(duì)含量有顯著影響。施用菌渣后‘晉糯18’和‘晉糯20’鮮食籽粒的谷氨酸相對(duì)含量均顯著高于未施用。其中,T18較CK18高13.11%,T20較 CK20高 10.40%,且 CK18<CK20,而 T18=T20,說(shuō)明對(duì)照組的‘晉糯18’鮮食籽粒的甘氨酸相對(duì)含量低于‘晉糯20’,而隨著菌渣的施用,二者含量趨于相等。

        圖2 施用蘑菇菌渣對(duì)糯玉米鮮食籽粒甘氨酸相對(duì)含量的影響

        2.3 精氨酸相對(duì)含量

        如圖3所示,施用菌渣作為肥料對(duì)‘晉糯18’和‘晉糯20’鮮食籽粒精氨酸相對(duì)含量有顯著影響。施用菌渣后‘晉糯18’和‘晉糯20’鮮食籽粒的精氨酸相對(duì)含量均高于未施用。其中,T18較CK18高11.29%,T20較CK20高 12.50%,且 CK18<CK20,T18<T20,說(shuō)明‘晉糯 18’鮮食籽粒的精氨酸相對(duì)含量略低于‘晉糯20’。

        圖3 施用蘑菇菌渣對(duì)糯玉米鮮食籽粒精氨酸相對(duì)含量的影響

        2.4 丙氨酸相對(duì)含量

        如圖4所示,施用菌渣作為肥料對(duì)鮮食籽粒丙氨酸相對(duì)含量有顯著影響。施用菌渣后‘晉糯18’和‘晉糯20’鮮食籽粒的丙氨酸相對(duì)含量均高于未施用。其中,T18較 CK18高 10.87%,T20較 CK20高 7.5%,且 CK18<CK20,T18<T20,說(shuō)明對(duì)照組‘晉糯18’鮮食籽粒的丙氨酸相對(duì)含量低于‘晉糯20’,隨著菌渣的施用,‘晉糯18’丙氨酸相對(duì)含量增幅較大,T18僅是略低于T20。

        圖4 施用蘑菇菌渣對(duì)糯玉米鮮食籽粒丙氨酸相對(duì)含量的影響

        2.5 賴氨酸相對(duì)含量

        如圖5所示,施用菌渣作為肥料對(duì)‘晉糯18’和‘晉糯20’鮮食籽粒賴氨酸相對(duì)含量無(wú)顯著影響。施用菌渣后‘晉糯18’和‘晉糯20’鮮食籽粒的賴氨酸相對(duì)含量均高于未施用。其中,T18較CK18高5.88%,T20較CK20高6.25%,且CK18>CK20,T18>T20,說(shuō)明‘晉糯18’鮮食籽粒的賴氨酸相對(duì)含量高于‘晉糯20’。

        圖5 施用蘑菇菌渣對(duì)糯玉米鮮食籽粒賴氨酸相對(duì)含量的影響

        2.6 酪氨酸相對(duì)含量

        如圖6所示,施用菌渣作為肥料對(duì)‘晉糯18’和‘晉糯20’鮮食籽粒酪氨酸相對(duì)含量影響顯著。施用菌渣后‘晉糯18’和‘晉糯20’鮮食籽粒的酪氨酸相對(duì)含量均高于未施用。其中,T18較CK18高12.15%,T20較CK20高 11.32%,且 CK18>CK20,T18>T20,但‘晉糯 18’鮮食籽粒的酪氨酸相對(duì)含量?jī)H略高于‘晉糯20’。

        圖6 施用蘑菇菌渣對(duì)糯玉米鮮食籽粒酪氨酸相對(duì)含量的影響

        2.7 天冬氨酸相對(duì)含量

        如圖7所示,施用菌渣作為肥料對(duì)‘晉糯18’和‘晉糯20’鮮食籽粒天冬氨酸相對(duì)含量影響顯著。施用菌渣后‘晉糯18’和‘晉糯20’鮮食籽粒的天冬氨酸相對(duì)含量均有所升高。其中,T18較CK18高12.14%,T20較CK20高9.42%,且CK18>CK20,T18>T20,說(shuō)明‘晉糯18’鮮食籽粒的天冬氨酸相對(duì)含量高于‘晉糯20’,且隨著菌渣的施用,‘晉糯18’相對(duì)含量增幅較大。

        圖7 施用蘑菇菌渣對(duì)糯玉米鮮食籽粒天冬氨酸相對(duì)含量的影響

        2.8 總氨基酸相對(duì)含量

        如圖8所示,施用菌渣作為肥料對(duì)‘晉糯18’和‘晉糯20’鮮食籽??偘被嵯鄬?duì)含量影響顯著。施用菌渣后‘晉糯18’和‘晉糯20’鮮食籽粒的總氨基酸相對(duì)含量均有所升高。其中,T18較CK18增加了9.56%,T20較CK20增加了9.18%,且 CK18<CK20,T18>T20,說(shuō)明對(duì)照組‘晉糯18’鮮食籽粒的總氨基酸低于‘晉糯20’,隨著菌渣的施用,‘晉糯18’反而略高于‘晉糯20’。

