不同副產(chǎn)物基質(zhì)配方對(duì)食用菌產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

陳 旭，曾 茜，楊 雨，王曉敏，楊仁德*

(1.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，貴州 貴陽(yáng) 550006；2.貴州中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025；3.貴州大學(xué)農(nóng)學(xué)院食用菌研究院，貴州 貴陽(yáng) 550025)

【研究意義】食用菌產(chǎn)業(yè)近年來(lái)在我國(guó)得到迅速發(fā)展，總產(chǎn)量已位居首位，其中以香菇和靈芝等為主的木腐生菌類(lèi)在種植過(guò)程中需要使用大量闊葉樹(shù)木屑作為生產(chǎn)原料，導(dǎo)致“菌林矛盾”問(wèn)題日益顯著，從根本上制約了產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[1]。因此，進(jìn)行農(nóng)林副產(chǎn)物替代或部分替代食用菌栽培基質(zhì)中的木屑研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】在木質(zhì)菌材供給不足地區(qū)，利用農(nóng)林副產(chǎn)物替代或部分替代傳統(tǒng)配方中的木屑作為食用菌栽培基質(zhì)越來(lái)越受到研究者和生產(chǎn)者們的普遍關(guān)注，如茶枝屑代料栽培黑木耳等[2-4]。然而存在的菌絲生長(zhǎng)緩慢、子實(shí)體產(chǎn)量偏低及商品性狀較差等問(wèn)題影響了進(jìn)一步生產(chǎn)應(yīng)用[5-7]?；手癫?Pennisetumhydridum)又稱(chēng)王草、雜交狼尾草，是由美洲狼尾草和象草雜交而成的優(yōu)質(zhì)牧草，憑借其突出的抗逆及生長(zhǎng)適應(yīng)能力，被廣泛應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境修復(fù)治理等方面[8]。截止2019年底，貴州省累計(jì)種植皇竹草達(dá)2.24萬(wàn)hm2，但缺乏規(guī)模化高效利用循環(huán)模式，導(dǎo)致大量皇竹草資源閑置浪費(fèi)[9]。中藥渣主要來(lái)源于中成藥生產(chǎn)和中藥材加工炮制，前者產(chǎn)生的中藥渣約占總量的70%。而中藥作為我國(guó)的傳統(tǒng)藥物，每年廢棄物排放量超過(guò)3000萬(wàn)t，常規(guī)處理方法已無(wú)法平衡生產(chǎn)需求，如何有效實(shí)現(xiàn)中藥渣生態(tài)化綜合利用是目前產(chǎn)業(yè)發(fā)展亟待解決的重要難題[10]。我國(guó)作為蒸餾酒釀造大國(guó)，由于白酒規(guī)模及產(chǎn)量的不斷攀升，伴隨著大量酒糟副產(chǎn)物產(chǎn)生，僅2018年產(chǎn)量就已超過(guò)2000萬(wàn)t，如長(zhǎng)時(shí)間堆積而不能及時(shí)處理，同樣會(huì)造成資源流失，且嚴(yán)重污染環(huán)境[11]。對(duì)上述3種副產(chǎn)物綜合利用問(wèn)題一直倍受各界關(guān)注，特別是引起相關(guān)研究者們的廣泛探討，主要集中在生產(chǎn)有機(jī)肥、生物質(zhì)材料及栽培食用菌等方面[8，12]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】利用農(nóng)林副產(chǎn)物替代或部分替代傳統(tǒng)配方中的木屑作為食用菌栽培基質(zhì)存在菌絲生長(zhǎng)緩慢、子實(shí)體產(chǎn)量偏低及商品性狀較差等問(wèn)題，影響其在食用菌生產(chǎn)上的應(yīng)用，需要對(duì)適料菌株、基質(zhì)配方及配套技術(shù)等展開(kāi)系統(tǒng)性研究?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】本研究立足于食用菌的生態(tài)循環(huán)地位[13]，采用單因素試驗(yàn)，以菌絲生長(zhǎng)、子實(shí)體產(chǎn)量及其多糖含量為指標(biāo)，篩選皇竹草和中藥渣、白酒酒糟等副產(chǎn)物原料替代部分闊葉樹(shù)木屑作為香菇和靈芝栽培原料的適宜基質(zhì)配方，以期為拓展食用菌原料來(lái)源途徑提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 菌株 香菇，黔香篩5號(hào)菌株，采集分離自貴州省銅仁梵凈山自然保護(hù)區(qū)；靈芝，GTF1號(hào)菌株，采集分離自貴州省遵義大沙河自然保護(hù)區(qū)。均保存于貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所微生物研究室。

