羊肚菌栽培中的養(yǎng)分利用*

張麗娟，解艷玲，曲繼松，朱倩楠，馬文舒

（1.寧夏農(nóng)林科學(xué)院園藝研究所，寧夏 銀川 750002；2.寧夏農(nóng)墾農(nóng)林牧技術(shù)推廣服務(wù)中心，寧夏 銀川 750011）

羊肚菌（Morchella esculenta） 是一類珍稀且美味的食（藥） 用菌，具有重要的營養(yǎng)價(jià)值、藥用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值[1-4]，外源營養(yǎng)袋補(bǔ)料技術(shù)的推廣應(yīng)用使我國羊肚菌大田栽培得到快速發(fā)展并領(lǐng)先世界[5-6]。羊肚菌栽培的特點(diǎn)是在土壤中播種，菌絲體主要分布在淺表層的耕作層土壤內(nèi)，并吸收土壤、菌種培養(yǎng)料和外源營養(yǎng)袋中的營養(yǎng)物質(zhì)[7]。但羊肚菌人工栽培技術(shù)依然不成熟，一直以來出菇不穩(wěn)定、產(chǎn)量低和重復(fù)性差是制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸[8]。羊肚菌的營養(yǎng)供給是羊肚菌人工栽培研究的重點(diǎn)，以往的研究大多集中在不同碳、氮源或栽培種配方對(duì)菌絲生長的影響[9-14]，在大田栽培中，對(duì)土壤、營養(yǎng)袋的養(yǎng)分轉(zhuǎn)化利用研究報(bào)道較少，到目前為止，羊肚菌菌絲體如何獲取營養(yǎng)還無定論。碳、氮源是構(gòu)成菌絲體、子實(shí)體的主要成分，亦是其生長發(fā)育所需的能量和養(yǎng)分來源，同時(shí)，野生羊肚菌常發(fā)生在火燒地中，火燒次年是羊肚菌發(fā)生的旺期，說明火燒后的草木灰可能為其提供了特殊的營養(yǎng)源[15]，且羊肚菌所含礦質(zhì)元素中鉀的含量最高[16-18]。通過分析羊肚菌生長和發(fā)育過程中土壤和營養(yǎng)袋理化性狀及碳、氮、鉀元素含量的變化，探究羊肚菌栽培的養(yǎng)分利用規(guī)律，為羊肚菌的養(yǎng)分供給及產(chǎn)量的增加提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)地點(diǎn)位于銀川市西夏區(qū)寧夏農(nóng)林科學(xué)院園林場現(xiàn)代農(nóng)業(yè)試驗(yàn)基地25 號(hào)日光溫室。溫室東西走向，配備保溫被、通風(fēng)口、遮陰網(wǎng)及倒掛微噴系統(tǒng)等，能滿足羊肚菌栽培環(huán)境調(diào)控需求。

1.2 試驗(yàn)材料

羊肚菌栽培種菌種：六妹羊肚菌G8，購自成都城廂菌種廠。外源營養(yǎng)袋原料及配方統(tǒng)一采用干質(zhì)量比，麥?！秒s木屑∶石灰∶石膏=74∶24∶1∶1，每袋滅菌后質(zhì)量為400 g。溫室栽培羊肚菌土壤為堿性沙壤土。

1.3 試驗(yàn)過程

羊肚菌采用平畦栽培，畦面寬1 m。2022 年10月24 日以撒播方式播種，2022 年11 月1 日擺放營養(yǎng)袋，按羊肚菌生長發(fā)育要求設(shè)置管理方式和環(huán)境調(diào)控措施。分別在播種前（2022 年10 月24 日）、菌絲半袋（2022 年11 月15 日）、菌絲滿袋（2022年12 月5 日）、原基形成（2022 年12 月25 日）、第一次采收并撤袋（2023 年1 月20 日） 及采收后（2023 年2 月10 日） 隨機(jī)多點(diǎn)取栽培畦0～15 cm 處土樣300 g，每次3 個(gè)重復(fù)。在擺放營養(yǎng)袋前（2022年11 月1 日） 預(yù)留營養(yǎng)袋，菌絲半袋（2022 年11月15 日）、菌絲滿袋（2022 年12 月10 日）、原基形成（2023 年1 月10 日）、第一次采收并撤袋（2023 年2 月10 日） 時(shí)隨機(jī)取營養(yǎng)袋樣品3 袋。試驗(yàn)時(shí)間為2022 年10 月至2023 年2 月。

