童晨曉，鄒雙全，胡 坤1，，王曉朋，黃昭昶1，，毛艷玲*

（1.福建農(nóng)林大學資源與環(huán)境學院，福建福州 350002；2.土壤生態(tài)系統(tǒng)健康與調(diào)控福建省高校重點實驗室，福建福州 350002；3.自然生物資源保育利用福建省高校工程研究中心，福建福州 350002）

【研究意義】金線蓮（Anoectochilus roxburghii）為蘭科開唇蘭屬植物，別稱金線蘭、花葉開唇蘭等，因其具有良好的藥用價值而享有“藥王”之稱。金線蓮在我國主要分布于福建、廣東、廣西、臺灣等南方熱帶及亞熱地區(qū)。金線蓮全株均可食用，富含多糖、氨基酸、Vc、黃酮、多酚等成分，具有清涼解毒，消炎止痛、降血壓等功效[1]，其中金線蓮多糖對羥基自由基有良好的清除作用[2]。由于山地開發(fā)和生態(tài)環(huán)境破壞，野生金線蓮資源匱乏[3]。為保護野生金線蓮資源及滿足金線蓮的市場需求，人工栽培金線蓮成為了最有效的途徑。金線蓮為喜陰喜濕植物，對其生長環(huán)境要求高。目前，金線蓮栽培苗主要為組培苗，從組培環(huán)境下轉(zhuǎn)移至基質(zhì)后會由于環(huán)境劇變而嚴重影響其生長狀況[4]，因而基質(zhì)的選擇至關(guān)重要。福建省是食用菌生產(chǎn)大省，采收后會剩下大量的廢菌棒是最主要的廢棄物，由于廣大農(nóng)村地區(qū)廢棄物缺乏處置設(shè)施、農(nóng)民環(huán)保意識薄弱以及不規(guī)范的利用方式與習慣等[5]，導致資源浪費和環(huán)境污染?！厩叭搜芯窟M展】近年來，越來越多的研究表明，廢菌棒殘留大量菌絲和有益菌，并含有大量糖類、蛋白質(zhì)、脂肪、纖維素、N、P、K 以及微量元素等物質(zhì)，其營養(yǎng)成分是與天然有機肥相當?shù)目衫觅Y源[6]，能夠增加土壤肥力[7]，且廢菌棒分解后，能改善基質(zhì)結(jié)構(gòu)，使其具有更好的透氣蓄水能力[8]，與泥炭土相比，廢菌棒通氣性更好，滲透性強，持水量少。廢菌棒大中顆粒徑較多，泥炭小顆粒較多；廢菌棒通氣孔隙較多，泥炭土持水孔隙多；廢菌棒滲透系數(shù)大，泥炭土滲透系數(shù)?。粡U菌棒pH 較高，泥炭土pH 偏低[9]，如將其混合合理運用可以取長補短，減輕環(huán)境污染，并能帶來可觀的經(jīng)濟效益。生物炭具比表面積大、孔隙發(fā)達、富含碳素、表面官能團豐富等特點[10]，能中和酸性土壤，提高酶活性和速效養(yǎng)分[11]；木醋液可以改良土壤，減少病蟲害發(fā)生，并提高作物產(chǎn)量及品質(zhì)[12]。郝千萍等[13]發(fā)現(xiàn)廢菌棒和生物炭的單用和配用均可提高玉米的株高和葉綠素，減少重金屬污染。