1.1.2 副產(chǎn)物基質(zhì) 皇竹草，由貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所菌草基地種植；中藥渣，由貴州中醫(yī)藥大學(xué)提供；白酒酒糟，購(gòu)自于貴州茅臺(tái)酒廠。各基質(zhì)在使用前均經(jīng)過(guò)適當(dāng)預(yù)處理。

1.1.3 試劑 馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基、苯酚、無(wú)水乙醇、氫氧化鈣、二水硫酸鈣。

1.1.4 儀器設(shè)備 超凈工作臺(tái)、高壓滅菌鍋、分光光度計(jì)、超聲提取器、離心機(jī)。

1.2 方法

1.2.1 基質(zhì)配方設(shè)計(jì) 根據(jù)試驗(yàn)要求，利用皇竹草、中藥渣、白酒酒糟部分替代闊葉樹(shù)木屑分別設(shè)計(jì)不同梯度處理，每組為A～E共5個(gè)配方，如表1～2所示，以香菇和靈芝生產(chǎn)常規(guī)配方，即闊葉樹(shù)木屑占栽培料總量的78%作對(duì)照(CK)。

1.2.2 栽培方法 將預(yù)處理后的皇竹草、中藥渣、白酒酒糟及闊葉樹(shù)木屑、麥麩等其他原料按照設(shè)計(jì)比例稱(chēng)量并加水?dāng)嚢杌靹?，控制含水?5%～60%，pH 5.0～6.0。采用規(guī)格(17～22)cm×(38～43)cm的聚丙烯出菇袋進(jìn)行裝料高壓滅菌，每個(gè)處理30袋，香菇和靈芝菌包干料重分別為1350和950 g。待料溫降至28 ℃以下時(shí)接種，置于24～28 ℃的潔凈環(huán)境中避光培養(yǎng)。菌絲長(zhǎng)滿后，按照香菇和靈芝常規(guī)出菇管理方法，其中香菇采收標(biāo)準(zhǔn)為菌膜將破或剛破裂，靈芝則是外緣黃白色生長(zhǎng)圈消失。

1.2.3 指標(biāo)觀測(cè) 菌絲生長(zhǎng)性狀，主要對(duì)萌發(fā)時(shí)間、生長(zhǎng)速率、顏色及生長(zhǎng)勢(shì)等進(jìn)行觀察記錄；子實(shí)體產(chǎn)量，香菇采收統(tǒng)計(jì)前3潮菇，靈芝只采收第1潮出芝；參照食用菌中粗多糖含量的測(cè)定(NY/T 1676—2008)進(jìn)行子實(shí)體粗多糖含量測(cè)定。上述指標(biāo)均隨機(jī)抽取觀測(cè)，5次重復(fù)。菌絲長(zhǎng)勢(shì)參考羅瑩等[14]的方法進(jìn)行分級(jí)。

表1 副產(chǎn)物原料部分替代闊葉樹(shù)木屑的香菇栽培基質(zhì)配方設(shè)計(jì)

表2 副產(chǎn)物原料部分替代闊葉樹(shù)木屑的靈芝栽培基質(zhì)配方設(shè)計(jì)

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS 12和EXCEL 2010對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同副產(chǎn)物基質(zhì)配方處理香菇和靈芝的菌絲生長(zhǎng)狀況

從表3看出，不同基質(zhì)處理香菇和靈芝菌絲的生長(zhǎng)狀況存在差異。

2.1.1 香菇 菌絲萌發(fā)時(shí)間，各處理的菌絲萌發(fā)時(shí)間為2～6 d，為AB>C>CK>D>E，其中，A的菌絲生長(zhǎng)速率最快，B和C其次，分別為8.4、7.2和6.4 mm/d，較CK分別提高37.7%、18.0%和4.9%；A顯著高于B，二者均顯著高于CK(6.1 mm/d)及其余處理；C、D和CK間差異不顯著，但均顯著高于E。外觀性狀和菌絲長(zhǎng)勢(shì)，除E菌絲外觀較黃且稀疏，生長(zhǎng)勢(shì)較弱外，其余處理菌絲均白而濃密，A和D生長(zhǎng)最旺盛。

2.1.2 靈芝 菌絲萌發(fā)時(shí)間，各處理的菌絲萌發(fā)時(shí)間為2～5 d，為A=BB>C>CK>D>E，其中，A的菌絲生長(zhǎng)速率最快，為5.6 mm/d，顯著高于CK(4.3 mm/d)及其余處理；B和C次之，分別為4.9和4.7 mm/d，二者差異不顯著但均顯著高于CK和D、E；A、B和C較CK分別提高30.2%、14.0%和9.3%。D、E顯著低于CK。外觀性狀和菌絲長(zhǎng)勢(shì)，D和E生長(zhǎng)相對(duì)緩慢，菌絲外觀發(fā)黃但較濃密，生長(zhǎng)勢(shì)弱；A和B生長(zhǎng)旺盛，菌絲白而濃密，性狀接近于常規(guī)配方。

