覆土含水量對(duì)雙孢蘑菇產(chǎn)量、質(zhì)量及子實(shí)體水分利用的影響

王 倩，雋加香，張津京，宋曉霞，陳 輝，趙 妍，余昌霞，黃建春

(上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所，農(nóng)業(yè)部南方食用菌資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國(guó)家食用菌工程技術(shù)研究中心，國(guó)家食用菌加工技術(shù)研發(fā)分中心，上海市農(nóng)業(yè)遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 201403)

雙孢蘑菇子實(shí)體含有90%—95%的水分[1]，栽培過(guò)程中水分的供應(yīng)十分重要。雙孢蘑菇生長(zhǎng)發(fā)育所需的水分來(lái)自于培養(yǎng)料和覆土[2]，在栽培過(guò)程中，培養(yǎng)料的含水量是不能調(diào)節(jié)的，但是可以在適當(dāng)?shù)脑耘嚯A段對(duì)覆土層進(jìn)行水分補(bǔ)充，提高覆土含水量。已有研究證實(shí)，提高覆土含水量可以增加雙孢蘑菇產(chǎn)量[3-5]。本課題組之前的研究也證實(shí)，采用含水量高的覆土材料可以顯著提高雙孢蘑菇產(chǎn)量，并增加子實(shí)體的單重[6]。

目前，有關(guān)不同含水量的覆土對(duì)雙孢蘑菇的生長(zhǎng)發(fā)育以及子實(shí)體對(duì)覆土層和培養(yǎng)料層水分利用的影響鮮有研究。Kalberer通過(guò)在一潮菇子實(shí)體形成過(guò)程中對(duì)覆土層進(jìn)行澆水處理[7]以及采用不同厚度(3cm和6cm)的覆土[1-2]研究了子實(shí)體對(duì)培養(yǎng)料和覆土的水分吸收，結(jié)果表明：在不考慮水分蒸發(fā)的前提下，子實(shí)體從培養(yǎng)料中吸收的水分占54%—83%，從覆土中吸收的水分占17%—46%；水分的吸收量隨不同菇潮、覆土層厚度和采收時(shí)間而異。在實(shí)際生產(chǎn)中，水分蒸發(fā)不可避免，蘑菇利用水分生長(zhǎng)并通過(guò)蒸發(fā)作用進(jìn)行養(yǎng)分輸送[8]，對(duì)覆土層和培養(yǎng)料層流失的水分如何分配用于子實(shí)體生長(zhǎng)和蒸發(fā)作用的研究還未見(jiàn)報(bào)道。

為了更好地了解雙孢蘑菇生長(zhǎng)與水分之間的關(guān)系，為栽培過(guò)程中水分的調(diào)控管理提供參考，本研究使用不同含水量的覆土，并在出菇前期及轉(zhuǎn)潮期通過(guò)補(bǔ)水方式維持設(shè)定含水量，比較不同覆土含水量對(duì)雙孢蘑菇產(chǎn)量及質(zhì)量的影響，監(jiān)測(cè)采收過(guò)程中不同處理覆土層和培養(yǎng)料層的含水量變化情況，分析覆土層和培養(yǎng)料層水分利用情況及用于子實(shí)體膨大和蒸發(fā)作用的水分比例。

1 材料與方法

1.1 菌種

雙孢蘑菇(Agaricusbisporus)A15麥粒種購(gòu)于美國(guó)Sylvan公司。

1.2 覆土準(zhǔn)備

泥炭購(gòu)于長(zhǎng)春喜禾泥炭開(kāi)發(fā)有限公司。使用前取適量泥炭放置在烘箱中(105 ℃)烘干至恒重，測(cè)定其初始含水量，并用pH計(jì)測(cè)定其初始pH。由于泥炭偏酸性，泥炭覆土制作時(shí)需要添加石灰將pH調(diào)為7.5左右。根據(jù)其初始含水量進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)添加相應(yīng)量的自來(lái)水使泥炭最終含水量分別為60%、65%、70%和75%。

