硅氫生物陶瓷材料在食用菌栽培中的應(yīng)用*

田利杰，崔愛民，王丙森，陳 濱

（1.山東木齊健康科技有限公司，山東 淄博 255000；2.淄博花東農(nóng)業(yè)科技有限公司，山東 淄博 256300）

近年來食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迅速，對農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展具有重要作用，是增加農(nóng)民收入、解決農(nóng)民就業(yè)問題的重要途徑之一[1]。中國食用菌協(xié)會發(fā)布《2021 年度全國食用菌統(tǒng)計調(diào)查結(jié)果分析》，對中國28 個省、自治區(qū)、直轄市的統(tǒng)計調(diào)查結(jié)果顯示，2021 年食用菌總產(chǎn)量為4 133.96 萬噸，實現(xiàn)總產(chǎn)值3 475.63 億元。從食用菌產(chǎn)量分布情況來看，山東省食用菌產(chǎn)量排名穩(wěn)居前五。鄒城市打造了以食用菌為主導產(chǎn)業(yè)的三產(chǎn)融合蘑菇小鎮(zhèn)，共解決就業(yè)12 000 余人，走出了鄉(xiāng)村振興的新路徑。山東淄博七河生物科技股份有限公司的菌棒出口數(shù)量及銷售額位列全國同行業(yè)第一位[2]。

食用菌中含有豐富的蛋白質(zhì)、多糖、氨基酸等物質(zhì)，具有很高的藥用、營養(yǎng)及保健價值，具有抗腫瘤、抗病毒、降血脂等作用[3-4]。然而在食用菌栽培過程中，相關(guān)增產(chǎn)措施仍然存在許多不足，如育菇素、金屬離子植物生長調(diào)節(jié)劑等化學劑的使用，雖對產(chǎn)量具有顯著促進效果，但也會因藥物殘留、環(huán)境污染等問題，造成經(jīng)濟損失[5-6]。在不恰當?shù)臅r期噴施植物生長調(diào)節(jié)劑會產(chǎn)生副作用，甚至造成藥害。目前通過研究食用菌對栽培基質(zhì)的營養(yǎng)利用情況并科學優(yōu)化基質(zhì)配方，是實現(xiàn)食用菌豐產(chǎn)增效的重要途徑[7-9]。

近年來，隨著環(huán)保、健康理念的提出，氫氣在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用已逐漸進入人們的視線[10]。氫氣對植物生理具有重要調(diào)節(jié)效應(yīng)，其殺菌效果可替代部分農(nóng)藥，還能促進果蔬成長、改善土壤環(huán)境[11-12]。氫氣還可應(yīng)用于種子萌發(fā)、花期調(diào)控、農(nóng)作物產(chǎn)品保鮮等方面，有助提高病蟲害抗性，提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，減少化肥的使用[13-15]。目前，植物給氫的常用方法是使用“氫水灌溉技術(shù)”，原理是利用電解設(shè)備將水分解成為氫氣和氧氣，用含氫分子和氧分子的水進行農(nóng)作物的灌溉[16-17]。氫水的制造技術(shù)比較成熟，方便用于各種農(nóng)業(yè)大規(guī)模灌溉和滴灌技術(shù)中，但對于食用菌栽培而言，前期菌包中會加入大量水分，后期管理更注重保持濕潤而非大規(guī)模灌溉，因此該技術(shù)不適合用于食用菌的栽培，開發(fā)合理有效的氫生物材料用于食用菌栽培、增產(chǎn)有待進一步研究。

硅氫生物陶瓷材料是由硅材料與多種礦物材料復合加工制成的固體顆粒，遇水能產(chǎn)生氫氣，可持續(xù)產(chǎn)氫1～2 個月時間。本試驗中將硅氫生物陶瓷材料與食用菌培養(yǎng)基按不同比例混合，在菌絲和子實體生長過程中，硅氫生物陶瓷材料在菌包中可釋放微量氫氣，起到促進生長的作用，提高生物學效率，此方法簡單高效，成本低廉，易于操作。

1 材料與方法

1.1 試驗原料

硅氫生物陶瓷材料（顆粒，直徑2～3 mm），由淄博木齊新材料科技有限公司提供；平菇（Pleurotus ostreatus） P520，由濱州市農(nóng)業(yè)科學院食用菌研究所提供；杏鮑菇（Pleurotus eryngii） 杏豐1 號，由商業(yè)部昆明食用菌研究所提供；金針菇（Flammulina velutipes） 1 號，由淄博市農(nóng)業(yè)科學研究院提供；其他試驗原料及場地，由位于淄博市高青縣的淄博花東農(nóng)業(yè)科技有限公司提供。

