金針菇鎘改良劑篩選研究

鄭　婧,林吟沁

(福建生物工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院　350007)

我國是世界上最早栽培食用菌的國家，已成為世界第一的食用菌生產(chǎn)大國。據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的《2016中國農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》與中國海關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2015年中國食用菌產(chǎn)值為1584.1億元，創(chuàng)匯30.5億美元。目前，食用菌商業(yè)化栽培30種、工廠化栽培7種，其中金針菇工廠化栽培技術(shù)成熟，在全國廣泛推廣。金針菇氨基酸含量高于一般蔬菜和菇類，尤其是賴氨酸含量特別高，具有促進(jìn)兒童智力發(fā)育的功能，而且金針菇味道鮮美，廣受消費(fèi)者喜愛。

食用菌產(chǎn)業(yè)有著不與人爭(zhēng)糧、不與糧爭(zhēng)地、不與地爭(zhēng)肥的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，但也存在自身的一些“缺點(diǎn)”，重金屬污染與富集是較為突出的問題。國內(nèi)研究人員施巧琴等[1]發(fā)現(xiàn)，香菇、鳳尾菇、金針菇及木耳等食用菌對(duì)汞、鉛、鎘、銅等重金屬均有不同程度的富集作用。近年來一些研究表明，食用菌對(duì)鎘等重金屬具有富集作用[2-3]。本研究探討了重金屬鎘對(duì)金針菇菌絲生長的影響，以及10種改良劑對(duì)鎘的去除效果，以期篩選出對(duì)金針菇鎘富集有明顯改良作用的改良劑。

1　材料與方法

1.1　試驗(yàn)材料與檢測(cè)方法

試驗(yàn)用金針菇品種為三明1號(hào)；供試用重金屬為1000 μg/mL鎘標(biāo)準(zhǔn)液；金針菇栽培料配方：棉籽殼40%、鋸木屑40%、麩皮18%、蔗糖1%、石膏粉1%、水適量；改良劑：有機(jī)肥、復(fù)合肥、鈣鎂磷肥、氫氧化鈣、碳酸鈣、磷酸二氫鉀、磷酸二氫鈉、磷酸二氫鈣、泥碳土、硅藻土。

參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB5009.15-2014中的濕式消解法測(cè)定金針菇中鎘含量。

1.2　試驗(yàn)方法

1.2.1重金屬鎘對(duì)金針菇菌絲生長的影響相關(guān)研究表明，重金屬能夠抑制植物的生長[3]。本試驗(yàn)研究不同濃度重金屬鎘對(duì)金針菇菌絲生長的影響。將金針菇菌種轉(zhuǎn)接活化3次，使菌種獲得較好的生長活性。配制含有15種不同鎘濃度的PDA培養(yǎng)基(表1)，將適量PDA培養(yǎng)基倒入生長管中，高壓滅菌后冷卻待用。在生長管內(nèi)接入大小相等的菌種塊，每種濃度設(shè)置5組重復(fù)。把生長管放入20℃的恒溫箱中培養(yǎng)，待菌絲長滿第1根生長管時(shí)測(cè)量菌絲長度。

表1　不同鎘含量的PDA培養(yǎng)基

1.2.2金針菇鎘改良劑初篩試驗(yàn)蔡軒等[4]的研究表明，在土壤中添加鈣鎂磷肥等作為改良劑能顯著降低土壤中鎘的有效態(tài)含量，因此金針菇鎘改良劑初篩試驗(yàn)中采用了鈣鎂磷肥等10種改良劑作為備選。用轉(zhuǎn)接過3次的金針菇菌株制作原種瓶，20℃培養(yǎng)25 d后原種瓶菌絲長滿作栽培種使用。金針菇栽培料重金屬鎘添加量為2 μg/g，對(duì)照組不添加改良劑，改良劑處理添加量為20 000 μg/g。

菌包制作好后常壓滅菌，滅菌完自然降溫后第3 d接種。接種后22 d菌包走菌基本完成，第25 d將菌包移入人工氣候菇房在13℃下對(duì)菌包進(jìn)行低溫刺激。等菌袋口形成密集菇蕾時(shí)開袋，開袋后用制冷機(jī)組在9℃冷風(fēng)下吹蕾。再生菇蕾重新長出時(shí)對(duì)菌包進(jìn)行套包、吊包等日常管理。開袋后第20 d左右開始采收金針菇，采收的金針菇按不同試驗(yàn)組進(jìn)行烘干、粉碎、過20目篩備測(cè)。金針菇樣品按國標(biāo)GB5009.15-2014方法測(cè)定鎘含量。

1.2.3金針菇鎘改良劑復(fù)篩試驗(yàn)相關(guān)研究[5]表明，重金屬改良劑添加量的改良效果有明顯差異，呈現(xiàn)不同的規(guī)律。為了解初篩試驗(yàn)中效果比較好的幾種改良劑不同添加量對(duì)鎘的改良效果，對(duì)3種效果好的改良劑設(shè)置不同的添加梯度進(jìn)行研究。制作金針菇栽培料時(shí)，栽培料中重金屬鎘添加量為1 μg/g，對(duì)照組不添加改良劑，每種改良劑設(shè)3個(gè)添加量，分別為10 000 μg/g、20 000 μg/g、30 000 μg/g。菌絲生長管理同初篩試驗(yàn)。

