竹木屑主基質(zhì)配比菌棒對香菇出菇效率及品質(zhì)的影響

張澤平, 彭 超，胡東兵，周 誠，艾文勝

(1.桑植縣林業(yè)局，湖南 桑植 427100；2.湖南省林業(yè)科學院，湖南 長沙 410004；3.長沙市林業(yè)技術(shù)推廣站，湖南 長沙 410205)

竹為重要森林資源之一，廣泛用于建筑、家具、造紙等領(lǐng)域。竹材加工過程中產(chǎn)生大量的剩余物，現(xiàn)有技術(shù)對其利用率低。有報道表明，竹材加工可產(chǎn)生60%～70%的廢棄物[1]，部分地區(qū)仍存在廢棄或直接燃燒等現(xiàn)象[2]，造成極大的資源浪費和環(huán)境污染。目前，對竹材加工剩余物利用途徑主要包括生產(chǎn)竹炭、生物質(zhì)燃料、竹醋液、飼料、食用菌等方面[3]。

基質(zhì)為食用菌養(yǎng)分的主要供應(yīng)源，其組成的差異對食用菌的產(chǎn)量、養(yǎng)分含量及出菇整齊度均有顯著影響[4]。然而，傳統(tǒng)食用菌菌棒以椴木屑、棉籽殼等為主，其成本偏高，從而增加了生產(chǎn)成本，如何利用竹材加工剩余物來有效降低菌棒基質(zhì)成本，以提高生產(chǎn)收益值得探討?，F(xiàn)有利用竹材加工剩余物作菌棒基質(zhì)的報道，如陳君偉等[5]對竹屑基質(zhì)料栽培香菇進行了初步探討，劉葉高[6]利用毛竹屑開展了對杏鮑菇栽培的影響研究，然而并未系統(tǒng)闡述在此過程中菌棒的污染問題和出菇品質(zhì)。本研究以香菇為主要研究對象，通過對比傳統(tǒng)培養(yǎng)料和以竹屑與木屑為主要培養(yǎng)料的基質(zhì)對香菇產(chǎn)量和養(yǎng)分結(jié)構(gòu)的差異性，旨在為竹加工剩余物在食用菌栽培中的利用提供科學的理論和技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

香菇Lentinusedodes(Berk.)Pagler品種為武香1號；菌棒由湖南省炎陵縣沔渡鎮(zhèn)食用菌生產(chǎn)合作社制作。

1.2 試驗設(shè)計

采用單因素試驗設(shè)計(表1)，以竹材加工剩余物竹屑與雜木屑組成的主要培養(yǎng)基質(zhì)組分為因素(以下簡稱竹木基質(zhì)菌棒)，設(shè)置3個處理，分別為A(30%∶60%)、B(45%∶45%)和C(60%∶30%)，其余組分為8%麥麩、1%的尿素、0.5%的碳酸氫鈣和0.5%的糖。以傳統(tǒng)菌棒為對照，主要組分為雜木屑與麥麩配比為70%∶28%，其余組分為1%的尿素、0.5%的碳酸氫鈣和0.5%的糖(以下簡稱傳統(tǒng)基質(zhì)菌棒)。每個處理菌棒制作600根，共計2 400根，單根菌棒重1.8 kg。

表1 因素水平表Tab.1 Thefactorleveltable處理ABCCK主要基質(zhì)配比竹屑∶雜木屑雜木屑∶麥麩30%∶60%45%∶45%60%∶30%70%∶28% 注:表中未列3種竹屑和木屑為主要基質(zhì)的菌棒其余組分為8%麥麩、1%的尿素、0.5%的碳酸氫鈣和0.5%的白糖;雜木屑與麥麩配比菌棒其余組分為1%的尿素、0.5%的碳酸氫鈣和0.5%的糖。