2.2 不同副產(chǎn)物基質(zhì)配方處理香菇和靈芝的子實(shí)體產(chǎn)量

從圖1看出，不同副產(chǎn)物基質(zhì)配方對(duì)香菇和靈芝子實(shí)體產(chǎn)量存在顯著影響。

2.2.1 香菇 各處理香菇子實(shí)體的袋均總產(chǎn)量為280.9～457.9 g，為D>CK>E>C>B>A，其中，D最高，為457.9 g，較CK提高8.4%，顯著高于CK(422.6 g)及其余處理；E次之，顯著低于CK，但顯著高于其余處理；CK顯著高于其余處理。在各潮菇子實(shí)體產(chǎn)量方面，A～E第1潮較CK顯著提升，且D達(dá)最高，為221.5 g，顯著高于CK及其余處理；第2和3潮菇各配方產(chǎn)量呈不同程度下降趨勢(shì)，且均低于CK，A尤為明顯，僅為CK產(chǎn)量的43.8%和45.1%。

表3 不同副產(chǎn)物基質(zhì)配方處理香菇和靈芝菌絲的生長(zhǎng)狀況

2.2.2 靈芝 各處理靈芝子實(shí)體的產(chǎn)量為118.5～372.4 g，為CK>B>A>C>D>E。其中，B的子實(shí)體產(chǎn)量為368.2 g，與CK(372.4 g)差異不顯著，其余處理均顯著低于CK；B的子實(shí)體產(chǎn)量是E(產(chǎn)量最低)的3.1倍，且其子實(shí)體朵型較好，菌蓋厚實(shí)，接近常規(guī)處理CK。

2.3 不同副產(chǎn)物基質(zhì)配方處理香菇和靈芝的子實(shí)體粗多糖含量

從表4看出，不同副產(chǎn)物基質(zhì)配方對(duì)香菇和靈芝子實(shí)體粗多糖含量的影響存在顯著差異。

2.3.1 香菇 香菇子實(shí)體的粗多糖含量平均為10.31～13.82 g/100 g，為D>C>A>CK>B>E，其中，D、C和A粗多糖含量分別為13.82、13.13和12.46 g/100 g，D與C差異不顯著但均顯著高于A，三者均較CK(10.74 g/100 g)顯著提高，分別提高28.7%、22.3%和16.0%；B和E均較CK低，但三者差異不明顯。

2.3.2 靈芝 靈芝子實(shí)體的粗多糖含量平均為1.55～2.97 g/100 g，為B>A>E>CK>D>C，其中，B、A和E粗多糖含量分別為2.97、2.19和2.04 g/100 g，分別較CK(1.87 g/100 g)提高58.8%、17.1%和9.1%；B顯著高于CK及其余，A和E差異不顯著但均顯著高于其余處理。C含量最低，僅為B的52.2%，顯著低于CK。D低于CK但二者差異不顯著。

不同小寫(xiě)字母表示處理間差異顯著(P<0.05)Different lowercase letters indicate significant difference of diffrent treatments at P<0.05 level圖1 不同副產(chǎn)物基質(zhì)配方處理香菇和靈芝子實(shí)體的產(chǎn)量Fig.1 Yield of fruiting body yield of Lentinula edodes and Ganoderma lingzhi with different treatments of substrate formula

