不同副產物基質配方對食用菌產量及品質的影響

陳 旭，曾 茜，楊 雨，王曉敏，楊仁德*

(1.貴州省農業(yè)科學院農業(yè)資源與環(huán)境研究所，貴州 貴陽 550006；2.貴州中醫(yī)藥大學基礎醫(yī)學院，貴州 貴陽 550025；3.貴州大學農學院食用菌研究院，貴州 貴陽 550025)

【研究意義】食用菌產業(yè)近年來在我國得到迅速發(fā)展，總產量已位居首位，其中以香菇和靈芝等為主的木腐生菌類在種植過程中需要使用大量闊葉樹木屑作為生產原料，導致“菌林矛盾”問題日益顯著，從根本上制約了產業(yè)可持續(xù)發(fā)展[1]。因此，進行農林副產物替代或部分替代食用菌栽培基質中的木屑研究具有重要的現(xiàn)實意義。【前人研究進展】在木質菌材供給不足地區(qū)，利用農林副產物替代或部分替代傳統(tǒng)配方中的木屑作為食用菌栽培基質越來越受到研究者和生產者們的普遍關注，如茶枝屑代料栽培黑木耳等[2-4]。然而存在的菌絲生長緩慢、子實體產量偏低及商品性狀較差等問題影響了進一步生產應用[5-7]。皇竹草(Pennisetumhydridum)又稱王草、雜交狼尾草，是由美洲狼尾草和象草雜交而成的優(yōu)質牧草，憑借其突出的抗逆及生長適應能力，被廣泛應用于生態(tài)環(huán)境修復治理等方面[8]。截止2019年底，貴州省累計種植皇竹草達2.24萬hm2，但缺乏規(guī)?；咝Ю醚h(huán)模式，導致大量皇竹草資源閑置浪費[9]。中藥渣主要來源于中成藥生產和中藥材加工炮制，前者產生的中藥渣約占總量的70%。而中藥作為我國的傳統(tǒng)藥物，每年廢棄物排放量超過3000萬t，常規(guī)處理方法已無法平衡生產需求，如何有效實現(xiàn)中藥渣生態(tài)化綜合利用是目前產業(yè)發(fā)展亟待解決的重要難題[10]。我國作為蒸餾酒釀造大國，由于白酒規(guī)模及產量的不斷攀升，伴隨著大量酒糟副產物產生，僅2018年產量就已超過2000萬t，如長時間堆積而不能及時處理，同樣會造成資源流失，且嚴重污染環(huán)境[11]。對上述3種副產物綜合利用問題一直倍受各界關注，特別是引起相關研究者們的廣泛探討，主要集中在生產有機肥、生物質材料及栽培食用菌等方面[8，12]?！颈狙芯壳腥朦c】利用農林副產物替代或部分替代傳統(tǒng)配方中的木屑作為食用菌栽培基質存在菌絲生長緩慢、子實體產量偏低及商品性狀較差等問題，影響其在食用菌生產上的應用，需要對適料菌株、基質配方及配套技術等展開系統(tǒng)性研究?！緮M解決的關鍵問題】本研究立足于食用菌的生態(tài)循環(huán)地位[13]，采用單因素試驗，以菌絲生長、子實體產量及其多糖含量為指標，篩選皇竹草和中藥渣、白酒酒糟等副產物原料替代部分闊葉樹木屑作為香菇和靈芝栽培原料的適宜基質配方，以期為拓展食用菌原料來源途徑提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 菌株 香菇，黔香篩5號菌株，采集分離自貴州省銅仁梵凈山自然保護區(qū)；靈芝，GTF1號菌株，采集分離自貴州省遵義大沙河自然保護區(qū)。均保存于貴州省農業(yè)科學院土壤肥料研究所微生物研究室。

1.1.2 副產物基質 皇竹草，由貴州省農業(yè)科學院土壤肥料研究所菌草基地種植；中藥渣，由貴州中醫(yī)藥大學提供；白酒酒糟，購自于貴州茅臺酒廠。各基質在使用前均經過適當預處理。

1.1.3 試劑 馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基、苯酚、無水乙醇、氫氧化鈣、二水硫酸鈣。

1.1.4 儀器設備 超凈工作臺、高壓滅菌鍋、分光光度計、超聲提取器、離心機。

1.2 方法

1.2.1 基質配方設計 根據(jù)試驗要求，利用皇竹草、中藥渣、白酒酒糟部分替代闊葉樹木屑分別設計不同梯度處理，每組為A～E共5個配方，如表1～2所示，以香菇和靈芝生產常規(guī)配方，即闊葉樹木屑占栽培料總量的78%作對照(CK)。

