平菇新品種唐平26對農作物秸稈的生物降解作用*

楊秀軍，劉海英，張運峰，張淑紅，范永山**

（1.唐山市農業科學研究院，河北 唐山 063000；2.唐山師范學院生命科學系，河北 唐山 063000）

平菇新品種唐平26對農作物秸稈的生物降解作用*

楊秀軍1，劉海英1，張運峰2，張淑紅2，范永山2**

（1.唐山市農業科學研究院，河北 唐山 063000；2.唐山師范學院生命科學系，河北 唐山 063000）

平菇（Pleurotus ostreatus）“唐平26”是利用原生質體融合技術選育的優良品種。以稻草、花生秸、玉米稈為主要原料進行“唐平26”的生料栽培和熟料栽培，結果表明，無論生料栽培還是熟料栽培，花生秸的生物轉化率均最高，分別為128.5%和102.1%，其次為玉米稈，生料栽培和熟料栽培的生物轉化率分別為106.7%和92.3%，稻草最低，只有88.9%和78.2%。分析對木質素的降解情況，結果發現“唐平26”對花生秸的木質素降解率最高，為21.68%，其次為玉米稈，木質素降解率平均為17.55%，對稻草的木質素降解率最低，平均為15.24%。“唐平26”對花生秸的生物降解能力最強，其次為玉米稈，對稻草的生物降解能力較差。

平菇；作物秸稈；生物降解；木質素降解

在農作物生產過程中產生大量的秸稈，在我國每年生成的秸稈可達7×108t以上[1]。由于收集方式、處理技術和運輸條件的限制，農民主要將其用作燃料或采用在田間焚燒、廢棄等方式處理過剩的秸稈，造成環境污染和資源浪費的同時，還易成為火災和交通事故的隱患[2]。作為一種重要的可再生生物質資源，秸稈具有來源廣泛、熱值含量高、處理方式多樣等顯著優勢，將農作物秸稈進行資源化改造和商品化改良，既有利于改善農民的經濟狀況，又有利于農村循環經濟和生態經濟的可持續發展[3]。因此，農作物秸稈綜合利用技術的開發和應用有著非常重要的經濟價值。

食用菌是集食品、醫療、保健和營養為一體的綠色產品，利用農作物秸稈栽培食用菌不僅可以生產可供食用或藥用的食用菌產品，而且利用食用菌收獲后剩下的培養基廢料還可加工成為肥料、飼料，提取菌類多糖、蛋白質，或再用于栽培其它食用菌品種，使農作物秸稈得到循環、高效利用[4]。“唐平26”是利用原生質體融合技術選育的1個平菇新品種[5]，該品種抗病性強、菌絲多糖含量高，商品性好，但對農作物秸稈的降解能力尚未明確。本研究以稻草、花生秸和玉米稈為栽培基質，分析“唐平26”對這三種農作物秸稈的生物降解作用，為“唐平26”在農作物秸稈資源的綜合利用提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 平菇品種

平菇（Pleurotus ostreatus） “唐平26”，唐山市農業科學研究院和唐山師范學院共同選育。

1.2 培養基

1.2.1 PDA培養基

馬鈴薯200 g、蔗糖20 g、瓊脂12 g，水1 000 mL，pH自然。

1.2.2 無機鹽培養基

葡萄糖 20 g·L-1、Na2HPO40.4 g·L-1、NH4NO30.5 g·L-1、KH2PO41.0 g·L-1、CaCl20.1 mg·L-1、MgSO40.5 g·L-1、VB10.1 mg·L-1、FeSO40.1 mg·L-1，pH5.0。

1.2.3 農作物秸稈培養料

將農作物秸稈（稻草、花生秸、玉米稈）洗凈，晾干，粉碎處理后，用4%的生石灰水進行浸泡至石灰水浸透秸稈內部（稻草約需要24 h，花生秸和玉米稈約需8 h），從石灰水中取出，過夜堆放，去除部分水分，加入尿素0.3%、菇壯素0.2%和多菌靈0.1%，攪拌混勻后備用。

1.3 試驗方法

1.3.1 生料栽培

農作物秸稈培養料配好后，裝入12 cm×35 cm的聚乙烯袋中，裝3層料，4層種，接種量為20%～30%。用錐子在菌種層扎孔，保證菌絲生長的氧氣供應。在袋上作標記，稱重后，置于恒溫培養箱中在黑暗條件下25℃恒溫培養。菌絲長滿袋后放入菇房中進行出菇管理。菇房溫度20℃以下，濕度80%以上，每天保證有一定的散射光。當大量的原基出現時，使空氣濕度保持95%以上。在子實體七分、八分成熟時采收，共采收3潮菇，每次采收后稱量鮮菇重量。生物轉化率（%）為子實體鮮重除以培養料干重乘以100%，計算各潮菇生物轉化率（%）和總生物轉化率（%）。

