论文部分内容阅读
摘 要：该文选用6种不同的木质纤维素副产品作为栽培平菇的基质，分别为硬白梧桐木屑堆肥、稻草、玉米秸秆、玉米皮、稻壳、新鲜木屑。结果表明，这6种基质种植平菇的产量分别为183.1，151.8，87.8，49.5，23.3，13.0和0.0g；生物利用率也遵循同样的模式，范围从木屑堆肥的61.0%到新鲜木屑的4.3%；平菇的产量与基质的成分纤维素（r2=0.6），木质素（r2=0.7）和纤维（r2=0.7）呈正相关；根据不同底物试验的产量和生物利用率，稻草应该是最合适的种植平菇的底物。
关键词：平菇；木质纤维素副产物；生长；产量；影响
中图分类号 S646 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）24-59-03
1 引言
平菇是世界第三大商业化生产的伞菌[1]。作为大量生产的食用菌品种之一，目前主要是用木屑作为基质培养。而由于世界上大多数地区禁止砍伐树木的现状，使得木屑作为培养基质的来源越来越困难，因而利用其它来源的底物栽培平菇势在必行。在温带和亚热带地区，可以找到大量未被使用的木质纤维素副产物，这些副产物作为农业废弃物通常腐烂在地里或被焚烧处理掉，造成了严重的资源浪费及污染问题。而利用这些木质纤维素副产物栽培平菇，不仅可以解决平菇培养基来源的问题，而且使用后的平菇培养基还能够用作动物的饲料，为综合利用解决农业废弃物提供了新的途径。相比较传统的种植模式[2]，这种方法更加可靠，可以生产出更高、更稳定的产量。为此，笔者用塑料袋栽培的方法，进行了平菇在6种木质纤维素作为底物培养的生长率和产量的比较试验。
2 材料和方法
2.1 实验器材和试剂 752型分光光度，上海光谱仪器有限公司生产；JK-500B超声波清洗器，合肥金尼克机械制造有限公司生产；GZX-9070MBE数显鼓风干燥箱，上海博迅实业有限公司生产；高压蒸汽灭菌锅，上海博迅实业有限公司生产；PHS-25便携式pH计，成都世纪方舟公司生产；ZDP-2160型全自动电热恒温培养箱，上海智城公司生产。实验试剂均为市售化学纯。
2.2 实验菌种 平菇品种AD-204，由安徽大学微生物研究所沈业寿研究员提供，保存在麦芽汁培养基中。培养平菇的实验室的温度和相对湿度分别为26～28℃、60%～65%。
2.3 试验材料及处理 新鲜粉碎的硬白梧桐木屑，含水量30%（w/w）（占88%），充分与11.5%的米糠和0.5%的氧化钙混匀。在混合好的培养基上洒水，直到含水量约为70%（w/w）。将混合物堆放成金字塔状，再使其发酵28d。期间，每4d翻堆1次，以确保适当的通风。将等分的堆肥木屑（1kg）放入规格为33cm×18cm，最小透过孔径为0.1μm的耐热的聚丙烯袋中。玉米皮、稻草和玉米秸秆切碎成4cm长度，再用水浸泡隔夜。将多余的水抽干并在太阳下晒2h。新鲜的未堆肥的木屑和其他基质也一并装入耐热的聚丙烯袋中。每个包都用塑料圈封闭，121℃高压蒸汽灭菌，2.5h，接种5g菌种（基质经过了不同的方法处理确保最大产量）。制备好的的培养基袋在26～28℃，相对湿度60%～65%，通风良好，半黑暗的条件下培养20～34d。记录每7d的平均径向生长和菌丝运行周期（即从接种到菌丝体完全扭结满菌袋的天数）[3]。
2.4 平菇的培养 菌丝生长完成后，菌袋被转移到菇房中水平的货架，菇房是一个覆盖着编织垫的木框结构。之后，将菌袋打开，每天向垫子上洒水2次，以增加湿度，诱导子实体形成。菇房室内温度为26～28℃，相对湿度为90%～95%。记录第一次出菇的时间。每种培养基质底物均重复实验5次。
