香菇菌棒轉色階段CO2對香菇產量及品質的影響

董浩然 李 玉 姜 寧 李正鵬 劉四海 周 峰*

（1上海市農業科學院食用菌研究所/農業部南方食用菌資源利用重點實驗室/國家食用菌工程技術研究中心/上海市農業遺傳育種重點開放實驗室，上海奉賢201403；2河南金海生物科技有限公司，河南三門峽472000）

香菇Lentinula edodes，俗稱香蕈、花菇等，隸屬于真菌界、擔子菌門、傘菌綱、傘菌目、光茸菌科、香菇屬[1]，主栽區在亞洲的中國、日本等國家。香菇因營養豐富、香氣濃郁及高藥用價值而深受廣大消費者青睞。近年來，香菇產業發展迅速，生產方式逐步由小作坊模式向工廠化、規模化轉型升級[2-3]。據中國食用菌協會統計，2020年香菇總產量達1 182.2萬t，占全國食用菌總產量的29.28%[4]。設施培養菌棒生態出菇是香菇產業發展的趨勢，目前已有越來越多的生產企業采用恒溫房培養香菇菌棒。但菌棒培養期間溫度、CO2體積分數、空氣相對濕度以及光照等環境因素對香菇菌棒影響的研究大都以定性為主，定量研究較少[5]。

通風是食用菌栽培過程中重要的調控手段之一，主要目的在于調節培養房中CO2的體積分數。研究表明，環境中CO2體積分數對食用菌菌絲體和子實體生長均有一定的影響[6-7]。戴肖東等[8]探究O2和CO2體積分數對黑木耳菌絲生長及出耳的影響，結果表明0.2%~3.5%CO2條件可縮短木耳出芽時間，高體積分數的CO2雖抑制菌絲的生長但對后期耳芽形成無顯著影響。仝宗軍等[9]探究CO2體積分數影響金針菇形態發育的機理，揭示了CO2調控菌蓋FvAC 基因的表達從而影響菌蓋的生長。郭家選等[10]研究CO2體積分數對四種食用菌菌絲生長的影響，結果表明不同食用菌菌絲對CO2體積分數的需求與耐受存在差異。

香菇是我國生產量和消費量最大的食用菌，規模與產能的提升對栽培工藝的標準化、數字化提出了更高的要求。以往技術人員憑經驗調節培養房的通風，無相應的數據支撐。培養房CO2體積分數對香菇產量及品質的影響鮮有報道。為此，筆者進行菌棒轉色階段不同體積分數CO2條件對香菇子實體產量及品質影響的研究，旨在為香菇工廠化高效生產提供數據支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試香菇菌株“滬香F2”，由上海市農業科學院食用菌研究所提供。栽培料配方（質量分數）：櫟木屑80%，麩皮19%，石膏1%，料含水量53%~55%，滅菌前pH 為6.0~6.2，滅菌后pH 為5.5~5.8。儀器：水分測定儀，上海良平儀器儀表有限公司，稱量范圍0~50 g，加熱范圍室溫~160 ℃；pH 計，梅特勒-托利多儀器上海有限公司集團，測定范圍0~14。

1.2 試驗設計

香菇菌棒刺孔增氧后，分別于CO2體積分數為0.2%~0.3%、0.4%~0.5%、0.7%~0.8%，其他條件保持一致的環境中培養，分別記為CK、T1、T2，菌齡90 d后脫袋出菇。每個處理設5 個重復，每個重復60棒。

1.3 試驗方法

試驗地點在河南金海生物科技有限公司。

1.3.1 料袋制備與滅菌接種

采用17 cm×55 cm（折徑×長度）的聚乙烯塑料袋，自動裝袋機裝料扎口，每袋裝料（濕重）（2.7±0.5）kg，116 ℃滅菌6 h，滅菌結束后轉移至冷卻間冷卻，待菌棒中心溫度冷卻至25 ℃以下，自動接種機接種香菇液體菌種。

1.3.2 菌絲培養及出菇管理

料袋接種后轉移至培養房避光培養，當接種孔間菌絲相互連接時脫去外套袋，置于網格架避光培養。菌絲滿袋后刺孔增氧，放置于培養房內培養，同時給予光照促轉色，90 d 后脫袋出菇。出菇溫度為12~16 ℃，空氣相對濕度為80%~90%，CO2體積分數為0.08%~0.1%。每潮菇采收結束，休養10~15 d（溫度20~25 ℃）后，注水刺激出下一潮菇。

1.4 考察項目及方法

菇蕾：疏蕾數目與子實體數目之和；產量：依據行業標準香菇等級規格（NY/T 1061—2006）將子實體分級稱重；單菇重：不同等級子實體隨機選取30個香菇子實體進行單獨稱重。

1.5 數據處理及分析

利用SPSS統計分析軟件對數據進行統計分析，采用Excel 2019軟件進行數據處理及圖形繪制。

2 結果與分析

2.1 不同體積分數CO2對菇蕾數的影響

由表1 可知，不同體積分數的CO2顯著影響第1潮及第2 潮現蕾數，但對第3 潮現蕾數無顯著影響。T2 處理（CO2體積分數為0.7%~0.8%）的第1 潮現蕾數顯著少于CK 處理（0.2%~0.3%）及T1 處理（0.4%~0.5%）。同CK 處理相比，T2 處理中菌棒第1 潮現蕾數下降了20.41%。第2 潮現蕾數，T2 處理顯著高于CK處理（現蕾數增加了29.27%）及T1處理。三組處理三潮菇總蕾數無顯著差異。

