暖棚栽培羊肚菌的營(yíng)養(yǎng)及土壤環(huán)境分析*

張 勇，李 青，李云霞，蕭晉川，楊 杰，張澤軒

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)，山西 太原 030031；2.山西宇坤農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司，山西 呂梁 033599）

羊肚菌[Morchella esculenta (L.) Pers.] 俗稱羊肚蘑、羊肚菜、羊肚子等，因?yàn)榫w有不規(guī)則的凹陷且多有褶皺，外形與羊肚相似而得名，是一種大型的珍稀食（藥） 用真菌[1-3]。羊肚菌含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、多種礦物質(zhì)、維生素以及大量人體所必需的氨基酸。聞之清香怡人，食之美味可口，素有“菌中之王”“素中之葷”的美譽(yù)，是法國(guó)大餐的特色原料，是美食界廚房中的珍寶[4-6]。同時(shí)，羊肚菌具有較高的藥用價(jià)值，具有調(diào)節(jié)免疫功能、補(bǔ)腦、提神、益腎、降血脂、抗疲勞、助食消化、理氣化痰、抗輻射、抗腫瘤等功效[7-9]。因其味道鮮美、口感獨(dú)特、食藥兼用、營(yíng)養(yǎng)豐富而備受人們青睞，經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高[10-12]。

因羊肚菌在食用、醫(yī)學(xué)、保健方面具有較大的開(kāi)發(fā)潛力，其市場(chǎng)需求日益增高，但野生羊肚菌資源逐漸減少，因此羊肚菌人工栽培成為滿足市場(chǎng)需求的必然結(jié)果[13-15]。我國(guó)羊肚菌人工栽培的歷史較長(zhǎng)，上世紀(jì)50 年代就已提出羊肚菌的在野外條件下開(kāi)展人工栽培的技術(shù)及理論，70 年代初科研人員探索了羊肚菌田園栽培模式，90 年代四川省綿陽(yáng)市科研人員首次在室外進(jìn)行羊肚菌人工栽培，并取得突破[16]。本世紀(jì)初羊肚菌人工栽培進(jìn)入商業(yè)化階段[17-19]。目前，不論哪種人工栽培技術(shù)均離不開(kāi)覆土環(huán)節(jié)，由此可見(jiàn)土壤與羊肚菌生長(zhǎng)發(fā)育關(guān)系密切，但有關(guān)羊肚菌人工栽培中土壤環(huán)境與羊肚菌菌絲發(fā)育及出菇過(guò)程之間關(guān)系的研究相對(duì)較少。因此，以市場(chǎng)上較為成熟的六妹羊肚菌（Morchella sextelata） 為供試菌株，一方面通過(guò)分析羊肚菌子實(shí)體營(yíng)養(yǎng)成分、氨基酸組成，為羊肚菌產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供支撐；另一方面通過(guò)對(duì)羊肚菌生育期和出菇后土壤養(yǎng)分含量變化的追蹤，分析土壤環(huán)境與羊肚菌菌絲發(fā)育及出菇過(guò)程之間的關(guān)系，旨在為人工栽培羊肚菌產(chǎn)量的進(jìn)一步提高提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)地位于山西省呂梁市臨縣城莊鎮(zhèn)小馬坊村萬(wàn)豐農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司食用菌栽培基地?；靥幱跍貛Т箨懶詺夂騾^(qū)，年均氣溫為6～18 ℃，無(wú)霜期約170 d，霜凍期為9 月中旬至次年4 月下旬。試驗(yàn)在暖棚中進(jìn)行。

1.1.2 試驗(yàn)材料

供試菌種：人工栽培羊肚菌品種選用六妹羊肚菌，菌種來(lái)自由山西省農(nóng)業(yè)大學(xué)（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院） 食品科學(xué)與工程學(xué)院。

儀器設(shè)備：LGJ-18A 冷凍干燥機(jī)，北京四環(huán)科學(xué)儀器廠；自動(dòng)凱氏定氮儀K9840，濟(jì)南海能儀器股份有限公司；L-8900 全自動(dòng)氨基酸分析儀，日本日立公司；WFJ2100 型可見(jiàn)分光光度計(jì)，尤尼柯（上海） 儀器有限公司。

