杏鮑菇子實(shí)體發(fā)育形態(tài)的光調(diào)控機(jī)制研究

白雪萍　趙麗　周軍　趙晨晨　朱學(xué)軍

摘要：以寧夏彭陽(yáng)食用菌標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)示范基地的杏鮑菇（PleurotuseryngiiQuel.）為試驗(yàn)材料，依托環(huán)境因子無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，研究了光質(zhì)、光照度、光周期對(duì)杏鮑菇子實(shí)體發(fā)育形態(tài)的影響。結(jié)果表明，LED光質(zhì)較白熾燈光質(zhì)處理對(duì)杏鮑菇子實(shí)體發(fā)育更有利，且外觀形態(tài)佳：試驗(yàn)范圍內(nèi)子實(shí)體生長(zhǎng)發(fā)育的最適宜光照度為130～1601x，最佳光周期以12h為宜（24h為一個(gè)光周期，LED燈開1h關(guān)1h），該處理模式下子實(shí)體生長(zhǎng)較快，菌柄菌蓋比例適宜。鑒于此，提出并驗(yàn)證了一種寧夏南部山區(qū)適用的子實(shí)體發(fā)育期光調(diào)控策略。

關(guān)鍵詞：杏鮑菇（PleurotuseryngiiQuel.）；子實(shí)體形態(tài)；數(shù)據(jù)處理；調(diào)控策略

中圖分類號(hào)：S646 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2016）09-2275-04

杏鮑菇（PleurotuseryngiiQuel，）又名刺芹側(cè)耳，是一種集食用、藥用和食療于一體的珍稀食用菌。光照是食用菌生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中一個(gè)不可忽略的因素，其可以影響子實(shí)體的形態(tài)和品質(zhì)，不同光質(zhì)、光強(qiáng)和光周期都會(huì)對(duì)食用菌的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生影響。目前，光照對(duì)食用菌生長(zhǎng)發(fā)育影響的研究主要集中在木耳、金針菇、靈芝、鮑魚菇、香菇等種類上，有關(guān)光照對(duì)杏鮑菇的研究較少。本試驗(yàn)通過(guò)研究不同光質(zhì)、光照度和光周期對(duì)杏鮑菇生長(zhǎng)發(fā)育的影響，旨在篩出適合杏鮑菇子實(shí)體生長(zhǎng)的最佳光質(zhì)、光照度和光周期，以期為寧夏南部山區(qū)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)商品菇提供依據(jù)，為杏鮑菇標(biāo)準(zhǔn)化周年生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

1 光調(diào)控試驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)施

目前，研究食用菌光調(diào)控的方法一般有觀測(cè)法、指標(biāo)測(cè)定法、生物提取分析法3種。觀測(cè)法即通過(guò)對(duì)光調(diào)控觀測(cè)食用菌菌絲的密度、原基的面積及數(shù)量、子實(shí)體的顏色變化情況等：指標(biāo)測(cè)定法是調(diào)節(jié)不同的光處理?xiàng)l件，測(cè)定食用菌菌柄直徑、菌柄長(zhǎng)度、菌蓋直徑、菌蓋厚度及子實(shí)體重量等指標(biāo)的數(shù)據(jù)：生物提取分析法是在不同的光處理?xiàng)l件下提取食用菌的多糖、氨基酸等成分進(jìn)行測(cè)定及分析各成分的生物活性。本試驗(yàn)選取操作過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單、測(cè)量精度相對(duì)較高的指標(biāo)測(cè)定法。

1.1 光調(diào)控試驗(yàn)的設(shè)計(jì)

1.1.1 試驗(yàn)材料及培養(yǎng)料組成 試驗(yàn)中所用的杏鮑菇子實(shí)體菌種由寧夏彭陽(yáng)食用菌標(biāo)準(zhǔn)化栽培示范基地提供。供試杏鮑菇栽培配方為：木屑35%、玉米芯35%、麩皮15%、玉米粉5%、米糠10%，處理料含水量65%。

1.1.2 主要試驗(yàn)設(shè)備 杏鮑菇包裝箱規(guī)格為35mm×35min×50mm，游標(biāo)卡尺量程為150mm、精度為+0.02mm。為實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器數(shù)據(jù)的采集、傳輸與存儲(chǔ)，本試驗(yàn)運(yùn)用杏鮑菇環(huán)境因子無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，應(yīng)用組態(tài)軟件制作上位機(jī)監(jiān)測(cè)畫面，實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)與數(shù)據(jù)采集設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，完成杏鮑菇溫室環(huán)境因子數(shù)據(jù)采集及存儲(chǔ)，

