香菇菌棒轉色階段CO2對香菇產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

董浩然 李 玉 姜 寧 李正鵬 劉四海 周 峰*

（1上海市農(nóng)業(yè)科學院食用菌研究所/農(nóng)業(yè)部南方食用菌資源利用重點實驗室/國家食用菌工程技術研究中心/上海市農(nóng)業(yè)遺傳育種重點開放實驗室，上海奉賢201403；2河南金海生物科技有限公司，河南三門峽472000）

香菇Lentinula edodes，俗稱香蕈、花菇等，隸屬于真菌界、擔子菌門、傘菌綱、傘菌目、光茸菌科、香菇屬[1]，主栽區(qū)在亞洲的中國、日本等國家。香菇因營養(yǎng)豐富、香氣濃郁及高藥用價值而深受廣大消費者青睞。近年來，香菇產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，生產(chǎn)方式逐步由小作坊模式向工廠化、規(guī)?；D型升級[2-3]。據(jù)中國食用菌協(xié)會統(tǒng)計，2020年香菇總產(chǎn)量達1 182.2萬t，占全國食用菌總產(chǎn)量的29.28%[4]。設施培養(yǎng)菌棒生態(tài)出菇是香菇產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢，目前已有越來越多的生產(chǎn)企業(yè)采用恒溫房培養(yǎng)香菇菌棒。但菌棒培養(yǎng)期間溫度、CO2體積分數(shù)、空氣相對濕度以及光照等環(huán)境因素對香菇菌棒影響的研究大都以定性為主，定量研究較少[5]。

通風是食用菌栽培過程中重要的調(diào)控手段之一，主要目的在于調(diào)節(jié)培養(yǎng)房中CO2的體積分數(shù)。研究表明，環(huán)境中CO2體積分數(shù)對食用菌菌絲體和子實體生長均有一定的影響[6-7]。戴肖東等[8]探究O2和CO2體積分數(shù)對黑木耳菌絲生長及出耳的影響，結果表明0.2%~3.5%CO2條件可縮短木耳出芽時間，高體積分數(shù)的CO2雖抑制菌絲的生長但對后期耳芽形成無顯著影響。仝宗軍等[9]探究CO2體積分數(shù)影響金針菇形態(tài)發(fā)育的機理，揭示了CO2調(diào)控菌蓋FvAC 基因的表達從而影響菌蓋的生長。郭家選等[10]研究CO2體積分數(shù)對四種食用菌菌絲生長的影響，結果表明不同食用菌菌絲對CO2體積分數(shù)的需求與耐受存在差異。

香菇是我國生產(chǎn)量和消費量最大的食用菌，規(guī)模與產(chǎn)能的提升對栽培工藝的標準化、數(shù)字化提出了更高的要求。以往技術人員憑經(jīng)驗調(diào)節(jié)培養(yǎng)房的通風，無相應的數(shù)據(jù)支撐。培養(yǎng)房CO2體積分數(shù)對香菇產(chǎn)量及品質(zhì)的影響鮮有報道。為此，筆者進行菌棒轉色階段不同體積分數(shù)CO2條件對香菇子實體產(chǎn)量及品質(zhì)影響的研究，旨在為香菇工廠化高效生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試香菇菌株“滬香F2”，由上海市農(nóng)業(yè)科學院食用菌研究所提供。栽培料配方（質(zhì)量分數(shù)）：櫟木屑80%，麩皮19%，石膏1%，料含水量53%~55%，滅菌前pH 為6.0~6.2，滅菌后pH 為5.5~5.8。儀器：水分測定儀，上海良平儀器儀表有限公司，稱量范圍0~50 g，加熱范圍室溫~160 ℃；pH 計，梅特勒-托利多儀器上海有限公司集團，測定范圍0~14。

1.2 試驗設計

香菇菌棒刺孔增氧后，分別于CO2體積分數(shù)為0.2%~0.3%、0.4%~0.5%、0.7%~0.8%，其他條件保持一致的環(huán)境中培養(yǎng)，分別記為CK、T1、T2，菌齡90 d后脫袋出菇。每個處理設5 個重復，每個重復60棒。

1.3 試驗方法

試驗地點在河南金海生物科技有限公司。

1.3.1 料袋制備與滅菌接種

采用17 cm×55 cm（折徑×長度）的聚乙烯塑料袋，自動裝袋機裝料扎口，每袋裝料（濕重）（2.7±0.5）kg，116 ℃滅菌6 h，滅菌結束后轉移至冷卻間冷卻，待菌棒中心溫度冷卻至25 ℃以下，自動接種機接種香菇液體菌種。