1.3.2 熟料栽培

農作物秸稈培養料配好后，裝入12 cm×35 cm的聚丙烯袋中，121℃滅菌100 min。接種后培養和出菇管理方法與生料栽培相同。

1.3.3 木質素降解率的測定

準確稱取2 g農作物秸稈，粉碎后過0.25 mm（60目） 篩，苯醇抽提后置于250 mL三角瓶中，加入無機鹽培養基5 mL，120℃下滅菌20 min，接種PDA培養基培養7 d的平菇菌盤（直徑1 cm） 3片，25℃恒溫靜置培養15 d后，放入干燥箱中105℃烘干、研碎待測。以未接種農作物秸稈為對照，按照GB/T 2677.8-1994造紙原料酸不溶木素含量的測定方法，進行Klason木素測定[6]。按照公式計算平菇“唐平26”對3種農作物秸稈的木質素降解率。木質素降解率（P） 公式為：

式中：m1表示培養前木質素重量；m2表示培養后木質素重量。

1.3.4 數據分析

利用IBM SPSS Statistics 19.0對試驗數據進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 生料栽培試驗

平菇“唐平26”的生料栽培從10月下旬開始，第2年2月上旬結束，歷時3個月，共采收3潮菇。3種農作物秸稈的生物轉化率測定結果見表1。

表1 不同農作物秸稈生料栽培平菇的生物轉化率測定結果Tab.1 Biological efficiency of Pleurotus ostreatus cultivation with non-autoclaved straw stalks of different crops

表1結果表明，花生秸培養料的總生物轉化率最高，為128.5%；其次為玉米稈，總生物轉化率為106.7%；稻草最低，總生物轉化率只有88.9%，3種農作物秸稈間差異顯著。另外，3種農作物秸稈的第1潮菇生物轉化率間沒有顯著差異，但花生秸的第2和第3潮菇的生物轉化率均顯著高于玉米稈和稻草。因此，花生秸比稻草和玉米稈更適合“唐平26”的生料栽培。

2.2 熟料栽培試驗

平菇“唐平26”的熟料栽培從9月下旬開始，12月上旬結束，歷時2個半月，共采收3潮菇。3種農作物秸稈的生物轉化率測定結果見表2。

表2 不同農作物秸稈熟料栽培平菇的生物轉化率測定結果Tab.2 Biological efficiency of Pleurotus ostreatus cultivation with autoclaved straw stalks of different crops

表2結果表明，花生秸培養料的總生物轉化率最高，為102.1%；其次為玉米稈，總生物轉化率為92.3%，稻草最低，總生物轉化率只有78.2%，3種農作物秸稈間差異顯著。另外，3種農作物秸稈的第1潮菇生物轉化率間差異顯著，花生秸的第1潮菇生物轉化率顯著高于玉米稈，玉米稈顯著高于稻草；花生秸和玉米稈的第2菇生物轉化率均顯著高于稻草；3種農作物秸稈的第3潮菇生物轉化率間沒有顯著差異。因此，花生秸比稻草和玉米稈更適合“唐平26”的熟料栽培。

2.3 木質素降解試驗

平菇“唐平26”對3種農作物秸稈的木質素降解情況見表3。

表3 平菇對不同農作物秸稈的木質素降解Tab.3 Biodegradation of lignin by Pleurotus ostreatus in straw stalks of different crops

表3結果表明，“唐平26”對花生秸的木質素降解率最高，為21.68%，其次為玉米稈，木質素降解率為17.55%，對稻草的木質素降解率最低，僅為15.24%。3種農作物秸稈間差異顯著。

3 討論和結論

農作物秸稈的主要成分以纖維素、木質素、果膠等大分子物質為主。這些大分子物質的結構復雜，性質穩定，在自然條件下不易降解。其中以木質素的化學性質最為穩定，當木質素含量達到15%以上時，其分解過程非常緩慢[6]。在食用菌生產中，菌絲細胞能分泌木素過氧化物酶、纖維素酶、漆酶等胞外酶，把纖維素、木質素等大分子物質降解為小分子碳水化合物，重新用于物質合成[7]。因此，利用食用菌降解農作物秸稈，既可緩解食用菌生產的材料匱乏問題，又可以充分利用農作物秸稈生物質資源，促進農業生態系統的可持續發展。