1.2 光調(diào)控試驗(yàn)的實(shí)施

以寧夏彭陽(yáng)食用菌標(biāo)準(zhǔn)化栽培示范基地為依托，設(shè)置不同的光處理?xiàng)l件，以菌柄長(zhǎng)度為95mm左右的子實(shí)體為試驗(yàn)對(duì)象，定期對(duì)子實(shí)體形態(tài)（菌柄長(zhǎng)度、菌柄直徑、菌蓋直徑）進(jìn)行測(cè)量。

1.2.1 不同光質(zhì)處理下杏鮑菇子實(shí)體培養(yǎng)試驗(yàn) 選取LED燈和白熾燈兩種光質(zhì)，調(diào)節(jié)燈與子實(shí)體的距離使兩者光照度均為2001x，處理兩個(gè)試驗(yàn)箱中等量的杏鮑菇子實(shí)體，連續(xù)試驗(yàn)4d。以黑暗處理為對(duì)照。處理?xiàng)l件：溫度14-16℃，濕度75%-90%，CO，濃度1500-2500mg/L，光周期設(shè)定為8h/d，每天定期測(cè)量子實(shí)體的菌柄長(zhǎng)度、菌柄直徑及菌蓋直徑等。分析比較得出最佳光質(zhì)。

1.2.2 不同光照度處理杏鮑菇子實(shí)體培養(yǎng)試驗(yàn) 在菇棚中放置5個(gè)試驗(yàn)箱，分別設(shè)置3、5、9、15W的LED燈。光照度分別為80、150、200、300lx4個(gè)處理，以黑暗處理為對(duì)照。光周期設(shè)定為8h/d，其他處理?xiàng)l件與數(shù)據(jù)測(cè)量同“1.2.1”。

1.2.3 不同光周期處理下杏鮑菇子實(shí)體培養(yǎng)試驗(yàn) 在菇棚中放置5個(gè)試驗(yàn)箱，設(shè)置4盞光照度均為200lx9W的LED燈、光周期分別為8、12、18、24h4種處理。以黑暗處理為對(duì)照，其他處理?xiàng)l件與數(shù)據(jù)測(cè)量同“1.2.1”。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同光質(zhì)對(duì)杏鮑菇子實(shí)體生長(zhǎng)的影響

由表1可知，不同的光質(zhì)處理下杏鮑菇子實(shí)體的生長(zhǎng)差異明顯，LED燈光質(zhì)處理的杏鮑菇部分子實(shí)體菌柄長(zhǎng)度與菌柄直徑均大于白熾燈處理的部分子實(shí)體，而兩者子實(shí)體的菌蓋直徑差異不大，表明LED燈光質(zhì)有助于菌柄的伸長(zhǎng)和變粗。因此，LED燈光質(zhì)相對(duì)于白熾燈光質(zhì)更有利于杏鮑菇子實(shí)體的生長(zhǎng)發(fā)育，其形態(tài)更好。

2.2 不同光照度對(duì)杏鮑菇子實(shí)體生長(zhǎng)的影響

采用LED光質(zhì)，設(shè)置4種不同強(qiáng)度光照射子實(shí)體，運(yùn)用Matlab數(shù)據(jù)處理軟件得到不同光照度條件下杏鮑菇子實(shí)體菌柄長(zhǎng)度、菌柄直徑、菌蓋直徑的數(shù)據(jù)擬合曲線模型如圖1、圖2、圖3所示。

經(jīng)過(guò)Matlab擬合后的分析結(jié)果顯示，y₁、y₂、y₃擬合曲線的相關(guān)系數(shù)分別為0.9603、0.9789、0.9416，均接近1。校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差RMSE分別為0.112、0.058、0.124，經(jīng)檢驗(yàn)誤差均在可控范圍內(nèi)，表明擬合程度好且顯著。

y₁=-0.000278x²+0，0866x+103，977

對(duì)方程求極值可得：

綜上分析，杏鮑菇子實(shí)體生長(zhǎng)發(fā)育的最適宜光照度為130-160lx。這與林興生等的研究結(jié)果比較相近，林興生等的研究表明，當(dāng)光照度在1601x時(shí)，有利于杏鮑菇子實(shí)體的生長(zhǎng)發(fā)育。而姜性堅(jiān)等的研究結(jié)果表明，當(dāng)光照度在100lx時(shí)。有利于杏鮑菇子實(shí)體的生長(zhǎng)發(fā)育。由此可見，在杏鮑菇的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，選擇適宜的光照度對(duì)提高其產(chǎn)量和品質(zhì)具有重要意義，

