不同栽培基質對羊肚菌產量和營養成分的影響

沈 彤, 杜 軍, 李鳴雷, 趙世偉, 馬 俊, 秦文龍

(1.中國科學院 水利部 水土保持研究所, 陜西 楊凌 712100; 2.中國科學院大學, 北京 100049;3.西北農林科技大學 水土保持研究所, 陜西 楊凌 712100; 4.固原市原州區水務局, 寧夏 固原 756000)

寧夏回族自治區南部山區(簡稱寧南山區)是寧夏主要貧困地區，氣候干旱、水土流失嚴重、耕地肥力下降，阻礙了當地以傳統農耕生產為主的農業發展，農村產業結構單一，群眾生活貧困[1]。但是寧南山區光能資源豐富，氣候溫涼，病蟲害少，為發展食用菌產業提供了得天獨厚的氣候條件。20世紀90年代后期，食用菌栽培開始在寧南山區得到推廣，經過多年發展，食用菌生產已成為該區域農民收入的重要來源[2]。近年來寧南山區利用日光溫室栽培香菇平菇等食用菌得到一定發展，顯著增加了農民收入。但是總體上食用菌品種單一，栽培技術尚不成熟。寧南山區具有發展食用菌產業的優越氣候條件和豐富的生態資源。在新時代背景下，按照“綠水青山就是金山銀山”的理念，推動區域生態保護和高質量發展，針對當地食用菌栽培品種單一、產業規模小、當地優勢資源未有效利用的現狀，利用農業廢棄資源，轉變生產方式，提升科技含量，增加農民收入。同時在寧南山區發展食用菌產業，促進農業系統耦合，建立資源再利用的綠色農業發展模式，對于水土流失區的綜合治理和鄉村振興具有重要意義。

羊肚菌是大型真菌中特別是子囊菌中最重要、最著名、最可口的食用蕈菌[3-4]，具有重要的營養價值、藥用價值和經濟價值[5-7]，同時具有保質期長、生物學效率高、耐低溫能力強等優點，適合冬季低溫栽培[8]，并可與其他農作物搭配進行輪作栽培，構建周年栽培模式[9-11]。中國羊肚菌栽培研究擁有較長的歷史，華中農業大學楊新美等于20世紀50年代便提出了羊肚菌的半人工栽培技術及相關的理論基礎[12]。隨著羊肚菌室外栽培營養添加技術的應用與推廣，羊肚菌生產逐漸實現規模化種植，種植面積持續增加。目前寧南山區缺乏羊肚菌的優良品種和因地制宜的栽培技術，而且，香菇、平菇栽培產生了大量的菌糠等農業廢棄物。本研究就地取材將香菇菌糠和羊糞添加作為栽培羊肚菌的栽培基質配方，以期探索適合寧南山區羊肚菌的栽培技術，為寧南山區產業脫貧和綠色生態循環農業發展模式提供科學依據和實踐指導。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

研究區位于寧夏回族自治區固原市原州區河川鄉上黃村(該區地理位置為東經106°27′34.43″，北緯36°01′32.31″，海拔1581～1733 m)，屬涇河水水系支流小川河的支流。該地區位于黃土高原丘陵溝壑區，屬于半干旱中溫帶向暖溫帶過渡季風氣候區，年均氣溫6.9 ℃，年均降水量400 mm，干燥度1.5～2.0，無霜期150 d，總面積約為8.0 km2。該區域為農牧交錯生態類型區，土壤侵蝕、退化及水土流失較為嚴重，其由小川河分為兩部分，東部為梁狀丘陵，地形起伏較大；西部自東向西依次為臺、坪、梁地形，土壤主要類型是黃土母質上發育的黃綿土，具有土層深厚、質地勻一、輕且多孔、疏松綿軟、透水透氣，易于耕作的特征。自20世紀80年代起，該地區實施了大面積的退耕還林還草工程，生態環境逐漸得到改善，90年代末被列為退耕還林還草的重點示范區。本試驗在日光溫室大棚進行。

1.2 試驗材料

1.2.1 供試菌種 羊肚菌菌種選用六妹羊肚菌(Morchellasextelata)，菌種由陜西省微生物研究所提供。

1.2.2 培養基質 ①母種培養基：PDA培養基(去皮馬鈴薯200 g，葡萄糖20 g，瓊脂20 g，水1 000 ml)。②原種與栽培種配方：雜木屑74%，麩皮20%，KH2PO41%，MgSO41%，羊肚菌基腳土1%，石膏1%，石灰1%，Ca(H2PO4)21%。③外源營養袋配方：麥粒95%，谷殼3%，石灰1%，石膏1%。