1.1.3 栽培方法

選擇3 個(gè)暖棚栽培六妹羊肚菌，每個(gè)暖棚作為1 個(gè)重復(fù)。

2022 年9 月進(jìn)行整地，每667 平方米土地撒施50～75 kg 生石灰后深耕翻，耕翻深度25～30 cm，陽(yáng)光暴曬殺菌。播種方式為撒播，10 月20 日播種，每667 平方米播種量為200 kg，播種后覆蓋過(guò)篩土，厚度為3～5 cm，覆土后在畦面覆蓋1 層黑色薄膜。2022 年10 月27 日（播種之后7 d） 擺放外援營(yíng)養(yǎng)袋，營(yíng)養(yǎng)袋每袋質(zhì)量為400 g。外援營(yíng)養(yǎng)袋主要原料為小麥42%、玉米芯56%、石膏1%、石灰1%，每667 平方米投放2 000 袋，擺放時(shí)較平整的一面等距離打5 個(gè)孔徑約為0.5 cm 的小孔，將有孔面緊貼在畦面上，行間距約50 cm，縱向間距40～50 cm。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 羊肚菌子實(shí)體營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定

3 月中旬至4 月初開(kāi)始采收，羊肚菌子實(shí)體樣品采收后在50 ℃條件下烘干，粉碎后置于干燥器中備用，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)其子實(shí)體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)成分，測(cè)定指標(biāo)包括有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀、鈣、鐵、鎂、銅、錳、鋅等礦質(zhì)元素及粗蛋白和氨基酸組成。

灰分按照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中灰分的測(cè)定》（GB5009.4-2016） 中的灼燒重量法進(jìn)行測(cè)定[20]；全氮含量采用凱氏定氮儀進(jìn)行測(cè)定；磷、鉀、鈣、鐵、銅、錳、鋅、鎂等含量采用等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)定；17 種氨基酸中胱氨酸測(cè)定采用過(guò)甲酸氧化法將蛋白質(zhì)中的胱氨酸及半胱氨酸氧化成半胱磺酸，再用氨基酸自動(dòng)分析儀法測(cè)定，其余16 種氨基酸含量采用《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中氨基酸的測(cè)定》（GB 5009.124-2016） 中氨基酸的測(cè)定方法[21]。

1.2.2 土樣采集與土壤理化性質(zhì)的測(cè)定

分別在羊肚菌播種前、播種后25 d、播種后的50 d、出菇后，采用“S”型采樣法，采集羊肚菌廂面上0～5 cm 土壤，各樣品分別混合均勻后迅速保存于放有冰袋的保溫箱或小型冰箱中帶回實(shí)驗(yàn)室，用于土壤理化性質(zhì)的測(cè)定。

參照《土壤農(nóng)化分析》第3 版的方法[22]，對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀、有效鈣、有效鎂、有效銅、有效錳、有效鐵、有效鋅、土壤pH 進(jìn)行測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)分析

所有處理設(shè)置3 個(gè)重復(fù)，所有數(shù)據(jù)整理和分析采用Microsoft Excel 2013 和SPSS 18.0 軟件完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 羊肚菌子實(shí)體主要營(yíng)養(yǎng)成分含量情況

羊肚菌子實(shí)體主要營(yíng)養(yǎng)成分含量見(jiàn)表1。

表1 羊肚菌子實(shí)體主要營(yíng)養(yǎng)成分含量Tab.1 Main nutrient content in the fruit bodies of Morchella sextelata

如表1 所示，羊肚菌子實(shí)體中含有多種營(yíng)養(yǎng)成分，其銅含量達(dá)23.40 mg·kg-1，鐵含量達(dá)544.80 mg·kg-1，錳含量達(dá)23.10 mg·kg-1，鋅含量達(dá)119.20 mg·kg-1，粗蛋白含量達(dá)32.36%。與郭杰等[23]報(bào)道的香菇（Lentinus edodes） 營(yíng)養(yǎng)成分相比，銅含量約是香菇的14 倍，鐵含量約是其10 倍，錳含量約是其2 倍，鋅含量約是其1.6 倍，粗蛋白含量約是其2 倍。

2.2 羊肚菌子實(shí)體氨基酸構(gòu)成情況

氨基酸是蛋白質(zhì)的基本單位構(gòu)成，羊肚菌子實(shí)體中氨基酸的構(gòu)成見(jiàn)圖1。

圖1 羊肚菌子實(shí)體氨基酸構(gòu)成情況Fig.1 Composition of amino acids in the fruit bodies of Morchella sextelata

如圖1 所示，羊肚菌子實(shí)體中含有17 種氨基酸，其中人體必需氨基酸有7 種，分別為纈氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、亮氨酸，共占氨基酸總量的37.05%；非必需氨基酸10種，共占氨基酸總量的62.95%。人體必需氨基酸中，纈氨酸占比最大，其次為亮氨酸、賴氨酸，蛋氨酸占比最低。人體非必需氨基酸中谷氨酸占比最大，其次為天冬氨酸、精氨酸、丙氨酸，胱氨酸占比最低。在17 種氨基酸中，谷氨酸占比最大，占氨基酸總量的20%，其次為天冬氨酸，占氨基酸總量的9.94%。