2.5 统计分析 分析比对不同菌丝体生长的培养基质。将基质研磨成粉末状，分析多种成分：粗蛋白、纤维、纤维素、半纤维素、木质素和灰分[1]。含水量是通过在105℃烘箱干燥5g基质12h测得，酸碱度是使用实验室便携式pH计测量的。每次的测量重复4次，实验数据提交至单向方差分析。每个底物蘑菇的总产量用a=0.05差异显著性进行分析。进行相关的分析是为了确定每种化学成分与所有培养基质得到的蘑菇总产量之间的关系。统计分析使用SPSS10.0分析软件[4]。
3 结果与分析
3.1 不同基质对平菇菌丝体生长的影响 由表1可知，菌丝体的平均径向生长最高的是稻壳，其次是新鲜木屑（表1）；菌丝体在玉米皮、稻壳、新鲜木屑上的密度较小，菌丝体在堆肥木屑、玉米秸秆和水稻秸秆上是白色且均一的；真菌菌丝体在培养基质上全面长满的时间约为34天；菌袋被转移到菇房并打开后4～6d子实体开始形成，这个过程因培养基质的不同而不同。
表1 不同基质中平菇菌丝体生长情况对比
[底物＼&表面
菌丝
体密
度＼&培养
总周
期＼&菌丝体径向生长直径（cm）＼&平均值
（cm）＼&打开菌袋到子实体形成时间（d）＼&7d＼&14d＼&21d＼&28d＼&新鲜木屑＼&+＼&21＼&5.2＼&5.1＼&5.0＼&＼&5.10±0.82＼&5＼&堆肥木屑＼&+++＼&33＼&3.0＼&4.2＼&6.1＼&5.5＼&4.70±0.64＼&4＼&稻壳＼&+＼&15＼&5.8＼&5.5＼&长满＼&长满＼&5.65±0.31＼&4＼&玉米皮＼&+＼&27＼&4.3＼&4.2＼&4.2＼&4.1＼&4.20±0.50＼&5＼&玉米秸秆＼&+++＼&30＼&4.2＼&4.7＼&4.5＼&4.1＼&4.38±0.91＼&5＼&稻草＼&+++＼&30＼&4.2＼&4.7＼&4.5＼&4.1＼&4.38±0.91＼&5＼&]
注：表面菌丝体密度（当菌丝体已经在基质中全部长满）的程度：+长势较差，++菌丝体长满整个菌袋但不是均一的白色，+++菌丝体长满整个菌袋而且呈均一的白色。 3.2 不同基质对平菇产量的影响 平菇在基质中不同茬的收获量见表2。由表2可知，堆肥木屑、玉米皮和稻草都出了3茬子实体，玉米秸秆出了2茬子实体，而新鲜木屑和稻壳只出了1茬子实体。第一茬产量最高的是堆肥木屑（83.56g），其次是玉米秸秆。各培养基质中70%的平菇产量都是产自前2茬。
3.3 不同基质对生物利用率的影响 56d的种植期内，1kg湿的基质获得最高子实体产量的是堆肥木屑（183.12g），其次是稻草，总产量为151.8g。分析子实体产量显示基质之间存在显著差异（P<0.05），堆肥木屑和稻草优于所有其他基质。不同的基质生物利用率也不一样，堆肥木屑的生物利用率最大为61.04%，其次为水稻秸秆的50.64%。
表2 不同底物平菇的产量及生物利用率的比较
[底物＼&平菇鲜重（g）＼&生物利用
率＼&第1茬＼&第2茬＼&第3茬＼&总鲜重（g）＼&新鲜木屑＼&13.0±0.32＼&无＼&无＼&13.0±0.32＼&4.30＼&堆肥木屑＼&83.6±0.41＼&79.2±0.61＼&20.4±0.41＼&183.12±1.23＼&61.04＼&稻壳＼&23.3±0.51＼&无＼&无＼&23.30±0.91＼&7.76＼&玉米皮＼&25.2±0.72＼&14.2±0.57＼&10.1±0.51＼&49.50±0.79＼&16.50＼&玉米秸秆＼&50.7±1.21＼&37.1±0.41＼&无＼&87.80±0.21＼&29.26＼&稻草＼&50.2±1.30＼&49.2±0.32＼&12.2±0.71＼&151.8±0.44＼&50.64＼&]
注：生物利用率为平菇的鲜重与培养基干重的百分比。
