基于大球蓋菇種植的園林廢棄物資源化利用研究

李夢(mèng)秋，李 宇，劉世林，孫亞新，王藝然，陳招榮

（天津農(nóng)學(xué)院 園藝園林學(xué)院，天津 300384）

園林廢棄物（Green waste）是指城市綠地或郊區(qū)林地中的綠化植物在自然或養(yǎng)護(hù)過(guò)程中所產(chǎn)生的喬灌木修剪物、草坪修剪物、雜草、落葉、枝條等廢棄物[1]。我國(guó)園林廢棄物體量龐大，每年產(chǎn)生“綠廢”超過(guò)4 000 萬(wàn)t[2]，當(dāng)前我國(guó)園林廢棄物的資源化利用多為有機(jī)肥堆制和土壤覆蓋物，且多在一些大城市試點(diǎn)，資源化利用的程度總體較低，相比之下，國(guó)外一些國(guó)家對(duì)園林廢棄物資源化利用研究起步早，在試驗(yàn)中總結(jié)了相關(guān)的處理方法，如分類收集后進(jìn)行堆肥[3]、粉碎后生物覆蓋[4]、微生物降解[5]等，并通過(guò)法律法規(guī)等形式進(jìn)行普及，可以為我國(guó)提供方法借鑒。園林廢棄物體量與日俱增，以生物堆肥和土壤覆蓋為主的處理方法帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益不如應(yīng)用于食用菌生產(chǎn)高。園林廢棄物中含有食用菌生長(zhǎng)需要的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等成分，可以用作食用菌栽培基質(zhì)[6-8]。已有相關(guān)研究證明，適當(dāng)配比的園林廢棄物木屑用于栽培食用菌可以增加產(chǎn)量、提高品質(zhì)[9-10]。

大球蓋菇（Stropharia rugosoannulata）別名皺環(huán)球蓋菇、斐氏球蓋菇，是擔(dān)子菌門、層菌綱、傘菌目、球蓋菇科、球蓋菇屬的一種藥食兼用食用菌，多在大田、園林或果園下栽培，栽培原料廣泛，可以生長(zhǎng)在農(nóng)作物秸稈、稻殼、竹屑、甘蔗渣等培養(yǎng)料上[11-13]；生產(chǎn)成本低，便于管理,且易獲得高產(chǎn)，是適合在林下推廣種植的潛在食用菌菌種。林菌模式是林下經(jīng)濟(jì)的一種形式，其充分利用林下土地資源和林蔭優(yōu)勢(shì)栽培食用菌，林內(nèi)修剪的枝條也可以作為栽培基質(zhì)，一方面做到了資源保護(hù)和高效利用，緩解林菌矛盾，解決以往的“種菇毀林”問(wèn)題，提供新的栽培原料來(lái)源，另一方面提高了經(jīng)濟(jì)效益，許多研究證明林下栽培模式在提高食用菌的產(chǎn)量及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值方面有一定作用[14-15]。菌糠還林可增加土壤肥力，促進(jìn)林地的養(yǎng)分循環(huán)，也可以作為食用菌、瓜果蔬菜的栽培基質(zhì)進(jìn)行二次利用[16-17]。