1.3 出菇試驗(yàn)

試驗(yàn)在上海聯(lián)中食用菌專(zhuān)業(yè)合作社進(jìn)行，塑料栽培筐的內(nèi)徑長(zhǎng)寬高分別為38.5 cm×27.5 cm×14 cm。將以麥草和雞糞為主原料的培養(yǎng)料進(jìn)行常規(guī)的一次發(fā)酵和二次發(fā)酵，二次發(fā)酵結(jié)束后，按照7‰的播種量將雙孢蘑菇麥粒種與二次料混合均勻，填料至栽培筐，裝料量為5.7 kg筐，發(fā)菌16—17 d，待菌絲長(zhǎng)滿(mǎn)二次發(fā)酵料后進(jìn)行覆土，厚度4 cm。每個(gè)處理18筐，在床架上隨機(jī)排列。覆土當(dāng)天取樣，測(cè)定各處理的覆土含水量和培養(yǎng)料含水量，記錄每筐覆土質(zhì)量及栽培筐質(zhì)量。

覆土后通過(guò)調(diào)節(jié)空氣溫度和循環(huán)風(fēng)風(fēng)量，控制料溫在25—27 ℃，相對(duì)濕度控制在95%—98%。覆土后4—7 d每天噴水，使覆土含水量維持在設(shè)定的60%、65%、70%、75%。第8天搔菌，搔菌后待菌絲恢復(fù)過(guò)夜，將菇房空氣溫度逐漸降至16 ℃，增加通風(fēng)，使CO2濃度降至1.2‰以下，保持菇房相對(duì)濕度90%左右，誘導(dǎo)子實(shí)體形成。

待菇蕾長(zhǎng)至豌豆大小，每筐補(bǔ)水100 mL。第2天稱(chēng)量所有栽培筐，每個(gè)處理取6個(gè)質(zhì)量相等的筐標(biāo)記。取其中3個(gè)筐將覆土層及培養(yǎng)料層分開(kāi)，分別稱(chēng)重，并將覆土層與培養(yǎng)料層分別混合均勻后取樣，測(cè)定其含水量。所有栽培筐一潮菇采收完畢后稱(chēng)重，記錄一潮菇產(chǎn)量。標(biāo)記過(guò)的另外3個(gè)筐將覆土層及培養(yǎng)料層分開(kāi)，測(cè)定覆土和培養(yǎng)料的質(zhì)量及含水量。通過(guò)覆土層和培養(yǎng)料層采摘前后的質(zhì)量及含水量，計(jì)算覆土層和培養(yǎng)料層的失水量。覆土和培養(yǎng)料的總失水量與蘑菇產(chǎn)量的差值計(jì)為水分蒸發(fā)量。計(jì)算覆土層和培養(yǎng)料層的失水比例及用于蘑菇產(chǎn)量和蒸發(fā)的水分比例。

一潮菇采收后及時(shí)清理床架上的菇根，將覆土補(bǔ)水至設(shè)定含水量。待菇蕾長(zhǎng)至豌豆大小，稱(chēng)重所有剩余栽培筐，按照上述一潮菇的方法取6個(gè)質(zhì)量相等的筐標(biāo)記。測(cè)定二潮菇采收前后覆土層和培養(yǎng)料層的含水量，分析二潮菇水分流動(dòng)及利用情況，統(tǒng)計(jì)蘑菇產(chǎn)量。二潮菇采收結(jié)束后，按上述方法處理剩余栽培筐，并統(tǒng)計(jì)三潮菇數(shù)據(jù)。

1.4 商品菇外觀品質(zhì)評(píng)價(jià)

各處理選取每菇20個(gè)大小均勻的子實(shí)體(等級(jí)A[9])，稱(chēng)單重，用游標(biāo)卡尺測(cè)量菌蓋直徑、菌蓋厚度、菌柄長(zhǎng)度和菌柄直徑；參照GB 5009.3—2010[10]測(cè)定子實(shí)體水分含量并換算為干物質(zhì)量。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 17.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 覆土含水量對(duì)雙孢蘑菇產(chǎn)量的影響

