馬鈴薯秸稈基質化栽培平菇研究

趙培強，郭鵬輝， 崔永峰

(1.甘肅省生態環境科學設計研究院，甘肅 蘭州 730020；2.西北民族大學，甘肅 蘭州 730000；3.甘肅省環境監測中心站，甘肅 蘭州 733000)

1 引言

秸稈是農業生產中不可食用的副產品，主要包括植物的根、莖、葉[1]，秸稈中含有豐富的粗纖維、碳水化合物及碳、氮、磷、鉀、鈣、鎂等微量元素[2，3]，秸稈廣泛應用于工業生產、飼料加工、食用菌栽培及新能源開發等活動中，秸稈具有很高的開發利用價值，科學合理的開發利用可以帶來良好的經濟效益和社會效益[4]。但由于受制于秸稈開發利用技術水平的限制，目前秸稈資源沒有得到充分的利用。

我國是傳統的農業生產國，年產秸稈約8億t，占全球秸稈產量的1/4，秸稈資源十分豐富[5]，但由于受開發技術限制，我國廣大農村地區產生的秸稈多用于家畜飼料、取暖燒飯、秸稈還田等活動，不僅造成浪費，且對大氣環境、土壤環境產生了污染[6～8]。

近年來，國內外研究學者對秸稈的開發利用研究主要圍繞“五化”開展，即肥料化、飼料化、基料化、原料化、燃料化，其中“基料化”研究是秸稈開發利用前景最好，研究最多的[9]。目前國內報道最多的主要是秸稈基質化并栽培食用菌，如劉延芳等[10]研究利用油菜秸稈進行基質化，對4種常見的食用菌進行產量和活性分析，王春華等[11]等對黑龍江的馬鈴薯秸稈基質化技術進行了研究，李銀平等[12]對大豆和花生秸稈基質化進行了探究。根據文獻查閱，目前國內外對小麥、水稻、玉米、大豆、花生等秸稈基質化并栽培食用菌的報道較多，但對于馬鈴薯秸稈基質化并栽培食用菌的報道很少，介于目前國內外馬鈴薯基質化的研究較少，而且考慮到馬鈴薯在我國種植面積較廣，秸稈量較大，因此，本課題以馬鈴薯秸稈為研究對象，進行基質化并進行了評估，分析其各項開發指標，為馬鈴薯秸稈的開發提供參考。

2 馬鈴薯秸稈概況

馬鈴薯(Solanumtuberosum)，別名土豆、洋芋等，屬一年生草本植物[13]。馬鈴薯含有豐富的淀粉、蛋白質脂肪、粗纖維、鈣、磷、鐵等微量元素，營養價值十分豐富，可用于治療胃痛、痄肋、癰腫、濕疹、燙傷，是和胃健中藥和解毒消腫藥，具有一定的藥用價值[4]，副產品馬鈴薯秸稈中含有豐富的氮、磷、鉀、鈣、鎂纖維素及半纖維素，可以制作藥品、食品及作為家畜的飼料，具有很高的經濟價值[15]。馬鈴薯秸稈是繼小麥、馬鈴薯秸稈副產品之后產量比最高的產物，根據國內馬鈴薯產業發展的相關報道，馬鈴薯畝產2000 kg以上，馬鈴薯秸桿(鮮)產量系數一般是0.96系數，畝產馬鈴薯秸稈約1920 kg以上[16]。

我國馬鈴薯種植面積約1億畝左右，馬鈴薯秸桿(鮮)按照馬鈴薯產量的0.96系數計算，全國馬鈴薯秸稈年產量約1.92億t，馬鈴薯種植地主要在西北地區、東北地區、西南地區和內蒙古地區[17]。

3 材料方法及數據處理

3.1 材料

供試原料秸稈為甘肅省蘭州市榆中縣主栽的馬鈴薯秸稈和花菜尾菜，供試菌種為平菇(廣溫品種，奮發1號)，源于河南省周口市太康奮發菌業。

3.2 方法

3.2.1 培養基配方

試驗中以馬鈴薯秸稈，花菜尾菜為原料，按照馬鈴薯秸稈和花菜尾菜質量比共設9個研究配方，1個配方以全棉籽殼為原料作為對照組，每個配方設置3組平行實驗。前9個配方中均放棉籽殼20 g，木屑50 g，麥麩50 g，培養基配方具體見表1。

