以蘑菇菌渣作为肥料对糯玉米氨基酸含量的影响

南晓洁，周 伟，郭 尚

（山西农业大学山西功能食品研究院，太原 030031）

0 引言

糯玉米，也叫蜡质玉米，作为一类聚多糖类物质[1]，以独特的胚乳淀粉组成和优异的食用品质而颇受欢迎[2]。然而，近年来随着集约化栽培模式的普及，生产中化肥的不合理施用甚至过量施用导致土壤营养遭到破坏、生态环境质量持续下降，严重降低玉米产量和品质。因此，在玉米生产中应用含有大量营养元素及有效活性成分的有机肥、生物肥替代或部分替代化学肥料的施用已成为必然趋势。中国已成为世界上食用菌生产第一大国，栽培食用菌收获产品后剩下的培养基即菌渣[3]的数量逐渐增多，集中堆放、处理不当已成为制约食用菌行业发展的重要瓶颈问题之一。面对食用菌菌渣利用率较低[4]的现状，如何在规模化生产食用菌的今天，不断提升菌渣的综合利用率已成为相关领域的重要研究方向。

针对玉米有机肥料及生物肥料的施用，王修康等[5]研究发现新型海藻肥配施传统复合肥显著提高春玉米的株高、茎粗、SPAD值和干物质量，王东升等[6]研究表明在化肥减施条件下，配施生物有机肥和氨基酸叶面肥可以提高玉米产量并改善玉米品质。而对食用菌菌渣的利用研究多聚焦于可用于小白侧耳[7]、香菇[8]、黑木耳[9]、草菇[10]等食用菌栽培基质，用于樱桃番茄[11]、水稻[12]、番茄[13]、黄瓜[14]等果蔬育苗或栽培基质，也可用于饲料[15-16]、产生沼气[17]、有机肥资源[18-20]以及生态环境修复材料[21-23]、改良土壤[24]等诸多方面。而关于以蘑菇菌渣作为肥料施用于玉米，对其营养成分影响的研究鲜见文献报道。本课题组则是基于双孢蘑菇菌渣中含有尚未被完全利用的营养物质、残留菌丝体及其他生物活性物质的考量，将其作为生物质肥料代替易造成土壤板结、环境污染、作物品质下降等诸多食品安全问题的化学肥料，施用于糯玉米种植。通过对籽粒氨基酸含量进行分析，阐明施用蘑菇菌渣对糯玉米营养成分的影响，以期在改良土壤的同时，提升作物品质，为实现废弃资源高效利用、粮食安全生产提供支撑。

1 材料和方法

1.1 试验材料

以山西农业大学山西功能食品研究院山阴基地的双孢蘑菇培养基废料作为供试菌渣肥料，糯玉米品种‘晋糯18’和‘晋糯20’购自山西大丰种业公司。

1.2 仪器与设备

DA7250型近红外分析仪：瑞典波通仪器公司。

1.3 试验方法

1.3.1 试验时间、地点 试验于2020年在山西农业大学太谷试验站进行，试验地年均气温9.7℃，年均降水量475.9 mm，全年日照时数2530.8 h，肥力均等偏中上。

1.3.2 试验设计 试验共设4个处理，每个品种各设置2个处理，详见表1。采用随机区组设计，3次重复，12个小区。试验于2019年5月1日播种，小区长5 m，9行，行距60 cm，株距30 cm，每穴点籽2粒，重复3次。播种后及时进行田间管理保证玉米生长。菌渣于播种前3天一次性施入农田。

表1 试验处理

1.4 数据分析

数据用SPSS 16进行统计分析，数据整理采用Microsoft Excel 2010进行。差异显著性用Duncan法，显著性水平为5%。

2 结果与分析

2.1 谷氨酸相对含量

如图1所示，施用菌渣作为肥料对‘晋糯18’和‘晋糯20’鲜食籽粒谷氨酸相对含量的影响不显著。施用菌渣后‘晋糯18’和‘晋糯20’鲜食籽粒的谷氨酸相对含量均高于未施用。其中，T18较CK18高3.53%，T20较CK20仅高2.94%，且CK18＜CK20，T18＜T20，说明‘晋糯18’鲜食籽粒的谷氨酸相对含量低于‘晋糯20’。

