添加不同輔料對大球蓋菇生長及秸稈降解的影響

楊四蔭，張明富，王小波，徐曉燕

添加不同輔料對大球蓋菇生長及秸稈降解的影響

楊四蔭，張明富，王小波，徐曉燕通信作者

（天津農(nóng)學(xué)院農(nóng)學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院，天津 300384）

為提高水稻秸稈資源利用效率，研究了在水稻秸稈中添加稻殼、木屑等輔料對大球蓋菇的生長及秸稈降解的影響。結(jié)果表明，添加木屑促進(jìn)了大球蓋菇菌絲的生長，子實(shí)體鮮重和生物學(xué)效率提高了10.0%，原料消耗率提高了8.8%。添加稻殼也促進(jìn)了大球蓋菇菌絲的生長，子實(shí)體鮮重和生物學(xué)效率提高了15.7%，原料消耗率提高了13.1%。添加木屑和稻殼分別使纖維素降解率提高了9.9%和11.5%。水稻秸稈種植大球蓋菇后，秸稈中有機(jī)碳、氮、磷含量降低，而鉀含量增加，添加稻殼對秸稈碳、氮、磷、鉀含量變化沒有顯著影響，添加木屑顯著降低了秸稈磷、鉀含量。綜上所述，添加木屑、稻殼提高了水稻秸稈的降解，促進(jìn)了大球蓋菇的生長。

水稻秸稈；大球蓋菇；稻殼；木屑；降解

我國是農(nóng)業(yè)大國，有著豐富的秸稈類資源，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國秸稈理論資源量超過10億t，可收集資源量超過9億t[1-2]，其中水稻秸稈占比達(dá)25.1%，但因水稻秸稈表面覆蓋一層蠟質(zhì)以及木質(zhì)素和纖維素含量高[3]，做輔料添加到動(dòng)物飼料中因消化率低不易被利用，做肥料也不易被腐解，影響了水稻秸稈的高效利用。

大球蓋菇（）屬于球蓋菇屬，又名酒紅色球蓋菇、皺球蓋菇等，其子實(shí)體中含有豐富的蛋白質(zhì)、維生素、多糖類、黃酮、氨基酸、粗脂肪等營養(yǎng)成分[4-5]，在歐美國家被廣泛種植，是聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）向發(fā)展中國家推薦栽培的食用菌之一[6-7]。以水稻秸稈為原料種植大球蓋菇，可獲得高價(jià)值的食用菌，且轉(zhuǎn)化降解后的秸稈又易于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，提高了土壤肥力[8-9]，為水稻秸稈的綜合利用開辟了一條新途徑。研究表明，在水稻秸稈中添加稻殼、木屑等輔料可以提高大球蓋菇的產(chǎn)量[10-11]，但對于水稻秸稈的降解效力和成分變化的影響還未見報(bào)道。本試驗(yàn)在大球蓋菇轉(zhuǎn)化水稻秸稈過程中分別添加木屑、稻殼等輔料，研究添加不同輔料對大球蓋菇生長、水稻秸稈消耗率、纖維素和木質(zhì)素降解及成分變化的影響，為水稻秸稈資源化利用提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

大球蓋菇菌種由山東省臨沂市莒南縣新莒農(nóng)生物科技有限公司提供。水稻秸稈、稻殼、木屑等由天津市寶坻區(qū)里自沽農(nóng)場提供，稻草粉碎至 5 cm左右?；境煞忠姳?。

表1 培養(yǎng)基物料的成分組成 %

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在天津市寶坻區(qū)里自沽農(nóng)場溫室大棚內(nèi)進(jìn)行，試驗(yàn)過程中溫度控制在15～25 ℃，濕度60%～80%。試驗(yàn)設(shè)3種不同的栽培料配方，T1：100%水稻秸稈；T2：80%水稻秸稈＋20%木屑；T3：80%水稻秸稈＋20%稻殼。預(yù)先將水稻秸稈、稻殼、木屑用石灰水浸透、滅菌。根據(jù)不同配方將處理好的栽培料放入長×寬×高＝70 cm× 30 cm×25 cm的塑料筐中，每筐放栽培料（干基）15 kg。將菌種掰至合適大小，2018年11月29日進(jìn)行點(diǎn)穴式播種，每筐播種0.26 kg大球蓋菇菌種，播種在栽培料的2/3高處，以稻草覆蓋同時(shí)覆蓋3～5 cm土層，每處理3次重復(fù)。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

