李建欣，葛桂民，黃 文，申愛民

（鄭州市蔬菜研究所，河南 鄭州 450015）

河南省食用菌栽培面積和產(chǎn)量均居全國第一[1]。食用菌采摘結(jié)束后的菌渣體積龐大，科學(xué)利用是解決食用菌生產(chǎn)廢棄物處理問題的有效途徑。利用當(dāng)?shù)睾椭苓叺膹U棄菌渣進行發(fā)酵，生產(chǎn)有機肥，不僅可以解決食用菌生產(chǎn)的廢物處理問題，而且增加了有機肥生產(chǎn)的原料來源。菌渣含有豐富的菌體蛋白質(zhì)、多種生物活性酶和有機質(zhì)[2]，發(fā)酵后不僅可以混配其他介質(zhì)作為蔬菜育苗基質(zhì)[3]和栽培基質(zhì)[4]，還可以制作肥力持久、養(yǎng)分全面的菌渣有機肥[5]。大量研究表明，菌渣還田可提高作物的品質(zhì)和產(chǎn)量，已被初步研究的作物有小白菜、大白菜、黃瓜、甜瓜、番茄、小麥、玉米、水稻、板栗等[6-14]。菌渣還田還可降低大白菜硝酸鹽含量[7]，提高黃瓜口感[8]。菌渣水浸液可提高黃瓜對枯萎病的抗病性[15]。菌渣不僅營養(yǎng)豐富，還含有大量有益菌群，是一種優(yōu)良的生物有機肥資源[11，16]。因此，菌渣發(fā)酵制作有機肥在作物栽培中的應(yīng)用前景十分廣闊。有關(guān)菌渣直接還田的報道很多，但是，發(fā)酵制作為商品有機肥，并在生產(chǎn)中應(yīng)用的研究尚未見報道。

近年來，蔬菜生產(chǎn)更加注重口感和品質(zhì)，因此，口感番茄應(yīng)運而生?？诟蟹鸭春橇枯^高、糖酸比適宜、味道鮮美、酸甜可口的番茄品種。目前，市場上流行的口感番茄可溶性固形物含量一般在6.5%以上，糖酸比在8～10?？诟蟹褍r格昂貴，仍深受消費者喜愛，在采摘園和都市周邊種植面積逐漸擴大。但是，口感番茄產(chǎn)量低，栽培難度較大。種植戶為追求產(chǎn)量，仍采用傳統(tǒng)番茄栽培方法，重施化肥，甚至超量施用化肥，輕施有機肥，或不施有機肥，導(dǎo)致生產(chǎn)不出相應(yīng)的高品質(zhì)產(chǎn)品。因此，在口感番茄栽培中，施肥技術(shù)如有機肥的種類和用量以及配合化肥的合適比例，是生產(chǎn)上急需解決的關(guān)鍵問題，而這方面的研究仍未見報道。由于菌渣有機肥營養(yǎng)全面，同時又具備廢物利用、環(huán)保節(jié)約的特點，本試驗研究了菌渣發(fā)酵有機肥和玉米秸稈發(fā)酵有機肥配施過磷酸鈣作基肥以及單施化肥對口感番茄光合特性、品質(zhì)、產(chǎn)量和抗病性的影響，以探索菌渣有機肥在口感番茄栽培中的應(yīng)用效果。

1 材料和方法

1.1 材料

供試有機肥包括菌渣有機肥和玉米秸稈有機肥（主要養(yǎng)分含量見表1），均由鄭州市蔬菜研究所與鶴壁市禾盛生物科技有限公司聯(lián)合研制。其中，菌渣有機肥主要原料為雙孢菇菌渣，秸稈有機肥主要原料為玉米秸稈，2 種類型的有機肥均添加適量輔料和發(fā)酵菌發(fā)酵而成，已制成商品有機肥并在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。