2.3 不同光周期對(duì)杏鮑菇子實(shí)體生長(zhǎng)的影響

同樣，采用LED燈光質(zhì)設(shè)置4種不同光周期處理杏鮑菇子實(shí)體，運(yùn)用Matlab數(shù)據(jù)處理軟件得到不同光周期與杏鮑菇子實(shí)體的菌柄長(zhǎng)度、菌柄直徑、菌蓋直徑間關(guān)系擬合曲線如圖4、圖5、圖6所示。

經(jīng)過(guò)Matlab擬合后的分析結(jié)果顯示，y₄、y₅、y₆擬合曲線的相關(guān)系數(shù)分別為0.9589、0.9961、0.9576，均接近1。校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差RMSE分別為0.064、0.108、0.031。經(jīng)檢驗(yàn)誤差均在可控范圍內(nèi)，表明擬合程度好且顯著。

y₄=-0.0226x²0.5543x+99.0948

綜上分析，子實(shí)體生長(zhǎng)發(fā)育的最佳光周期以12h為宜。當(dāng)光周期在12h左右時(shí)，子實(shí)體菌柄長(zhǎng)度、菌柄直徑、菌蓋直徑均長(zhǎng)勢(shì)較好，獲得的杏鮑菇子實(shí)體形態(tài)佳。個(gè)體大。食用菌在自然條件下生長(zhǎng)時(shí)。晝夜是相互交替的，故在人工條件下栽培食用菌也應(yīng)給予間歇性的光照，24h為一個(gè)光周期，LED燈可開1h關(guān)1h。由此可見，在杏鮑菇的標(biāo)準(zhǔn)化生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，選擇適宜的光周期對(duì)提高產(chǎn)量和生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)商品菇具有重要的意義。

3 光調(diào)控策略設(shè)計(jì)及實(shí)施

試驗(yàn)結(jié)果表明，寧夏彭陽(yáng)食用菌標(biāo)準(zhǔn)化栽培示范基地杏鮑菇栽培環(huán)境中采用LED燈光質(zhì)得到的杏鮑菇外觀形態(tài)好，品質(zhì)高，其最適光照度為130-1601x。最適光周期為12h（24h為一個(gè)光周期內(nèi)，LED燈開1h關(guān)1h）。在菇棚內(nèi)均勻設(shè)置3個(gè)光處理區(qū)，每個(gè)光處理區(qū)設(shè)置1、2、3根LED條形燈帶，由于在既定的燈帶與杏鮑菇子實(shí)體距離的條件下測(cè)得1根LED燈帶的光照度為75lx左右，所以最多只需設(shè)置3根LED條形燈帶。其光調(diào)控程序流程如圖7所示，控制策略實(shí)施下光調(diào)控曲線如圖8所示。

4 小結(jié)

菌柄長(zhǎng)度、菌柄直徑和菌蓋直徑是杏鮑菇子實(shí)體的主要形態(tài)參數(shù)，也是衡量杏鮑菇品質(zhì)及商品價(jià)值的重要指標(biāo)。光質(zhì)、光照度和光周期均對(duì)杏鮑菇子實(shí)體的生長(zhǎng)發(fā)育具有重要影響，本試驗(yàn)結(jié)果表明，LED燈光質(zhì)更有利于杏鮑菇子實(shí)體的生長(zhǎng)發(fā)育。其對(duì)菌柄伸長(zhǎng)、菌柄變粗及菌蓋變大均具有促進(jìn)作用?；贛atlab數(shù)據(jù)處理軟件的曲線擬合分析，得到寧夏彭陽(yáng)食用菌標(biāo)準(zhǔn)化栽培示范基地的杏鮑菇最適光照度為130-160lx，最適光周期為12h（在24h一個(gè)光周期內(nèi)LED燈開1h關(guān)1h），此條件下杏鮑菇子實(shí)體形態(tài)佳，生長(zhǎng)速度較快，菌柄長(zhǎng)而粗，菌蓋大而厚，符合優(yōu)質(zhì)商品菇的標(biāo)準(zhǔn)。而光周期過(guò)長(zhǎng)，子實(shí)體的菌蓋過(guò)大。且?guī)в悬S斑，影響品質(zhì)。食用菌在自然生長(zhǎng)時(shí)，晝夜是相互交替的，故在人工栽培的過(guò)程中也應(yīng)給予間歇光照，以獲得形態(tài)更好的商品菇。最后根據(jù)數(shù)據(jù)曲線分析，提出適宜于寧夏彭陽(yáng)食用菌標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)示范基地杏鮑菇的光調(diào)控策略，并驗(yàn)證了光調(diào)控策略實(shí)施的可行性，對(duì)提高珍稀食用菌的品質(zhì)和產(chǎn)量具有重要意義，同時(shí)也為工廠化周年栽培食用菌提供了技術(shù)支撐。