1.2.3 菌床材料 菌床材料及其性質如表1所示。

表1 栽培基質基本性質

1.3 試驗設計

1.3.1 試驗處理 本試驗共設置4組處理，分別為：CK1(不添加任何物質的生土)，CK2(不添加任何物質的表層土)，M1(生土+羊糞)(3∶1)，M2(生土+香菇菌糠)(3∶1)作為栽培基質配方栽培羊肚菌，試驗小區面積為3 m×3 m，每個處理設置8個重復。

1.3.2 栽培方法

(1) 菌種準備。按配方比例稱好原料后將雜木屑、麩皮、羊肚菌基腳土、石灰、石膏等混合均勻，將拌好的培養料裝入食用菌專用瓶，上端用封口料封口。再將培養料在121 ℃高溫高壓滅菌60 min。待滅菌后的培養料溫度降低后，取蠶豆大小供試二級菌種接入到培養料中，最后將接種好的培養料瓶置于恒溫培養箱23 ℃恒溫黑暗培養，等菌核長滿即可。2019年10月進行栽培種的制備，2019年11月底完成菌種準備。

(2) 整地與播種。2019年11月進行整地。土壤在陽光下暴曬至半干，將羊糞，香菇菌糠均勻拌入土壤。2019年11月底完成播種，播種方式采用撒播的方式，播種量為0.4 kg/m2，播種后進行覆土，覆土厚度為5 cm，覆土后在畦面、走道上覆蓋1層黑色薄膜。2019年12月初進行外援營養袋的擺放。播種10 d后出現大量“菌霜”，第11 d擺放外援營養袋，營養袋用量為每個樣方30袋，擺放方式為平放，擺放間距60 cm，擺放前用刀片劃開營養袋，開口處接觸土面。

(3) 養菌管理。出菇期間保持菇房干凈、通風，保持土壤濕潤(田間最大持水量的70%～80%)，采用微噴裝置進行水分管理。2019年12月至2020年3月為養菌期，2020年2月底當地氣溫逐漸回升，當日最高氣溫達到10 ℃以上時，逐漸出現原基。

(4) 出菇及采收。2020年3月中至2020年4月初，原基生長為羊肚菌子實體。4月初開始第一次采摘，當子實體顏色變深、最先形成的幾個菇稍傾斜時，及時采收。每天早晨、中午、下午各采摘1次。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 羊肚菌子實體農藝性狀測定 采收時，用游標卡尺(分辨率：0.02 mm，上海九量五金工具有限公司制造)測量子實體的菌柄直徑、菌柄長、菌蓋直徑和菌蓋厚度，記錄子實體數量，用電子天平(型號：CP114，奧豪斯儀器有限公司制造)稱量產量，單菇重。本試驗共歷時140 d，共采收2次。使用的數據為收獲至第1，2潮全部子實體，采收間隔時間為一周，2020年4月中完成采收。

1.4.2 主要營養成分測定 在羊肚菌成熟期采收樣品，采用鮮樣進行各指標的測定。水分的測定參照GB 5009.3-2010進行測定。粗多糖的測定參照NY/T1676-2008測定。粗蛋白的測定參照GB 5009.5-2016標準中的凱氏定氮法測定。粗纖維的測定按照GB/T 5009.10-2003標準測定。粗脂肪的測定參照GB 5009.6-2016標準中的酸水解法測定。

1.4.3 氨基酸含量測定 稱取固體樣品0.1 g加入水解管中，加入1∶1的分析純鹽酸(約6 mol/L) 4 ml，氮吹儀吹氮氣15 min后封管。將封管的樣品置烘箱中110 ℃水解 22～24 h后，取出冷卻開管。樣品定容至50 ml。準確吸取定容后的樣品1 ml，置氮吹儀上脫酸。溫度60 ℃，脫至干燥。加入0.02 mol/L鹽酸溶液旋渦器上混勻，過0.22 μm過濾小柱，樣品液用日立L-8 900全自動氨基酸分析儀(上海輝世儀器設備有限公司)測定。

1.5 數據分析

采用Microsoft Excel 2013和SPSS 18.0軟件(IBM)進行數據整理和分析，農藝性狀試驗數據均用平均值±標準誤來表示，不同基質處理下子實體的生物(氨基酸)性狀采用單因素方差分析(one-way ANOVA)，多重比較采用Duncan比較法，在0.05水平上進行差異顯著性檢測。