為促進(jìn)園林廢棄物資源化利用，本研究以園林廢棄物木屑作為栽培基質(zhì)成分，設(shè)計(jì)3 種配方，分別在林下和溫室中進(jìn)行大球蓋菇栽培試驗(yàn)，觀測(cè)菌絲生長(zhǎng)表現(xiàn)、出菇情況、子實(shí)體外觀品質(zhì)、含水率、產(chǎn)量、生物學(xué)效率、粗多糖含量等，探究園林廢棄物配比和林下環(huán)境對(duì)食用菌生長(zhǎng)的影響，通過(guò)綜合評(píng)價(jià)篩選出高產(chǎn)的合理園林廢棄物配比，旨在為天津林下大規(guī)模種植大球蓋菇和提供栽培基質(zhì)和栽培配方參考，為環(huán)境可持續(xù)發(fā)展和食用菌種植提供指導(dǎo)，提高園林廢棄物資源利用效率。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地有2 處，分別為天津市西青區(qū)天津農(nóng)學(xué)院東校區(qū)試驗(yàn)林地和西校區(qū)溫室大棚。天津的地形絕大部分為平原，氣候?qū)儆谂瘻貛О霛駶?rùn)季風(fēng)性氣候，年平均降水量571 mm，年平均氣溫14 ℃。林下平均氣溫稍低，且能遮陰、濕度適宜，滿足大球蓋菇的生長(zhǎng)條件。林地可種植的樹(shù)種較多，主要有桃樹(shù)、柳樹(shù)、桑樹(shù)、杏樹(shù)。溫室大棚內(nèi)的平均溫度為20 ℃，能夠有效保障發(fā)菌期以及出菇期間的溫度。

1.2 試驗(yàn)材料

大球蓋菇品種為古田赤松茸，菌種菌絲生長(zhǎng)潔白致密，符合栽培要求。園林廢棄物木屑由天津市松江生態(tài)產(chǎn)業(yè)有限公司提供，由園林修剪后的各種廢棄枝條組成，經(jīng)過(guò)粗略的粉碎后自然發(fā)酵1 年。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)分為林下栽培和溫室栽培。根據(jù)大球蓋菇的營(yíng)養(yǎng)需求和稻殼、園林廢棄物等培養(yǎng)料的理化特性，設(shè)計(jì)了3 個(gè)配方。

配方1：稻殼45%，玉米芯12%，木屑42%，石灰1%；

配方2：稻殼45%，玉米芯42%，木屑12%，石灰1%；

CK：稻殼45%，玉米芯54%，石灰1%。

試驗(yàn)采用分組設(shè)計(jì)，分2 個(gè)試驗(yàn)組，在林下和溫室中各選擇9m2試驗(yàn)地，并將其劃分為9 個(gè)1m×1m的試驗(yàn)小區(qū)，每小區(qū)配制15 kg 干料，菌種22 500 kg·hm-2，用量按照所用菌種占干料的15%計(jì)算。每個(gè)試驗(yàn)組共3 個(gè)處理，每處理3 次重復(fù)。大球蓋菇栽培方法依照常規(guī)，播種采用穴播和點(diǎn)播相結(jié)合的方法。栽培順序?yàn)榍謇碓耘鄨?chǎng)地、培養(yǎng)料發(fā)酵、鋪料播種、發(fā)菌期管理、出菇管理、子實(shí)體采收。林下種植時(shí)間為2020 年10月23 日，溫室種植時(shí)間為2020 年10 月30 日。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

菌絲生長(zhǎng)表現(xiàn)：發(fā)菌期間觀察菌絲的生長(zhǎng)表現(xiàn)，包括菌絲長(zhǎng)勢(shì)、色澤、疏密度、滿床時(shí)間。

出菇情況：在出菇期間觀察記錄2 個(gè)菌種的首次出菇時(shí)間、出菇質(zhì)量、一潮菇持續(xù)時(shí)間。每個(gè)處理隨機(jī)采取成熟的8 株子實(shí)體，用直尺測(cè)量菌柄長(zhǎng)度、菌柄直徑、菌帽直徑及菌帽厚度，計(jì)算平均值。

產(chǎn)量及生物學(xué)效率：采取隨機(jī)抽樣的方法，從各處理樣地中采收10 株新鮮子實(shí)體，進(jìn)行稱質(zhì)量并計(jì)算平均值，采收樣地內(nèi)達(dá)到成熟標(biāo)準(zhǔn)的食用菌子實(shí)體，采收株數(shù)乘以平均質(zhì)量即為單塊樣地的產(chǎn)量，從而估算出單位面積的產(chǎn)量。