1.2.2 栽培方法 將預處理后的皇竹草、中藥渣、白酒酒糟及闊葉樹木屑、麥麩等其他原料按照設計比例稱量并加水攪拌混勻，控制含水量55%～60%，pH 5.0～6.0。采用規(guī)格(17～22)cm×(38～43)cm的聚丙烯出菇袋進行裝料高壓滅菌，每個處理30袋，香菇和靈芝菌包干料重分別為1350和950 g。待料溫降至28 ℃以下時接種，置于24～28 ℃的潔凈環(huán)境中避光培養(yǎng)。菌絲長滿后，按照香菇和靈芝常規(guī)出菇管理方法，其中香菇采收標準為菌膜將破或剛破裂，靈芝則是外緣黃白色生長圈消失。

1.2.3 指標觀測 菌絲生長性狀，主要對萌發(fā)時間、生長速率、顏色及生長勢等進行觀察記錄；子實體產量，香菇采收統(tǒng)計前3潮菇，靈芝只采收第1潮出芝；參照食用菌中粗多糖含量的測定(NY/T 1676—2008)進行子實體粗多糖含量測定。上述指標均隨機抽取觀測，5次重復。菌絲長勢參考羅瑩等[14]的方法進行分級。

表1 副產物原料部分替代闊葉樹木屑的香菇栽培基質配方設計

表2 副產物原料部分替代闊葉樹木屑的靈芝栽培基質配方設計

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS 12和EXCEL 2010對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 不同副產物基質配方處理香菇和靈芝的菌絲生長狀況

從表3看出，不同基質處理香菇和靈芝菌絲的生長狀況存在差異。

2.1.1 香菇 菌絲萌發(fā)時間，各處理的菌絲萌發(fā)時間為2～6 d，為AB>C>CK>D>E，其中，A的菌絲生長速率最快，B和C其次，分別為8.4、7.2和6.4 mm/d，較CK分別提高37.7%、18.0%和4.9%；A顯著高于B，二者均顯著高于CK(6.1 mm/d)及其余處理；C、D和CK間差異不顯著，但均顯著高于E。外觀性狀和菌絲長勢，除E菌絲外觀較黃且稀疏，生長勢較弱外，其余處理菌絲均白而濃密，A和D生長最旺盛。

2.1.2 靈芝 菌絲萌發(fā)時間，各處理的菌絲萌發(fā)時間為2～5 d，為A=BB>C>CK>D>E，其中，A的菌絲生長速率最快，為5.6 mm/d，顯著高于CK(4.3 mm/d)及其余處理；B和C次之，分別為4.9和4.7 mm/d，二者差異不顯著但均顯著高于CK和D、E；A、B和C較CK分別提高30.2%、14.0%和9.3%。D、E顯著低于CK。外觀性狀和菌絲長勢，D和E生長相對緩慢，菌絲外觀發(fā)黃但較濃密，生長勢弱；A和B生長旺盛，菌絲白而濃密，性狀接近于常規(guī)配方。

2.2 不同副產物基質配方處理香菇和靈芝的子實體產量

從圖1看出，不同副產物基質配方對香菇和靈芝子實體產量存在顯著影響。

2.2.1 香菇 各處理香菇子實體的袋均總產量為280.9～457.9 g，為D>CK>E>C>B>A，其中，D最高，為457.9 g，較CK提高8.4%，顯著高于CK(422.6 g)及其余處理；E次之，顯著低于CK，但顯著高于其余處理；CK顯著高于其余處理。在各潮菇子實體產量方面，A～E第1潮較CK顯著提升，且D達最高，為221.5 g，顯著高于CK及其余處理；第2和3潮菇各配方產量呈不同程度下降趨勢，且均低于CK，A尤為明顯，僅為CK產量的43.8%和45.1%。

表3 不同副產物基質配方處理香菇和靈芝菌絲的生長狀況

2.2.2 靈芝 各處理靈芝子實體的產量為118.5～372.4 g，為CK>B>A>C>D>E。其中，B的子實體產量為368.2 g，與CK(372.4 g)差異不顯著，其余處理均顯著低于CK；B的子實體產量是E(產量最低)的3.1倍，且其子實體朵型較好，菌蓋厚實，接近常規(guī)處理CK。

2.3 不同副產物基質配方處理香菇和靈芝的子實體粗多糖含量

從表4看出，不同副產物基質配方對香菇和靈芝子實體粗多糖含量的影響存在顯著差異。

2.3.1 香菇 香菇子實體的粗多糖含量平均為10.31～13.82 g/100 g，為D>C>A>CK>B>E，其中，D、C和A粗多糖含量分別為13.82、13.13和12.46 g/100 g，D與C差異不顯著但均顯著高于A，三者均較CK(10.74 g/100 g)顯著提高，分別提高28.7%、22.3%和16.0%；B和E均較CK低，但三者差異不明顯。

2.3.2 靈芝 靈芝子實體的粗多糖含量平均為1.55～2.97 g/100 g，為B>A>E>CK>D>C，其中，B、A和E粗多糖含量分別為2.97、2.19和2.04 g/100 g，分別較CK(1.87 g/100 g)提高58.8%、17.1%和9.1%；B顯著高于CK及其余，A和E差異不顯著但均顯著高于其余處理。C含量最低，僅為B的52.2%，顯著低于CK。D低于CK但二者差異不顯著。