觀測各配料菌絲生長狀況，收獲子實(shí)體并記錄產(chǎn)量，烘干后計(jì)算含水量。采收后，去掉覆蓋的稻草和土層，將菌糠風(fēng)干稱重，混勻后取一定量樣品75 ℃烘干，計(jì)算含水量。取秸稈樣品粉碎，采用凱氏定氮法測定全氮含量；鉬黃比色法測定五氧化二磷含量；火焰光度法測定氧化鉀含量；重鉻酸鉀容量法測定有機(jī)碳含量[12]；采用王玉萬等[13]系統(tǒng)分析法測定纖維素、木質(zhì)素含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

生物學(xué)效率（%）＝鮮子實(shí)體總產(chǎn)量（kg）/栽培料干質(zhì)量（kg）×100

原料消耗率（%）＝（栽培料初始干質(zhì)量－菌糠干質(zhì)量－子實(shí)體干質(zhì)量）/培養(yǎng)基初始干質(zhì)量×100

菌糠轉(zhuǎn)化率（%）＝菌糠干質(zhì)量/栽培料初始干質(zhì)量×100[14]

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2010處理并作圖，DPS 7.5進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，Duncan 新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)（＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 添加稻殼、木屑對秸稈種植大球蓋菇生長的影響

由表2可見，3種不同配方栽培料處理大球蓋菇，出菇期均在50 d左右，無顯著性差異。T2、T3處理菌絲生長勢強(qiáng)，子實(shí)體鮮重達(dá)到7.37、7.75 kg，較T1處理分別提高了10.0%、15.7%。各處理大球蓋菇子實(shí)體的含水量沒有顯著差異。

表2 添加稻殼、木屑對秸稈種植大球蓋菇生長的影響

注：＋表示菌絲生長勢一般；＋＋表示菌絲生長勢強(qiáng)；＋＋＋表示菌絲生長勢最強(qiáng)。表中同列不同小寫英文字母表示0.05水平下差異顯著。下同

2.2 添加稻殼、木屑對大球蓋菇轉(zhuǎn)化效力的影響

由表3可見，T2、T3處理大球蓋菇的生物學(xué)效率分別為49.1%和51.7%，顯著高于T1處理。T1處理的菌糠轉(zhuǎn)化率最高，為57.0%，較T2處理提高了10.7%，而T3處理與T1、T2處理間沒有顯著差異。T2和T3處理的原料消耗率為42.4%、40.8%，較T1處理分別提高了13.1%、8.8%。

表3 大球蓋菇對培養(yǎng)料的轉(zhuǎn)化效力 %

2.3 添加稻殼、木屑對大球蓋菇降解秸稈纖維素、木質(zhì)素的影響

由圖1可見，T1處理大球蓋菇對水稻秸稈纖維素的降解率為51.2%，對木質(zhì)素的降解率為17.4%；T2和T3處理顯著提高了對纖維素的降解率，較T1處理分別提高了9.9%、11.5%，而對秸稈木質(zhì)素的降解率并沒有顯著影響。

圖1 大球蓋菇對秸稈纖維素、木質(zhì)素的降解率

2.4 添加稻殼、木屑對秸稈種植大球蓋菇后養(yǎng)分含量變化的影響

由圖2可見，水稻秸稈種植大球蓋菇后，秸稈有機(jī)碳含量降低了11.4%～17.6%，氮含量降低了9.8%～14.8%，磷含量降低了14.5%～25.6%，而鉀含量增加了12.8%～26.2%。T1、T2、T3處理間有機(jī)碳、氮含量沒有顯著差異，T2處理磷、鉀含量顯著低于T1處理，分別降低了12.7%、10.7%。

3 討論

大球蓋菇生長所需的主要營養(yǎng)元素為碳和氮，碳可由纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、葡萄糖、蔗糖等提供，可吸收利用的氮源種類也較多，包括有機(jī)氮和無機(jī)氮[15-16]，實(shí)際栽培及研究結(jié)果均表明稻草能滿足大球蓋菇生長所需的養(yǎng)分[17-18]。本試驗(yàn)在稻草中加入木屑、稻殼后顯著促進(jìn)了大球蓋菇菌絲生長和產(chǎn)量、生物學(xué)效率的增加（10.0%～15.7%），此結(jié)果同馬艷蓉等[10]的研究結(jié)果一致，可能由于添加不同輔料為大球蓋菇的生長提供了更為豐富均衡的碳、氮營養(yǎng)來源，進(jìn)而促進(jìn)了大球蓋菇的生長。