含水率：參照國(guó)標(biāo)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測(cè)定》（GB 5009.3—2016）[18]的方法測(cè)定子實(shí)體含水率。在林下3 個(gè)配方處理中隨機(jī)采集4 株符合采收標(biāo)準(zhǔn)的大球蓋菇，進(jìn)行稱質(zhì)量，然后放入101～105 ℃干燥箱內(nèi)進(jìn)行烘干處理，稱取干質(zhì)量，計(jì)算含水率，結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

粗多糖含量：樣品經(jīng)過(guò)烘干、研磨、過(guò)篩后進(jìn)行裝袋編號(hào)。子實(shí)體粗多糖含量的測(cè)定參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《食用菌中粗多糖含量的測(cè)定》（NY/T 1676—2008）[19]。葡萄糖溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為y=0.008 9x-0.0749（濃度單位mg·L-1），R2=0.966 8。

大球蓋菇子實(shí)體綜合評(píng)價(jià)：采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法來(lái)進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)[20]。隸屬函數(shù)的計(jì)算公式如相：

式中，U 為隸屬函數(shù)值；i 為測(cè)定指標(biāo)，Xi為某項(xiàng)測(cè)定指標(biāo)的值，Xmin與Xmax分別為某項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定值中的最小值和最大值。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用IBM SPSS Statistics 25 進(jìn)行單因素方差分析和多重比較（P＜0.05），采用Microsoft Excel 2019進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 栽培環(huán)境和配方對(duì)大球蓋菇菌絲生長(zhǎng)表現(xiàn)的影響

栽培地點(diǎn)為溫室時(shí)，種植4 周后，大球蓋菇培養(yǎng)料表面未出菇，但小面積挖開(kāi)后，可見(jiàn)菌絲生長(zhǎng)狀況良好，未出現(xiàn)雜菌污染。平菇培養(yǎng)料表面開(kāi)始出現(xiàn)少量菌蕾，白色菌絲以點(diǎn)播的菌塊為中心向周圍生長(zhǎng)，鎖狀聯(lián)合現(xiàn)象明顯，菌絲生長(zhǎng)狀況良好，長(zhǎng)滿菌床3/4 左右。栽培地點(diǎn)為林下時(shí)，由于天津冬季溫度過(guò)低，大球蓋菇的菌絲生長(zhǎng)緩慢，菌絲滿床所用時(shí)間長(zhǎng)，直到翌年4 月才陸續(xù)出菇。

如表1 所示，無(wú)論是在林下還是室內(nèi)種植大球蓋菇，配方2 和CK 的菌絲長(zhǎng)勢(shì)、色澤、疏密度沒(méi)有明顯的區(qū)別，菌絲潔白致密、長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)。不同園林廢棄物配比的菌絲生長(zhǎng)速度不同，CK 菌絲生長(zhǎng)速度最快，菌絲滿床時(shí)間最短，配方2 次之，配方1 最慢。

表1 大球蓋菇菌絲生長(zhǎng)表現(xiàn)

2.2 栽培環(huán)境和配方對(duì)大球蓋菇出菇的影響

大球蓋菇出菇情況見(jiàn)表2。如表2 所示，林下首次出菇時(shí)間雖然晚于溫室，但是出菇質(zhì)量高，一潮菇持續(xù)時(shí)間總體上長(zhǎng)于溫室處理。林下種植時(shí)，配方1最早出菇，子實(shí)體質(zhì)量?jī)?yōu)，但是一潮菇持續(xù)時(shí)間最短。溫室種植時(shí)，CK 最早出菇，子實(shí)體質(zhì)量與其他2個(gè)配方處理相比較好。由圖1 和圖2 可見(jiàn)，林下栽培的大球蓋菇出菇質(zhì)量明顯好于溫室栽培。