2.3 不同生長(zhǎng)發(fā)育期土壤pH 變化情況

羊肚菌不同生長(zhǎng)發(fā)育期土壤pH 變化情況見(jiàn)圖2。

圖2 羊肚菌不同生長(zhǎng)發(fā)育期土壤pH 情況Fig.2 Soil pH at different growth stages of Morchella sextelata

由圖2 可知，播種前各試驗(yàn)組土壤通過(guò)撒入石灰使其pH 調(diào)節(jié)至8.59～8.60[2]。羊肚菌播種到出菇整個(gè)生長(zhǎng)階段，土壤均處于堿性狀態(tài)。播種后25 d 土壤的pH 最低，約為8.1，之后土壤pH 上升到8.5。

2.4 不同生長(zhǎng)發(fā)育期土壤主要養(yǎng)分情況

不同生長(zhǎng)發(fā)育期土壤主要養(yǎng)分組成見(jiàn)圖3。

圖3 羊肚菌不同生長(zhǎng)發(fā)育期土壤主要有效養(yǎng)分及有機(jī)質(zhì)情況Fig.3 The main available nutrients and organic matter of soil at different growth stages of Morchella sextelata

由圖3 可知，在羊肚菌生長(zhǎng)發(fā)育期間，隨著羊肚菌菌絲量的增加與子實(shí)體生長(zhǎng)，土壤中堿解氮、有效磷、速效鉀的含量均呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)，且峰值均出現(xiàn)在播種后25 d。這可能是因?yàn)槿斯ぴ耘嘌蚨蔷诰z萌發(fā)后放置營(yíng)養(yǎng)袋，菌絲從營(yíng)養(yǎng)袋中吸收養(yǎng)分造成。出菇后土壤堿解氮、有效磷含量降至最低，表明羊肚菌生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中菌絲會(huì)吸收利用土壤及營(yíng)養(yǎng)袋中的堿解氮、有效磷。土壤速效鉀含量的最低點(diǎn)不是出菇后，而是播種前，表明羊肚菌生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中菌絲會(huì)從營(yíng)養(yǎng)袋中吸收利用大量的有效鉀，并釋放一部分至土壤中。

2.5 不同生長(zhǎng)發(fā)育期土壤微量元素情況

不同生長(zhǎng)發(fā)育期土壤微量元素組成見(jiàn)圖4。

圖4 羊肚菌不同生長(zhǎng)發(fā)育期土壤微量元素情況Fig.4 Soil micronutrient of soil at different growth stages of Morchella sextelata

由圖4 可知，土壤中有效鈣、有效鎂、有效銅、有效錳含量先升高后下降，峰值出現(xiàn)在播種后25 d，以上微量元素的含量的最低點(diǎn)不是出菇后，而是播種前，可能是因?yàn)檠蚨蔷L(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中菌絲會(huì)從營(yíng)養(yǎng)袋中吸收有效鈣、有效鎂、有效銅、有效錳，并反補(bǔ)一部分至土壤中。有效鋅、有效鐵含量呈下降趨勢(shì)，出菇后土壤中有效鋅、有效鐵含量降至最低，表明羊肚菌生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程對(duì)土壤及營(yíng)養(yǎng)袋中的有效鋅、有效鐵均有吸收。通過(guò)比較還可以看出，隨著羊肚菌的生長(zhǎng)發(fā)育，土壤中有效鋅、有效鐵的含量變化較大，生產(chǎn)中應(yīng)注意增施鋅、鐵元素。

3 討論與結(jié)論

食用菌具有高蛋白、低脂肪、低膽固醇、富含多種礦質(zhì)元素的特點(diǎn)[24-25]。本試驗(yàn)中，羊肚菌子實(shí)體含有豐富的氮、鈣、鐵、鉀、鎂、磷、鋅、銅、錳等元素，其中鈣含量高達(dá)122.23 g·kg-1，鐵含量達(dá)54.48 g·kg-1，鉀含量達(dá)34.18 g·kg-1。粗蛋白含量高達(dá)323.60 g·kg-1，大多數(shù)食用菌蛋白質(zhì)含量為15%～25%，羊肚菌的蛋白含量明顯高于其他食用菌。經(jīng)測(cè)定，羊肚菌含有17 中氨基酸，其中天冬氨酸和谷氨酸的占比最大，分別為20%和9.94%，這也是食用菌味道鮮美的主要原因[26]。羊肚菌優(yōu)質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)成分組成，為人工栽培羊肚菌創(chuàng)造了廣闊的市場(chǎng)前景。