表4 不同副產(chǎn)物栽培基質(zhì)處理香菇和靈芝粗多糖的含量

3 討 論

食用菌處于生物循環(huán)鏈的起點(diǎn)和終點(diǎn)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)正是有了食用菌才構(gòu)成一個(gè)多物種共生、多層次搭配、多環(huán)節(jié)相扣、多梯級(jí)循環(huán)、多產(chǎn)業(yè)增值、多效益統(tǒng)一的物質(zhì)和能量體系，從而實(shí)現(xiàn)生態(tài)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)性和協(xié)調(diào)發(fā)展[15]。副產(chǎn)物可栽培的食用菌種類(lèi)繁多，如金針菇[16]、杏鮑菇[17]、白玉菇[18]、銀耳[19]、猴頭菇[20]、平菇[21]等，均屬于木腐菌類(lèi)，研究者初步篩選出能夠完全或部分替代闊葉樹(shù)木屑的副產(chǎn)物基質(zhì)原料，少數(shù)已應(yīng)用于規(guī)?；蚬S化生產(chǎn)，甚至開(kāi)辟出木腐食用菌菌渣栽培草腐食用菌等途徑[5，22]，充分說(shuō)明了食用菌栽培料來(lái)源的多樣性和木質(zhì)菌材的可替代性。筆者在前期副產(chǎn)物基料化預(yù)處理和適料菌株篩選的工作基礎(chǔ)上，利用本地資源豐富且利用效率較低的皇竹草、中藥渣、白酒酒糟副產(chǎn)物，通過(guò)理化及營(yíng)養(yǎng)特性間的互補(bǔ)作用，搭配組合后部分替代闊葉樹(shù)木屑代料栽培食用菌，實(shí)現(xiàn)菌絲生長(zhǎng)、子實(shí)體產(chǎn)量及品質(zhì)等生產(chǎn)性能的有效提升，且部分優(yōu)于CK配方，也進(jìn)一步印證了副產(chǎn)物作為木腐類(lèi)食用菌栽培基質(zhì)的可行性。具體表現(xiàn)為，在菌絲生長(zhǎng)方面，香菇配方A和B優(yōu)于對(duì)照CK，生長(zhǎng)速率達(dá)8.4和7.2 mm/d，靈芝配方A菌絲生長(zhǎng)速率最快，達(dá)5.6 mm/d，且長(zhǎng)勢(shì)旺盛，菌絲潔白濃密，說(shuō)明添加副產(chǎn)物可能更易于菌絲分解吸收營(yíng)養(yǎng)，對(duì)兩者菌絲生長(zhǎng)具有一定促進(jìn)作用，與竹-木屑配比栽培香菇試驗(yàn)結(jié)果一致[23-24]；在子實(shí)體產(chǎn)量方面，香菇配方D和靈芝配方B總產(chǎn)量最高，分別為457.9和368.2 g，進(jìn)一步對(duì)香菇前三潮菇產(chǎn)量分析可知，相對(duì)于常規(guī)對(duì)照，添加副產(chǎn)物配方能有效提高首潮菇產(chǎn)量和靈芝生產(chǎn)效率，縮短采收周期，與菌草代料高效栽培靈芝相似[25]；在子實(shí)體產(chǎn)多糖方面，香菇配方D、C、A和靈芝配方B、A、E均優(yōu)于CK對(duì)照，最大含量分別達(dá)到13.82和2.97 g/100 g，表明副產(chǎn)物基質(zhì)具有誘導(dǎo)活性成分代謝的潛力，與吳鴻雪等[26]通過(guò)改良栽培基質(zhì)提高靈芝子實(shí)體三萜含量結(jié)果相同。

然而，在各地香菇、黑木耳、靈芝等主產(chǎn)區(qū)實(shí)際種植過(guò)程中，闊葉樹(shù)木屑仍作為主要生產(chǎn)原料，且需求量日益增加，尚未找到適宜替代物或開(kāi)發(fā)出的副產(chǎn)物新基質(zhì)還處于試驗(yàn)階段，菌材緊缺將成為制約上述食用菌種類(lèi)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵因素。因此，如何更有效地將常規(guī)難以處理的副產(chǎn)物下腳料通過(guò)生產(chǎn)食用菌轉(zhuǎn)化成為高蛋白健康食品，持續(xù)系統(tǒng)地開(kāi)展適料菌株的選育和基質(zhì)配方的優(yōu)化，以及提升子實(shí)體產(chǎn)量與品質(zhì)，在多區(qū)域、多品種、多模式條件下加以驗(yàn)證，并保持相對(duì)穩(wěn)定性，將是下一步需要深入研究的主要方向。

4 結(jié) 論

不同副產(chǎn)物基質(zhì)配方栽培香菇和靈芝存在顯著差異，經(jīng)綜合分析篩選獲得以下優(yōu)選配方。

(1)香菇的優(yōu)選配方為皇竹草30%+闊葉樹(shù)木屑38%+中藥渣15%+白酒酒糟5%+麥麩10%+紅糖1%+石膏1%，在此條件下菌絲生長(zhǎng)速率為6.0 mm/d，與CK差異不顯著，子實(shí)體袋均產(chǎn)量為457.9 g，子實(shí)體粗多糖含量為13.82 g/100 g，較CK分別提高8.4%和28.7%。

(2)靈芝最佳配方為皇竹草40%+闊葉樹(shù)木屑33%+中藥渣10%+白酒酒糟5%+麥麩10%+糖1%+石膏1%，此時(shí)子實(shí)體袋均產(chǎn)量與CK相近，達(dá)368.2 g ，菌絲生長(zhǎng)速率為4.9 mm/d，子實(shí)體粗多糖含量為2.97 g/100 g，較CK分別提高14.0%和58.8%。