2 結果與分析

2.1 不同栽培基質對羊肚菌子實體產量及農藝性狀的影響

各處理與對照組差異性分析，其中香菇菌糠處理組的出菇密度和產量均最高(表2)。不同處理下子實體產量由高到低依次為：M2(2 500 kg/hm2)>M1(958 kg/hm2)>CK2(458 kg/hm2)>CK1(333 kg/hm2)，一般認為羊肚菌單產2 250 kg/hm2為達標[13]，4個處理中，只有香菇菌糠處理組可以達到正常產量。羊糞處理組子實體的各項農藝性狀指標均優于生土對照組和表土對照組，但整體表現不如香菇菌糠處理組。表土對照組的子實體在菌蓋直徑和鮮菇重量上低于生土對照組，說明表土不利于菌蓋生長，子實體個頭小，單菇重量小，但出菇密度和產量明顯高于生土對照組。香菇菌糠處理組子實體個頭最大，且含水量最多。香菇菌糠處理組的子實體農藝性狀各項指標明顯優于其他三組處理結果，且差異性顯著。綜上，不同處理下子實體農藝性狀指標數據由高到低依次為：M2>M1>CK2>CK1。

表2 不同栽培基質對羊肚菌子實體農藝性狀的影響

2.2 不同栽培基質對羊肚菌主要營養成分的影響

子實體主要營養成分中，粗蛋白和粗纖維的含量較高(表3)。各營養成分含量因栽培基質不同表現出較大差異，其中羊糞處理組子實體的粗蛋白含量最高，為29.73 g/100 g，比空白對照高出47.6%；粗纖維含量最低，為20.76 g/100 g。表土對照組子實體粗脂肪含量最高，為5.99 g/100 g，水分含量最低，為7.11 g/100 g，比空白對照組下降了55.48%。香菇菌糠處理組子實體粗蛋白含量最低，為17.06 g/100 g，比生土對照組下降15.3%；粗脂肪含量最低，為4.87 g/100 g，比生土對照組下降了15.89%。水分含量最高，為18.56 g/100 g。

表3 不同栽培基質對羊肚菌子實體主要營養成分含量的影響 g/100 g

2.3 不同栽培基質對羊肚菌子實體氨基酸組成及含量的影響

所測得的17種氨基酸中，羊肚菌子實體氨基酸含量含量最高是谷氨酸(Glu)，谷氨酸即是鮮味氨基酸和也是用氨基酸，谷氨酸是呈鮮味的特征氨基酸，因而羊肚菌具有獨特的鮮味。羊糞和香菇菌糠處理組子實體中谷氨酸含量高于其他兩個對照組組，分別比生土對照組高出5.06 %和7.46 %。4個處理組子實體氨基酸總量由高到低依次為：M2>CK2>M1>CK1，人體必需氨基酸含量由高到低依次為：M2>CK2>M1>CK1(見表4)。香菇菌糠處理組子實體氨基酸總量和人體必需氨基酸含量顯著優于其他組。

表4 羊肚菌子實體在不同栽培基質中氨基酸的含量 g/100 g

2.4 羊肚菌子實體呈味氨基酸含量

呈味氨基酸包括鮮味氨基酸、甜味氨基酸和苦味氨基酸，其中鮮味氨基酸和甜味氨基酸主要影響羊肚菌鮮甜的口味，鮮味和甜味氨基酸含量越高，就可以抑制苦味氨基酸的苦澀口味。4個不同組中鮮味氨基酸含量由高到低依次為：M1>CK2>M2>CK1，甜味氨基酸含量由高到低依次為：M2>M1>CK1>CK2，苦味氨基酸含量由高到低依次為：M2>M1>CK2>CK1；鮮味和甜味氨基酸含量處理組高于生土對照組，說明改變栽培基質有利于增加羊肚菌鮮甜的口味；但苦味氨基酸含量處理組均高于生土對照組，說明改變栽培基質增加子實體鮮甜口味的同時也增加了羊肚菌苦澀的味道(見表5)。