1.2 試驗方法

1.2.1 栽培配方設(shè)計

菌包使用18.5 cm×36.0 cm 的塑料袋，每袋干料質(zhì)量為500 g。基礎(chǔ)配方（質(zhì)量分數(shù)）：1） 平菇P520 栽培基質(zhì)配方為玉米芯55%、棉渣30%、麩皮10%、豆粕3%、石灰1%、輕質(zhì)碳酸鈣1%。2） 杏鮑菇杏豐1 號栽培基質(zhì)配方為玉米芯35%、木屑25%、麩皮20%、豆粕10%、玉米粉10%。3） 金針菇1 號栽培基質(zhì)配方為玉米芯55%、棉楂25%、麩皮10%、豆粕5%、玉米粉5%。按照每袋菌包干質(zhì)量1%、3%、5%的比例分別加入硅氫生物陶瓷顆粒，即硅氫生物陶瓷顆粒含量為5、15、25 g/包，加入水64.5%。每個比例生產(chǎn)12 個菌包，對照組同時生產(chǎn)12 個菌包，每個食用菌品種共計48 個菌包。

1.2.2 試驗觀測和數(shù)據(jù)統(tǒng)計

經(jīng)過拌料、裝袋滅菌、冷卻、接種等環(huán)節(jié)，觀察記錄菌絲滿袋時間（接種到菌絲滿袋的時間）、原基形成時間（菌絲滿袋到原基形成的時間）、后熟期形態(tài)變化，統(tǒng)計菌絲長勢。待子實體生長至八成熟開始采收，即平菇菌蓋充分展開，顏色變淺，下凹處有白色茸狀物，邊緣剛開始向上翻卷而未大量散發(fā)孢子時采收；杏鮑菇菌蓋初步展開，孢子尚未彈射，菌蓋直徑與菌柄粗細基本一致時采收；金針菇菌蓋輕微展開時采收。采收后記錄每組的總產(chǎn)量，按每組的總產(chǎn)量計算出本組生物學效率（E，%），計算公式為：

式中：mf為一組中采收新鮮子實體的總產(chǎn)量（g）；md為一組中總培養(yǎng)料干質(zhì)量（g）。

每組試驗的個別污染菌包未計算在總產(chǎn)量和生物學效率內(nèi)，只計算出菇的菌包。

2 結(jié)果與分析

2.1 菌絲生長情況

2.1.1 平菇P520 的菌絲生長情況

不同比例的硅氫生物陶瓷材料對平菇P520 菌絲生長的影響見表1。

表1 添加不同比例的硅氫生物陶瓷材料栽培平菇的菌絲生長情況Tab.1 Mycelia growth of Pleurotus ostreatus cultivated by adding different proportions of silicon-hydrogen bioceramic materials

由表1 可知，不同比例的硅氫生物陶瓷材料對平菇P520 的菌絲生長均有促進作用，菌絲變得濃白、健壯。且隨著硅氫生物陶瓷材料含量的增加，菌絲的生長速度和長勢呈上升趨勢，其中添加比例為3%與5%時表現(xiàn)較好，原基形成時間相比對照提前1 d。

2.1.2 杏鮑菇杏豐1 號的菌絲生長情況

不同比例的硅氫生物陶瓷材料對杏鮑菇杏豐1號菌絲生長的影響見表2。

表2 添加不同比例的硅氫生物陶瓷材料栽培杏鮑菇的菌絲生長情況Tab.2 Mycelia growth of Pleurotus eryngii cultivated by adding different proportions of silicon-hydrogen bioceramic materials

由表2 可知，不同比例的硅氫生物陶瓷材料對杏鮑菇杏豐1 號的菌絲生長均有促進作用，且隨著硅氫生物陶瓷材料含量的增加，菌絲的生長速度和濃白度有明顯的提升，其中添加比例為3%與5%時表現(xiàn)較好，原基形成時間相比對照提前2 d。

2.1.3 金針菇1 號的菌絲生長情況

不同比例的硅氫生物陶瓷材料對金針菇1 號菌絲生長的影響見表3。

表3 添加不同比例的硅氫生物陶瓷材料栽培金針菇的菌絲生長情況Tab.3 Mycelia growth of Flammulina velutipes cultivated by adding different proportions of silicon-hydrogen bioceramic materials

從表3 可以看出，不同比例的硅氫生物陶瓷材料對金針菇1 號的菌絲生長均有促進作用，且隨著硅氫生物陶瓷材料含量的增加，菌絲的生長速度和濃白度有明顯的提升。其中添加比例為3%與5%時表現(xiàn)較好，相較于平菇和杏鮑菇，對金針菇的作用尤其明顯，原基形成時間比對照組提前4 d。

2.2 產(chǎn)量統(tǒng)計情況

2.2.1 平菇p520 的產(chǎn)量統(tǒng)計

不同比例的硅氫生物陶瓷材料對平茹p520 產(chǎn)量的影響見表4。

表4 添加不同比例的硅氫生物陶瓷材料栽培平菇的產(chǎn)量Tab.4 The yield of Pleurotus ostreatus cultivated by adding different proportions of silicon-hydrogen bioceramic materials

