雙孢蘑菇栽培不同生育期土壤與培養(yǎng)基質(zhì)酶活性研究

陳瀟瀟 梁兆超 王麗艷 王洪波 荊瑞勇

摘 要：雙孢蘑菇是一類草腐類食用菌，種植面積較為廣泛。覆土對生產(chǎn)雙孢蘑菇至關(guān)重要，但關(guān)于雙孢蘑菇覆土后土壤酶活性和基質(zhì)酶活性的研究仍相對較少。該研究采集覆土后發(fā)菌期、出菇初期、采收期3個時期的雙孢蘑菇的基質(zhì)和土樣，檢測土壤和基質(zhì)的過氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶、脲酶和磷酸酶活性。結(jié)果表明，雙孢蘑菇覆土后發(fā)菌期，土壤和基質(zhì)的轉(zhuǎn)化酶活性最高，磷酸酶活性最低，脲酶活性適中，土壤過氧化氫酶活性最低，基質(zhì)中過氧化氫酶活性適中;出菇初期，土壤和基質(zhì)的轉(zhuǎn)化酶活性最低，磷酸酶活性適中，土壤中脲酶活性最高，過氧化氫酶適中，基質(zhì)中脲酶和過氧化氫酶活性最低;采收期，土壤和基質(zhì)中磷酸酶、脲酶和過氧化氫酶的活性最高，轉(zhuǎn)化酶活性適中。

關(guān)鍵詞：雙孢蘑菇;酶活性;覆土

中圖分類號 S646.1+1;S158.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731（2021）13-0047-03

雙孢蘑菇是一種糞草腐生性食用菌，其子實體具有較高的營養(yǎng)價值，具有很多活性成分，如多糖、麥角甾醇、亞油酸、亞麻酸、酚類化合物蕓香苷、沒食子酸、咖啡酸等[1]，具有降血壓、降低膽固醇、改善心腦血管與腎功能以及增強(qiáng)免疫力的作用[2-5]，是歐美地區(qū)主要種植的食用菌種類[6]。在接種雙孢蘑菇菌種，菌絲長滿培養(yǎng)料后須覆土才能形成子實體原基。因此，覆土對于雙孢蘑菇栽培具有至關(guān)重要的作用。覆土材料[7]、覆土含水量[8]、覆土攪拌時間[9]、覆土材料中細(xì)菌數(shù)量[7]、真菌多樣性[10]、覆土中菌絲量[11]及有益微生物數(shù)量[12]均與雙孢蘑菇的產(chǎn)量和品質(zhì)相關(guān)。不同栽培料也影響著雙孢蘑菇子實體的營養(yǎng)成分[13]，這些營養(yǎng)成分都與培養(yǎng)基質(zhì)和覆土中的營養(yǎng)有關(guān)。明確雙孢蘑菇在不同生育期與物質(zhì)相關(guān)酶活性的大小規(guī)律，可以為指導(dǎo)雙孢蘑菇高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供理論支持。

物質(zhì)代謝過程中酶的活性是研究營養(yǎng)輸送途徑的重要指示指標(biāo)。王義祥等[14]研究發(fā)現(xiàn)，雙孢蘑菇栽培時鋪料厚度對雙孢蘑菇羧甲基纖維素酶、木聚糖酶和淀粉酶活性存在著顯著差異，表明鋪料厚度將影響雙孢蘑菇的碳物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。據(jù)文獻(xiàn)查閱，關(guān)于雙孢蘑菇在不同生育階段針對碳、氮和磷代謝酶活性變化的研究還鮮有報道。為此，本研究采用不同覆土?xí)r間，采集覆土后雙孢蘑菇發(fā)菌期、出菇初期、采收期的基質(zhì)和土壤樣品，測定其過氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶、脲酶及磷酸酶活性，初步了解雙孢蘑菇在不同時期基質(zhì)和土壤中對不同物質(zhì)的需求，為深入研究高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)雙孢蘑菇提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料 雙孢蘑菇配方：粉碎玉米秸稈2t、干牛糞1.5t、石膏2%、石灰2%、過磷酸鈣復(fù)合肥1.5%、雙孢蘑菇品種為AS2796，播種時采用麥粒菌，覆土材料選擇草碳土。