3.4 不同基质的化学成分分析 用于种植平菇的基质的化学成分分析见表3。这些基质在成分的浓度上差异显著（P<0.05），例如木质素、纤维素、氮。相比其他的副产品，堆肥木屑纤维素、木质素含量较高。
表3 3类有代表性基质的化学组成
[基质＼&含水量（%）＼&含氮量（%）＼&纤维素（%）＼&半纤维素（%）＼&木质素（%）＼&粗纤维（%）＼&灰分（%）＼&基质pH值＼&堆肥木屑＼&58.44±0.04＼&0.16±0.09＼&46.47±0.14＼&8.82±0.25＼&31.68±0.51＼&63.28±0.19＼&15.22±0.03＼&7.60±0.05＼&玉米秸秆＼&69.30±0.11＼&0.76±0.32＼&39.04±0.05＼&25.27±1.21＼&6.15±0.31＼&32.72±0.51＼&8.65±0.62＼&7.02±0.31＼&稻草＼&69.02±0.81＼&0.91±0.11＼&38.42±0.32＼&28.57±0.01＼&6.73±0.21＼&32.35±0.32＼&8.37±0.53＼&7.37±0.24＼&]
3.5 基质或分与平菇产量的相关性分析 对于基质成分和平菇的产量的相关研究，显示平菇的产量与基质组成间有显著性的差异（P=0.05），与纤维素含量（r2=0.64），木质素含量（r2=0.70）和纤维含量（r2=0.71）呈正相关，而平菇产量与半纤维素（r2=-0.62）和有机物含量（r2=-0.44）呈负相关（表4）。
表4 平菇产量与基质构成的相关性
[基质构成＼&平菇产量＼&纤维素＼&0.70**＼&木质素＼&0.64**＼&纤维＼&0.71**＼&半纤维素＼&-0.62*＼&有机物＼&-0.44＼&]
注：**极显著性差异（P<0.01），*显著性差异（P<0.05）。
4 结论与讨论
（1）稻壳中菌丝体生长的速率是最快的，但是其子实体的产量并不是最高的。这表明了菌丝体的生长和平菇的产量的要求不一样。基质非常容易干燥，这也影响子实体的形成[5]。考虑到稻壳的物理性质和高孔隙度，其干燥的非常快，所以可以作为木屑培养蘑菇的添加物。实验中在堆肥木屑中添加2%的稻壳可以使蘑菇的产量增加11%。
（2）所有实验的木质纤维素的副产品中，堆肥木屑和稻草是最好的真菌生长基质，菌丝体长满菌袋的时间分别为33d和28d，菌丝体密度在这2种基质中都是非常致密的。本次研究表明，在堆肥木屑中平菇的产量大于其他任何基质，这2种基质的优越性还体现在生物利用率上，堆肥木屑的生物利用率是61.04%，稻草是50.64%。不同的基质培养蘑菇的生物利用率是不同的。
（3）据报道，侧耳属真菌是适合于降解木质素和生长迅速的。这种真菌通过运用诸如葡聚糖内切酶、β-葡萄降解酶、地衣多糖酶、漆酶、多酚氧化酶联合酶解作用来降解基质中的木质素部分。本次研究表明，平菇产量与纤维素和木质素的正相关性，表明了这些成分是子实体形成的重要因素。
（4）平菇培养基质的选择很大程度上取决于环境中可获得的基质的价值与数量。虽然现在广泛运用的培养基质是堆肥木屑，但是对于部分森林资源短缺的地区，可以用其他的替代资源，例如，稻草在水稻种植区域可以作为一种高产量的培养基质。
参考文献
[1]杨庆尧.食用菌生物学基础[M].上海：上海科学技术出版社，1981：137-140.
[2]陈燕飞.菇的栽培保鲜与加工[J].山西农经，2010，1：62-65.
[3]杨新美.中国食用菌栽培学[M].北京：农业出版社，1988：83-86.
[4]吴有炜.试验设计与数据处理[M].苏州：苏州大学出版社，2002：135-142.
[5]刘碧容，温海洋.不同培养基对平菇菌丝体生长的研究[J].佛山科学技术学院院报自然科学版，2006，1：74-76.