由表4 可知，不同比例的硅氫生物陶瓷材料對平菇出菇均有正向促進作用，其中添加硅氫生物陶瓷材料的比例為5%時產(chǎn)量最高，添加3 個不同比例的硅氫生物陶瓷材料的配方依次比對照組增產(chǎn)9.93%、16.49%和19.46%。添加量為1%、3%、5%配方的生物學效率均優(yōu)于對照組配方，其中添加量為5%配方的產(chǎn)量和生物學效率最高，說明平菇培養(yǎng)基質(zhì)中添加5%硅氫生物陶瓷材料配方更有利于子實體的生長。

2.2.2 杏鮑菇杏豐1 號的產(chǎn)量統(tǒng)計

不同比例的硅氫生物陶瓷材料對杏鮑菇杏豐1號產(chǎn)量的影響見表5。

表5 添加不同比例的硅氫生物陶瓷材料栽培杏鮑菇的產(chǎn)量Tab.5 The yield of Pleurotus eryngii cultivated by adding different proportions of silicon-hydrogen bioceramic materials

由表5 可知，不同比例的硅氫生物陶瓷材料對杏鮑菇出菇均有正向促進作用。其中添加硅氫生物陶瓷材料的比例為5%時產(chǎn)量最高，添加3 個不同比例的硅氫生物陶瓷材料的配方依次比對照組增產(chǎn)5.49%、7.94%和11.60%。添加量為1%、3%、5%配方的生物學效率均優(yōu)于對照組配方，其中添加量為5%配方的產(chǎn)量和生物學效率最高，說明杏鮑菇培養(yǎng)基質(zhì)中添加5%硅氫生物陶瓷材料配方更有利于子實體的生長。

2.2.3 金針菇1 號的產(chǎn)量統(tǒng)計

不同比例的硅氫生物陶瓷材料對金針菇1 號產(chǎn)量的影響見表6。

表6 添加不同比例的硅氫生物陶瓷材料栽培金針菇的產(chǎn)量Tab.6 The yield of Flammulina velutipes cultivated by adding different proportions of silicon-hydrogen bioceramic materials

從表6 可以看出，不同比例的硅氫生物陶瓷材料對金針菇1 號均有正向促進作用。其中添加硅氫生物陶瓷材料的比例為5%時產(chǎn)量最高，添加3 個不同比例的硅氫生物陶瓷材料的配方依次比對照組增產(chǎn)13.58%、16.89%和24.22%。添加量為1%、3%、5%的配的生物學效率方均優(yōu)于對照組配方，其中添加量為5%配方的產(chǎn)量和生物學效率最高，說明培養(yǎng)基質(zhì)中添加5%硅氫生物陶瓷材料配方更有利于金針菇子實體的生長。

3 總結(jié)與討論

對比試驗結(jié)果表明，硅氫生物陶瓷材料對3 種食用菌的菌絲生長均有促進作用，均能提高菌絲品質(zhì)，使得菌絲濃白、粗壯，縮短原基形成時間，實現(xiàn)增產(chǎn)。隨著硅氫生物陶瓷材料添加比例的提高，增產(chǎn)幅度也提高，由此說明硅氫生物陶瓷材料在食用菌栽培中發(fā)揮著正向促進作用。本試驗中，當添加比例為5%時，與對照相比平菇p520、杏鮑菇杏豐1 號、金針菇1 號分別增產(chǎn)19.46%、11.60%、24.22%。其作用機制可能與氫氣通過迅速誘導活性氧信號，從而調(diào)動抗氧化防護系統(tǒng)有關(guān)。氫氣具有多種植物學效應(yīng)，包括調(diào)控植物生長發(fā)育和提高其對生物脅迫和非生物脅迫的抗性或耐性，其分子機制涉及對miRNA、基因表達、激素水平和蛋白質(zhì)修飾的調(diào)控[18-23]，并可能與一氧化氮[24]和一氧化碳[25]等氣體信號轉(zhuǎn)導有關(guān)。氫氣開發(fā)利用掀起了新一輪健康革命，“氫農(nóng)業(yè)”的發(fā)展也已初具規(guī)模。此前有很多草莓、黃瓜等農(nóng)作物培植的研究，但還未見其在促進食用菌生長方面的報道，此次試驗結(jié)果進一步完善了氫材料在食用菌生長方面的探索性研究。目前由于受試驗基礎(chǔ)環(huán)境條件的限制，下一步試驗工作需要對材料進行改進，對各參數(shù)的影響機制進行深度研究，對樣本數(shù)量進一步擴大，更進一步提高食用菌的增產(chǎn)作用。