图1 施用蘑菇菌渣对糯玉米鲜食籽粒谷氨酸相对含量的影响

2.2 甘氨酸相对含量

如图2所示，施用菌渣作为肥料对‘晋糯18’和‘晋糯20’鲜食籽粒甘氨酸相对含量有显著影响。施用菌渣后‘晋糯18’和‘晋糯20’鲜食籽粒的谷氨酸相对含量均显著高于未施用。其中，T18较CK18高13.11%，T20较 CK20高 10.40%，且 CK18＜CK20，而 T18=T20，说明对照组的‘晋糯18’鲜食籽粒的甘氨酸相对含量低于‘晋糯20’，而随着菌渣的施用，二者含量趋于相等。

图2 施用蘑菇菌渣对糯玉米鲜食籽粒甘氨酸相对含量的影响

2.3 精氨酸相对含量

如图3所示，施用菌渣作为肥料对‘晋糯18’和‘晋糯20’鲜食籽粒精氨酸相对含量有显著影响。施用菌渣后‘晋糯18’和‘晋糯20’鲜食籽粒的精氨酸相对含量均高于未施用。其中，T18较CK18高11.29%，T20较CK20高 12.50%，且 CK18＜CK20，T18＜T20，说明‘晋糯 18’鲜食籽粒的精氨酸相对含量略低于‘晋糯20’。

图3 施用蘑菇菌渣对糯玉米鲜食籽粒精氨酸相对含量的影响

2.4 丙氨酸相对含量

如图4所示，施用菌渣作为肥料对鲜食籽粒丙氨酸相对含量有显著影响。施用菌渣后‘晋糯18’和‘晋糯20’鲜食籽粒的丙氨酸相对含量均高于未施用。其中，T18较 CK18高 10.87%，T20较 CK20高 7.5%，且 CK18＜CK20，T18＜T20，说明对照组‘晋糯18’鲜食籽粒的丙氨酸相对含量低于‘晋糯20’，随着菌渣的施用，‘晋糯18’丙氨酸相对含量增幅较大，T18仅是略低于T20。

图4 施用蘑菇菌渣对糯玉米鲜食籽粒丙氨酸相对含量的影响

2.5 赖氨酸相对含量

如图5所示，施用菌渣作为肥料对‘晋糯18’和‘晋糯20’鲜食籽粒赖氨酸相对含量无显著影响。施用菌渣后‘晋糯18’和‘晋糯20’鲜食籽粒的赖氨酸相对含量均高于未施用。其中，T18较CK18高5.88%，T20较CK20高6.25%，且CK18＞CK20，T18＞T20，说明‘晋糯18’鲜食籽粒的赖氨酸相对含量高于‘晋糯20’。

图5 施用蘑菇菌渣对糯玉米鲜食籽粒赖氨酸相对含量的影响

2.6 酪氨酸相对含量

如图6所示，施用菌渣作为肥料对‘晋糯18’和‘晋糯20’鲜食籽粒酪氨酸相对含量影响显著。施用菌渣后‘晋糯18’和‘晋糯20’鲜食籽粒的酪氨酸相对含量均高于未施用。其中，T18较CK18高12.15%，T20较CK20高 11.32%，且 CK18＞CK20，T18＞T20，但‘晋糯 18’鲜食籽粒的酪氨酸相对含量仅略高于‘晋糯20’。

图6 施用蘑菇菌渣对糯玉米鲜食籽粒酪氨酸相对含量的影响

2.7 天冬氨酸相对含量

如图7所示，施用菌渣作为肥料对‘晋糯18’和‘晋糯20’鲜食籽粒天冬氨酸相对含量影响显著。施用菌渣后‘晋糯18’和‘晋糯20’鲜食籽粒的天冬氨酸相对含量均有所升高。其中，T18较CK18高12.14%，T20较CK20高9.42%，且CK18＞CK20，T18＞T20，说明‘晋糯18’鲜食籽粒的天冬氨酸相对含量高于‘晋糯20’，且随着菌渣的施用，‘晋糯18’相对含量增幅较大。