1.2 試驗設(shè)計 堆制原料，經(jīng)連續(xù)發(fā)酵35d時堆肥腐熟，腐熟料上菇床進(jìn)行二次發(fā)酵，5d后進(jìn)行播種。設(shè)不同時間覆土，連續(xù)3次覆土，分別相差4d，層播雙孢蘑菇麥粒種播種量為7%，取樣時3個處理分別處于采收期、出菇初期和發(fā)菌期。取樣時分別測定土壤和基質(zhì)樣品（見圖1），取樣的處理3次重復(fù)，分別測定基質(zhì)和土壤中參與物質(zhì)代謝的相關(guān)酶活性。

1.3 酶活性的測定 土壤酶活性采用關(guān)松蔭[15]方法，過氧化氫酶采用KMnO4滴定法，轉(zhuǎn)化酶、脲酶和磷酸酶采用3，5-二硝基水楊酸、靛酚藍(lán)比色法和磷酸苯二鈉比色法。雙孢蘑菇基質(zhì)的酶活性測定按土壤酶方法進(jìn)行，同時設(shè)有對照組，基質(zhì)代替土壤進(jìn)行測定相應(yīng)原基質(zhì)酶活性。

1.4 數(shù)據(jù)分析 數(shù)據(jù)分析采用Excel軟件和SPSS20.0軟件處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生育期雙孢蘑菇基質(zhì)和土壤過氧化氫酶活性變化 雙孢蘑菇覆土后3個不同時期栽培料基質(zhì)和土壤過氧化氫酶活性的變化情況如圖2所示。由圖2可知，基質(zhì)內(nèi)過氧化氫酶活性均小于土壤過氧化氫酶活性。在基質(zhì)內(nèi)過氧化氫酶活性隨著栽培時間的延長，過氧化氫酶活性呈現(xiàn)“降低-回升”的趨勢，與發(fā)菌期相比，出菇初期基質(zhì)過氧化氫酶活性降低51.1%;采收期基質(zhì)過氧化氫酶活性增加58.0%，各處理間差異均達(dá)到顯著水平;覆土的土壤過氧化氫酶活性隨著發(fā)菌期、出菇初期及采收期呈現(xiàn)遞增的趨勢。與發(fā)菌期相比，出菇期和采收期土壤的過氧化氫酶的活性分別增加25.3%、73.9%。

2.2 不同生育期雙孢蘑菇的基質(zhì)和土壤脲酶活性變化 雙孢蘑菇覆土后3個不同時期栽培基質(zhì)和土壤脲酶活性的變化如圖3所示。由圖3可知，基質(zhì)脲酶的活性在發(fā)菌期和出菇初期無明顯變化，而到采收期脲酶的活性顯著變大，與初期相比，脲酶活性增加46.6%;而覆土中脲酶活性與基質(zhì)中脲酶活性正好相反，發(fā)菌期和出菇初期土壤脲酶活性增大，而采收期土壤脲酶活性顯著降低，與發(fā)菌期相比，土壤脲酶活性降低76.9%。

2.3 不同生育期雙孢蘑菇的基質(zhì)和土壤轉(zhuǎn)化酶活性變化 雙孢蘑菇覆土后3個不同時期栽培基質(zhì)和土壤轉(zhuǎn)化酶活性的變化情況如圖4所示。由圖4可知，基質(zhì)和土壤中轉(zhuǎn)化酶活性在發(fā)菌期和采收期無顯著差異，而在出菇初期，與發(fā)菌期相比，雙孢蘑菇基質(zhì)和土壤的轉(zhuǎn)化酶活性均有所下降，分別下降78.6%、77.6%。表明在出菇初期，雙孢蘑菇基質(zhì)和土壤中轉(zhuǎn)化酶活性均降低。

2.4 不同生育期雙孢蘑菇的基質(zhì)和土壤磷酸酶活性變化 雙孢蘑菇覆土后3個不同時期栽培基質(zhì)和土壤磷酸酶活性的變化情況如圖5所示。由圖5可知，基質(zhì)發(fā)菌期、出菇初期和采收期磷酸酶活性逐漸升高，與發(fā)菌期相比，基質(zhì)的磷酸酶活性分別增加28.5%、1.68倍;而土壤磷酸酶在出菇初期、采收期與發(fā)菌期相比，分別增加4.4%、17.4%，但未達(dá)到顯著差異，表明在出菇期基質(zhì)中磷酸酶活性增加大些。

