不同栽培基質(zhì)對羊肚菌產(chǎn)量和營養(yǎng)成分的影響

沈 彤, 杜 軍, 李鳴雷, 趙世偉, 馬 俊, 秦文龍

(1.中國科學(xué)院 水利部 水土保持研究所, 陜西 楊凌 712100; 2.中國科學(xué)院大學(xué), 北京 100049;3.西北農(nóng)林科技大學(xué) 水土保持研究所, 陜西 楊凌 712100; 4.固原市原州區(qū)水務(wù)局, 寧夏 固原 756000)

寧夏回族自治區(qū)南部山區(qū)(簡稱寧南山區(qū))是寧夏主要貧困地區(qū)，氣候干旱、水土流失嚴(yán)重、耕地肥力下降，阻礙了當(dāng)?shù)匾詡鹘y(tǒng)農(nóng)耕生產(chǎn)為主的農(nóng)業(yè)發(fā)展，農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)單一，群眾生活貧困[1]。但是寧南山區(qū)光能資源豐富，氣候溫涼，病蟲害少，為發(fā)展食用菌產(chǎn)業(yè)提供了得天獨(dú)厚的氣候條件。20世紀(jì)90年代后期，食用菌栽培開始在寧南山區(qū)得到推廣，經(jīng)過多年發(fā)展，食用菌生產(chǎn)已成為該區(qū)域農(nóng)民收入的重要來源[2]。近年來寧南山區(qū)利用日光溫室栽培香菇平菇等食用菌得到一定發(fā)展，顯著增加了農(nóng)民收入。但是總體上食用菌品種單一，栽培技術(shù)尚不成熟。寧南山區(qū)具有發(fā)展食用菌產(chǎn)業(yè)的優(yōu)越氣候條件和豐富的生態(tài)資源。在新時(shí)代背景下，按照“綠水青山就是金山銀山”的理念，推動區(qū)域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展，針對當(dāng)?shù)厥秤镁耘嗥贩N單一、產(chǎn)業(yè)規(guī)模小、當(dāng)?shù)貎?yōu)勢資源未有效利用的現(xiàn)狀，利用農(nóng)業(yè)廢棄資源，轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式，提升科技含量，增加農(nóng)民收入。同時(shí)在寧南山區(qū)發(fā)展食用菌產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)耦合，建立資源再利用的綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展模式，對于水土流失區(qū)的綜合治理和鄉(xiāng)村振興具有重要意義。

羊肚菌是大型真菌中特別是子囊菌中最重要、最著名、最可口的食用蕈菌[3-4]，具有重要的營養(yǎng)價(jià)值、藥用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值[5-7]，同時(shí)具有保質(zhì)期長、生物學(xué)效率高、耐低溫能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，適合冬季低溫栽培[8]，并可與其他農(nóng)作物搭配進(jìn)行輪作栽培，構(gòu)建周年栽培模式[9-11]。中國羊肚菌栽培研究擁有較長的歷史，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)楊新美等于20世紀(jì)50年代便提出了羊肚菌的半人工栽培技術(shù)及相關(guān)的理論基礎(chǔ)[12]。隨著羊肚菌室外栽培營養(yǎng)添加技術(shù)的應(yīng)用與推廣，羊肚菌生產(chǎn)逐漸實(shí)現(xiàn)規(guī)?；N植，種植面積持續(xù)增加。目前寧南山區(qū)缺乏羊肚菌的優(yōu)良品種和因地制宜的栽培技術(shù)，而且，香菇、平菇栽培產(chǎn)生了大量的菌糠等農(nóng)業(yè)廢棄物。本研究就地取材將香菇菌糠和羊糞添加作為栽培羊肚菌的栽培基質(zhì)配方，以期探索適合寧南山區(qū)羊肚菌的栽培技術(shù)，為寧南山區(qū)產(chǎn)業(yè)脫貧和綠色生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式提供科學(xué)依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