图7 施用蘑菇菌渣对糯玉米鲜食籽粒天冬氨酸相对含量的影响

2.8 总氨基酸相对含量

如图8所示，施用菌渣作为肥料对‘晋糯18’和‘晋糯20’鲜食籽粒总氨基酸相对含量影响显著。施用菌渣后‘晋糯18’和‘晋糯20’鲜食籽粒的总氨基酸相对含量均有所升高。其中，T18较CK18增加了9.56%，T20较CK20增加了9.18%，且 CK18＜CK20，T18＞T20，说明对照组‘晋糯18’鲜食籽粒的总氨基酸低于‘晋糯20’，随着菌渣的施用，‘晋糯18’反而略高于‘晋糯20’。

图8 施用蘑菇菌渣对糯玉米鲜食籽粒总氨基酸相对含量的影响

3 讨论

食用菌菌渣氨基酸齐全，其中许多氨基酸含量和氨基酸总量与玉米接近[25]。此外，菌渣中不仅含有大量的菌丝体蛋白、多糖以及多种微量元素，而且还存在着多种微生物及酶等其他活性物质，有研究表明，以食用菌菌渣作为肥料，主要是通过提高土壤养分、增加土壤微生物，达到改善土壤环境的效果，从而影响作物根系发育和幼苗生长，来提高农作物的产量和品质[26-27]。

韩建东[28]研究团队先后利用工厂化金针菇菌渣、刺芹侧耳菌渣作为主要栽培原料代替或部分代替常规棉籽壳培养料栽培秀珍菇和肺形侧耳，经对子实体营养成分进行分析测定，结果为施用菌渣栽培得到的秀珍菇中常规营养成分、氨基酸、微量元素的含量均显著提高，特别是在风味氨基酸含量方面尤为显著；添加菌渣栽培得到的肺形侧耳的子实体粗蛋白、氨基酸含量有所提高[29]。袁滨[30]利用杏鲍菇菌渣栽培白背毛木耳，提高产量、增加相对净收益的同时，其子实体中粗蛋白、氨基酸等营养成分含量也有所增加。秦艳梅等[31]利用香菇菌渣配以适量的磷钾复合肥或微生物磷钾肥替代有机肥种植麻山药，结果显示其蛋白质、总氨基酸等营养成分均有显著增加。上述试验均表明利用食用菌菌渣二次种菇或种植农作物，不仅可以降低栽培成本，而且丰富了子实体或作物的营养成分含量。

本研究则是着眼于肥沃耕地土壤、保护生态环境、提升作物品质与安全的角度，采用双孢蘑菇菌渣作为肥料用于2个山西省农业生产重点推广主导玉米品种的种植，通过对鲜食籽粒氨基酸含量的测定，探索菌渣对糯玉米营养品质的影响。研究表明，利用蘑菇菌渣种植‘晋糯18’和‘晋糯20’，其鲜食籽粒的谷氨酸、甘氨酸、精氨酸、丙氨酸、赖氨酸、酪氨酸、天冬氨酸和总氨基酸相对含量均较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、天冬氨酸和总氨基酸相对含量为显著提高(P＜0.05)，这与韩建东团队的研究结果一致[28-29]。施用蘑菇菌渣后，‘晋糯18’和‘晋糯20’中呈鲜味氨基酸的谷氨酸和天冬氨酸相对含量较对照分别提高3.53%和2.94%、12.14%和9.42%。作为儿童氨基酸的精氨酸显著提高11.29%和12.50%。作为甜味氨基酸的甘氨酸、丙氨酸、赖氨酸分别提高13.11%和10.40%、10.87%和7.5%、5.88%和6.25%，这与袁滨[30]、秦艳梅[31]等的研究结果一致。此外，对照组‘晋糯18’鲜食籽粒的甘氨酸和总氨基酸相对含量低于‘晋糯20’，但随着蘑菇菌渣的施用，‘晋糯18’甘氨酸和总氨基酸趋近等于甚至略高于‘晋糯20’。说明施用蘑菇菌渣对糯玉米鲜食籽粒氨基酸含量的提升具有促进作用，但品种不同响应不一。

4 结论

本研究对蘑菇菌渣种植‘晋糯18’和‘晋糯20’鲜食籽粒氨基酸相对含量进行了初步研究，证实了施用菌渣的氨基酸相对含量均较未施用的有所增加，增幅在2.94%～13.11%之间。表明利用蘑菇菌渣种植糯玉米对提高品质具有很好的促进作用，具有较好的推广应用价值。通过本研究以期为废弃菌渣高效利用、食品安全及品质提升等方面提供支撑和保障，为创建资源节约型、环境友好型农业奠定良好基础。