水稻秸稈表面覆蓋一層蠟質(zhì)，且含有大量的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素，細(xì)胞壁中的木質(zhì)素與半纖維素形成穩(wěn)定碳水化合物將纖維素和半纖維素包裹，使水稻秸稈難以被降解利用[19]。研究發(fā)現(xiàn)，大球蓋菇在生長過程中可以產(chǎn)生分解纖維素的微晶纖維素酶、β～葡萄苷酶和羧甲基纖維素酶[20-21]，分解木質(zhì)素的錳過氧化物酶、木質(zhì)素過氧化物酶、漆酶[22-23]，所以大球蓋菇對秸稈中纖維素和木質(zhì)素的分解能力很強(qiáng)。本研究結(jié)果表明，在水稻秸稈上種植大球蓋菇后，秸稈中的纖維素降解了51.2%～57.1%，木質(zhì)素降解了17.4%～20.5%，降解后的水稻秸稈還田后，在土壤中更易被礦質(zhì)化形成腐殖質(zhì)，釋放養(yǎng)分，改良土壤，提高養(yǎng)分。木屑、稻殼的加入促進(jìn)了大球蓋菇的生長和相關(guān)酶的分泌，提高了對纖維素的降解。

水稻木質(zhì)素、纖維素、半纖維素在被大球蓋菇分泌出的酶降解過程中，除部分降解產(chǎn)物被大球蓋菇吸收利用，大部分被最終氧化成為CO2和H2O，造成秸稈干物質(zhì)量的降低（37.5%～42.4%），和有機(jī)碳含量的降低（11.4%～12.7%）。另據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道[4,24]，大球蓋菇干品中，碳水化合物含量為32.7%，蛋白質(zhì)含量為25.8%，無機(jī)元素中磷含量最多，達(dá)到1 204.7 mg/100g?？梢钥闯鲈诖笄蛏w菇生長過程中，需要從培養(yǎng)基料中吸收大量的N和P。從本研究中也可以看出，種植大球蓋菇后，秸稈中的N和P2O5都顯著降低，而由于K的吸收量少和干物質(zhì)的降低產(chǎn)生了濃縮效應(yīng)，造成K2O含量的升高。稻殼與稻草的成分組成情況大致相似，所以添加20%稻殼種植大球蓋菇后的秸稈成分變化沒有太大差異；而與稻草相比，木屑碳含量高，氮、磷、鉀含量低，所以大球蓋菇在生長過程中需要從秸稈中吸收更多的養(yǎng)分，造成添加20%木屑處理的秸稈氮、磷、鉀含量相比純秸稈處理降低。

4 結(jié)論

在水稻秸稈中添加稻殼、木屑等輔料種植大球蓋菇，可以促進(jìn)大球蓋菇菌絲生長和水稻秸稈的降解。添加稻殼、木屑處理的大球蓋菇子實(shí)體產(chǎn)量分別提高了15.7%、10.0%，纖維素降解率提高了11.5%和9.9%。大球蓋菇種植后降低了秸稈中碳、氮、磷含量，增加了鉀含量，添加木屑處理的秸稈中磷、鉀含量顯著低于純秸稈處理。

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Effects of addition of different auxiliary materials on the growth ofand straw degradation

YANG Si-yin, ZHANG Ming-fu, WANG Xiao-bo, XU Xiao-yanCorresponding Author

（College of Agronomy and Resource Environment, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China）

To improve the utilization efficiency of rice straw resources, the effects of addition of rice husk and sawdust on the growth ofand straw degradation was studied. The results showed that the addition of sawdust promoted the growth of mycelia of, increased the fresh weight and biological efficiency of fruiting body by 10.0%, and increased the consumption rate of raw materials by 8.8%.The addition of rice husk also promoted the growth of mycelia of, increased the fresh weight and biological efficiency of fruiting body by 15.7%, and increased the consumption rate of raw materials by 13.1%. After planting the mushroom, the cellulose degradation rate of rice straw was 51.2%, that of sawdust and rice husk treatment increased by 9.9% and 11.5% respectively.The content of organic carbon, nitrogen and phosphorus in straw decreased, but the content of potassium increased. The addition of rice husk had no significant effect on the content of carbon, nitrogen, phosphorus and potassium in straw. The addition of sawdust significantly reduced the content of phosphorus and potassium in straw.In conclusion, the addition of sawdust and rice husk can promote the growth ofand improve the degradation of rice straw.

rice straw;; rice husk; sawdust; degradation

1008-5394（2020）03-0026-04

10.19640/j.cnki.jtau.2020.03.006

S646；X712

A

2020-05-27

國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（201810061042）；天津市科技計(jì)劃項(xiàng)目（19ZYYFSN00010）；天津市科技特派員項(xiàng)目（19JCTPJC60400）

楊四蔭（1995-），女，本科在讀，研究方向：農(nóng)業(yè)廢棄物循環(huán)利用。E-mail：1656695841@qq.com。

徐曉燕（1965-），女，教授，博士，主要從事農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用與土壤生態(tài)環(huán)境的研究。E-mail：xuxy6699@163.com。

責(zé)任編輯：宗淑萍