研究區(qū)位于寧夏回族自治區(qū)固原市原州區(qū)河川鄉(xiāng)上黃村(該區(qū)地理位置為東經(jīng)106°27′34.43″，北緯36°01′32.31″，海拔1581～1733 m)，屬涇河水水系支流小川河的支流。該地區(qū)位于黃土高原丘陵溝壑區(qū)，屬于半干旱中溫帶向暖溫帶過渡季風(fēng)氣候區(qū)，年均氣溫6.9 ℃，年均降水量400 mm，干燥度1.5～2.0，無霜期150 d，總面積約為8.0 km2。該區(qū)域?yàn)檗r(nóng)牧交錯生態(tài)類型區(qū)，土壤侵蝕、退化及水土流失較為嚴(yán)重，其由小川河分為兩部分，東部為梁狀丘陵，地形起伏較大；西部自東向西依次為臺、坪、梁地形，土壤主要類型是黃土母質(zhì)上發(fā)育的黃綿土，具有土層深厚、質(zhì)地勻一、輕且多孔、疏松綿軟、透水透氣，易于耕作的特征。自20世紀(jì)80年代起，該地區(qū)實(shí)施了大面積的退耕還林還草工程，生態(tài)環(huán)境逐漸得到改善，90年代末被列為退耕還林還草的重點(diǎn)示范區(qū)。本試驗(yàn)在日光溫室大棚進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)材料

1.2.1 供試菌種 羊肚菌菌種選用六妹羊肚菌(Morchellasextelata)，菌種由陜西省微生物研究所提供。

1.2.2 培養(yǎng)基質(zhì) ①母種培養(yǎng)基：PDA培養(yǎng)基(去皮馬鈴薯200 g，葡萄糖20 g，瓊脂20 g，水1 000 ml)。②原種與栽培種配方：雜木屑74%，麩皮20%，KH2PO41%，MgSO41%，羊肚菌基腳土1%，石膏1%，石灰1%，Ca(H2PO4)21%。③外源營養(yǎng)袋配方：麥粒95%，谷殼3%，石灰1%，石膏1%。

1.2.3 菌床材料 菌床材料及其性質(zhì)如表1所示。

表1 栽培基質(zhì)基本性質(zhì)

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 試驗(yàn)處理 本試驗(yàn)共設(shè)置4組處理，分別為：CK1(不添加任何物質(zhì)的生土)，CK2(不添加任何物質(zhì)的表層土)，M1(生土+羊糞)(3∶1)，M2(生土+香菇菌糠)(3∶1)作為栽培基質(zhì)配方栽培羊肚菌，試驗(yàn)小區(qū)面積為3 m×3 m，每個(gè)處理設(shè)置8個(gè)重復(fù)。

1.3.2 栽培方法

(1) 菌種準(zhǔn)備。按配方比例稱好原料后將雜木屑、麩皮、羊肚菌基腳土、石灰、石膏等混合均勻，將拌好的培養(yǎng)料裝入食用菌專用瓶，上端用封口料封口。再將培養(yǎng)料在121 ℃高溫高壓滅菌60 min。待滅菌后的培養(yǎng)料溫度降低后，取蠶豆大小供試二級菌種接入到培養(yǎng)料中，最后將接種好的培養(yǎng)料瓶置于恒溫培養(yǎng)箱23 ℃恒溫黑暗培養(yǎng)，等菌核長滿即可。2019年10月進(jìn)行栽培種的制備，2019年11月底完成菌種準(zhǔn)備。

(2) 整地與播種。2019年11月進(jìn)行整地。土壤在陽光下暴曬至半干，將羊糞，香菇菌糠均勻拌入土壤。2019年11月底完成播種，播種方式采用撒播的方式，播種量為0.4 kg/m2，播種后進(jìn)行覆土，覆土厚度為5 cm，覆土后在畦面、走道上覆蓋1層黑色薄膜。2019年12月初進(jìn)行外援營養(yǎng)袋的擺放。播種10 d后出現(xiàn)大量“菌霜”，第11 d擺放外援營養(yǎng)袋，營養(yǎng)袋用量為每個(gè)樣方30袋，擺放方式為平放，擺放間距60 cm，擺放前用刀片劃開營養(yǎng)袋，開口處接觸土面。

(3) 養(yǎng)菌管理。出菇期間保持菇房干凈、通風(fēng)，保持土壤濕潤(田間最大持水量的70%～80%)，采用微噴裝置進(jìn)行水分管理。2019年12月至2020年3月為養(yǎng)菌期，2020年2月底當(dāng)?shù)貧鉁刂饾u回升，當(dāng)日最高氣溫達(dá)到10 ℃以上時(shí)，逐漸出現(xiàn)原基。

(4) 出菇及采收。2020年3月中至2020年4月初，原基生長為羊肚菌子實(shí)體。4月初開始第一次采摘，當(dāng)子實(shí)體顏色變深、最先形成的幾個(gè)菇稍傾斜時(shí)，及時(shí)采收。每天早晨、中午、下午各采摘1次。