表1 2種有機肥的主要養(yǎng)分含量Tab.1 Main nutrient contents of two organic fertilizers %

供試口感番茄品種為金色童年，無限生長類型，中小果，適合生食，風(fēng)味獨特，酸甜可口，由鄭州市蔬菜研究所番茄課題組提供；化肥為氮磷鉀三元復(fù)合肥（15-15-15）、磷酸二銨（N 18%、P2O546%）、硫酸鉀（K2O 54%）和過磷酸鈣（P2O512%），由河南心連心化工集團有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗設(shè)計

1.2.1 不同種類肥料的篩選 秋季栽培試驗于2020 年8 月在鄭州市蔬菜研究發(fā)展中心日光溫室內(nèi)進行。溫室內(nèi)土壤類型為壤土，0～20 cm 土壤基本理化性質(zhì)如下：土壤容重為1.39 g/cm3，總孔隙度46.7%，pH值6.92，電導(dǎo)率1.08 ds/m，有機質(zhì)7.38 g/kg，堿解氮75.8 mg/kg，速效磷25.4 mg/kg，速效鉀108.6 mg/kg。試驗設(shè)3 個處理，分別為菌渣有機肥配施化肥（T1）、玉米秸稈有機肥配施化肥（T2）、單施化肥（T3），重復(fù)3 次。隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積15 m2，試驗面積共135 m2。壟上雙行定植，株距40 cm，壟距150 cm，每小區(qū)定植50株。常規(guī)田間管理，滴灌水肥。定植前，將不同處理的化肥和有機肥作為基肥一次性均勻撒入土壤，然后翻耕、整平、起壟。

口感番茄于2020 年7 月15 日50 孔穴盤育苗，8月20 日定植，常規(guī)管理，每株留5 穗果。3 個處理均隨滴灌追施水溶肥2 次，第1 次追肥量為磷酸二銨75 kg/hm2+硫酸鉀75 kg/hm2，第2 次追肥量為磷酸二銨75 kg/hm2+硫酸鉀120 kg/hm2，追肥時間分別為第1 穗果和第3 穗果直徑1.5～2.0 cm 時。不同處理的施肥量見表2。

表2 不同處理的施肥量Tab.2 Fertilization amount of different treatments

1.2.2 菌渣有機肥不同施入量的篩選 為了篩選菌渣有機肥在口感番茄栽培中的適宜用量，進行春季栽培試驗，試驗于2020 年12 月5 日育苗，2021 年3月10日定植，菌渣有機肥的用量設(shè)5個水平，分別為6 000（S1）、12 000（S2）、18 000（S3）、24 000（S4）、30 000（S5）kg/hm2，過磷酸鈣用量仍為750 kg/hm2，栽培模式、追肥種類及用量同2020 年秋季栽培試驗。重復(fù)3次，隨機區(qū)組排列。

1.3 測定指標(biāo)和方法

1.3.1 光合參數(shù)和葉綠素含量 定植后60～70 d，即2020 年10 月20—30 日，選擇晴朗天氣10：00—12：00，從每小區(qū)中隨機選取10株具代表性的植株，用便攜式光合儀Li-6400（Li-COR，USA）測定莖頂向下第5 片葉的凈光合速率、胞間CO2濃度、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率。同時選取莖頂向下第4片葉用葉綠素儀（SPAD-502 Plus）測定葉綠素含量。

1.3.2 產(chǎn)量指標(biāo) 每小區(qū)選擇長勢基本相同的連續(xù)10 株，自第1 次采摘開始，記錄單株產(chǎn)量和小區(qū)產(chǎn)量。2020 年秋季栽培試驗于2021 年2 月25 日試驗結(jié)束。2021 年春季栽培試驗于2021 年6 月20 日結(jié)束。

1.3.3 品質(zhì)指標(biāo) 選取第3 穗果實測定品質(zhì)指標(biāo)。每小區(qū)隨機選取2.5 kg 有代表性的、充分成熟的番茄測定各項指標(biāo)?？扇苄怨绦挝锖坎捎檬殖痔嵌扔嫞≒AL-1）測定，可溶性糖測定采用蒽酮比色法，可滴定酸測定采用酸堿滴定法，維生素C 含量測定采用2，6-二氯酚靛酚滴定法，番茄紅素含量測定采用高效液相色譜分析法。樣品送至農(nóng)業(yè)農(nóng)村部果品及苗木質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心（鄭州）進行檢測。