1.3.2 菌絲培養(yǎng)及出菇管理

料袋接種后轉移至培養(yǎng)房避光培養(yǎng)，當接種孔間菌絲相互連接時脫去外套袋，置于網(wǎng)格架避光培養(yǎng)。菌絲滿袋后刺孔增氧，放置于培養(yǎng)房內(nèi)培養(yǎng)，同時給予光照促轉色，90 d 后脫袋出菇。出菇溫度為12~16 ℃，空氣相對濕度為80%~90%，CO2體積分數(shù)為0.08%~0.1%。每潮菇采收結束，休養(yǎng)10~15 d（溫度20~25 ℃）后，注水刺激出下一潮菇。

1.4 考察項目及方法

菇蕾：疏蕾數(shù)目與子實體數(shù)目之和；產(chǎn)量：依據(jù)行業(yè)標準香菇等級規(guī)格（NY/T 1061—2006）將子實體分級稱重；單菇重：不同等級子實體隨機選取30個香菇子實體進行單獨稱重。

1.5 數(shù)據(jù)處理及分析

利用SPSS統(tǒng)計分析軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，采用Excel 2019軟件進行數(shù)據(jù)處理及圖形繪制。

2 結果與分析

2.1 不同體積分數(shù)CO2對菇蕾數(shù)的影響

由表1 可知，不同體積分數(shù)的CO2顯著影響第1潮及第2 潮現(xiàn)蕾數(shù)，但對第3 潮現(xiàn)蕾數(shù)無顯著影響。T2 處理（CO2體積分數(shù)為0.7%~0.8%）的第1 潮現(xiàn)蕾數(shù)顯著少于CK 處理（0.2%~0.3%）及T1 處理（0.4%~0.5%）。同CK 處理相比，T2 處理中菌棒第1 潮現(xiàn)蕾數(shù)下降了20.41%。第2 潮現(xiàn)蕾數(shù)，T2 處理顯著高于CK處理（現(xiàn)蕾數(shù)增加了29.27%）及T1處理。三組處理三潮菇總蕾數(shù)無顯著差異。

表1 不同CO2體積分數(shù)條件下菇蕾數(shù)

2.2 不同體積分數(shù)CO2對菇產(chǎn)量的影響

由表2可知，CO2顯著影響第1潮、第2潮以及第3 潮菇產(chǎn)量，但對總產(chǎn)量無顯著影響。T1 處理、T2處理與CK 處理比較，第1 潮產(chǎn)量顯著降低，下降幅度分別為7.17%、14.18%；第2 潮產(chǎn)量顯著上升，上升幅度分別為14.64%、16.14%；第3 潮產(chǎn)量顯著降低，下降幅度分別為7.21%、4.25%。CK 處理總產(chǎn)量為900.55 g/棒，T1 處理總產(chǎn)量為908.57 g/棒，T2 處理總產(chǎn)量為898.30 g/棒。表明高體積分數(shù)的CO2會降低第1潮、第3潮產(chǎn)量，提高第2潮產(chǎn)量，但并不影響總產(chǎn)量。

表2 不同體積分數(shù)CO2條件下香菇產(chǎn)量 單位：g/棒

2.3 不同體積分數(shù)CO2對單菇重的影響

由圖1 可知，不同處理間相同等級香菇單菇重無顯著差異。T1處理、T2處理中不同等級的單菇重同CK 處理比較略有下降，其中A 級菇降幅分別為0.91%、4.52%；B級菇降幅分別為4.15%、9.04%；C級菇降幅分別為11.12%、5.97%；平均單菇重的降幅分別為2.57%、9.99%。

圖1 不同體積分數(shù)CO2對單菇重的影響

2.4 不同體積分數(shù)CO2對優(yōu)質(zhì)菇比的影響

圖2 不同處理的出菇場景

由表3 可知，高體積分數(shù)CO2會降低A 級菇比，且隨著出菇潮次增加，降幅呈上升趨勢，同CK 處理比較，T1 處理及T2 處理第1 潮A 級菇比分別下降了0.63%、8.47%；第2 潮A 級菇比分別下降了7.81%、15.11%；第3 潮A 級菇比分別下降了18.99%、41.98%，總的A 級菇比分別下降了8.46%、22.05%。高體積分數(shù)CO2提高了B 級菇比，同CK 處理比較，T1 處理及T2 處理第1 潮B 級菇比分別上升了2.08%、10.83%；第2 潮B 級菇比分別上升了0.60%、3.41%；第3 潮B 級菇比分別上升了3.21%、3.45%，總的B 級菇比分別上升了1.17%、5.23%。高體積分數(shù)CO2提高了C 級菇以及統(tǒng)貨的比例，總的C 級菇比分別上升了15.50%、3.40%，統(tǒng)貨比例分別上升了3.16%、9.54%。