3 結(jié)論與討論

雙孢蘑菇的人工栽培起源于法國，隨后英國、美國、丹麥、荷蘭、瑞士、意大利及愛爾蘭等國家都進(jìn)行了規(guī)?；N植。中國自20世紀(jì)30年代引進(jìn)雙孢蘑菇栽培技術(shù)以來，雙孢蘑菇的規(guī)?；N植已廣泛分布于福建、山東、上海、浙江等地。但目前國內(nèi)有關(guān)雙孢蘑菇栽培物質(zhì)代謝的基礎(chǔ)研究仍相對較少。

本研究從過氧化氫酶、脲酶、轉(zhuǎn)化酶和磷酸酶活性角度探討了雙孢蘑菇覆土后發(fā)菌期、出菇初期和采收期各種營養(yǎng)的需求情況，結(jié)果表明，在覆土后發(fā)菌期，土壤和基質(zhì)的轉(zhuǎn)化酶活性最高，磷酸酶活性最低，脲酶活性相對較高，土壤過氧化氫酶活性最低，基質(zhì)中過氧化氫酶相對較高，表明在雙孢蘑菇覆土發(fā)菌期間需要大量的速效碳源物質(zhì)供應(yīng)，土壤和基質(zhì)中轉(zhuǎn)化酶活性均高，適量的氮源和磷素供覆土層中菌絲生長，可能由于基質(zhì)中菌絲積累較多，過氧化氫等物質(zhì)較多，致使其過氧化氫酶活性最高;在出菇初期，土壤和基質(zhì)的轉(zhuǎn)化酶最低，磷酸酶適中，土壤中脲酶最高，過氧化氫酶適中，基質(zhì)中脲酶和過氧化氫最低，表明在雙孢蘑菇出菇初期菌絲生物量達(dá)到一定程度，菌絲所需要碳源較少，土壤中需要氮源相對較多，基質(zhì)中消耗的氮素物質(zhì)較少，基質(zhì)和土壤中需要補(bǔ)充能量物質(zhì)的磷素增多，土壤中由于菌絲的大量積累，產(chǎn)生較多的過氧化氫物質(zhì)，激活了過氧化氫酶活性;在采收期，土壤和基質(zhì)中磷酸酶和脲酶活性最高，轉(zhuǎn)化酶活性適中，過氧氫酶活性最大，表明在雙孢蘑菇采收期，由于雙孢蘑菇子實體生長大量需要能量物質(zhì)和氮素物質(zhì)，可能致土壤和基質(zhì)中磷素和氮素供不足，產(chǎn)物的減少，致使磷酸酶和脲酶活性增高，為子實體的發(fā)育提供充足的養(yǎng)分，同時需要適當(dāng)?shù)奶荚垂?yīng)，土壤和基質(zhì)中大量的菌絲生長過程導(dǎo)致一些過氧化氫物質(zhì)產(chǎn)生，促使過氧化氫酶活性最大。此外，覆土中過氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶活性均比基質(zhì)內(nèi)活性高，表明土壤中對產(chǎn)生的過氧化氫物質(zhì)的清除能力和獲得速效碳源的能力均較基質(zhì)強(qiáng)。

為了探討雙孢蘑菇基質(zhì)內(nèi)不同酶活性，本研究將雙孢蘑菇基質(zhì)作為土壤監(jiān)測基質(zhì)過氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶、脲酶及磷酸酶的活性，與土壤酶活性相比，土壤過氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶活性均比相應(yīng)的對照組酶活性大。該方法以雙孢蘑菇基質(zhì)材料按土壤酶的活性方法進(jìn)行監(jiān)測，有待深入研究，但考慮基質(zhì)的粉碎程度、草炭土的容重和酶活性的原理，初次采用同一種方法比較兩者酶活性，經(jīng)重復(fù)試驗，數(shù)據(jù)相對穩(wěn)定。

針對覆土后酶活性探討不同生育期雙孢蘑菇基質(zhì)和土壤中的變化，可結(jié)合施用有益微生物菌劑，促進(jìn)雙孢蘑菇菌絲生物量[7]、刺激子實體原基的形成，減少病害，提高產(chǎn)量[12， 16]。采用玉米秸稈與牛糞為主料堆制腐熟作為雙孢蘑菇栽培基料，而這種原料配方堆肥腐熟快，細(xì)菌和真菌多樣性相對較小[17-18]，有利于菌絲快速生長，縮短生產(chǎn)周期，結(jié)合適宜的水分、通風(fēng)和光照管理，可生產(chǎn)出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的雙孢蘑菇。

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（責(zé)編：張宏民）