圖1 溫室中不同配方處理的大球蓋菇子實(shí)體

圖2 林下不同配方處理的大球蓋菇子實(shí)體

表2 大球蓋菇出菇情況對(duì)比

由圖3 可見(jiàn)，不同配比園林廢棄物林下栽培大球蓋菇的子實(shí)體形狀指標(biāo)。配方1 處理的菌柄長(zhǎng)度為11.06 cm，菌柄直徑為3.24 cm，菌帽直徑為8.64 cm，菌帽厚度為3.10 cm；配方2 處理的菌柄長(zhǎng)度為11.64 cm，菌柄直徑為3.39 cm，菌帽直徑為8.70 cm，菌帽厚度為2.80 cm；CK 處理的菌柄長(zhǎng)度為9.75 cm，菌柄直徑為4.06 cm，菌帽直徑為8.88 cm，菌帽厚度為3.91 cm。3 種配方處理間的菌柄長(zhǎng)度、菌柄直徑、菌帽直徑均無(wú)顯著差異，CK 的菌帽直徑顯著大于配方1、配方2 處理的。綜合來(lái)看，林下種植大球蓋菇時(shí)，CK 的子實(shí)體菇形最好，大小適中，菌柄粗短，配方1 次之，配方2最差。

圖3 林下大球蓋菇不同配方的子實(shí)體形狀指標(biāo)

2.3 栽培環(huán)境和配方對(duì)大球蓋菇產(chǎn)量的影響

2 個(gè)試驗(yàn)組的不同配方處理大球蓋菇產(chǎn)量和生物學(xué)效率存在差異。如表5 所示，林下試驗(yàn)組中，配方1 單位產(chǎn)量最高，達(dá)到85 760 kg·hm-2，與CK處理相比增加了157.7%，生物學(xué)效率為57.17%。配方2 單位產(chǎn)量與CK 相比則降低了7.7%，生物學(xué)效率20.48%。溫室試驗(yàn)組中，CK 的單位產(chǎn)量最高，為44 240 kg·hm-2，與之相比，配方1 降低了40.5%，配方2 降低了52.4%。

配方相同時(shí)，林下與溫室處理的大球蓋菇產(chǎn)量和生物學(xué)效率之間也存在區(qū)別。加入園林廢棄物的2 個(gè)配方，其林下栽培的產(chǎn)量高于室內(nèi)栽培，配方1的林下處理產(chǎn)量與溫室相比增加225.6%，配方2 的林下處理與溫室相比增加45.9%。而CK 的林下處理產(chǎn)量與溫室相比降低了24.8%。

表3 大球蓋菇產(chǎn)量及生物學(xué)效率

2.4 栽培配方對(duì)大球蓋菇含水率及粗多糖含量的影響

栽培配方對(duì)大球蓋菇的含水率和粗多糖含量有影響如表4 所示，栽培環(huán)境為林下時(shí)，配方1、配方2與CK 處理的差異顯著，配方2 處理的大球蓋菇子實(shí)體鐵軍含水率最大，達(dá)90.35%。3 種處理子實(shí)體的平均粗多糖含量無(wú)顯著差異，但是與CK 相比降低了8.0%，配方1 與CK 相比降低了7.7%。

表4 林下不同處理大球蓋菇含水率和粗多糖含量

2.5 不同園林廢棄物木屑配比對(duì)林下大球蓋菇子實(shí)體綜合評(píng)價(jià)的影響

采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法對(duì)林下不同配方處理的大球蓋菇子實(shí)體的形狀指標(biāo)、單位面積產(chǎn)量和粗多糖含量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，表5 為評(píng)價(jià)結(jié)果。如表5 所示，配方1 的平均隸屬函數(shù)值最大，大球蓋菇子實(shí)體菇形好，單位面積產(chǎn)量高。CK 次之，配方2 的綜合評(píng)價(jià)值最低。