【本研究切入點】目前，泥炭土為金線蓮主流的栽培基質(zhì)，但其成本高昂，而廢菌棒成本較低，且含有大量的養(yǎng)分，在此方面利用較少。【擬解決的關(guān)鍵問題】本試驗旨在利用廢菌棒替代泥炭土，并增施竹炭、稻谷炭、木醋液，通過測定金線蓮生長及品質(zhì)指標，篩選出適合金線蓮生長的替代比例，以期降低基質(zhì)成本，并減輕廢棄物造成的環(huán)境污染。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗采用金線蓮組培苗為試驗材料。廢菌棒取自古田縣食用菌生產(chǎn)企業(yè)，為香菇廢菌棒，原料為：棉籽殼、木屑、石灰、麩皮和玉米粉，去袋粉碎待用。木醋液提純于廢菌棒碳化過程的液化產(chǎn)物，其密度為1.02 g/cm3，pH 值4.07，有機酸含量為3.5%，全鉀含量為3.1 mg/L。泥炭土收購于河南普林園藝用品有限公司，pH 值6.80，有機質(zhì)含量為60.8%，總氮磷鉀分別為15.6 g/kg、12.6 g/kg 和3.0 g/kg。竹炭pH 為11.2，養(yǎng)分含量分別為：全氮6.9 g/kg、全磷2.0 g/kg、全鉀10.1 g/kg；稻殼炭pH 為7.85，養(yǎng)分含量分別為：全氮0.2 g/kg、全磷0.9 g/kg、全鉀4.8 g/kg。

1.2 試驗方法

本試驗采用盆栽栽培方式，選取生長狀況相似且無病蟲害侵染的金線蓮苗進行移栽。分別設(shè)置盆栽基質(zhì)為：100%泥炭土（T1），70%泥炭土+30%廢菌棒（T2），70%泥炭土+30%廢菌棒+木醋液（T3），40%泥炭土+50%廢菌棒+10%竹炭（T4），40%泥炭土+50%廢菌棒+10%稻谷炭（T5）。種植前將基質(zhì)混勻并加入多菌靈并保持濕潤，放置兩周后進行種植。各處理設(shè)置3個重復，每盆種植10株金線蓮苗。試驗期間各處理水肥管理、溫度及光照因子相同。

1.3 項目測定

移栽180 d后測量各處理金線蓮成活率、株高、莖粗、鮮質(zhì)量、根長、根數(shù)、不定根數(shù)、葉片數(shù)、葉長、葉寬數(shù)據(jù)；采收后取部分樣品冷藏保鮮，用2，6-二氯酚靛酚法測定Vc 含量；另一部分進行烘干，用于計算折干率和品質(zhì)分析。金線蓮游離氨基酸測定采用茚三酮法，總酚測定采用福林酚法，總黃酮測定采用紫外分光光度法，多糖測采用苯酚-硫酸法。

多糖的抗氧化性活性測定方法參照黃麗華等[14]的研究報告。對羥自由基清除作用參照Fenton體系，采用分光光度法，取2 mL各（0.1，0.5，1.0 mg/mL）質(zhì)量濃度的多糖提取液，分別加入2 mL的6 mmol/mL雙氧水、6 mmol/mL 硫酸亞鐵及6 mmol/mL 水楊酸-乙醇溶液，于37 ℃恒溫水浴30 min，用分光光度計510 nm處測定其吸光值A(chǔ)1。按以上相同方法分別測定用2 mL 去離子水代替多糖提取液（A2）和2 mL 去離子水代替6 mmol/mL雙氧水（A3）的吸光值。并按下式計算：

多糖提取液對亞硝酸根離子清除率測定：取2 mL 各（0.1，0.5，1.0 mg/mL）質(zhì)量濃度的多糖提取液于25 mL 容量瓶中，分別加入2 mL 的5μg/mL 亞硝酸鈉溶液，25 ℃放置30 min 后加入2 mL 的4 mg/mL 對氨基苯磺酸溶液，混勻靜置4 min 后加入1 mL 的2 mg/mL 鹽酸萘乙二胺溶液，用去離子水定容后25 ℃下放置15 min，用分光光度計538 nm 處測定其吸光值A(chǔ)1。同時測定相同方法下不加多糖提取液的空白對照（A2）和不加亞硝酸鈉（A3）時的吸光值，按下式計算：