1.4 試驗(yàn)方法

將每次取回的土樣及營養(yǎng)袋樣品，低溫烘干或風(fēng)干，研磨過100 目篩。測(cè)定樣品的pH、電導(dǎo)率值（electrical conductivity，EC）、有機(jī)碳、全氮、堿解氮、有效鉀含量；羊肚菌達(dá)到采收標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，隨機(jī)采收成熟子實(shí)體，測(cè)定子實(shí)體中有機(jī)碳、全氮、全鉀含量。

pH、EC 值測(cè)定時(shí)在10 g 樣品中加50 mL 去離子水處理后，用SH-3 精密酸度計(jì)測(cè)定pH，用DDS-1 電導(dǎo)率儀測(cè)定EC 值；有機(jī)碳、全氮堿解氮、有效鉀含量的測(cè)定分別參照《土壤有機(jī)碳的測(cè)定燃燒氧化-非分散紅外法》（HJ 695-2014）[19]，《森林土壤氮的測(cè)定》（LY/T 1228-2015）[20]、《森林土壤鉀的測(cè)定》（LY/T 1234-2015）[21]的方法；羊肚菌干品的全氮、全鉀含量測(cè)定方法參照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》（GB 5009.5-2016）[22]、《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中鉀、鈉的測(cè)定》（GB 5009.91-2017）[23]。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采用Excel 和DPS 軟件分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 羊肚菌栽培過程中土壤和營養(yǎng)袋pH、EC 值的的變化

羊肚菌栽培過程中土壤和營養(yǎng)袋pH 的變化情況見圖1。

圖1 土壤和營養(yǎng)袋pH 的變化Fig.1 Changes of pH of soil and nutrient bag

由圖1 可以看出，羊肚菌播種前土壤pH 為8.64，采收后（2023 年2 月10 日） 土壤pH 為8.82，羊肚菌菌絲生長和子實(shí)體發(fā)育過程中，土壤pH 變化不大，說明羊肚菌對(duì)土壤pH 有較寬的適應(yīng)范圍；營養(yǎng)袋的pH 擺放前為7.57，菌絲滿袋時(shí)（2022 年12月5 日） 最低，為6.60，撤袋時(shí)（2023 年1 月20日） 最高為8.24，即羊肚菌生長發(fā)育過程中，營養(yǎng)袋pH 先降低后升高。 羊肚菌栽培過程中土壤和營養(yǎng)袋EC 值的變化情況見圖2。

圖2 土壤和營養(yǎng)袋EC 值的變化Fig.2 Changes of EC value of soil and nutrient bag

由圖2 可知，土壤的EC 值相對(duì)營養(yǎng)袋較低，變化較平穩(wěn)，但也呈先降低后升高的趨勢(shì)，在菌絲滿袋時(shí)（2022 年12 月5 日） 最低，為242.33 μs·cm-1，第一次采收羊肚菌時(shí)（2023 年1 月20 日） 最高，為307.33 μs·cm-1，且與播種前無顯著差異。營養(yǎng)袋的EC 值相對(duì)較高，整體呈持續(xù)增加趨勢(shì)，菌絲半袋（2022 年11 月15 日） 時(shí)最低，為1 202.33 μs·cm-1，撤袋時(shí)（2023 年1 月20 日） 最高，為1 523.00 μs·cm-1。

2.2 羊肚菌栽培過程中土壤和營養(yǎng)袋的有機(jī)碳、全氮含量的變化

羊肚菌栽培過程中土壤和營養(yǎng)袋中有機(jī)碳含量的變化情況見圖3。

圖3 土壤和營養(yǎng)袋有機(jī)碳含量的變化Fig.3 Changes of organic carbon content in soil and nutrient bags