1.3.4 抗病性 統(tǒng)計2020 年秋季栽培試驗各小區(qū)自定植至末穗果收獲結(jié)束時的死株數(shù)、病毒病株數(shù)、灰霉病株數(shù)、臍腐病株數(shù)，并計算死株率、發(fā)病率。死株率=每小區(qū)死株數(shù)/小區(qū)總株數(shù)×100%，發(fā)病率=每小區(qū)發(fā)病株數(shù)/小區(qū)總株數(shù)×100%。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用DPS V17.10 軟件統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)，用Duncan’s 法進行多重比較（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種類肥料對口感番茄光合特性的影響

由表3 可知，有機肥的施入能增加番茄葉綠素含量，其中T1 處理SPAD 值最高，為69.22，T2 處理為68.59，T3 處理為65.21。T1 與T2 差異不顯著，但二者均顯著高于單施化肥的T3 處理。T1 處理番茄功能葉的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率最高，其次是T2 處理，單施化肥的T3 處理最低；胞間CO2濃度以T3 處理最高，T1 處理最低。T1 與T2 處理差異不顯著，二者與T3處理差異顯著。

表3 不同種類肥料對口感番茄功能葉光合特性的影響Tab.3 Effect of different kinds of fertilizer on photosynthetic character of functional leaves of taste tomato

2.2 不同種類肥料對口感番茄品質(zhì)的影響

由表4 可知，T1 處理可溶性固形物含量、可溶性糖含量、糖酸比和維生素C含量均高于其他處理?？傻味ㄋ岷咳咧g差異不顯著。T1 處理果實可溶性固形物和維生素C 含量與T2 處理差異不顯著，二者和T3 處理差異顯著。3 個處理間番茄紅素含量差異顯著，T1 處理含量最高，其次是T2 處理，T3 處理最低。表明發(fā)酵菌渣有機肥可有效改善番茄品質(zhì)和口感。T1 處理的番茄果實可溶性固形物含量、可溶性糖含量、糖酸比、維生素C 和番茄紅素含量比T2 處理分別增加9.8%、11.8%、8.1%、0.6%和4.4%，比T3 處理分別增加37.7%、35.3%、37.5%、14.5%和18.1%。

表4 不同種類肥料對口感番茄品質(zhì)的影響Tab.4 Effect of different kinds of fertilizer on quality of taste tomato

2.3 不同種類肥料對口感番茄抗病性的影響

有機肥可改善土壤團粒結(jié)構(gòu)，培肥地力[17]，增加作物抗性。由表5 可知，T1 處理番茄的抗病性較高，死株率為0.53%，病毒病發(fā)病率為0，灰霉病發(fā)病率為0.59%，臍腐病發(fā)病率為6.50%。T2 處理臍腐病發(fā)病率最低，為6.24%，而單施化肥的T3 處理，達到7.92%。施入菌渣有機肥比單施化肥死株率、灰霉病和臍腐病發(fā)病率分別下降49.5%、33.7%和17.9%。

表5 不同種類肥料對口感番茄抗病性的影響Tab.5 Effect of different kinds of fertilizer on disease resistance of taste tomato %

2.4 不同種類肥料對口感番茄產(chǎn)量的影響

由表6 可知，T1 處理的產(chǎn)量比T2、T3 處理分別增加4.01%和11.11%，T2 比T3 處理增產(chǎn)6.82%。表明，菌渣有機肥和玉米秸稈有機肥可以增加口感番茄產(chǎn)量，與秸稈有機肥相比，菌渣有機肥的效果更顯著。

表6 不同種類肥料對口感番茄產(chǎn)量的影響Tab.6 Effect of different kinds of fertilizer on yield of taste tomato