多糖提取液對DPPH 清除率測定：取1 mL 各（0.1，0.5，1.0 mg/mL）質(zhì)量濃度的多糖提取液，分別加入5 mL的0.4μg/mL的DPPH 甲醇溶液，25 ℃避光條件下放置1 h后在517 nm處測定吸光值A(chǔ)1；相同方法下測定用1 mL甲醇替代提取液的吸光值A(chǔ)2。并按下式計算：

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)運用Excel 2016軟件統(tǒng)計分析，SPSS 18.0進行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對金線蓮生長的影響

2.1.1 不同處理對金線蓮根葉的影響 從表1 可以看出，T3（70%泥炭土+30%廢菌棒+木醋液）處理中金線蓮根長生長狀況最佳，顯著高于對照組T1，長達7.63 cm，較對照組增長30.65%，根長順序由大到小依次為T3，T1，T4，T5，T2；各組金線蓮根數(shù)和不定根數(shù)均無顯著性差異，根數(shù)由多到少依次為T3，T4，T2，T5，T1，其中T3 處理根數(shù)為4.32 條；T5 處理中不定根數(shù)最高達2.22 條，較對照組增長27.58%，不定根數(shù)由多到少依次為T5、T2、T3、T4和T1；結(jié)果表明，廢菌棒替代泥炭土后對金線蓮根部生長有一定的促進作用，但未達到顯著水平，而在30%廢菌棒替代泥炭土的條件下增施木醋液對根系生長效果最佳，且在根的生長上有顯著的效果。T5處理金線蓮葉片數(shù)最多，平均達5.25片，較對照提高11.46%，與T1處理有顯著性差異，各處理葉片數(shù)由多到少依次為T5、T4、T2、T3和T1。葉長和葉寬數(shù)值均無顯著性差異，葉長由大到小依次為T3、T4、T5、T2 和T1，其中T3 處理葉長最長為3.01 cm，較對照提高14.89%；葉寬由大到小依次為T5、T3、T4、T2 和T1，T5 處理中葉寬最大為2.13 cm，較對照提高13.29%。結(jié)果表明，不同處理對金線蓮葉片生長均有一定作用，且在50%廢菌棒替代下葉片數(shù)量更多，而混合使用廢菌棒和稻谷炭條件下對葉片數(shù)提高有顯著效果。

表1 不同處理對根葉的影響Tab.1 Effect of different treatment on roots and leaves

2.1.2 不同處理對金線蓮株高、莖粗、鮮質(zhì)量、成活率及折干率的影響 從表2 可以看出，各處理株高均高于對照組，且T3 處理的金線蓮株高與其他處理存在顯著差異，平均株高達14.49 cm，與對照組相比增長了16.57%，各處理中株高由大到小依次為T3、T4、T2、T5和T1；各處理莖粗無顯著性差異，莖粗由大到小依次為T3、T4、T5、T2 和T1，T3 處理中莖粗為2.87 mm，提高4.74%；各處理金線蓮鮮質(zhì)量大小依次為T3、T4、T5、T2和T1，T3處理質(zhì)量最大為2.28 g，較對照提高29.54%，存在顯著性差異；成活率由大到小依次為T4、T2、T3、T5 和T1，各處理成活率均顯著高于對照組。各處理金線蓮的折干率由大到小依次為T3、T2、T5、T4和T1，且T3 處理折干率最大為14.41%，與T1和T4存在顯著性差異，提高了45.44%。結(jié)果表明，廢菌棒替代泥炭土后均能顯著提高金線蓮折干率，30%泥炭土替代下金線蓮在折干率方面優(yōu)于50%廢菌棒替代的處理。

表2 不同處理對產(chǎn)量及成活率的影響Tab.2 Effect of different treatment on the yield and survival rate

結(jié)果表明，廢菌棒替代泥炭土能在一定程度上提高株高、莖粗、鮮質(zhì)量和折干率，并能顯著提高金線蓮成活率。30%廢菌棒替代下增施木醋液能顯著提高金線蓮株高，并對莖粗和鮮質(zhì)量有一定的提升，但無顯著效果。