表1 培養基配方比一覽

3.2.2 制作培養基

培養基的制作過程包括拌料、裝袋、滅菌、冷卻、接種、培養、觀察記錄、出菇期管理及指標測定共9個步驟，具體培養過程如下。

(1)拌料：尾菜曬干后，剪切成小塊，浸泡12 h以上。按照(表1)的培養基配方，準確稱量不同質量比花菜尾菜及棉籽殼、木屑、麥麩放入拌料盆中，加適量無菌水，綠霉凈、石灰石膏，攪拌均勻，制作不同培養基。培養基的含水量控制在75%，酸堿度為8～9，培養基含水量對平菇生長具有重要影響，應保證平行處理。

(2)裝袋：取耐高溫出菇袋，一端用細線扎緊，將攪拌好的培養基填充進去，壓緊貼壁，保持整體松緊度一致，將出菇袋另一端用細線扎緊，等待滅菌。

(3)滅菌：把裝好培養基的出菇袋放入高溫高壓蒸汽滅菌鍋， 121 ℃濕熱滅菌2 h。

(4)冷卻：將滅菌后的培養基放置無菌操作臺，待其冷卻至60 ℃以下。

(5)接種: 在無菌操作臺進行接種，以無菌的報紙封口。

(6)培養：將接種好的培養基放入恒溫恒濕培養箱m調節溫度為20℃，濕度為80%。

(7)觀察及記錄數據：每天觀察，分辨菌絲體的顏色、濃密程度、均勻程度、滿袋時間以確定長勢，從菌絲萌動后開始吃料時則定時測量并記錄生長長度(每2 d對菌絲生長長度進行1次測量)，計算菌絲生長速度。

(8)出菇期管理：菌絲滿袋后，溫度調至25 ℃，濕度調至95%，揭開兩端報紙，每天早晚各噴水1次，觀察出菇情況，待平菇成熟，采摘子實體并稱量，計算產量及生物學效率。

(9)指標測定：將各配方培養基中種植出的平菇干燥后保存，用于后期相關指標測定。

3.3 數據處理與分析

3.3.1 生物學效率計算

生物學效率采用如下公式[18]：

(1)

式(1)中，η-生物學效率(%)，M1-食用菌鮮重(g)，M2-所用培養料干重(g)。

3.3.2 灰份含量測定

灰份含量采用如下公式[19]：

(2)

式(2)中，X-樣品中灰分的含量(%)，M1-坩堝和灰分的質量(g)，M2-坩堝的質量(g)，M3-坩堝和樣品的質量(g)。

3.3.3 蛋白質含量測定

蛋白質含量測定采用如下公式[20]：

(3)

式(3)中，X—樣品中蛋白質的含量(%)，C—鹽酸標準溶液的濃度(mol/l)，V1—空白滴定消耗標準液量(mL)，V2—試劑滴定消耗標準液量(mL)，m—樣品質量(g)， 0.014—氮的毫摩爾質量(g/mmol)，F—蛋白質系數。

3.3.4 含水量測定

含水量測定采用如下公式：

(4)

式(4)中：X—樣品的含水量(%)，M1-烘干前樣品的質量(g)，M2-烘干后樣品的質量(g)。

4 結果與分析

4.1 不同培養基對平菇生長的影響

研究發現，馬鈴薯秸稈與花菜尾菜質量比為6∶4時，菌絲生長狀況最好，菌絲生長速度最快，可達0.86 cm/d，馬鈴薯秸稈與花菜尾菜質量比為3∶7、5∶5和100%馬鈴薯秸稈時菌絲生長狀況較好，菌絲生長速度在0.75～0.8 cm/d之間。馬鈴薯秸稈與花菜尾菜質量比為8∶2、7∶3、4∶6和100%棉籽殼時菌絲生長狀況良好，菌絲生長速度在0.7～0.75 cm/d之間。馬鈴薯秸稈與花菜尾菜質量比為2∶8和100%花菜尾菜時菌絲生長速度最慢，分別為0.57 cm/d，0.60 cm/d(表2)。