由圖3 可知，土壤有機(jī)碳含量的變化較平穩(wěn)，播種前為1.30 g·100-1·g-1；原基期（2022 年12 月25 日） 最高，為1.59 g·100-1·g-1；第一次采收時(shí)（2023 年1 月20 日） 最低，與播種前無顯著差異；采收結(jié)束時(shí)（2023 年2 月10 日） 又顯著升高，與原基期無顯著差異。營養(yǎng)袋有機(jī)碳含量的變化相對(duì)較顯著，擺放前為1.54 g·100-1·g-1；隨著羊肚菌菌絲的生長逐漸升高，原基期最高達(dá)5.45 g·100-1·g-1，是擺放前的3.54 倍；撤袋時(shí)（2023 年1 月20 日）急劇降低為1.61 g·100-·1g-1，比原基期降低70.46 %，但與擺放前無顯著差異。土壤和營養(yǎng)袋全氮含量的變化情況見圖4。

圖4 土壤和營養(yǎng)袋全氮含量的變化Fig.4 Changes of total nitrogen content in soil and nutrient bags

由圖4 可知，土壤和營養(yǎng)袋全氮含量均先增加到原基期（2022 年12 月25 日），之后有所降低。土壤的全氮含量相對(duì)較低，變化亦較平穩(wěn)，在播種前為1.25 g·kg-1，播種后逐漸增加至原基期最高，為1.59 g·kg-1，然后又降低至采收結(jié)束時(shí)（2023 年2 月10 日） 為1.36 g·kg-1，比播種前有所增加。營養(yǎng)袋全氮含量相對(duì)較高，變化較顯著，在擺放前全氮含量為5.57 g·kg-1，隨著羊肚菌菌絲的生長逐漸升高，原基期最高為10.03 g·kg-1，然后急劇降低，撤袋時(shí)（2023 年1 月20 日） 為6.2 g·kg-1，比原基期降低38.19%。

可見，土壤和營養(yǎng)袋中有機(jī)碳、全氮含量均先增加到原基期，之后有所降低，而土壤有機(jī)碳含量在采收結(jié)束時(shí)又有所增加。土壤的有機(jī)碳、全氮含量相對(duì)較低，變化較平穩(wěn)，營養(yǎng)袋有機(jī)碳、全氮含量相對(duì)較高，變化較顯著。

2.3 羊肚菌栽培過程中土壤和營養(yǎng)袋的堿解氮、有效鉀含量的變化

羊肚菌栽培過程中土壤和營養(yǎng)袋堿解氮含量的變化情況見圖5。

圖5 土壤和營養(yǎng)袋堿解氮含量的變化Fig.5 Changes of alkali-hydrolyzed nitrogen content in soil and nutrient bags

由圖5 可知，土壤中堿解氮的變化趨勢(shì)與全氮含量變化基本一致，從播種前的123.5 mg·kg-1增加到第1 次采收（2023 年1 月20 日） 時(shí)最高，為202.4 mg·kg-1，采收結(jié)束時(shí)降低至145.6 mg·kg-1。營養(yǎng)袋中堿解氮含量從擺放前的1 073.7 mg·kg-1持續(xù)增加至菌絲滿袋（2022 年12 月5 日） 此時(shí)含量最高，為1 301.4 mg·kg-1，之后降低至原基期的1 097.1 mg·kg-1，撤袋時(shí)（2023 年1 月20 日） 又有所升高，為1 126.7 mg·kg-1。土壤和營養(yǎng)袋有效鉀含量的變化情況見圖6。

圖6 土壤和營養(yǎng)袋有效鉀含量的變化Fig.6 Changes of available potassium content in soil and nutrient bags