2.2 不同處理對金線蓮品質(zhì)的影響

2.2.1 不同處理對金線蓮品質(zhì)指標含量的影響 Vc 為人體內(nèi)重要的抗氧化劑，在抗癌、治療貧血、膠原蛋白的合成和提高免疫力上有一定效果。由表3 可知，廢菌棒替代泥炭土處理均能顯著提升金線蓮Vc含量，各處理Vc 含量由大到小依次為T4、T2、T3、T5和T1，其中T2、T3、T4、T5處理的金線蓮Vc含量顯著高于對照組，分別為0.259 9，0.256 7，0.251 3，0.232 5 mg/g，較對照分別提高41.37%、39.60%、36.69%和26.49%。總黃酮、多糖、氨基酸和總酚是中藥藥材中的主要有效成分，為金線蓮內(nèi)主要的化學成分，具有清除自由基、降血糖等功能，植物酚類物質(zhì)具有抗氧化抗衰老的作用，具有一定的醫(yī)療保健作用。各處理的金線蓮總黃酮含量差異顯著，T3處理下的金線蓮總黃酮含量為10.07 mg/g，顯著高于其他處理，與對照相比提高了64.40%，總黃酮含量由大到小依次為T3、T5、T2、T4 和T1；各處理對金線蓮多糖含量并無顯著性差異，含量高低由大到小依次為處理T5、T4、T3、T1 和T2，其中T5 處理中的金線蓮多糖含量為60.93 mg/g，與對照相比提高了13.84%。由圖5 可知，各處理對金線蓮游離氨基酸含量均有顯著提升作用，除對照外各處理無明顯差異，各處理游離氨基酸含量由大到小依次為T5、T4、T3、T2和T1，其中T5處理金線蓮游離氨基酸含量為5.45%，與對照相比提高了20.88%。由表3可知，T3處理金線蓮總酚含量顯著高于其他處理（除T2 外），其含量為1.08%，與對照相比提高54.94%，各處理金線蓮總酚含量由大到小依次為T3、T2、T5、T1和T4。結(jié)果表明，使用廢菌棒替代泥炭土后對金線蓮總黃酮含量顯著性提升，但在增施木醋液后存在顯著性的差異，說明噴施木醋液能顯著提高金線蓮黃酮含量；在多糖方面，廢菌棒替代量提高時多糖含量有一定提升，但無顯著差異；使用310%及50%廢菌棒替代泥炭土能顯著提高金線蓮游離氨基酸含量；30%廢菌棒替代泥炭土條件下金線蓮總酚含量優(yōu)于50%廢菌棒替代，且在增施木醋液后總酚含量顯著高于對照。

表3 不同處理對品質(zhì)指標含量的影響Tab.3 Effect of different treatment on index of quality

圖1 不同處理多糖對羥基自由基消除率的影響Fig.1 Effect of different treatment polysaccharides on the elimination rate of hydroxyl radicals

圖2 不同處理多糖對亞硝酸根離子消除率的影響Fig.2 The effect of different treatment polysaccharides on the elimination rate of nitrite

2.3.3 不同處理對金線蓮多糖抗氧化活性的影響 如圖1 所示，金線蓮多糖對羥基自由基消除率隨多糖質(zhì)量濃度增加而提高，其中1 mg/mL 濃度的金線蓮多糖對羥基自由基的消除率最高，施用木醋液處理（T3）提升了21.21%，且各處理均有顯著提升。金線蓮多糖對亞硝酸根離子消除率隨多糖質(zhì)量濃度增加而提高（圖2），不同濃度金線蓮多糖對亞硝酸根離子的清除率在1 mg/mL 最佳，其中木醋液處理（T3）顯著高于其他處理，較對照提高19.21%，其他處理也均有顯著提升。金線蓮多糖對DPPH·自由基消除率如圖3 所示，DPPH·自由基消除率和金線蓮多糖含量呈正相關(guān)，且在1 mg/mL 濃度下效果最佳，其中木醋液T3 處理消除率顯著高于其他處理，較對照提高了34.31%，其他處理也均有顯著提高。