由圖1可見(jiàn)，隨著覆土含水量的增加，雙孢蘑菇總產(chǎn)量及培養(yǎng)料生物學(xué)效率逐漸增加。覆土含水量為60%、65%、70%和75%時(shí)，雙孢蘑菇總產(chǎn)量分別為872 g筐、1 067 g筐、1 236 g筐和1 469 g筐，生物學(xué)效率分別為51.0%、62.4%、72.3%和85.9%。對(duì)覆土含水量和雙孢蘑菇產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)性分析可知，二者呈高度正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.998?？梢?jiàn)，在栽培過(guò)程中提高覆土含水量，有助于提高雙孢蘑菇產(chǎn)量。

n=5； B.E：生物學(xué)效率；不同小寫(xiě)字母表示在P<0.05水平上差異顯著圖1 覆土含水量對(duì)雙孢蘑菇產(chǎn)量和生物學(xué)效率的影響Fig.1 Effects of casing soil water content on A.bisporus yields and biological efficiency values

2.2 不同覆土含水量對(duì)雙孢蘑菇質(zhì)量的影響

與商業(yè)栽培模式類(lèi)似，在試驗(yàn)條件下，雙孢蘑菇一潮菇質(zhì)量最好，子實(shí)體菌蓋直徑、菌蓋厚度、菌柄長(zhǎng)度及菌柄直徑均高于二、三潮菇，子實(shí)體單重最高；其次是二潮菇；三潮菇子實(shí)體最小，單重最低。不同含水量的覆土生產(chǎn)的雙孢蘑菇一潮菇子實(shí)體大小有差異，覆土含水量越高，子實(shí)體越大，單重越高；不同含水量覆土生產(chǎn)的二潮菇和三潮菇雙孢蘑菇子實(shí)體大小沒(méi)有顯著差異。另外，覆土含水量對(duì)一、二、三潮菇子實(shí)體含水量及干物質(zhì)量的影響也不同?？偟膩?lái)說(shuō)，二潮菇子實(shí)體含水量高于一潮菇和三潮菇。覆土含水量對(duì)一潮菇子實(shí)體含水量及干物質(zhì)量影響不顯著，含水量約為90.6%，干物質(zhì)量約為9.4%。二潮菇和三潮菇受覆土含水量的影響較大。隨著覆土含水量的增加，二潮菇和三潮菇子實(shí)體含水量增加，干物質(zhì)量減少，三潮菇表現(xiàn)更為明顯。

表1 覆土含水量對(duì)雙孢蘑菇外觀品質(zhì)的影響

1st，一潮菇；2nd，二潮菇；3rd，三潮菇;數(shù)據(jù)為20個(gè)重復(fù)的均值±SD；不同小寫(xiě)字母表示同一潮菇在P< 0.05水平上差異顯著；下同

2.3 采收過(guò)程中不同處理覆土及培養(yǎng)料含水量的變化

雙孢蘑菇子實(shí)體的水分來(lái)自于覆土和培養(yǎng)料。由圖2可見(jiàn)，隨著采收的進(jìn)行，每潮菇覆土的含水量降低，至轉(zhuǎn)潮期各處理補(bǔ)充水分后含水量升高(圖2a)。一、二、三潮菇不同覆土含水量處理的水分降低量分別為1.7%、3.1%、4.0%、6.4%，2.6%、3.8%、3.2%、3.9%和1.1%、1.7%、2.1%、2.1%。含水量高的覆土為雙孢蘑菇子實(shí)體生長(zhǎng)提供了更多水分。覆土層為子實(shí)體生長(zhǎng)發(fā)育提供的水分是有限的，如覆土含水量為75%的處理，一潮菇結(jié)束后，覆土含水量由76.7%降至70.3%，此時(shí)覆土含水量雖然高于其他3個(gè)處理的初始含水量，但并不能為子實(shí)體生長(zhǎng)提供更多水分。由圖2b可以看出，其余水分由培養(yǎng)料層提供。