        圖8 施用蘑菇菌渣對(duì)糯玉米鮮食籽粒總氨基酸相對(duì)含量的影響

        3 討論

        食用菌菌渣氨基酸齊全,其中許多氨基酸含量和氨基酸總量與玉米接近[25]。此外,菌渣中不僅含有大量的菌絲體蛋白、多糖以及多種微量元素,而且還存在著多種微生物及酶等其他活性物質(zhì),有研究表明,以食用菌菌渣作為肥料,主要是通過提高土壤養(yǎng)分、增加土壤微生物,達(dá)到改善土壤環(huán)境的效果,從而影響作物根系發(fā)育和幼苗生長(zhǎng),來(lái)提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[26-27]。

        韓建東[28]研究團(tuán)隊(duì)先后利用工廠化金針菇菌渣、刺芹側(cè)耳菌渣作為主要栽培原料代替或部分代替常規(guī)棉籽殼培養(yǎng)料栽培秀珍菇和肺形側(cè)耳,經(jīng)對(duì)子實(shí)體營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行分析測(cè)定,結(jié)果為施用菌渣栽培得到的秀珍菇中常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分、氨基酸、微量元素的含量均顯著提高,特別是在風(fēng)味氨基酸含量方面尤為顯著;添加菌渣栽培得到的肺形側(cè)耳的子實(shí)體粗蛋白、氨基酸含量有所提高[29]。袁濱[30]利用杏鮑菇菌渣栽培白背毛木耳,提高產(chǎn)量、增加相對(duì)凈收益的同時(shí),其子實(shí)體中粗蛋白、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)成分含量也有所增加。秦艷梅等[31]利用香菇菌渣配以適量的磷鉀復(fù)合肥或微生物磷鉀肥替代有機(jī)肥種植麻山藥,結(jié)果顯示其蛋白質(zhì)、總氨基酸等營(yíng)養(yǎng)成分均有顯著增加。上述試驗(yàn)均表明利用食用菌菌渣二次種菇或種植農(nóng)作物,不僅可以降低栽培成本,而且豐富了子實(shí)體或作物的營(yíng)養(yǎng)成分含量。

        本研究則是著眼于肥沃耕地土壤、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、提升作物品質(zhì)與安全的角度,采用雙孢蘑菇菌渣作為肥料用于2個(gè)山西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)重點(diǎn)推廣主導(dǎo)玉米品種的種植,通過對(duì)鮮食籽粒氨基酸含量的測(cè)定,探索菌渣對(duì)糯玉米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響。研究表明,利用蘑菇菌渣種植‘晉糯18’和‘晉糯20’,其鮮食籽粒的谷氨酸、甘氨酸、精氨酸、丙氨酸、賴氨酸、酪氨酸、天冬氨酸和總氨基酸相對(duì)含量均較不施用菌渣的有不同程度的提高。其中,甘氨酸、精氨酸、丙氨酸、酪氨酸、天冬氨酸和總氨基酸相對(duì)含量為顯著提高(P<0.05),這與韓建東團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果一致[28-29]。施用蘑菇菌渣后,‘晉糯18’和‘晉糯20’中呈鮮味氨基酸的谷氨酸和天冬氨酸相對(duì)含量較對(duì)照分別提高3.53%和2.94%、12.14%和9.42%。作為兒童氨基酸的精氨酸顯著提高11.29%和12.50%。作為甜味氨基酸的甘氨酸、丙氨酸、賴氨酸分別提高13.11%和10.40%、10.87%和7.5%、5.88%和6.25%,這與袁濱[30]、秦艷梅[31]等的研究結(jié)果一致。此外,對(duì)照組‘晉糯18’鮮食籽粒的甘氨酸和總氨基酸相對(duì)含量低于‘晉糯20’,但隨著蘑菇菌渣的施用,‘晉糯18’甘氨酸和總氨基酸趨近等于甚至略高于‘晉糯20’。說(shuō)明施用蘑菇菌渣對(duì)糯玉米鮮食籽粒氨基酸含量的提升具有促進(jìn)作用,但品種不同響應(yīng)不一。

        4 結(jié)論

        本研究對(duì)蘑菇菌渣種植‘晉糯18’和‘晉糯20’鮮食籽粒氨基酸相對(duì)含量進(jìn)行了初步研究,證實(shí)了施用菌渣的氨基酸相對(duì)含量均較未施用的有所增加,增幅在2.94%~13.11%之間。表明利用蘑菇菌渣種植糯玉米對(duì)提高品質(zhì)具有很好的促進(jìn)作用,具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。通過本研究以期為廢棄菌渣高效利用、食品安全及品質(zhì)提升等方面提供支撐和保障,為創(chuàng)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)奠定良好基礎(chǔ)。

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