2.4 不同處理對金線蓮經(jīng)濟效益的影響

成本=組培苗成本+基質(zhì)成本，組培苗成本為94萬元/hm2，基質(zhì)成本包括泥炭土（8.40萬元/hm2）、廢菌棒（1.73 萬元/hm2）、木醋液（0.40萬元/hm2）、竹炭（57.76 萬元/hm2）和稻谷炭（9.74 萬元/hm2）的百分比用量成本；產(chǎn)值=產(chǎn)量×金線蓮市價，金線蓮價格參照市場價1 840 元/kg；經(jīng)濟效益=產(chǎn)值-成本。由表4可知，廢菌棒處理均能提高金線蓮盆栽種植的經(jīng)濟效益，經(jīng)濟效益由高到低依次為T3、T2、T4、T5 和T1。使用30%廢菌棒替代泥炭土和木醋液的T3 處理經(jīng)濟效益最佳，高達93.90 萬元，較對照提高111.49%，且30%廢菌棒替代后，成本上降低了22.56%，減少前期投入。廢菌棒代替泥炭土，不僅能降低成本，還能提高產(chǎn)量，有最佳的經(jīng)濟效益。

圖3 不同處理多糖對DPPH·自由基消除率的影響Fig.3 Effect of different treatment polysaccharides on the elimination rate of DPPH free radical

表4 不同處理對經(jīng)濟效益的影響Tab.4 Effects of different treatment on economic benefits

3 結(jié)論與討論

廢菌棒替代泥炭土在金線蓮生長和品質(zhì)上有一定的提升，并以30%廢菌棒替代處理效果更佳。本試驗結(jié)果表明，用廢菌棒替代泥炭土后，金線蓮生長和品質(zhì)上有提升作用，廢菌棒因其具備容重輕、孔隙度大、持水性強，透氣性好等優(yōu)點，且擁有良好的保水性，富含大量有機物和多種礦質(zhì)元素[15]。在胡誠志[16]的研究中也證明了廢菌棒對作物在表觀生長指標上有明顯的提升作用。廢菌棒使用對Vc含量上有顯著性的提升，這與劉忠中良等[17]在番茄上的試驗結(jié)果相符合。廢菌棒替代后，金線蓮的黃酮、多糖、游離氨基酸及總酚均有所提升，這可能與廢菌棒中富含的有機質(zhì)相關(guān)，促進金線蓮的養(yǎng)分吸收和提高有效成分的合成[18]；而在廢菌棒替代從30%到50%，金線蓮在生長指標上反而有所下降，不利于金線蓮生長，這與唐敏[19]在鐵皮石斛上的研究相似。

在30%廢菌棒替代泥炭土基礎(chǔ)上，施用木醋液能提高金線蓮生長和品質(zhì)，且在株高、黃酮含量和多糖抗氧化活性上有顯著提升。對比T2和T3處理可知，在30%廢菌棒替代后噴施木醋液對提高金線蓮生長和品質(zhì)有顯著的效果，木醋液中含大量酚類物質(zhì)[20]，對植物生長有一定促進作用[21]，且在閆鈺等[22]的研究中也證實適宜濃度的木醋液能提高作物的產(chǎn)量和Vc含量；酚類物質(zhì)上也有較大的提高，與林聰?shù)萚22]在葡萄上的試驗結(jié)果相符合。

70%泥炭土+30%廢菌棒+木醋液處理的金線蓮各項指標普遍高于對照組，并且在生長及品質(zhì)上總體效果最佳，是最值得推廣的基質(zhì)配比。從經(jīng)濟效益上分析，其成本低于純泥炭處理，且總體經(jīng)濟效益上提高111.52%。從環(huán)境效益上考慮，廢菌棒和木醋液為農(nóng)業(yè)廢棄物及其加工的副產(chǎn)品，其開發(fā)利用有益于減輕環(huán)境污染，提高資源的利用率。