1.4 測定項(xiàng)目與方法

1.4.1 羊肚菌子實(shí)體農(nóng)藝性狀測定 采收時(shí)，用游標(biāo)卡尺(分辨率：0.02 mm，上海九量五金工具有限公司制造)測量子實(shí)體的菌柄直徑、菌柄長、菌蓋直徑和菌蓋厚度，記錄子實(shí)體數(shù)量，用電子天平(型號：CP114，奧豪斯儀器有限公司制造)稱量產(chǎn)量，單菇重。本試驗(yàn)共歷時(shí)140 d，共采收2次。使用的數(shù)據(jù)為收獲至第1，2潮全部子實(shí)體，采收間隔時(shí)間為一周，2020年4月中完成采收。

1.4.2 主要營養(yǎng)成分測定 在羊肚菌成熟期采收樣品，采用鮮樣進(jìn)行各指標(biāo)的測定。水分的測定參照GB 5009.3-2010進(jìn)行測定。粗多糖的測定參照NY/T1676-2008測定。粗蛋白的測定參照GB 5009.5-2016標(biāo)準(zhǔn)中的凱氏定氮法測定。粗纖維的測定按照GB/T 5009.10-2003標(biāo)準(zhǔn)測定。粗脂肪的測定參照GB 5009.6-2016標(biāo)準(zhǔn)中的酸水解法測定。

1.4.3 氨基酸含量測定 稱取固體樣品0.1 g加入水解管中，加入1∶1的分析純鹽酸(約6 mol/L) 4 ml，氮吹儀吹氮?dú)?5 min后封管。將封管的樣品置烘箱中110 ℃水解 22～24 h后，取出冷卻開管。樣品定容至50 ml。準(zhǔn)確吸取定容后的樣品1 ml，置氮吹儀上脫酸。溫度60 ℃，脫至干燥。加入0.02 mol/L鹽酸溶液旋渦器上混勻，過0.22 μm過濾小柱，樣品液用日立L-8 900全自動氨基酸分析儀(上海輝世儀器設(shè)備有限公司)測定。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2013和SPSS 18.0軟件(IBM)進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和分析，農(nóng)藝性狀試驗(yàn)數(shù)據(jù)均用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤來表示，不同基質(zhì)處理下子實(shí)體的生物(氨基酸)性狀采用單因素方差分析(one-way ANOVA)，多重比較采用Duncan比較法，在0.05水平上進(jìn)行差異顯著性檢測。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同栽培基質(zhì)對羊肚菌子實(shí)體產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的影響

各處理與對照組差異性分析，其中香菇菌糠處理組的出菇密度和產(chǎn)量均最高(表2)。不同處理下子實(shí)體產(chǎn)量由高到低依次為：M2(2 500 kg/hm2)>M1(958 kg/hm2)>CK2(458 kg/hm2)>CK1(333 kg/hm2)，一般認(rèn)為羊肚菌單產(chǎn)2 250 kg/hm2為達(dá)標(biāo)[13]，4個(gè)處理中，只有香菇菌糠處理組可以達(dá)到正常產(chǎn)量。羊糞處理組子實(shí)體的各項(xiàng)農(nóng)藝性狀指標(biāo)均優(yōu)于生土對照組和表土對照組，但整體表現(xiàn)不如香菇菌糠處理組。表土對照組的子實(shí)體在菌蓋直徑和鮮菇重量上低于生土對照組，說明表土不利于菌蓋生長，子實(shí)體個(gè)頭小，單菇重量小，但出菇密度和產(chǎn)量明顯高于生土對照組。香菇菌糠處理組子實(shí)體個(gè)頭最大，且含水量最多。香菇菌糠處理組的子實(shí)體農(nóng)藝性狀各項(xiàng)指標(biāo)明顯優(yōu)于其他三組處理結(jié)果，且差異性顯著。綜上，不同處理下子實(shí)體農(nóng)藝性狀指標(biāo)數(shù)據(jù)由高到低依次為：M2>M1>CK2>CK1。