不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)Different lowercase letters indicate significant difference of diffrent treatments at P<0.05 level圖1 不同副產物基質配方處理香菇和靈芝子實體的產量Fig.1 Yield of fruiting body yield of Lentinula edodes and Ganoderma lingzhi with different treatments of substrate formula

表4 不同副產物栽培基質處理香菇和靈芝粗多糖的含量

3 討 論

食用菌處于生物循環(huán)鏈的起點和終點，農業(yè)生產正是有了食用菌才構成一個多物種共生、多層次搭配、多環(huán)節(jié)相扣、多梯級循環(huán)、多產業(yè)增值、多效益統(tǒng)一的物質和能量體系，從而實現(xiàn)生態(tài)農業(yè)的可持續(xù)性和協(xié)調發(fā)展[15]。副產物可栽培的食用菌種類繁多，如金針菇[16]、杏鮑菇[17]、白玉菇[18]、銀耳[19]、猴頭菇[20]、平菇[21]等，均屬于木腐菌類，研究者初步篩選出能夠完全或部分替代闊葉樹木屑的副產物基質原料，少數(shù)已應用于規(guī)模化或工廠化生產，甚至開辟出木腐食用菌菌渣栽培草腐食用菌等途徑[5，22]，充分說明了食用菌栽培料來源的多樣性和木質菌材的可替代性。筆者在前期副產物基料化預處理和適料菌株篩選的工作基礎上，利用本地資源豐富且利用效率較低的皇竹草、中藥渣、白酒酒糟副產物，通過理化及營養(yǎng)特性間的互補作用，搭配組合后部分替代闊葉樹木屑代料栽培食用菌，實現(xiàn)菌絲生長、子實體產量及品質等生產性能的有效提升，且部分優(yōu)于CK配方，也進一步印證了副產物作為木腐類食用菌栽培基質的可行性。具體表現(xiàn)為，在菌絲生長方面，香菇配方A和B優(yōu)于對照CK，生長速率達8.4和7.2 mm/d，靈芝配方A菌絲生長速率最快，達5.6 mm/d，且長勢旺盛，菌絲潔白濃密，說明添加副產物可能更易于菌絲分解吸收營養(yǎng)，對兩者菌絲生長具有一定促進作用，與竹-木屑配比栽培香菇試驗結果一致[23-24]；在子實體產量方面，香菇配方D和靈芝配方B總產量最高，分別為457.9和368.2 g，進一步對香菇前三潮菇產量分析可知，相對于常規(guī)對照，添加副產物配方能有效提高首潮菇產量和靈芝生產效率，縮短采收周期，與菌草代料高效栽培靈芝相似[25]；在子實體產多糖方面，香菇配方D、C、A和靈芝配方B、A、E均優(yōu)于CK對照，最大含量分別達到13.82和2.97 g/100 g，表明副產物基質具有誘導活性成分代謝的潛力，與吳鴻雪等[26]通過改良栽培基質提高靈芝子實體三萜含量結果相同。

然而，在各地香菇、黑木耳、靈芝等主產區(qū)實際種植過程中，闊葉樹木屑仍作為主要生產原料，且需求量日益增加，尚未找到適宜替代物或開發(fā)出的副產物新基質還處于試驗階段，菌材緊缺將成為制約上述食用菌種類高質量發(fā)展的關鍵因素。因此，如何更有效地將常規(guī)難以處理的副產物下腳料通過生產食用菌轉化成為高蛋白健康食品，持續(xù)系統(tǒng)地開展適料菌株的選育和基質配方的優(yōu)化，以及提升子實體產量與品質，在多區(qū)域、多品種、多模式條件下加以驗證，并保持相對穩(wěn)定性，將是下一步需要深入研究的主要方向。

4 結 論

不同副產物基質配方栽培香菇和靈芝存在顯著差異，經綜合分析篩選獲得以下優(yōu)選配方。

(1)香菇的優(yōu)選配方為皇竹草30%+闊葉樹木屑38%+中藥渣15%+白酒酒糟5%+麥麩10%+紅糖1%+石膏1%，在此條件下菌絲生長速率為6.0 mm/d，與CK差異不顯著，子實體袋均產量為457.9 g，子實體粗多糖含量為13.82 g/100 g，較CK分別提高8.4%和28.7%。

(2)靈芝最佳配方為皇竹草40%+闊葉樹木屑33%+中藥渣10%+白酒酒糟5%+麥麩10%+糖1%+石膏1%，此時子實體袋均產量與CK相近，達368.2 g ，菌絲生長速率為4.9 mm/d，子實體粗多糖含量為2.97 g/100 g，較CK分別提高14.0%和58.8%。