平菇具有很強的農作物秸稈降解能力，白哲光等[8]發現小麥、玉米、胡麻等多數農作物的秸稈都可用于平菇栽培。在培養料里加入農作物秸稈，不僅可以節約成本，還可以增加經濟效益，篩選優良品種。Sainos等[9]利用小麥秸稈和麥粒混合制作的平菇原種培養基，成本更低，菌種活力更強。李振江等[10]利用大豆秸稈和棉籽殼為原料，篩選出耐鹽堿的高產、優質平菇菌株。本文以稻草、花生秸和玉米稈等作物秸稈為原料，分析平菇新品種“唐平26”對這三種農作物秸稈的生物降解作用，發現花生秸比稻草和玉米稈更適合平菇“唐平26”的生料栽培和熟料栽培，“唐平26”對花生秸的木質素降解率達21.68%。該研究結果為平菇的栽培生產和農作物秸稈的綜合利用提供了新的利用途徑。

[1]石磊，趙由才，柴曉利.我國農作物秸稈的綜合利用技術進展[J].中國沼氣，2005，23（2）：11-15.

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[3]李海亮，汪春，孫海天，等.農作物秸稈的綜合利用與可持續發展[J].農機化研究，2017，39（8）：256-262.

[4]馬曉龍，汪志紅，吳仁峰，等.農作物秸稈栽培食用菌的研究進展（綜述）[J].食藥用菌，2011，19（1）：23-27.

[5]劉海英，李秋艷，張運峰，等.平菇唐平26的生物學特性及栽培技術要點[J].食用菌，2012，34（4）：20.

[6]曹玉娟，付聰.利用白腐真菌降解木質素促進秸稈飼料化養畜[J].飼料與畜牧：新飼料，2016，29（4）：52-53.

[7]鐘嶷，郭重山，李小暉，等.自然沉降法和撞擊法在空氣細菌總數測定中的應用和比[J].環境與健康雜志，2004，21 （3）：149-152.

[8]李燕榮，周國英，胡清秀，等.食用菌生物降解木質素的研究現狀[J].中國食用菌，2009，28（5）：3-6.

[9]Sainos E,Díaz-Godínez G,Loera O,et al.Growth of Pleurotus ostreatus on wheat straw and wheat-grain-based media:biochemical aspects and preparation of mushroom inoculum[J].Applied Microbiology and Biotechnology,2006,72(4):812-815.

[10]李振江，陳淑鳳，程洪海.利用大豆秸稈栽培平菇技術研究[J].食用菌，2004，26（4）：16.

Biological Degradation of Pleurotus ostreatus New Strain“Tangping 26”on Crop Straw Stalks

YANG Xiu-jun1,LIU Hai-ying1,ZHANG Yun-feng2,ZHANG Shu-hong2,FAN Yong-shan2
(1.Tangshan Agricultural Institute,Tangshan 063000,China;2.Department of Life Science,Tangshan Normal University,Tangshan 063000,China)

“Tangping 26”is a fine strain selected by protoplast fusion of Pleurotus ostreatus.Using either autoclaved or nonautoclaved straw stalks of rice,peanut and corn to cultivate the new strain,the results showed that with autoclaved and non-autoclaved straw stalks of peanut,the biological efficiency were the highest with 128.5%and 102.1%respectively,followed by corn stalk,the biological efficiency were 106.7%and 92.3%respectively,and the lowest was rice straw with 88.9%and 78.2%respectively.The results of analysis on the lignin degradation showed that the“Tangping 26”had the highest degradation rate(21.68%)of lignin in peanut straw,followed by the corn stalk,lignin degraded rate is 17.55%,and the degradation rate of the lignin in rice straw was the lowest with 15.24%.The above research results showed that the biodegradation ability of“Tangping 26”is the strongest to peanut stalk,followed by corn stalk,the ability of biodegradation to rice straw is poor.

Pleurotus ostreatus;crop straw stalks;biological degradation;lignin degradation

S646.1

A

1003-8310（2017）05-0064-03

10.13629/j.cnki.53-1054.2017.05.015

唐山市科技發展計劃項目 (10150202A-1)；唐山師范學院科技發展項目（2014E04、2013A03、2016C05）。

楊秀軍（1973-），女，本科，農藝師，主要從事蔬菜育種研究。E-mail:1156008300@qq.com

**通信作者：范永山（1971-），男，博士，教授，主要從事蔬菜育種研究。E-mail:fanyongshan@126.com

2017-07-11