1.3 菌棒制作

制棒和滅菌時間為2019年2月26日至3月1日。在拌料前，對竹屑培養(yǎng)基質(zhì)過規(guī)格2.0 cm×2.0 cm網(wǎng)篩，將其中的竹片和竹扦清出；采用破碎機將雜木破碎成屑狀，澆水3次拌料試驗菌棒各組分，使其混合均勻，堆放后用裝袋機裝袋。裝袋過程中注意檢查破袋情況，對破袋的菌棒回料重新裝袋，以保證菌棒完整，裝袋后的菌棒質(zhì)量為1.8 kg，用油筆標記。在常壓下蒸汽滅菌5 d，待冷卻后在無菌室內(nèi)接種。將所有接種后的菌棒按照不同配比分開整齊堆放，置于同一陰涼通風的暗室(遮陰率90%)養(yǎng)菌絲，定期進行翻棒和檢查，記錄污染雜菌菌棒數(shù)量并及時清理出暗室。當菌棒表面長滿白色菌絲時，用滅菌后的排針在菌袋上扎孔排氣，隨后定期翻棒、檢查和移除污染菌棒，至菌棒轉(zhuǎn)色60%～70%時統(tǒng)計剩余菌棒數(shù)量并移植入林地。

1.4 林下栽培

在菌棒入林前，先將林地雜草和枯竹葉清理出林地，用生石灰對種植地進行滅菌處理；菌棒移植時按標記分別裝車入林，并分區(qū)擺放，每個處理擺放數(shù)量按移植數(shù)量平均分配，并做3個重復；用小刀輕劃并去除菌袋，并排斜放于竹架上；同時架設(shè)噴灌設(shè)施，出菇前做到少噴、勤噴，出菇時保證林地空氣溫濕度維持在85%～90%(通過在林內(nèi)懸掛空氣溫濕度計進行監(jiān)測)，當采完1潮菇后，停止?jié)菜? d，使菌絲恢復生長，然后用注水針對菌棒注水至原有質(zhì)量，如此直至不再出菇。在此期間注意檢查并及時清理病蟲害。

1.5 樣本采集與檢測

分別記錄菌棒接種前的總數(shù)量及養(yǎng)菌絲階段和排氣階段菌棒污染數(shù)量，計算菌棒污染率(被污染菌棒數(shù)與總菌棒數(shù)之比)，出菇后記錄每潮菇的鮮菇產(chǎn)量。在第1潮大量出菇時，采集各處理菌棒所生產(chǎn)的鮮菇50～100 g，放入做好標記的自封袋中，置于4 ℃恒溫箱中帶回實驗室，在60 ℃恒溫下干燥至恒質(zhì)量，然后用粉碎機粉碎，過0.425 mm篩后裝袋進行養(yǎng)分測量。本研究檢測菇體中的粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、總糖4種主要營養(yǎng)成分。粗蛋白含量采用半微量凱氏定氮法進行測定[7]、粗脂肪則采用脂肪索氏抽提法進行測定[8]、粗纖維利用酸堿結(jié)合方法進行測定[9]、總糖采用鹽酸水解，硫酸脫水結(jié)合苯酚法進行測定[10]。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Execl 2010進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和作圖，SPSS 19.0對數(shù)據(jù)進行方差分析和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理間菌棒抗雜菌能力對比

在養(yǎng)菌絲階段和排氣階段，不同竹木基質(zhì)菌棒呈現(xiàn)不同程度的污染(圖1)。在培養(yǎng)菌絲階段，竹木基質(zhì)菌棒污染率均顯著高于對照(2.67%)(P=0.034<0.05)，其中以處理B的菌棒污染率最高，分別較處理A和處理C高2.4%和1.5%；排氣階段的菌棒污染率與竹屑基質(zhì)含量呈正比，以處理C的菌棒污染率最高(5.36%)，以對照最低(1.67%)，竹木基質(zhì)菌棒污染率均顯著高于對照(P=0.042<0.05)；處理B和處理C的菌棒總污染率顯著高于對照(P=0.027<0.05)，分別達到11.07%和10.91%。綜上表明，竹屑基質(zhì)含量偏高的菌棒污染率更高。

圖1 不同處理的菌棒污染率

對比2個培養(yǎng)階段的菌棒平均污染率可知(表2)，3種竹木基質(zhì)菌棒在培養(yǎng)菌絲階段的平均污染率要顯著高于排氣階段(P=0.021<0.05)，達到7.44%；傳統(tǒng)基質(zhì)菌棒平均污染率2個階段間的差異性不顯著(P=0.686>0.05)，但培養(yǎng)菌絲階段的污染率高于排氣階段?？梢?，無論是竹木基質(zhì)還是傳統(tǒng)基質(zhì)，菌棒在培養(yǎng)菌絲階段較排氣階段易受污染。