2　結(jié)果與分析

2.1　不同濃度重金屬鎘對(duì)金針茹菌絲生長的影響

比較金針菇在不同濃度重金屬鎘培養(yǎng)基中生長23 d的生長量，并對(duì)其進(jìn)行方差分析(采用SPSS軟件進(jìn)行分析，選擇單因素ANOVA分析，方差一致時(shí)用LSD/Duncan進(jìn)行檢驗(yàn)，以下同)，結(jié)果見表2。培養(yǎng)基中重金屬鎘含量低于5 μg/mL時(shí)，金針菇菌絲長度與沒有鎘含量處理(培養(yǎng)基1)差異不顯著，菌絲生長速度為0.73～0.78 cm/d；當(dāng)培養(yǎng)基中金屬鎘含量超過5 μg/mL時(shí)，菌絲生長受到顯著影響，而且隨著鎘濃度的增加菌絲生長受到抑制的程度愈大；鎘濃度達(dá)到或高于20 μg/mL時(shí)，菌絲長度少于10 cm；鎘濃度達(dá)到或高于60 μg/mL時(shí)，菌絲不再生長，完全受到抑制。表明低濃度的重金屬鎘(低于5 μg/mL)對(duì)菌絲生長沒有顯著影響，高濃度的重金屬鎘(達(dá)到或超過5 μg/mL)能顯著抑制金針菇菌絲生長。

表2　不同濃度重金屬鎘對(duì)金針茹菌絲生長的影響

2.2　金針菇鎘改良劑初篩結(jié)果

向金針菇栽培料中添加10種改良劑(表3)進(jìn)行初篩試驗(yàn)，結(jié)果表明，添加改良劑各處理的金針菇鎘含量均較對(duì)照處理顯著降低，特別是碳酸鈣、磷酸二氫鉀、磷酸二氫鈣對(duì)降低鎘含量效果顯著，與對(duì)照組相比，金針菇鎘含量分別降低了34.26%、43.55%、48.82%。

表3　金針菇添加不同改良劑處理的菌絲鎘含量

2.3　金針菇鎘改良劑復(fù)篩結(jié)果

選取初篩試驗(yàn)改良效果較好的碳酸鈣、磷酸二氫鉀、磷酸二氫鈣3種改良劑進(jìn)行復(fù)篩試驗(yàn)，設(shè)計(jì)3種劑量添加到金針菇栽培料中，結(jié)果見表4。隨著改良劑添加量的增加，金針菇菌絲鎘含量呈降低趨勢(shì)；3種改良劑添加量為1000 μg/g，菌絲鎘含量顯著低于沒有添加劑的處理，且以磷酸二氫鈣處理效果最好；磷酸二氫鉀和磷酸二氫鈣添加量為3000 μg/g處理的菌絲鎘含量較不添加改良劑的對(duì)照處理降低45.77%和52.24%，均顯著低于其他處理。

表4　改良劑不同添加量處理的金針菇菌絲鎘含量

3　結(jié)論

低濃度(低于5 μg/g)的重金屬鎘對(duì)金針菇菌絲生長影響不顯著，但高濃度(高于5 μg/g)的重金屬鎘會(huì)顯著抑制菌絲生長，且鎘含量越高抑制效果越明顯，鎘含量達(dá)到60 μg/g時(shí)，菌絲不再生長。

改良劑能有效降低金針菇中鎘的含量，其中以碳酸鈣、磷酸二氫鉀、磷酸二氫鈣3種改良劑的效果較好；增加改良劑添加量可以降低菌絲中的鎘含量，在本試驗(yàn)中栽培料中添加3%磷酸二氫鈣改良效果最好。

參考文獻(xiàn)：

[1]施巧琴,林琳,陳哲超,等.重金屬在食用菌中的富集及對(duì)其生長代謝的影響[J].真菌學(xué)報(bào),1991,10(4):301-311.

[2]劉曉燕.食用菌中幾種重金屬含量的測(cè)定[J].廣州化工,2014,42(19):115-117.

[3]簡(jiǎn)敏菲,史雅甜,陳濤.重金屬鎘、鉛脅迫下濕地植物丁香蓼的生理生化特征研究[J].江西師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2017,41(1):93-98.

[4]蔡軒,龍新憲,種云霄，等.無機(jī)-有機(jī)混合改良劑對(duì)酸性重金屬復(fù)合污染土壤的修復(fù)效應(yīng)[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2015,35(12):3991-4002.

[5]吳玉俊,周航,楊文弢，等.組配改良劑對(duì)污染稻田中Pb、Cd、Cu和Zn鈍化效果持續(xù)性比較[J].環(huán)境科學(xué),2016,37(7):2791-2798.