杏鮑菇子實體生長期光調控模型研究

白雪萍+朱學軍

摘要：在杏鮑菇子實體生長發育時期開展了不同光條件下的光調控試驗，旨在探尋子實體期的不同光條件與子實體形態、單菇質量之間的函數關系。通過相關性分析，發現子實體形態指標中對單菇質量起決定性作用的是菌蓋直徑和菌柄長度；此外，選擇了合適的建模方法建立了杏鮑菇產量模型，并通過對產量模型的分析提出了一種適宜于寧夏南部山區栽培環境的光照強度調控策略。

關鍵詞：杏鮑菇子實體；產量模型；光調控試驗；控制策略

中圖分類號： S646.04 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）11-0194-04

杏鮑菇（Pleurotus eryngii）是一種大型的肉質傘菌，口感獨特，含有豐富的植物蛋白，氨基酸、多糖等成分，是一種集食用、藥用和食療于一體的珍稀食用菌品種[1]。光照是食用菌生長發育過程中一個關鍵的因素，可以影響子實體的形態和品質，不同的光照強度和光周期都會對食用菌的生長發育產生一定的影響作用。在實際生產中，光的調控基本依賴人工經驗，嚴重制約了杏鮑菇的周年化、工廠化栽培[2]。以地方氣候差異為背景，針對寧夏彭陽食用菌標準化示范基地栽培環境中光照對子實體的作用機理及生長規律的研究，最終形成光調控模型及調控策略就顯得十分必要，對提高珍稀食用菌的品質和產量具有重要的意義，同時也為工廠化周年栽培食用菌提供了技術支撐。

1 光調控試驗實施

1.1 光調控試驗實現方法

目前，應用較廣泛的光調控研究方法有直接觀測法、試驗指標測定法及生物提取分析法。直接觀測法指的是在不同光條件處理下，觀測食用菌的菌絲密度、原基面積及數量、子實體顏色等。試驗指標測定法即在光處理下測得各指標（菌柄長度、菌柄直徑、菌蓋直徑及厚度、單菇質量）數據。生物提取分析法是在不同的光條件處理下生物量、胞內外多酚含量、胞內外提取物抗氧化性及生物酶活性的分析[3-4]。

1.2 杏鮑菇子實體光調控試驗實施

1.2.1 試驗材料及培養料組成

試驗中所用的杏鮑菇子實體菌種是由寧夏彭陽食用菌標準化栽培示范基地提供，供試杏鮑菇栽培處理基配方：木屑35%、玉米芯35%、麩皮15%、玉米粉5%、米糠10%，處理料含水量65%；主要環境因子：溫度為14～16 ℃、相對濕度為75%～90%、CO2濃度為 1 500 ～ 2 500 ppm，各環境因子的檢測是通過環境因子無線遠程監測系統實現。

1.2.2 不同光照度處理下子實體的培養試驗

在菇棚中放置5個試驗箱，其中4個試驗箱分別設置3、5、7、15的LED燈，光照度分別為80、150、200、300 lx，黑暗組做對照組。光周期設置為8 h/d，定期測定子實體形態（菌柄長度、菌柄直徑、菌蓋直徑）、單菇質量數據，分析得到光照度對子實體生長發育的影響。

1.2.3 不同光周期處理下子實體的培養試驗

在菇棚中放置5個試驗箱，分別設置光周期為8 h（開1 h關2 h）、12 h（開 1 h 關1 h）、16 h（開2 h關1 h）、24 h（一直開），黑暗做對照組。光照度設置為150 lx，定期測定子實體形態（菌柄長度、菌柄直徑、菌蓋直徑）、單菇質量數據，分析得到光周期對子實體生長發育的影響。

2 試驗數據處理分析

本試驗基于Matlab數據處理軟件強大的數據分析及繪圖功能，結合試驗測得的子實體形態（菌柄長度、菌柄直徑、菌蓋直徑）、單菇質量數據，繪制不同光照度下子實體生長曲線及子實體生長過程中的殘差法奇異數據分析，對比分析光照度對子實體各形態參數、單菇質量間的作用關系[5]。

2.1 不同光照度下子實體形態的奇異數據分析

光照度為500 lx時，對測得的形態、單菇質量數據進行奇異數據分析如圖1至圖4。同理可得其他各光照度下的各參數奇異數據分析。結果表明，人工測量采集的菌柄長度、菌柄直徑、菌蓋直徑、單菇質量數據均在置信區間以內，無奇異數據，可靠性較高，可以用于各形態參數的生長分析。

2.2 不同光照度與子實體形態數據曲線擬合分析

采用LED光質，設置4種不同光照度處理等數量的子實體，運用Matlab數據處理軟件對不同光照度和子實體形態（菌柄長度、菌柄直徑、菌蓋直徑）、單菇質量數據進行曲線擬合[6]分析（圖5、圖6）。同理可在不同光周期下進行奇異數據及曲線擬合分析，結果表明人工測量采集的菌柄長度、菌柄直徑、菌蓋直徑、子實體重量數據均在置信區間以內，無奇異數據，可靠性較高，可以用于各形態參數的生長分析，并且子實體生長過程中光周期對各形態及單菇質量均具有顯著的影響。

3 光調控模型的建立

3.1 子實體各形態指標與單菇質量的相關性分析

各形態指標與單菇質量的相關系數在0.869～0.914之間，各形態指標之間相關性都達到了極顯著水平（表1）。單菇質量（Y）與幾個形態指標相關程度依次為菌蓋直徑（X1）>菌柄長度（X3）>菌柄直徑（X2）。

3.2 子實體產量模型的構建

上述分析表明光照度、光周期對杏鮑菇的形態及單菇質量均有顯著影響，并且通過相關性分析發現單菇質量與菌蓋直徑和菌柄長度的關系最為密切。考慮到光照度及光周期對子實體形態和產量的影響，可以運用多元線性回歸方程來建立杏鮑菇在不同光照度和光周期下的產量模型P（Q，H）[7-11]。

5 結論

在杏鮑菇子實體生長發育過程中，本研究對不同光照度和光周期下子實體的菌柄長度、菌柄直徑、菌蓋直徑、子實體單菇質量等數據進行了殘差法奇異數據、曲線擬合的分析，并進行了子實體各形態指與單菇質量的相關性分析、光照度PID控制器進行仿真分析。在此基礎上，構建了子實體光調控產量模型，提出了適宜于寧夏彭陽食用菌標準化生產示范基地的光調控策略。研究結果表明，光照度和光周期對杏鮑菇子實體的生長發育均具有重要的影響，設計的光照度控制器響應快、穩定性較高，建立的光調控產量模型對實際生產具有預測及指導意義。因此，該研究將為杏鮑菇工廠化生產提供理論指導及技術支撐，對食用菌經濟效益的發展具有促進作用。

參考文獻：

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