表2 菌棒培養(yǎng)階段的污染率對比Tab.2 Comparisonofinfectingratioswithincultivatingstagesofmushroom-stick%培養(yǎng)階段菌棒污染率竹屑與雜木屑基質(zhì)配比對照(CK)培養(yǎng)菌絲7.44±0.40a1.67±0.33a菌棒排氣3.00±0.59b1.00±0.07a 注:在95%的置信區(qū)間內(nèi),字母不同表示差異顯著(P<0.05)。下同。

2.2 不同處理間菌棒出菇量分析

由表3可知:3種竹木基質(zhì)菌棒的出菇量均低于對照，且出菇潮集中在前2潮，第1潮與第2潮的出菇量間差異不顯著，第3潮的出菇量最低，前2潮后出菇量迅速減??；第1潮的出菇量以處理B最高，且與對照差異不顯著，顯著高于處理C(P=0.041<0.05);第2潮的出菇量間差異不顯著(P=0.656>0.05),其中以處理B最高;第3潮菇的出菇量以對照CK最高，3種竹木基質(zhì)菌棒的出菇量顯著低于對照CK(P=0.012<0.05)，處理A菌棒的出菇總量最高，顯著高于處理C(P=0.037<0.05)。由此表明：竹木基質(zhì)菌棒可以達到與傳統(tǒng)菌棒相近的出菇量，且竹屑基質(zhì)以不超過45%為宜。

表3 不同處理間出菇量對比Tab.3 Contrastoffruitingyieldamongvarioustreatmentsg·棒-1處理總量 第1潮 第2潮 第3潮 A643.7±36.7ab293.8±18.9ab200.6±32.1a 149.3±14.5abB647.8±42.1ab312.4±35.6a 219.3±21.6a 116.1±20.3b C551.1±49.4b 258.5±27.7b 184.2±26.8a 108.4±21.8b CK682.4±32.1a 296.6±26.3a 222.5±14.4a 163.3±10.2a

2.3 不同處理菌棒對香菇營養(yǎng)成分的影響

由圖2可知，除總糖外，3種竹木基質(zhì)香菇的粗蛋白、粗脂肪、粗纖維含量均高于對照，其中粗蛋白含量極顯著高于對照(P=0.001<0.01)，分別為22.95%、22.80%和23.03%，以處理B最高；粗脂肪間的差異性不顯著(P=0.731>0.05)，分別為1.70%、1.80%和2.93%，對照為2.00%，其中以處理B最高；粗纖維含量以處理B最高，顯著高于對照(P=0.036<0.05)，達到20.30%，超過對照7.2%；多糖含量對照最高，極顯著高于3種竹木基質(zhì)菌棒培養(yǎng)香菇(P=0.000<0.01)，達到38.05%；4種主要營養(yǎng)元素的總含量以處理B含量最高，達到76.97%，顯著高于其它2種竹木基質(zhì)菌棒和對照(P=0.012<0.05)。綜上所述：竹木基質(zhì)菌棒所生產(chǎn)的香菇較對照營養(yǎng)成分更豐富。

圖2 不同處理間主要營養(yǎng)成分差異

2.4 不同處理間菌棒栽培效益分析

本研究主要對比2類主要基質(zhì)原料，因此，主基質(zhì)組分配比間的差異為影響菌棒原料成本的重要因素。本研究中(見表4)，對照的原料成本達到2.19元·棒-1，由于竹屑價格相對便宜，雜木屑價格高，因此竹屑基質(zhì)含量越高，菌棒成本越低，當竹屑基質(zhì)含量達到60%時(處理C)，原料成本僅為對照的50%；45%竹屑基質(zhì)原料(處理B)成本為1.414元·棒-1，菌棒僅為對照(CK)成本的65%。由栽培效益可知：處理A的利潤最高，為9.03元·棒-1，較對照利潤提高了3.4%，其次為處理B。由此可見，竹屑基質(zhì)能顯著降低菌棒生產(chǎn)成本，以不超過45%為宜。

表4 不同處理間的菌棒原料成本與栽培效益Tab.4 Analysisofmaterialcostofmushroom-stickwithtreatments元·棒-1類目ABCCK竹屑0.1940.1300.2590.000雜木屑0.6480.8640.4320.979麥麩0.2880.2880.2881.080尿素0.0280.0280.0280.028碳酸氫鈣0.0900.0900.0900.090糖0.0140.0140.0140.014原料成本1.2621.4141.1112.191出菇產(chǎn)值10.30010.3608.82010.920利潤9.0388.9467.7098.729 注:竹屑價格為0.24元·kg-1;雜木價格為0.8元·kg-1;麥麩價格為2.0元·kg-1;尿素價格為1.6元·kg-1;碳酸氫鈣價格為1.0元·kg-1;糖價格為0.8元·kg-1,出菇產(chǎn)值=出菇量×單價(16元·kg-1)。利潤計算未計入人工費用。