由圖6 可知，栽培羊肚菌土壤中有效鉀的含量相對(duì)營養(yǎng)袋較低，變化平穩(wěn)，從播種前113.1 mg·kg-1持續(xù)增加到采收結(jié)束時(shí)（2023 年2 月10 日） 的148.8 mg·kg-1。營養(yǎng)袋中有效鉀的含量相對(duì)較高，先增加后降低的變化較顯著，擺放前營養(yǎng)袋中有效鉀含量為1 536.1 mg·kg-1，菌絲半袋時(shí)（2022 年11 月15日） 最高，為1 699.3 mg·kg-1，后持續(xù)降低，到撤袋時(shí)（2023 年1 月20 日） 最低，較擺放前降低了44.71 %。

2.4 羊肚菌子實(shí)體干品的碳、氮、鉀含量

羊肚菌子實(shí)體干品中，有機(jī)碳的含量為23.8 g·100-1·g-1，全氮含量為8.08 g·100-1·g-1，全鉀含量為1 989 g·100-1·g-1。結(jié)合土壤和營養(yǎng)袋中相關(guān)養(yǎng)分的變化，子實(shí)體中的碳、氮與土壤和營養(yǎng)袋均密切相關(guān)，對(duì)營養(yǎng)袋中的營養(yǎng)物質(zhì)吸收更多，而鉀元素大部分來源于營養(yǎng)袋。

3 結(jié)論與討論

羊肚菌的營養(yǎng)供給是一種先吸收后儲(chǔ)存營養(yǎng)再進(jìn)行轉(zhuǎn)化的過程。本研究中分析了羊肚菌栽培中土壤和營養(yǎng)袋的pH、EC 值及碳、氮、鉀元素含量的變化規(guī)律。羊肚菌栽培過程中營養(yǎng)袋pH 先降低后升高的原因是營養(yǎng)袋中麥粒和木屑被菌絲分解成小分子酸、醇，使pH 下降，營養(yǎng)被消耗殆盡，pH 則會(huì)上升。土壤的EC 值和有機(jī)碳、全氮、堿解氮、有效鉀含量相對(duì)較低，變化較平穩(wěn)；營養(yǎng)袋中各指標(biāo)含量相對(duì)較高，變化較顯著。說明在羊肚菌栽培過程中，羊肚菌充分吸收利用了營養(yǎng)袋的碳、氮、鉀等營養(yǎng)元素，對(duì)土壤中碳、氮、鉀元素的利用相對(duì)較小，與張能等[24]對(duì)羊肚菌穩(wěn)定同位素標(biāo)記試驗(yàn)的結(jié)果一致。

羊肚菌栽培中土壤和營養(yǎng)袋EC 值的變化規(guī)律可能反應(yīng)了羊肚菌菌絲對(duì)鈉、鎂、鈣等礦質(zhì)元素有積累和富集作用[25]，隨著菌絲從土壤向營養(yǎng)袋中生長轉(zhuǎn)移，土壤EC 值降低，營養(yǎng)袋EC 值升高，直到菌絲滿袋，再從營養(yǎng)袋轉(zhuǎn)移到土壤中進(jìn)行生殖生長，土壤EC 值隨之升高；營養(yǎng)袋EC 值繼續(xù)升高的原因可能是羊肚菌菌絲為了滿足自身營養(yǎng)需求增加了對(duì)礦質(zhì)元素的分解，導(dǎo)致其他離子增加所致。