表3 不同體積分數(shù)CO2條件下優(yōu)質(zhì)菇比 單位：%

3 小結與討論

CO2是食用菌生長發(fā)育的重要調(diào)節(jié)因子，在實際生產(chǎn)中，通過調(diào)節(jié)CO2可控制食用菌菇蕾、產(chǎn)量以及子實體品質(zhì)等[11-12]。試驗結果表明菇蕾受CO2影響且在不同潮次表現(xiàn)不同，同常規(guī)體積分數(shù)CO2比較，高體積分數(shù)CO2可顯著抑制第1 潮菇蕾數(shù)發(fā)生，顯著提高第2 潮菇蕾數(shù)，但對總的菇蕾數(shù)無顯著影響。這與戴肖東等[8]的研究結果相似，即高體積分數(shù)CO2不會影響木耳耳芽形成，但也有研究表明CO2體積分數(shù)過高會導致無法形成原基、原基死亡或者畸變，從而使食用菌產(chǎn)量及品質(zhì)下降。CO2調(diào)控香菇菇蕾發(fā)生機理還有待進一步研究。

菌棒質(zhì)量是影響香菇產(chǎn)量及品質(zhì)的重要因子之一[13]。香菇菌棒轉色階段是影響菌棒質(zhì)量的關鍵時期，人們總結出一套通過轉色完成后表皮顏色判斷后期出菇特性的經(jīng)驗，直觀表現(xiàn)為四種類型[14]：1.褐色型，出菇遲，出菇稀，菇體大，質(zhì)量好，產(chǎn)量高，出菇期長；2.紅棕色型，出菇正常，稀密適當，菇體中等，質(zhì)量好，產(chǎn)量高，出菇期長短適中；3.黃褐色型，出菇稍早，菇較密，菇體小，質(zhì)量一般，產(chǎn)量較高，出菇期較短；4.灰白色型，出菇早而密，菇體小，畸形菇多，質(zhì)量差，產(chǎn)量低。培養(yǎng)房通風作為轉色過程中重要的調(diào)控因子之一，菇農(nóng)對其認識仍然停留在定性的描述階段，一致認為，在香菇轉色階段需加大培養(yǎng)房通風，降低CO2體積分數(shù)。實際生產(chǎn)中一味的追求低體積分數(shù)CO2培養(yǎng)環(huán)境會增加生產(chǎn)能耗，且并不符合食用菌生長發(fā)育的客觀規(guī)律。不同生育進程中的食用菌對CO2的敏感程度存在差異，具體為子實體發(fā)育階段＞子實體原基形成階段＞菌絲體生長階段[12]，即表明在菌絲培養(yǎng)階段，適宜的高體積分數(shù)CO2培養(yǎng)是可行的。試驗結果表明轉色階段減少培養(yǎng)房通風，提高CO2體積分數(shù)對菌棒總產(chǎn)量、單菇重無顯著影響，僅造成產(chǎn)量在不同潮次的差異。CO2體積分數(shù)為0.4%~0.5%及0.7%~0.8%時，第1 潮產(chǎn)量顯著降低，而第2 潮產(chǎn)量則顯著提升。提高培養(yǎng)環(huán)境中CO2體積分數(shù)會降低A 級菇比例，提高B 級菇、C 級菇以及統(tǒng)貨比例，且在高體積分數(shù)CO2環(huán)境下培養(yǎng)的菌棒，隨著出菇潮次增加，A 級菇比例急劇下降。

綜上所述，香菇菌棒轉色階段，提高培養(yǎng)房培養(yǎng)環(huán)境中CO2體積分數(shù)可降低香菇第1 潮菇蕾數(shù)，減少出菇階段疏蕾的人工投入；降低了A級菇比例，提高了B 級菇、C 級菇及統(tǒng)貨比例。在香菇轉色階段，可適當減少通風，控制培養(yǎng)房CO2體積分數(shù)在0.4%~0.5%，既保證了后期出菇產(chǎn)量及品質(zhì)又降低了工廠生產(chǎn)能耗。