表2 不同培養基對平菇生長狀況的影響

4.2 不同基質培養基對平菇產量及生物學效率的影響

不同培養基栽培的平菇均只采摘前三茬，每種培養基每茬菇的產量(數值為重復組的平均值)，總產量，生物學效率均有明顯差異。其中配方2、7、8、10生物學效率較高，超過了100%，其中配方2生物學效率最接近于對照組10，配方4的生物學效率最低，只有72.21%(表3)。

表3 不同培養基對平菇產量及生物學效率的影響

4.3 不同基質培養基對平菇灰分含量的影響

食用菌灰分的測定采用直接灰化法處理平菇，即在適當的溫度下把待測物中的有機物質灼燒氧化，索殘余的灰白色物質用分析天平稱量至恒重，即得灰分的重量[21]。結果表明100%棉籽殼的培養基平菇的灰分含量最高，達5.47%，馬鈴薯秸稈與花菜尾菜質量比為8∶2、3∶7、4∶6、5∶5及100%花菜尾菜時灰分都高于4%，100%馬鈴薯秸稈灰分含量最低，為2.35%(圖1)。

圖1 不同培養基平菇灰分含量

4.4 不同基質培養基對平菇蛋白質含量的影響

測定采用凱氏定氮法，對平菇蛋白質含量進行測定，具體方法是在試樣中加入濃硫酸，在催化劑作用下將含氮化合物轉化為硫酸銨，然后在強堿性環境中蒸餾出氨，加入硼酸溶液使其吸收，再用標準酸溶液滴定，最后將測得的氨含量乘以蛋白質系數6.25，即得粗蛋白的含量[22]。結果表明：馬鈴薯秸稈與花菜尾菜質量比為8∶2和100%主料為馬鈴薯秸稈時平菇中的粗蛋白高達22.75%，超過了對照組平菇中的粗蛋白含量。馬鈴薯秸稈與花菜尾菜質量比為2∶8，3∶7，4∶6和100%花菜尾菜時蛋白含量僅10.92%(圖2)。

圖2 不同培養基平菇蛋白質含

4.5 不同基質培養基對平菇含水量的影響

平菇成熟后，采摘，置于干燥箱中(105 ℃，4 h)烘至恒重計算其含水量[23]。結果表明：100%馬鈴薯秸稈培養基栽培的平菇含水量最高，達88.32%，其余的都在70%左右，試驗所設置的大部分培養基與對照組含水量相差不大(圖3)。

圖3 不同培養基平菇含水量

4.6 不同基質培養基對平菇營養價值的影響

采用Excel和SPSS 21.0統計軟件對不同培養基栽培的平菇營養價值進行顯著性分析,結果表明，傳統培養方法對照組灰分最高，配方2～8蛋白質含量高于對照組，配方1、4、6、7、8、9含水量高于對照組(表4)。

表4 不同培養基對平菇營養價值的影響

5 結論

(1)利用馬鈴薯秸稈與尾菜按照一定的配方進行基質化，用于栽培食用菌平菇，其平菇生長效率、生物學效率、灰份含量、蛋白質含量均較高，部分配方生長效率、營養價值高于傳統的平菇栽培方法，表明采用馬鈴薯秸稈和尾菜為原料進行基質化可以代替傳統的平菇栽培。

(2)馬鈴薯秸稈與尾菜按照不同比例配方基質化，作為培養基對平菇生長指標的影響不同，研究方案中配方3、7、8對平菇菌絲生長狀況、生物學效率較好，高于傳統的對照組，配方2、8對平菇栽培營養價值較高，蛋白質含量高于傳統的對照組，配方2、3、5、7、9對平菇生長灰分較高，接近于對照組。

(3)與對照組相比較，不同質量比的馬鈴薯秸稈與花菜尾菜搭配制作培養基可以用于栽培平菇，但對平菇生長狀況的影響和營養指標有所差異，當培養基中馬鈴薯秸稈的質量高于花菜尾菜時，各項指標相對較高。因此，要選出最優培養基還需進一步開展試驗。