各處理培養(yǎng)料一潮菇采收期間的水分降低量為2%—3%，二潮菇采收期間水分降低量約為0.5%，三潮菇采收期間水分降低量為0.3%(圖2b)，培養(yǎng)料層為雙孢蘑菇生長(zhǎng)發(fā)育提供的水分隨菇潮進(jìn)行逐漸降低。不同覆土含水量的處理，采收期間培養(yǎng)料含水量不同。覆土含水量高的處理，菇蕾期培養(yǎng)料含水量高，且在采收期間培養(yǎng)料的平均含水量均維持在較高水平。

圖2 雙孢蘑菇采收過(guò)程覆土和培養(yǎng)料含水量變化Fig.2 Changes of water content in casing soil and compost during harvesting time of A.bisporus

2.4 雙孢蘑菇采收過(guò)程覆土和培養(yǎng)料水分利用分析

為明確雙孢蘑菇采收期間子實(shí)體對(duì)覆土層和培養(yǎng)料層水分的利用情況，計(jì)算了覆土層和培養(yǎng)料層的失水量以及用于子實(shí)體生長(zhǎng)和蒸發(fā)的用水量(表2)。

表2 雙孢蘑菇采收過(guò)程覆土和培養(yǎng)料水分利用分析

水分的利用與雙孢蘑菇產(chǎn)量呈正相關(guān)。首先，從菇潮來(lái)看，覆土、培養(yǎng)料的失水量及總水分流動(dòng)量隨采菇潮次降低，一潮菇總水分流動(dòng)為900—1 252 g筐，二潮菇為566—973 g筐，三潮菇為295—702 g筐，這與圖2中覆土和培養(yǎng)料含水量的變化趨勢(shì)一致；同時(shí)，一、二、三潮菇雙孢蘑菇產(chǎn)量分別為439—617 g筐、283—505 g筐、149—346 g筐，產(chǎn)量逐漸降低，水分的提供和利用對(duì)雙孢蘑菇產(chǎn)量有直接影響。其次，每潮菇覆土含水量越高的處理，覆土的失水量越高，培養(yǎng)料的失水量及總水分流動(dòng)量越高，雙孢蘑菇的產(chǎn)量越高。

覆土的含水量與覆土的失水量呈正相關(guān)，同時(shí)覆土層與培養(yǎng)料層的水分利用是同步的。覆土的失水量高，培養(yǎng)料的失水量也高，總水分流動(dòng)增加，這在不同菇潮和不同含水量的覆土處理中都有體現(xiàn)。

覆土層提供了采收期間21%—49%的水分，培養(yǎng)料層提供了51%—79%的水分。與覆土相比，培養(yǎng)料為采收期間雙孢蘑菇生長(zhǎng)發(fā)育提供了更多水分。培養(yǎng)料的水份含量是固定的，隨著一潮菇水分的大量流失，至二潮菇和三潮菇，培養(yǎng)料提供的水分比例逐漸減少。覆土層可以在轉(zhuǎn)潮期間進(jìn)行水分補(bǔ)充，故為二潮菇和三潮菇提供的水分比例增加。

覆土的失水量與培養(yǎng)料的失水量、子實(shí)體產(chǎn)量、水分蒸發(fā)量呈正相關(guān)。每潮菇覆土和培養(yǎng)料提供的水分，用于子實(shí)體生長(zhǎng)和蒸發(fā)作用的水分比例約為1∶1，該比例不因菇潮的不同和覆土含水量的不同而改變。

3 結(jié)論與討論

雙孢蘑菇采收過(guò)程中，覆土和培養(yǎng)料提供水分供應(yīng)子實(shí)體進(jìn)行蒸騰作用及果實(shí)膨大。除此之外，覆土、培養(yǎng)料及子實(shí)體中的微生物以及蘑菇菌絲的呼吸作用會(huì)產(chǎn)生微量代謝水，本研究沒(méi)有對(duì)此進(jìn)行考慮。