結(jié)果顯示，土壤和營養(yǎng)袋的有機(jī)碳、全氮、堿解氮含量均先增加后降低，土壤和營養(yǎng)袋有機(jī)碳、全氮含量均是原基期達(dá)到最高。不同的是土壤有機(jī)碳在第1 次采收時(shí)顯著降低，采收結(jié)束時(shí)又顯著升高，土壤中堿解氮含量從播種前持續(xù)增加到第1 次采收時(shí)達(dá)到最高，而營養(yǎng)袋中堿解氮含量從擺放前持續(xù)增加到菌絲滿袋時(shí)達(dá)到最高，后降低至原基期，撤袋時(shí)又有所升高。與張能[24]試驗(yàn)中羊肚菌栽培前后，營養(yǎng)料袋中碳含量明顯降低，氮含量明顯升高的結(jié)果不一致?？赡苁遣シN后菌絲吸收土壤中的有機(jī)碳、氮（堿解氮） 并儲(chǔ)存，富集作用致使土壤中的含量增加。擺放營養(yǎng)袋后，菌絲進(jìn)入營養(yǎng)袋，增加了營養(yǎng)袋的有機(jī)碳、氮（堿解氮） 含量，隨之營養(yǎng)袋中的淀粉和纖維素被逐漸分解以供菌絲生長。部分碳、氮元素變成小分子物質(zhì)被吸收利用，菌絲中的氮元素用于分泌制造各種分解酶蛋白，直到完成營養(yǎng)生長進(jìn)入原基期。同時(shí)部分碳、氮又被菌絲從營養(yǎng)袋傳輸至地表土壤，故土壤和營養(yǎng)袋有機(jī)碳、全氮含量持續(xù)增加到原基期。營養(yǎng)袋中的堿解氮含量增加到菌絲滿袋后下降，可能是滿袋后菌絲逐漸轉(zhuǎn)移土壤導(dǎo)致；而撤袋時(shí)又有所增加，可能是殘留的菌絲發(fā)生了自溶。出菇時(shí)大量消耗地表土壤有機(jī)碳、氮元素，此時(shí)營養(yǎng)袋中營養(yǎng)物質(zhì)消耗殆盡，致使采收時(shí)土壤和營養(yǎng)袋有機(jī)碳、氮元素含量急劇降低。土壤中堿解氮持續(xù)增加至第1 次采收時(shí)，可能是菌絲吸收所致；而土壤有機(jī)碳在采收結(jié)束后又有所增加，可能是部分羊肚菌菌絲和子實(shí)體發(fā)生了自溶。以上關(guān)于羊肚菌對(duì)土壤和營養(yǎng)袋有機(jī)碳吸收利用觀點(diǎn)與譚昊等[26]的研究結(jié)果一致，營養(yǎng)袋分解導(dǎo)致表層土壤有機(jī)碳含量迅速增加，并在羊肚菌形成子實(shí)體過程中被消耗，即人工栽培羊肚菌時(shí)外源營養(yǎng)袋的主要作用在于向地表土壤持續(xù)提供有機(jī)碳營養(yǎng)，供羊肚菌出菇使用。

土壤中有效鉀含量持續(xù)增加，可能是菌絲吸收鉀而富集，或者是羊肚菌菌絲為了滿足自身營養(yǎng)需求對(duì)礦質(zhì)元素的分解所致[25]，同時(shí)也不排除營養(yǎng)袋向土壤的輸入。與趙苗[27]稻田栽培羊肚菌前后有效鉀含量降低的結(jié)果不一致，與代俊杰[28]所述羊肚菌表層土壤中速效鉀的變化規(guī)律基本一致（除了澆水漫灌進(jìn)行出菇刺激時(shí)，表層土壤速效鉀被沖刷含量下降外），但與其認(rèn)為的“鉀離子本身并不作為羊肚菌生長的關(guān)鍵因子”的觀點(diǎn)不同。營養(yǎng)袋中有效鉀含量先增加后持續(xù)降低的變化較顯著，說明供羊肚菌菌絲生長的鉀主要來源于營養(yǎng)袋。

綜上，羊肚菌的營養(yǎng)供給是在土壤和營養(yǎng)袋中相互吸收、利用、轉(zhuǎn)化的過程。播種后菌絲分解吸收土壤中的有機(jī)碳、氮、鉀并儲(chǔ)存，使土壤中的含量增加；菌絲進(jìn)入營養(yǎng)袋后養(yǎng)分被分解為小分子物質(zhì)供菌絲吸收利用，同時(shí)部分碳、氮、鉀元素又從營養(yǎng)袋傳輸?shù)降乇硗寥拦┏龉叫枰z重回土壤進(jìn)入生殖生長，營養(yǎng)袋營養(yǎng)消耗殆盡，出菇會(huì)大量消耗地表土壤有機(jī)碳、氮營養(yǎng)元素，子實(shí)體中鉀元素的積累則主要來源于在營養(yǎng)袋中的吸收。