表1 不同CO2體積分數條件下菇蕾數

2.2 不同體積分數CO2對菇產量的影響

由表2可知，CO2顯著影響第1潮、第2潮以及第3 潮菇產量，但對總產量無顯著影響。T1 處理、T2處理與CK 處理比較，第1 潮產量顯著降低，下降幅度分別為7.17%、14.18%；第2 潮產量顯著上升，上升幅度分別為14.64%、16.14%；第3 潮產量顯著降低，下降幅度分別為7.21%、4.25%。CK 處理總產量為900.55 g/棒，T1 處理總產量為908.57 g/棒，T2 處理總產量為898.30 g/棒。表明高體積分數的CO2會降低第1潮、第3潮產量，提高第2潮產量，但并不影響總產量。

表2 不同體積分數CO2條件下香菇產量 單位：g/棒

2.3 不同體積分數CO2對單菇重的影響

由圖1 可知，不同處理間相同等級香菇單菇重無顯著差異。T1處理、T2處理中不同等級的單菇重同CK 處理比較略有下降，其中A 級菇降幅分別為0.91%、4.52%；B級菇降幅分別為4.15%、9.04%；C級菇降幅分別為11.12%、5.97%；平均單菇重的降幅分別為2.57%、9.99%。

圖1 不同體積分數CO2對單菇重的影響

2.4 不同體積分數CO2對優質菇比的影響

圖2 不同處理的出菇場景

由表3 可知，高體積分數CO2會降低A 級菇比，且隨著出菇潮次增加，降幅呈上升趨勢，同CK 處理比較，T1 處理及T2 處理第1 潮A 級菇比分別下降了0.63%、8.47%；第2 潮A 級菇比分別下降了7.81%、15.11%；第3 潮A 級菇比分別下降了18.99%、41.98%，總的A 級菇比分別下降了8.46%、22.05%。高體積分數CO2提高了B 級菇比，同CK 處理比較，T1 處理及T2 處理第1 潮B 級菇比分別上升了2.08%、10.83%；第2 潮B 級菇比分別上升了0.60%、3.41%；第3 潮B 級菇比分別上升了3.21%、3.45%，總的B 級菇比分別上升了1.17%、5.23%。高體積分數CO2提高了C 級菇以及統貨的比例，總的C 級菇比分別上升了15.50%、3.40%，統貨比例分別上升了3.16%、9.54%。

表3 不同體積分數CO2條件下優質菇比 單位：%

3 小結與討論

CO2是食用菌生長發育的重要調節因子，在實際生產中，通過調節CO2可控制食用菌菇蕾、產量以及子實體品質等[11-12]。試驗結果表明菇蕾受CO2影響且在不同潮次表現不同，同常規體積分數CO2比較，高體積分數CO2可顯著抑制第1 潮菇蕾數發生，顯著提高第2 潮菇蕾數，但對總的菇蕾數無顯著影響。這與戴肖東等[8]的研究結果相似，即高體積分數CO2不會影響木耳耳芽形成，但也有研究表明CO2體積分數過高會導致無法形成原基、原基死亡或者畸變，從而使食用菌產量及品質下降。CO2調控香菇菇蕾發生機理還有待進一步研究。

菌棒質量是影響香菇產量及品質的重要因子之一[13]。香菇菌棒轉色階段是影響菌棒質量的關鍵時期，人們總結出一套通過轉色完成后表皮顏色判斷后期出菇特性的經驗，直觀表現為四種類型[14]：1.褐色型，出菇遲，出菇稀，菇體大，質量好，產量高，出菇期長；2.紅棕色型，出菇正常，稀密適當，菇體中等，質量好，產量高，出菇期長短適中；3.黃褐色型，出菇稍早，菇較密，菇體小，質量一般，產量較高，出菇期較短；4.灰白色型，出菇早而密，菇體小，畸形菇多，質量差，產量低。培養房通風作為轉色過程中重要的調控因子之一，菇農對其認識仍然停留在定性的描述階段，一致認為，在香菇轉色階段需加大培養房通風，降低CO2體積分數。實際生產中一味的追求低體積分數CO2培養環境會增加生產能耗，且并不符合食用菌生長發育的客觀規律。不同生育進程中的食用菌對CO2的敏感程度存在差異，具體為子實體發育階段＞子實體原基形成階段＞菌絲體生長階段[12]，即表明在菌絲培養階段，適宜的高體積分數CO2培養是可行的。試驗結果表明轉色階段減少培養房通風，提高CO2體積分數對菌棒總產量、單菇重無顯著影響，僅造成產量在不同潮次的差異。CO2體積分數為0.4%~0.5%及0.7%~0.8%時，第1 潮產量顯著降低，而第2 潮產量則顯著提升。提高培養環境中CO2體積分數會降低A 級菇比例，提高B 級菇、C 級菇以及統貨比例，且在高體積分數CO2環境下培養的菌棒，隨著出菇潮次增加，A 級菇比例急劇下降。

綜上所述，香菇菌棒轉色階段，提高培養房培養環境中CO2體積分數可降低香菇第1 潮菇蕾數，減少出菇階段疏蕾的人工投入；降低了A級菇比例，提高了B 級菇、C 級菇及統貨比例。在香菇轉色階段，可適當減少通風，控制培養房CO2體積分數在0.4%~0.5%，既保證了后期出菇產量及品質又降低了工廠生產能耗。