表5 林下不同配方處理的大球蓋菇子實(shí)體的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

3 討論與結(jié)論

在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段，園林廢棄物添加培養(yǎng)料處理1 和處理2 與CK 相比，菌絲密度略有降低，其原因可能是添加的園林廢棄物木屑顆粒較大，質(zhì)地較堅(jiān)硬，導(dǎo)致大球蓋菇菌絲密度不如對(duì)照組高，但后期采收時(shí)，園林廢棄物添加較多的處理1 出菇量高于其他處理。夏雨鐘等[21]利用果樹(shù)枝條廢棄物作為培養(yǎng)料的試驗(yàn)中也證實(shí)了枝條廢棄物添加比例在40～50%時(shí)，大球蓋菇的產(chǎn)量最高，說(shuō)明大顆粒栽培料所形成的高透氣性有益于子實(shí)體的形成和生長(zhǎng)。大球蓋菇屬于低溫型食用菌，適宜的生長(zhǎng)溫度為25 ℃左右，空氣濕度最適范圍為85%～90%，溫度和濕度適宜能夠提高食用菌的產(chǎn)量和子實(shí)體質(zhì)量。本研究對(duì)比了溫室大棚種植和林下種植2 種模式，發(fā)現(xiàn)溫室大棚種植大球蓋菇的產(chǎn)量和質(zhì)量均低于林下種植，分析其環(huán)境條件，溫室大棚冬季室內(nèi)由于有人工加熱，溫度維持在白天20～25 ℃，夜晚5～10 ℃，空氣濕度約30%～40%，溫度適宜菌絲的生長(zhǎng)，菇床內(nèi)菌絲生長(zhǎng)旺盛，但是濕度不利于菇蕾的形成和發(fā)育，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致產(chǎn)量和質(zhì)量均降低。在林下種植的處理，冬季溫度低，菌絲生長(zhǎng)處于停滯休眠狀態(tài)，隨著春季溫度的升高，菌絲恢復(fù)生長(zhǎng)，林下蔭蔽的環(huán)境加上人工噴灌，空氣濕度和溫度都可達(dá)到優(yōu)良狀態(tài)，使得菇蕾順利形成并發(fā)育，說(shuō)明在天津地區(qū)，大球蓋菇更適合于林下種植。本研究不同配方林下種植的大球蓋菇產(chǎn)量平均為49 920 kg·hm-2，其中配方1 最優(yōu)（85 760 kg·hm-2），該產(chǎn)量接近或優(yōu)于分別以玉米秸稈[22]、油茶木屑[20]、香樟木屑[23]、桃木屑[24]、竹屑[25]栽培大球蓋菇的產(chǎn)量。本試驗(yàn)首次采用園林混合廢棄物作為栽培基質(zhì)，在盡量減少園林廢棄物前期處理環(huán)節(jié)和成本的前提下，篩選出廢棄物添加比例為42%的栽培料配方可有效地保證大球蓋菇林下栽培的產(chǎn)量和質(zhì)量。

大球蓋菇的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)一般用總糖、粗多糖、粗脂肪等營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)來(lái)衡量[25-27]。本研究結(jié)果顯示，園林廢棄物作為主要栽培料時(shí)，林下大球蓋菇的粗多糖含量在（35.78±2.77）mg·g-1～（38.91±6.79）mg·g-1之間，與王曉煒等[26]測(cè)得的大球蓋菇粉碎程度為100目細(xì)粉的粗多糖含量36.3 mg·g-1結(jié)果相似，低于陳君琛[27]和王麗[28]的研究結(jié)果，本研究中配方1 和配方2 的粗多糖含量與CK 相比有所降低，但處理間差異不顯著，綜合分析其原因可能是菌種和培養(yǎng)料配方不同對(duì)食用菌的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)會(huì)產(chǎn)生一定的影響[26]。

綜上，林下畦栽模式和適當(dāng)配比的園林廢棄物木屑能夠增加大球蓋菇的產(chǎn)量，提高生物學(xué)效率，綜合評(píng)價(jià)結(jié)果表明配方1（42%木屑）要優(yōu)于CK（0%木屑）和配方2（12%木屑），產(chǎn)量基本滿足天津大規(guī)模種植大球蓋菇的要求，可以為之提供栽培基質(zhì)和栽培配方參考，有利于促進(jìn)園林廢棄物資源化利用。