3 結(jié)論與討論

基質(zhì)為食用菌的營養(yǎng)來源。不同的基質(zhì)配方對出菇影響已有大量報道[11-14]，但對竹屑在食用菌栽培中的利用報道較少。本研究結(jié)果表明：在培養(yǎng)菌絲和排氣階段，3種竹木基質(zhì)菌棒的污染率均相對較高，顯著高于對照，菌棒污染可能與竹屑中含有細小竹扦有關(guān)。雖然在菌棒制作過程中去除了大部分竹扦，但竹材加工剩余物木屑中含有大量細小尖硬的竹扦，搬運過程中易戳破菌棒塑料膜造成菌棒污染，同時，竹屑中含有酚醛類物質(zhì)，在一定程度上影響菌絲生長[15]，張健等[16]認為可通過堆料的方式進行去除，但沒有相關(guān)研究進行驗證，可見，竹木基質(zhì)菌棒污染高與竹屑基質(zhì)理化性質(zhì)密切相關(guān)。本研究同時發(fā)現(xiàn):培養(yǎng)菌絲階段菌棒污染率高于排氣階段，菌絲在生長初期抗污染能力弱，當菌絲布滿整個菌棒時，菌棒污染率相對較低。綜上所述，如何降低竹木基質(zhì)菌棒污染率是竹屑在食用菌栽培利用中的關(guān)鍵，對此有必要開展進一步研究。

本研究發(fā)現(xiàn)：雖然3種竹木基質(zhì)菌棒培養(yǎng)的香菇出菇量低于對照，但處理B(45%∶45%)的出菇量與傳統(tǒng)菌棒接近。同時，3種竹木基質(zhì)菌棒的出菇量主要集中于第1潮和第2潮，第3潮顯著低于對照，說明3種竹屑與雜木屑主基質(zhì)配比菌棒在前2潮產(chǎn)菇效率更高，這有利于縮短出菇時間，降低生產(chǎn)成本，張健等[16]認為竹基質(zhì)中碳含量偏低為導致后期出菇偏少的原因。雖然菇潮的形成是食用菌的一種特性，但對其形成機制并沒不清楚，前人對菇潮的形成機制提出了兩種假說：代謝抑制假說和養(yǎng)分積累假說[17]，代謝抑制假說強調(diào)，在出菇階段，菇體代謝產(chǎn)生的某種物質(zhì)會抑制新的子實體再生；而養(yǎng)分累積假說則認為第1潮菇的形成會迅速消耗掉基質(zhì)有效養(yǎng)分，需基質(zhì)重新釋放養(yǎng)分來滿足下一潮菇的需要。無論哪種假說，迄今并沒有相關(guān)研究給予證明，如何打破菇潮限制提高出菇效率，仍有待進一步研究。

對比主要營養(yǎng)成分表明：香菇多數(shù)營養(yǎng)成分在不同竹木基質(zhì)菌棒間具有明顯的差異性，通過對比香菇4種主要營養(yǎng)成分總量，處理B(45%∶45%)配比高于對照，顯著高于其它2種處理，說明竹屑基質(zhì)能夠提供更高效營養(yǎng)源，毛竹富含N素[18-19]，能夠為香菇的生長提供充足的養(yǎng)分來源。但毛竹林的固碳能力要低于森林，與橡膠林和果園相似[20]，因此，處理C(60%∶30%)菌棒后期養(yǎng)分不足導致后期出菇量相對較少；通過成本分析，竹材加工剩余物竹屑能夠顯著降低生產(chǎn)成本，處理A(30%∶60%)、處理B(45%∶45%)配比菌棒成本分別僅為對照的57.6%、64.5%，利潤較傳統(tǒng)菌棒分別提高了3.4%和2.4%。綜上所述，無論是產(chǎn)量、營養(yǎng)成分和經(jīng)濟效益均說明竹基質(zhì)可作為香菇菌棒的理想材料，其中竹屑含量以不超過45%較理想，適宜生產(chǎn)。