2.5 不同施入量菌渣有機肥對口感番茄品質(zhì)的影響

由表7可知，隨著菌渣有機肥施用量的增加，口感番茄果實中的可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、維生素C、番茄紅素含量等逐漸增加，達到一定水平時增幅減緩。S2、S3、S4 和S5 處理的可溶性固形物含量顯著高于S1 處理。S3、S4 和S5 處理的可溶性糖和維生素C 含量顯著高于S2 和S1 處理。隨著菌渣有機肥施用量的增加，S2—S5 處理可滴定酸含量的增加幅度較小。S3處理的糖酸比最高，與其他處理差異均顯著。S3、S4 和S5 處理的番茄紅素含量顯著高于S1 處理。綜上，S3、S4 和S5 處理口感番茄的品質(zhì)指標(biāo)差異不顯著，但S3處理的糖酸比最高，口感最好。

表7 不同施入量菌渣有機肥對口感番茄品質(zhì)的影響Tab.7 Effect of different amount of mushroom residue fertilizer on quality of taste tomato

2.6 不同施入量菌渣有機肥對口感番茄產(chǎn)量的影響

由表8可知，隨著菌渣有機肥施用量的增加，口感番茄的產(chǎn)量逐漸增加，達到S3 處理時，增加幅度迅速減小并趨于平穩(wěn)。S3—S5 處理的單株產(chǎn)量差異不顯著，S1—S5 相鄰處理間的單株產(chǎn)量增產(chǎn)百分比分別為10.64%、7.05%、1.20%和0.60%，小區(qū)產(chǎn)量增產(chǎn)百分比分別為10.43%、7.28%、1.65%和0.71%。因此，雖然S5 處理產(chǎn)量最高，但是S3—S5 處理的施肥水平對產(chǎn)量的影響差異并不大。

表8 不同施入量菌渣有機肥對口感番茄產(chǎn)量的影響Tab.8 Effect of different amount of mushroom residue fertilizer on yield of taste tomato

3 結(jié)論與討論

3.1 菌渣有機肥對口感番茄葉綠素含量的影響

菌渣中含有豐富的纖維素分解酶、木質(zhì)素分解酶、木質(zhì)素過氧化物酶等活性酶類，還含有葡萄糖、棉子糖寡糖、氨基酸等小分子有機物質(zhì)以及食用菌生長過程中產(chǎn)生的生物活性物質(zhì)[18-20]。因此，菌渣作為微生物“過腹”的有機物料，具備了生物有機肥的優(yōu)點[11]。菌渣作為有機肥還田對作物生長發(fā)育和地力提升有顯著促進作用[17]。研究表明，有機肥可增加作物葉綠素含量[21]，其用量影響作物光合能力的強弱和產(chǎn)量的高低。本研究結(jié)果表明，菌渣有機肥和秸稈有機肥作基肥比單施化肥可顯著提高番茄功能葉SPAD 值。這可能與有機肥的持續(xù)礦化釋放營養(yǎng)元素有關(guān)[22]。

3.2 菌渣有機肥對口感番茄功能葉光合作用的影響

光合作用的強弱受葉肉細胞光合能力和氣孔導(dǎo)度的雙重影響。本研究中凈光合速率和氣孔導(dǎo)度與胞間CO2濃度的變化相反，番茄功能葉光合性能的改變是由非氣孔因素導(dǎo)致，非氣孔因素造成了CO2的積累，阻礙了CO2的利用，使作物光合速率下降，施入有機肥降低了胞間CO2濃度，改善了不利因素的影響。本研究結(jié)果表明，施用菌渣有機肥和玉米秸稈有機肥較單施化肥均顯著提高了番茄功能葉凈光合速率、氣孔導(dǎo)度，降低了胞間CO2濃度，這與馮克云等[23]有關(guān)棉花有機肥配施化肥的研究結(jié)果一致?？赡茉蚺c土壤中氮肥能夠充足且持續(xù)的供給有關(guān)，一方面有機肥可以增加土壤脲酶和酸性磷酸酶活性，促進土壤尿素水解和有機肥中磷的礦化，增加土壤有機質(zhì)含量，提高了土壤肥力，另一方面減少了氮肥被土壤的固定，提高了土壤養(yǎng)分的利用率[24]。

