陳小敏,盧庭啟,鐘鉬芝,黎 倩,張躍非

(四川省綿陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,四川 綿陽(yáng) 621000)

四川省的中低產(chǎn)田土面積占全省耕地總面積的60%以上,又以旱地居多,且土壤酸、粘、淺、瘠薄,有機(jī)質(zhì)含量普遍低于1.5%,生產(chǎn)水平低且產(chǎn)量不穩(wěn)定。四川玉米種植面積約180×104hm2,秸稈量約占全省作物秸稈總量的22%以上,但中低產(chǎn)田占比大,周年產(chǎn)值與效益低,用養(yǎng)結(jié)合不夠,玉米秸稈資源化利用率低,秸稈直接還田腐解慢、易造成病蟲害的擴(kuò)散和延續(xù)等問題突出,對(duì)保障糧食安全、維持生態(tài)環(huán)境和諧可持續(xù)發(fā)展較為不利。因此,探索適宜四川丘陵旱地的玉米秸稈資源化高值化利用模式和土壤培肥技術(shù)途徑,對(duì)提升玉米秸稈產(chǎn)品附加值和經(jīng)濟(jì)效益,提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力具有重要意義。農(nóng)作秸稈是種植業(yè)的主要副產(chǎn)物,農(nóng)業(yè)投入要素50%左右轉(zhuǎn)化為農(nóng)作物秸稈,屬于可再生生物質(zhì)資源,數(shù)量極大,應(yīng)用廣泛,是發(fā)展農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。秸稈資源的浪費(fèi)實(shí)質(zhì)上是耕地、水資源和農(nóng)業(yè)投入品的浪費(fèi)。有研究表明,秸稈還田可減少10%～20%的氮、磷、鉀化肥用量,土壤總孔隙度增加2.88%～5.76%,土壤容重降低1.86%～3.73%。而過量的秸稈從田間移出,易導(dǎo)致水土流失、土壤質(zhì)量下降等。玉米秸稈碳氮比較大,不利于微生物分解。大球蓋菇可分解秸稈中的纖維素、半纖維素和多糖等,其菌渣含有豐富的菌體蛋白、多種代謝產(chǎn)物及未被充分利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),可用作有機(jī)肥,能夠提高土壤肥力,改善土壤理化性狀,增強(qiáng)土壤持水能力和通透性,刺激根際固氮微生物的生長(zhǎng),是用養(yǎng)結(jié)合模式的理想配置品種[1-2]。有研究表明,稻田大球蓋菇的菌渣還田后,表層土有機(jī)質(zhì)含量增加了75.6%。林下大球蓋菇的菌渣還林,使土壤有機(jī)質(zhì)含量增加了21.36%。

綿陽(yáng)市秸稈資源量十分豐富,2021年秸稈產(chǎn)量已達(dá)3.1×106t以上。其中,玉米秸稈占28%以上,并呈逐年增加的趨勢(shì),其資源化利用也是未來較長(zhǎng)時(shí)期的一個(gè)重要科研課題。大球蓋菇屬草腐菌,具有很強(qiáng)的抗雜能力,抗逆性強(qiáng),適應(yīng)溫度范圍廣,產(chǎn)量高,產(chǎn)值可達(dá)2萬元/667m2,可直接用生料栽培。采用“大球蓋菇-玉米”的菇糧用養(yǎng)結(jié)合模式,不僅具有良好的經(jīng)濟(jì)效益,也是玉米秸稈還田和土壤培肥有效途徑,還能建立良好的生態(tài)農(nóng)田內(nèi)循環(huán)系統(tǒng),提升耕地的可持續(xù)生產(chǎn)能力,提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力,為發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì),實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興提供了科技支撐,具有廣闊的應(yīng)用空間[3-5]。

針對(duì)玉米秸稈就地基料化與菇糧配置比例不明,傳統(tǒng)秸稈還田效率低,填充物投入成本高等問題,開展菇糧最佳配置研究,明確玉米秸稈量與大球蓋菇種植規(guī)模的最佳配置。開展最佳補(bǔ)充物料高值化利用技術(shù)研究,明確以玉米秸稈為主料的高產(chǎn)低耗高效基料的最佳配方。