表2 不同栽培基質(zhì)對羊肚菌子實(shí)體農(nóng)藝性狀的影響

2.2 不同栽培基質(zhì)對羊肚菌主要營養(yǎng)成分的影響

子實(shí)體主要營養(yǎng)成分中，粗蛋白和粗纖維的含量較高(表3)。各營養(yǎng)成分含量因栽培基質(zhì)不同表現(xiàn)出較大差異，其中羊糞處理組子實(shí)體的粗蛋白含量最高，為29.73 g/100 g，比空白對照高出47.6%；粗纖維含量最低，為20.76 g/100 g。表土對照組子實(shí)體粗脂肪含量最高，為5.99 g/100 g，水分含量最低，為7.11 g/100 g，比空白對照組下降了55.48%。香菇菌糠處理組子實(shí)體粗蛋白含量最低，為17.06 g/100 g，比生土對照組下降15.3%；粗脂肪含量最低，為4.87 g/100 g，比生土對照組下降了15.89%。水分含量最高，為18.56 g/100 g。

表3 不同栽培基質(zhì)對羊肚菌子實(shí)體主要營養(yǎng)成分含量的影響 g/100 g

2.3 不同栽培基質(zhì)對羊肚菌子實(shí)體氨基酸組成及含量的影響

所測得的17種氨基酸中，羊肚菌子實(shí)體氨基酸含量含量最高是谷氨酸(Glu)，谷氨酸即是鮮味氨基酸和也是用氨基酸，谷氨酸是呈鮮味的特征氨基酸，因而羊肚菌具有獨(dú)特的鮮味。羊糞和香菇菌糠處理組子實(shí)體中谷氨酸含量高于其他兩個(gè)對照組組，分別比生土對照組高出5.06 %和7.46 %。4個(gè)處理組子實(shí)體氨基酸總量由高到低依次為：M2>CK2>M1>CK1，人體必需氨基酸含量由高到低依次為：M2>CK2>M1>CK1(見表4)。香菇菌糠處理組子實(shí)體氨基酸總量和人體必需氨基酸含量顯著優(yōu)于其他組。

表4 羊肚菌子實(shí)體在不同栽培基質(zhì)中氨基酸的含量 g/100 g

2.4 羊肚菌子實(shí)體呈味氨基酸含量

呈味氨基酸包括鮮味氨基酸、甜味氨基酸和苦味氨基酸，其中鮮味氨基酸和甜味氨基酸主要影響羊肚菌鮮甜的口味，鮮味和甜味氨基酸含量越高，就可以抑制苦味氨基酸的苦澀口味。4個(gè)不同組中鮮味氨基酸含量由高到低依次為：M1>CK2>M2>CK1，甜味氨基酸含量由高到低依次為：M2>M1>CK1>CK2，苦味氨基酸含量由高到低依次為：M2>M1>CK2>CK1；鮮味和甜味氨基酸含量處理組高于生土對照組，說明改變栽培基質(zhì)有利于增加羊肚菌鮮甜的口味；但苦味氨基酸含量處理組均高于生土對照組，說明改變栽培基質(zhì)增加子實(shí)體鮮甜口味的同時(shí)也增加了羊肚菌苦澀的味道(見表5)。

表5 羊肚菌子實(shí)體在不同栽培基質(zhì)中呈味氨基酸的含量 g/100 g

2.5 羊肚菌子實(shí)體藥用氨基酸含量

藥用氨基酸含量在不同處理間差異較大，但均可占總氨基酸含量均為60 %以上，谷氨酸和天冬氨酸是藥用氨基酸主要成分，對于改善兒童生長發(fā)育、緩解疲勞、增強(qiáng)肝功等有重要作用。不同處理下，藥用氨基酸含量由高到低依次為：M2(2.010 g/100 g)>M1(1.972 g/100 g)>CK2(1.954 g/100 g)>CK1(1.875 g/100 g)，香菇菌糠處理的子實(shí)體中藥用氨基酸含量最高，其中谷氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、亮氨酸和賴氨酸含量明顯高于其他3個(gè)組。香菇菌糠處理組子實(shí)體的藥用氨基酸總量為2.01 g/100 g，高出對照7.2%(見表6)。