目前，覆土栽培是人工栽培羊肚菌的主要方式，土壤環(huán)境與羊肚菌的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量、子實(shí)體養(yǎng)分及品質(zhì)密切相關(guān)。通過(guò)對(duì)土壤pH 及部分營(yíng)養(yǎng)成分含量變化情況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)羊肚菌播種到出菇整個(gè)生長(zhǎng)階段，土壤均處于堿性狀態(tài)，播種后25 d 土壤的pH 會(huì)有小幅度降低。

羊肚菌播種后，隨菌絲的生長(zhǎng)與出菇，土壤中堿解氮、有效磷、速效鉀的含量均呈現(xiàn)出先上升，之后下降的趨勢(shì)，且峰值都出現(xiàn)在播種后25 d。出菇后土壤堿解氮、有效磷含量降至最低，土壤有效鈣、有效鎂、有效銅、有效錳含量在播種后25 d 也呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，但含量的最低點(diǎn)不是出菇后，而是播種前。說(shuō)明羊肚菌菌絲在播種后0～25 d 土壤與外援營(yíng)養(yǎng)袋之間養(yǎng)分運(yùn)輸活躍，會(huì)從外援營(yíng)養(yǎng)袋中吸收大量養(yǎng)分。賀國(guó)強(qiáng)等[27]、賀新生等[28]、唐杰等[29]認(rèn)為，外援營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)是羊肚菌栽培獲得高產(chǎn)的必要條件。尹衛(wèi)等[30]在研究高原羊肚菌營(yíng)養(yǎng)成分與栽培土壤養(yǎng)分相關(guān)性中提到，除產(chǎn)量之外，羊肚菌品質(zhì)與栽培土壤間也存在相關(guān)性。何俊等[31]、苗人云等[32]認(rèn)為不同的營(yíng)養(yǎng)袋配方、擺放時(shí)間和開(kāi)孔方式會(huì)影響羊肚菌對(duì)外援營(yíng)養(yǎng)的吸收和利用，播種后7 d 為營(yíng)養(yǎng)袋擺放的最佳時(shí)間。賀新生等[28]在關(guān)于中國(guó)西南地區(qū)羊肚菌高產(chǎn)栽培作業(yè)流程中提到羊肚菌播種后的15 d 內(nèi)必需擺放營(yíng)養(yǎng)料袋。羅祥英[31]認(rèn)為從開(kāi)始擺放營(yíng)養(yǎng)袋至擺放后第30 天，營(yíng)養(yǎng)袋內(nèi)的氮素營(yíng)養(yǎng)可運(yùn)輸?shù)阶訉?shí)體中，而在營(yíng)養(yǎng)袋擺放后的第40～第60 天，營(yíng)養(yǎng)袋內(nèi)的氮素營(yíng)養(yǎng)便不能運(yùn)輸?shù)阶訉?shí)體中。在本試驗(yàn)中，播種后25 d 土壤pH 與多種養(yǎng)分含量均處于峰值，以上結(jié)果均說(shuō)明外援營(yíng)養(yǎng)袋中的養(yǎng)分會(huì)通過(guò)菌絲反補(bǔ)至土壤中。此外，土壤中有效鋅、有效鐵含量隨著羊肚菌的生長(zhǎng)發(fā)育呈下降趨勢(shì)，且變化較大，因此生產(chǎn)中應(yīng)注意增施鋅、鐵元素。綜合羊肚菌子實(shí)體各種營(yíng)養(yǎng)含量、羊肚菌栽培期間土壤環(huán)境變化及羅祥英等[30,33]關(guān)于羊肚菌人工栽培過(guò)程中外援氮素營(yíng)養(yǎng)運(yùn)輸機(jī)制等結(jié)果進(jìn)行分析，認(rèn)為在播種后30 d 內(nèi)通過(guò)外援補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)元素，不僅可以提高羊肚菌的子實(shí)體產(chǎn)量，還可能增加羊肚菌子實(shí)體礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)含量和氨基酸含量。羊肚菌的生長(zhǎng)過(guò)程復(fù)雜，此試驗(yàn)僅說(shuō)明羊肚菌生長(zhǎng)過(guò)程中土壤中養(yǎng)分的變化情況，對(duì)土壤與外援營(yíng)養(yǎng)袋、羊肚菌子實(shí)體中的養(yǎng)分運(yùn)轉(zhuǎn)情況還有待進(jìn)一步深入研究。