在栽培過(guò)程中，提高覆土的含水量，可以提高雙孢蘑菇產(chǎn)量，并增加子實(shí)體單重，本研究驗(yàn)證了這一觀點(diǎn)，并通過(guò)對(duì)采收過(guò)程中覆土及培養(yǎng)料含水量變化及水分利用情況進(jìn)行分析，探討覆土含水量與雙孢蘑菇生長(zhǎng)發(fā)育及子實(shí)體水分利用之間的關(guān)系。

含水量高的覆土為雙孢蘑菇生長(zhǎng)發(fā)育提供更多水分。這體現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一，覆土含水量高，由覆土直接提供的水分多；第二，覆土含水量高的處理，培養(yǎng)料層提供的水分也多，總水分利用量高。所以，提高覆土的含水量所導(dǎo)致的蘑菇產(chǎn)量增加、子實(shí)體單重增加不僅是因?yàn)楦餐恋淖饔?，更重要的是提高了培養(yǎng)料的水分及養(yǎng)分利用。

本研究中覆土最高含水量為75%，該覆土在一潮菇期間含水量由76.7%降至70.3%，失水量為503 g筐，盡管覆土中還有大量水未被利用，但并沒(méi)有提供更多水分。而該階段培養(yǎng)料失水量為748 g筐，遠(yuǎn)高于覆土失水量。這說(shuō)明除覆土的水分供應(yīng)外，培養(yǎng)料需要大量的水分流動(dòng)帶動(dòng)養(yǎng)分的輸送支持子實(shí)體生長(zhǎng)。另外，本研究中，覆土含水量高的處理保證了采收期間培養(yǎng)料含水量維持在相對(duì)較高的水平?？梢酝茢?，這降低了蘑菇菌絲和培養(yǎng)料溶液之間的水位梯度，更利于水分及養(yǎng)分的輸送，所以增加覆土含水量，培養(yǎng)料層的失水量增加，且培養(yǎng)料的生物學(xué)轉(zhuǎn)化效率提高。

Griffin[11]嘗試從能量的角度研究水分與雙孢蘑菇生長(zhǎng)之間的關(guān)系，指出覆土或者培養(yǎng)料的水勢(shì)是基質(zhì)勢(shì)和滲透勢(shì)的總和。之后一些研究[12-13]指出，雙孢蘑菇子實(shí)體的產(chǎn)量與覆土基質(zhì)勢(shì)的關(guān)系十分密切。測(cè)定覆土中雙孢蘑菇菌絲細(xì)胞、子實(shí)體菌絲細(xì)胞、覆土和培養(yǎng)料溶液的水勢(shì)，將有助于進(jìn)一步了解雙孢蘑菇吸收和轉(zhuǎn)移水分的機(jī)理。

覆土的失水量與培養(yǎng)料的失水量、子實(shí)體產(chǎn)量、水分蒸發(fā)量呈正相關(guān)。本研究中，生產(chǎn)雙孢蘑菇子實(shí)體和用于蒸發(fā)的水分比例約1∶1，該比例不隨蘑菇采收潮次和覆土含水量的不同而改變。Kalberer[1-2,7]在研究雙孢蘑菇水分利用情況時(shí)，假設(shè)水分的蒸發(fā)完全來(lái)自覆土，培養(yǎng)料中沒(méi)有蒸發(fā)。但是本研究證實(shí)，不同潮次、不同覆土含水量的處理，水分的蒸發(fā)量均大于覆土失水量，這說(shuō)明蒸發(fā)的水分部分來(lái)自于培養(yǎng)料。對(duì)覆土、培養(yǎng)料分別提供于子實(shí)體生長(zhǎng)和蒸發(fā)作用的水分比例進(jìn)行定量測(cè)定將有助于了解雙孢蘑菇水分和養(yǎng)分的供應(yīng)關(guān)系。