1 材料與方法

1.1 供試菌株

大球蓋菇菌株由綿陽(yáng)市農(nóng)科院食用菌研究所提供。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于綿陽(yáng)市農(nóng)科院玉米地進(jìn)行,采用裂區(qū)設(shè)計(jì),主處理為菇糧配置比例,設(shè)4個(gè)處理;副處理為基料配方,設(shè)3個(gè)處理,詳見表1。重復(fù)3次,共36個(gè)小區(qū),小區(qū)面積6m2,菌床寬1m,菌床深約10cm,小區(qū)間走道寬30cm。9月29日鋪基料,將基料進(jìn)行預(yù)濕拌料,9月30日播菌種,菌種用量1.7袋/m2(標(biāo)準(zhǔn)袋18cm×36cm,由食用菌研究所提供),播種時(shí)將菌種掰成鴿子蛋大小,采用梅花形穴播法,菌種之間間隔5～8cm,播種后覆蓋3～5cm厚度的細(xì)土。

表1 試驗(yàn)處理及內(nèi)容

所選擇的基料要求新鮮干燥、未腐爛且無明顯的霉菌存在。將基料預(yù)濕拌料時(shí),邊加水邊攪拌,使得原材料吸飽水分變?nèi)彳洝?/p>

1.3 播種后田間管理

蓋上土壤后,安裝微噴系統(tǒng),采用微噴帶澆水灌溉,使得土壤表面濕潤(rùn)。此后見料面土壤發(fā)白就進(jìn)行噴水,保持表土濕潤(rùn)。待菌絲長(zhǎng)滿表土后,噴大水并保持通風(fēng),使得土壤表面菌絲倒伏,形成菌索,促進(jìn)其扭結(jié)成小原基。原基形成后,噴水要少噴、勤噴、細(xì)噴,使得原基逐漸膨大成子實(shí)體。

1.4 數(shù)據(jù)處理

觀察記載每個(gè)配方處理的菌絲生長(zhǎng)情況。稱取每天出菇重量,統(tǒng)計(jì)累計(jì)產(chǎn)量,觀察子實(shí)體形態(tài)特征,評(píng)價(jià)子實(shí)體的農(nóng)藝性狀,計(jì)算不同處理下的生物轉(zhuǎn)化率[6]等。分析不同處理下對(duì)大球蓋菇菌絲生長(zhǎng)的影響及產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)大球蓋菇菌絲生長(zhǎng)的影響

大球蓋菇播種后,菌絲生長(zhǎng)力旺盛,2～3d快速萌發(fā)并迅速長(zhǎng)滿整個(gè)箱面。菌絲上箱后開始倒伏,不斷扭結(jié)形成小原基。30d左右即可出菇,不同處理下對(duì)大球蓋菇菌絲生長(zhǎng)的影響如表2所示。從表2可以看出, 菇糧配置比例為1∶0.8、1∶0.6、1∶0.4,3種處理下,現(xiàn)原基時(shí)間無明顯的差別,但菇糧配比為1∶0.2的情況下,現(xiàn)原基時(shí)間晚于前3種處理,這可能與菌料厚度有關(guān),鋪的菌料越厚,菌絲生長(zhǎng)所需的時(shí)間更長(zhǎng),倒是現(xiàn)原基出菇時(shí)間晚于其他處理組。從原基數(shù)量可以看出,菇糧配置比例為1∶0.4的處理,原基數(shù)量較多;而菇糧配置比例為1∶0.8的處理組,原基數(shù)量明顯偏少。