3.3 菌渣有機肥對口感番茄品質(zhì)的影響

可溶性固形物、可溶性糖和有機酸含量是番茄果實風(fēng)味品質(zhì)形成的基礎(chǔ)。糖酸比是評價口感番茄風(fēng)味的重要指標(biāo)，糖酸比越大，果實風(fēng)味品質(zhì)越好，適宜的糖酸比在6.0 以上[25]。據(jù)報道，有機肥可提高番茄果實中可溶性糖、番茄紅素、維生素C、可溶性蛋白含量，同時提高糖酸比和果實風(fēng)味[26]。熊小興等[6]、徐學(xué)忠等[7]、李勝杰等[8]、趙自超等[9]研究也表明，菌渣有機肥可增加小白菜、大白菜、甜瓜和黃瓜的維生素C和可溶性糖含量。這可能是因為菌渣有機肥中含有較多的酶類、糖類和生長促進劑等物質(zhì)[27]。本研究結(jié)果顯示，菌渣有機肥和玉米秸稈有機肥均可以提高口感番茄果實風(fēng)味，顯著增加番茄果實中維生素C 和番茄紅素含量，且菌渣有機肥優(yōu)于玉米秸稈有機肥。

3.4 菌渣有機肥對口感番茄抗病性的影響

充分發(fā)酵腐熟的有機肥可提高植物抗病性，其原理可能是有機肥中含有多種發(fā)酵菌、細菌、活性酶、蛋白質(zhì)、氨基酸等，這些成分作用于作物根部，誘導(dǎo)植株產(chǎn)生抗病性。至今已發(fā)現(xiàn)多種植物可被誘導(dǎo)產(chǎn)生抗病性，包括小麥、玉米、馬鈴薯、棉花、西瓜等重要作物[28]。有研究表明，寡雄腐霉對植物無毒性，對環(huán)境安全，能在番茄根系周圍定殖，拮抗或寄生多種植物病原菌，誘導(dǎo)番茄產(chǎn)生抗病性[29]。發(fā)酵菌渣有機肥養(yǎng)分豐富，成分復(fù)雜多樣[11]，其中的特定活性因子誘導(dǎo)了番茄的抗病性。本研究表明，菌渣有機肥和秸稈有機肥均可顯著提高番茄的抗病性，番茄死株率、灰霉病發(fā)病率、病毒病發(fā)病率和臍腐病發(fā)病率均顯著低于單施化肥，而且菌渣有機肥優(yōu)于秸稈有機肥。臍腐病是由于缺鈣造成的，施用秸稈有機肥處理的臍腐病發(fā)病率最低，可能是玉米秸稈有機肥中鈣含量較高，降低了臍腐病的發(fā)病率。而單施化肥處理的臍腐病發(fā)病最嚴重，可能是土壤團粒結(jié)構(gòu)不良、鹽漬化等原因使土壤中鈣的吸收受阻。

3.5 菌渣有機肥對口感番茄產(chǎn)量的影響

李燕青等[30]研究發(fā)現(xiàn)，施用有機肥可顯著提高土壤肥力，促進作物生長，提高作物產(chǎn)量。有機肥部分替代氮肥施用后土壤肥力顯著提升，土壤全氮和有機質(zhì)含量增加明顯，生菜產(chǎn)量顯著增加[31]。郭寧等[32]研究發(fā)現(xiàn)，施入生物有機肥，可使番茄增產(chǎn)15.29%。菌渣有機肥具備生物有機肥的特點，而且疏松多孔，有利于土壤團粒結(jié)構(gòu)的形成，增加土壤透氣性和保水力，促進植物對養(yǎng)分吸收，從而提高作物的產(chǎn)量[33]。陳雯雯等[34]研究結(jié)果表明，菌渣可以促進花生對土壤養(yǎng)分的固持和吸收，從而提高產(chǎn)量。本試驗結(jié)果表明，施用菌渣有機肥和玉米秸稈有機肥比單施化肥均顯著提高口感番茄的產(chǎn)量，菌渣有機肥優(yōu)于秸稈有機肥。因為菌渣有機肥中的大量有益菌群，可使土壤中微生物種類和數(shù)量增加，有利于養(yǎng)分的分解和釋放，充足持續(xù)的養(yǎng)分供應(yīng)提高了番茄的產(chǎn)量；另外，有機肥可刺激植株根系生長，使其吸收營養(yǎng)和水分的面積增大，有利于葉片的光合作用，使作物產(chǎn)量增加。