表5 羊肚菌子實體在不同栽培基質中呈味氨基酸的含量 g/100 g

2.5 羊肚菌子實體藥用氨基酸含量

藥用氨基酸含量在不同處理間差異較大，但均可占總氨基酸含量均為60 %以上，谷氨酸和天冬氨酸是藥用氨基酸主要成分，對于改善兒童生長發育、緩解疲勞、增強肝功等有重要作用。不同處理下，藥用氨基酸含量由高到低依次為：M2(2.010 g/100 g)>M1(1.972 g/100 g)>CK2(1.954 g/100 g)>CK1(1.875 g/100 g)，香菇菌糠處理的子實體中藥用氨基酸含量最高，其中谷氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、亮氨酸和賴氨酸含量明顯高于其他3個組。香菇菌糠處理組子實體的藥用氨基酸總量為2.01 g/100 g，高出對照7.2%(見表6)。

表6 羊肚菌子實體在不同栽培基質中藥用氨基酸的含量 g/100 g

3 討 論

(1) 產 量。播種于土壤是羊肚菌栽培時必不可少的環節。栽培基質的選擇在一定程度上對羊肚菌的產量產生較大的影響[14]。王永元等[15]為了改良土壤條件，選取蛭石、石灰、碳灰改良土壤的熵值和通氣性。結果羊肚菌產量明顯提高，其中尤其以碳灰處理的效果好。生土因土壤養分不足會導致菌絲生長速度慢、生長不均勻的情況，從而嚴重降低總產量。本研究表明，通過改良栽培基質，增加土壤養分，結果羊肚產量明顯提高。不同栽培基質栽培羊肚菌，其子實體產量由高到低依次為：M2(2 500 kg/hm2)>M1(958 kg/hm2)>CK2(458 kg/hm2)>CK1(333 kg/hm2)，一般認為羊肚菌單產2 250 kg/hm2為達標[13]，4個組中，只有香菇菌糠處理組可以達到正常產量。羊糞常被用于農田施肥，本身理化特性好，可為子實體發育提供必需的水分，但在本試驗中羊糞處理組的出菇密度和子實體農藝性狀指標優于生土對照組和表土對照組，但整體表現不如香菇菌糠處理組。

(2) 營養成分。改變栽培基質也會影響羊肚菌菌的營養成分含量和品質。羊糞作為栽培基質能顯著提高羊肚菌子實體的粗蛋白含量。香菇菌糠作為栽培基質能顯著提高羊肚菌子實體粗纖維、水分含量，減少粗多糖和粗脂肪含量，對于脂肪攝入要求少的人群有益。水分可直接影響到羊肚菌的鮮嫩程度和口感[16]，香菇菌糠處理組子實體水分含量最高，有利于提升羊肚菌的食用口感。

(3) 營養價值(氨基酸含量)。必需氨基酸的種類和含量是評判食物中蛋白質營養價值的重要標準[17]。香菇菌糠處理組的必需氨基酸含量最高，說明香菇菌糠對于羊肚菌子實體的蛋白質價值提升有很好的效果。

羊肚菌中呈味氨基酸含量豐富，且鮮味氨基酸和甜味氨基酸占比較大，這是羊肚菌口感好、味道鮮美的重要原因[18]。結果表明，羊糞處理組子實體中鮮味氨基酸含量最高，香菇菌糠處理組甜味氨基酸含量最高，說明改變栽培基質有利于增加羊肚菌鮮甜的口味。

藥用氨基酸在不同處理間差異不大，均占總氨基酸含量均為60%以上，谷氨酸和天冬氨酸是藥用氨基酸主要成分，對于改善兒童生長發育、緩解疲勞、增強肝功等有重要作用。結果表明，香菇菌糠處理的子實體中藥用氨基酸含量最高，羊糞次之，生土最差。藥用氨基酸是羊肚菌藥用價值的重要體現，本研究4個處理間差異性不顯著，故而不能直接說明改變栽培基質對羊肚菌子實體藥用氨基酸含量影響不大，也有可能是栽培基質配比問題，此問題需進一步研究。

4 結 論

本研究為探究寧南山區羊肚菌栽培的可行性，以及不同栽培基質栽培下羊肚菌子實體的產量和營養價值變化。通過測定羊肚菌子實體的產量、主要營養成分、氨基酸含量3類食用菌常用評價指標，得到以下結論。

(1) 在寧南山區，采用香菇菌糠作為栽培基質栽培羊肚菌顯著提高了子實體產量和子實體農藝性狀。

(2) 采用羊糞作為栽培基質栽培羊肚菌能顯著提高子實體的粗蛋白含量，香菇菌糠處理顯著提高子實體粗纖維含量和水分含量，減少了粗多糖和粗脂肪含量。

(3) 改良栽培基質能夠提升羊肚菌子實體的鮮甜口味，對提高藥用價值的作用不明顯。