表2 不同處理對(duì)大球蓋菇菌絲生長(zhǎng)的影響

2.2 不同處理對(duì)大球蓋菇產(chǎn)量的影響

大球蓋菇原基形成后,溫度合適及水分適宜的情況下,大約4～7d即可采收。由上表3數(shù)據(jù)可以看出,不同處理對(duì)大球蓋菇子實(shí)體品質(zhì)及產(chǎn)量有著顯著的影響,說明大球蓋菇菌絲及子實(shí)體的生長(zhǎng)與菌料之間有著密切的影響。菇糧配置比例為1：0.4時(shí),產(chǎn)量明顯高于其他配置比例。由上表可以看出,玉米秸稈與玉米芯的比例能顯著影響大球蓋菇的產(chǎn)量,玉米芯的添加量直接關(guān)系到大球蓋菇的產(chǎn)量,玉米芯添加越多,產(chǎn)量越高。當(dāng)菇糧配比為1∶0.4,添加1∶1同等比例的玉米芯時(shí),產(chǎn)量最高,達(dá)4484.14kg/667m2。

表3 不同處理對(duì)大球蓋菇產(chǎn)量的影響

大球蓋菇子實(shí)體品質(zhì)至關(guān)重要,由表3以看出,菇糧配比為1∶0.2時(shí),大球蓋菇品質(zhì)最佳,菇形圓整肉質(zhì)厚實(shí)且不易開傘。綜合大球蓋菇子實(shí)體品質(zhì)及產(chǎn)量,當(dāng)菇糧配比為1∶0.4,玉米秸稈∶玉米芯為1∶1時(shí),大球蓋菇子實(shí)體品質(zhì)佳,產(chǎn)量最高。

2.3 不同處理下大球蓋菇生物學(xué)轉(zhuǎn)化率分析

由表4以看出,不同處理下大球蓋菇生物學(xué)轉(zhuǎn)化率存在顯著差異,菇糧配比為1∶0.8,大球蓋菇的生物學(xué)轉(zhuǎn)化率明顯高于其它菇糧配置比例;菇糧配比為1∶0.2,大球蓋菇的生物學(xué)轉(zhuǎn)化率最低。當(dāng)菇糧配比為1∶0.8,玉米秸稈∶玉米芯為2∶1時(shí),大球蓋菇的生物學(xué)轉(zhuǎn)化率最高,為34.46%。當(dāng)菇糧配比為1∶0.2,玉米秸稈∶玉米芯為1∶0時(shí),大球蓋菇的生物學(xué)轉(zhuǎn)化率最低,僅為4.15%。

表4 不同處理下大球蓋菇生物學(xué)轉(zhuǎn)化率分析

3 討論

隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展,農(nóng)業(yè)廢棄物(作物秸稈、林果殘枝等)年產(chǎn)量數(shù)量龐大,如何解決這些農(nóng)業(yè)廢棄物是廣大學(xué)者聚焦的熱點(diǎn)問題。國(guó)家制定了諸多相應(yīng)的政策來解決農(nóng)業(yè)廢棄物資源的利用率,例如直接還田、制作飼料和生物有機(jī)肥、生產(chǎn)秸稈能源物質(zhì)等。四川丘陵及山區(qū)玉米種植面積大,產(chǎn)生的玉米秸稈較多,玉米秸稈主要是由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組成,直接還田效果欠佳,土壤微生物很難快速分解秸稈,還田培肥地力的效果緩慢。因此,如何有效緩解四川地區(qū)玉米秸稈是一個(gè)值得研究的問題。大球蓋菇屬于草腐菌,能直接利用水稻、玉米秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物作為自身菌絲生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),菌絲在生長(zhǎng)發(fā)育過程中能分解玉米秸稈中的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等物質(zhì)[7]。大球蓋菇是種養(yǎng)廢棄物循環(huán)利用的大背景下發(fā)展起來的食用菌新秀,由于其營(yíng)養(yǎng)豐富,顏色艷麗,肉質(zhì)肥厚口感佳,抗逆性強(qiáng)種植技術(shù)簡(jiǎn)單易行而受到廣泛關(guān)注。生產(chǎn)完大球蓋菇的菌渣可直接就地還田,不僅能增加土壤有機(jī)質(zhì),還能改善土壤,提高土壤肥力[5]。