3.6 不同菌渣有機肥施用量對口感番茄品質(zhì)和產(chǎn)量的影響

本試驗結(jié)果表明，隨著菌渣有機肥施用量的增加，番茄果實可溶性固形物、可溶性糖、維生素C 和番茄紅素的積累量呈現(xiàn)先快速增加后增幅下降并趨于平緩的趨勢。這一臨界點的施肥量便是適宜的用量，過量的菌渣有機肥使番茄的可滴定酸含量增加，糖酸比下降，口感變差。根據(jù)本研究中5個處理的綜合表現(xiàn)，18 000 kg/hm2施肥量處理口感番茄糖酸比最高，且品質(zhì)佳。隨著菌渣有機肥施用量的增加，番茄產(chǎn)量快速增高，達到18 000 kg/hm2時，產(chǎn)量增加幅度變小，并趨于平穩(wěn)，但未下降。這可能是一定范圍內(nèi)腐熟的菌渣有機肥用量和化肥配施已達到了番茄生產(chǎn)所需要的營養(yǎng)要求，因此，再增加菌渣有機肥的用量雖然沒有使產(chǎn)量下降，但對增產(chǎn)已無意義。這與杜中平等[35]、孫利萍等[36]的研究結(jié)果不同，隨著羊糞施用量增加番茄品質(zhì)和產(chǎn)量先增加后下降，可能與羊糞EC 值過高或者腐熟不徹底有關(guān)，大量施肥造成植株生長發(fā)育受阻，從而導(dǎo)致品質(zhì)和產(chǎn)量的下降。

綜上所述，菌渣有機肥用于口感番茄金色童年的栽培，番茄功能葉葉綠素含量、凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率均顯著高于單施化肥，胞間CO2濃度顯著低于單施化肥。植株葉色濃綠，莖稈粗壯，番茄果實可溶性固形物、可溶性糖、糖酸比、維生素C 和番茄紅素含量顯著高于單施化肥，其抗病性提高明顯，病毒病發(fā)病率為0，灰霉病、臍腐病和死株率下降顯著。施入菌渣有機肥處理（12 000 kg/hm2）的產(chǎn)量為50.52 t/hm2，比單施化肥栽培增產(chǎn)11.11%，比玉米秸稈有機肥栽培增產(chǎn)4.01%。適宜的菌渣有機肥施用量為18 000 kg/hm2，此時口感番茄糖酸比最高，達到了8.96，可溶性糖含量為4.75%，可溶性固形物含量為8.67%，產(chǎn)量為55.31 t/hm2。菌渣有機肥配合化肥的合適施用量及方法為菌渣有機肥18 000 kg/hm2和過磷酸鈣750 kg/hm2作為基肥一次性施入，磷酸二銨150 kg/hm2和硫酸鉀195 kg/hm2作為追肥在口感番茄結(jié)果期分2次施入。

本試驗中，菌渣有機肥在提高口感番茄產(chǎn)量、品質(zhì)和抗病性等方面比玉米秸稈有機肥略勝一籌，二者均優(yōu)于單施化肥。隨著農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展，秸稈直接還田越來越普遍，秸稈作為有機肥廠家的生產(chǎn)原料越來越少，因此，在生產(chǎn)中利用各種食用菌菌渣，添加適當(dāng)比例畜禽糞，生產(chǎn)以菌渣為主要原料的有機肥前景廣闊。