表6 羊肚菌子實(shí)體在不同栽培基質(zhì)中藥用氨基酸的含量 g/100 g

3 討 論

(1) 產(chǎn) 量。播種于土壤是羊肚菌栽培時(shí)必不可少的環(huán)節(jié)。栽培基質(zhì)的選擇在一定程度上對羊肚菌的產(chǎn)量產(chǎn)生較大的影響[14]。王永元等[15]為了改良土壤條件，選取蛭石、石灰、碳灰改良土壤的熵值和通氣性。結(jié)果羊肚菌產(chǎn)量明顯提高，其中尤其以碳灰處理的效果好。生土因土壤養(yǎng)分不足會導(dǎo)致菌絲生長速度慢、生長不均勻的情況，從而嚴(yán)重降低總產(chǎn)量。本研究表明，通過改良栽培基質(zhì)，增加土壤養(yǎng)分，結(jié)果羊肚產(chǎn)量明顯提高。不同栽培基質(zhì)栽培羊肚菌，其子實(shí)體產(chǎn)量由高到低依次為：M2(2 500 kg/hm2)>M1(958 kg/hm2)>CK2(458 kg/hm2)>CK1(333 kg/hm2)，一般認(rèn)為羊肚菌單產(chǎn)2 250 kg/hm2為達(dá)標(biāo)[13]，4個(gè)組中，只有香菇菌糠處理組可以達(dá)到正常產(chǎn)量。羊糞常被用于農(nóng)田施肥，本身理化特性好，可為子實(shí)體發(fā)育提供必需的水分，但在本試驗(yàn)中羊糞處理組的出菇密度和子實(shí)體農(nóng)藝性狀指標(biāo)優(yōu)于生土對照組和表土對照組，但整體表現(xiàn)不如香菇菌糠處理組。

(2) 營養(yǎng)成分。改變栽培基質(zhì)也會影響羊肚菌菌的營養(yǎng)成分含量和品質(zhì)。羊糞作為栽培基質(zhì)能顯著提高羊肚菌子實(shí)體的粗蛋白含量。香菇菌糠作為栽培基質(zhì)能顯著提高羊肚菌子實(shí)體粗纖維、水分含量，減少粗多糖和粗脂肪含量，對于脂肪攝入要求少的人群有益。水分可直接影響到羊肚菌的鮮嫩程度和口感[16]，香菇菌糠處理組子實(shí)體水分含量最高，有利于提升羊肚菌的食用口感。

(3) 營養(yǎng)價(jià)值(氨基酸含量)。必需氨基酸的種類和含量是評判食物中蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值的重要標(biāo)準(zhǔn)[17]。香菇菌糠處理組的必需氨基酸含量最高，說明香菇菌糠對于羊肚菌子實(shí)體的蛋白質(zhì)價(jià)值提升有很好的效果。

羊肚菌中呈味氨基酸含量豐富，且鮮味氨基酸和甜味氨基酸占比較大，這是羊肚菌口感好、味道鮮美的重要原因[18]。結(jié)果表明，羊糞處理組子實(shí)體中鮮味氨基酸含量最高，香菇菌糠處理組甜味氨基酸含量最高，說明改變栽培基質(zhì)有利于增加羊肚菌鮮甜的口味。

藥用氨基酸在不同處理間差異不大，均占總氨基酸含量均為60%以上，谷氨酸和天冬氨酸是藥用氨基酸主要成分，對于改善兒童生長發(fā)育、緩解疲勞、增強(qiáng)肝功等有重要作用。結(jié)果表明，香菇菌糠處理的子實(shí)體中藥用氨基酸含量最高，羊糞次之，生土最差。藥用氨基酸是羊肚菌藥用價(jià)值的重要體現(xiàn)，本研究4個(gè)處理間差異性不顯著，故而不能直接說明改變栽培基質(zhì)對羊肚菌子實(shí)體藥用氨基酸含量影響不大，也有可能是栽培基質(zhì)配比問題，此問題需進(jìn)一步研究。

4 結(jié) 論

本研究為探究寧南山區(qū)羊肚菌栽培的可行性，以及不同栽培基質(zhì)栽培下羊肚菌子實(shí)體的產(chǎn)量和營養(yǎng)價(jià)值變化。通過測定羊肚菌子實(shí)體的產(chǎn)量、主要營養(yǎng)成分、氨基酸含量3類食用菌常用評價(jià)指標(biāo)，得到以下結(jié)論。

(1) 在寧南山區(qū)，采用香菇菌糠作為栽培基質(zhì)栽培羊肚菌顯著提高了子實(shí)體產(chǎn)量和子實(shí)體農(nóng)藝性狀。

(2) 采用羊糞作為栽培基質(zhì)栽培羊肚菌能顯著提高子實(shí)體的粗蛋白含量，香菇菌糠處理顯著提高子實(shí)體粗纖維含量和水分含量，減少了粗多糖和粗脂肪含量。

(3) 改良栽培基質(zhì)能夠提升羊肚菌子實(shí)體的鮮甜口味，對提高藥用價(jià)值的作用不明顯。