筆者主要研究玉米秸稈基料化利用,通過設(shè)置不同的菇糧配置比例以及玉米秸稈與玉米芯的配置比例,研究不同處理下大球蓋菇菌絲生長(zhǎng)情況、子實(shí)體品質(zhì)、產(chǎn)量以及生物學(xué)轉(zhuǎn)化率,以此總結(jié)出適宜大球蓋菇種植的玉米秸稈菇糧配置比例以及玉米芯添加量。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出,大球蓋菇菌絲生長(zhǎng)能有效利用玉米秸稈,菌絲能快速侵入玉米秸稈并將其分解,播種20～30d菌絲基本完全侵入玉米秸稈和玉米芯,30d后菌絲扭結(jié)形成小原基。這表明利用玉米秸稈種植大球蓋菇,該方式簡(jiǎn)單易行,能實(shí)現(xiàn)玉米秸稈的充分利用。

針對(duì)玉米秸稈使用量,設(shè)計(jì)了4種不同的處理(1∶0.8、1∶0.6、1∶0.4、1∶0.2),以此來探索最佳的菇糧配置比例。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出,不同菇糧配置比例對(duì)現(xiàn)原基及原基數(shù)量有著明顯的差異。當(dāng)菇糧配比為1∶0.2時(shí),現(xiàn)原基的時(shí)間明顯晚于其它處理組,說明玉米秸稈使用量過多,會(huì)增加菌絲生長(zhǎng)發(fā)育的時(shí)間,從而導(dǎo)致現(xiàn)原基的時(shí)間加長(zhǎng)。當(dāng)菇糧配置比例為1∶0.4時(shí),原基數(shù)量較多,產(chǎn)量較高;而菇糧配置比例為1∶0.8的處理組,原基數(shù)量明顯偏少,產(chǎn)量低。這說明菇糧配比為1∶0.4時(shí),效果最佳;而菇糧配比為1∶0.8時(shí),產(chǎn)量低,表明玉米秸稈使用量少影響了大球蓋菇的產(chǎn)量。分析不同菇量配置比例下大球蓋菇生物學(xué)轉(zhuǎn)化率可以看出,菇糧配比為1∶0.8時(shí),生物學(xué)轉(zhuǎn)化率最高;而菇糧配比為1∶0.2時(shí),生物學(xué)轉(zhuǎn)化率最低。這說明大多數(shù)玉米秸稈被大球蓋菇菌絲生長(zhǎng)發(fā)育提供營(yíng)養(yǎng),但轉(zhuǎn)化為子實(shí)體的比例不高,這也可能與采收后期溫度升高,考慮下一季度玉米種植而提前結(jié)束采收有關(guān)。

前人試驗(yàn)表明,大球蓋菇菌絲生長(zhǎng)過程中利用單一秸稈效果不佳,添加一定比例的玉米芯能有效促進(jìn)大球蓋菇菌絲生長(zhǎng)及增加產(chǎn)量。因此,在本研究中,設(shè)置不同的玉米秸稈與玉米芯的配置比例,此次來探索最佳的玉米秸稈基料化利用配方。從試驗(yàn)結(jié)果來看,玉米芯的添加對(duì)大球蓋菇菌絲生長(zhǎng)、現(xiàn)原基時(shí)間沒有明顯的影響,但對(duì)大球蓋菇的產(chǎn)量有較大的影響。玉米芯添加量越多,產(chǎn)量越高;純秸稈處理組生物學(xué)轉(zhuǎn)化率明顯低于添加玉米芯的處理組,說明添加玉米芯能有效提高大球蓋菇的產(chǎn)量及生物學(xué)轉(zhuǎn)化率,單一秸稈的營(yíng)養(yǎng)成分是有限的,添加玉米芯使得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)更加多元化,這就提高了大球蓋菇的產(chǎn)量。

綜上所訴,對(duì)玉米秸稈基料化利用研究結(jié)果表明∶大球蓋菇能有效分解利用玉米秸稈,當(dāng)菇糧配置比例為1∶0.4,玉米秸稈與玉米芯的配置比例為1∶1時(shí),綜合效果最佳,生長(zhǎng)出的大球蓋菇菇形圓整肉質(zhì)厚實(shí)品質(zhì)佳,產(chǎn)量高。