（责编：张宏民）
关键词：平菇；木质纤维素副产物；生长；产量；影响
中图分类号 S646 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）24-59-03
1 引言
平菇是世界第三大商业化生产的伞菌[1]。作为大量生产的食用菌品种之一，目前主要是用木屑作为基质培养。而由于世界上大多数地区禁止砍伐树木的现状，使得木屑作为培养基质的来源越来越困难，因而利用其它来源的底物栽培平菇势在必行。在温带和亚热带地区，可以找到大量未被使用的木质纤维素副产物，这些副产物作为农业废弃物通常腐烂在地里或被焚烧处理掉，造成了严重的资源浪费及污染问题。而利用这些木质纤维素副产物栽培平菇，不仅可以解决平菇培养基来源的问题，而且使用后的平菇培养基还能够用作动物的饲料，为综合利用解决农业废弃物提供了新的途径。相比较传统的种植模式[2]，这种方法更加可靠，可以生产出更高、更稳定的产量。为此，笔者用塑料袋栽培的方法，进行了平菇在6种木质纤维素作为底物培养的生长率和产量的比较试验。
2 材料和方法
2.1 实验器材和试剂 752型分光光度，上海光谱仪器有限公司生产；JK-500B超声波清洗器，合肥金尼克机械制造有限公司生产；GZX-9070MBE数显鼓风干燥箱，上海博迅实业有限公司生产；高压蒸汽灭菌锅，上海博迅实业有限公司生产；PHS-25便携式pH计，成都世纪方舟公司生产；ZDP-2160型全自动电热恒温培养箱，上海智城公司生产。实验试剂均为市售化学纯。
2.2 实验菌种 平菇品种AD-204，由安徽大学微生物研究所沈业寿研究员提供，保存在麦芽汁培养基中。培养平菇的实验室的温度和相对湿度分别为26～28℃、60%～65%。
2.3 试验材料及处理 新鲜粉碎的硬白梧桐木屑，含水量30%（w/w）（占88%），充分与11.5%的米糠和0.5%的氧化钙混匀。在混合好的培养基上洒水，直到含水量约为70%（w/w）。将混合物堆放成金字塔状，再使其发酵28d。期间，每4d翻堆1次，以确保适当的通风。将等分的堆肥木屑（1kg）放入规格为33cm×18cm，最小透过孔径为0.1μm的耐热的聚丙烯袋中。玉米皮、稻草和玉米秸秆切碎成4cm长度，再用水浸泡隔夜。将多余的水抽干并在太阳下晒2h。新鲜的未堆肥的木屑和其他基质也一并装入耐热的聚丙烯袋中。每个包都用塑料圈封闭，121℃高压蒸汽灭菌，2.5h，接种5g菌种（基质经过了不同的方法处理确保最大产量）。制备好的的培养基袋在26～28℃，相对湿度60%～65%，通风良好，半黑暗的条件下培养20～34d。记录每7d的平均径向生长和菌丝运行周期（即从接种到菌丝体完全扭结满菌袋的天数）[3]。
2.4 平菇的培养 菌丝生长完成后，菌袋被转移到菇房中水平的货架，菇房是一个覆盖着编织垫的木框结构。之后，将菌袋打开，每天向垫子上洒水2次，以增加湿度，诱导子实体形成。菇房室内温度为26～28℃，相对湿度为90%～95%。记录第一次出菇的时间。每种培养基质底物均重复实验5次。
2.5 统计分析 分析比对不同菌丝体生长的培养基质。将基质研磨成粉末状，分析多种成分：粗蛋白、纤维、纤维素、半纤维素、木质素和灰分[1]。含水量是通过在105℃烘箱干燥5g基质12h测得，酸碱度是使用实验室便携式pH计测量的。每次的测量重复4次，实验数据提交至单向方差分析。每个底物蘑菇的总产量用a=0.05差异显著性进行分析。进行相关的分析是为了确定每种化学成分与所有培养基质得到的蘑菇总产量之间的关系。统计分析使用SPSS10.0分析软件[4]。
3 结果与分析
3.1 不同基质对平菇菌丝体生长的影响 由表1可知，菌丝体的平均径向生长最高的是稻壳，其次是新鲜木屑（表1）；菌丝体在玉米皮、稻壳、新鲜木屑上的密度较小，菌丝体在堆肥木屑、玉米秸秆和水稻秸秆上是白色且均一的；真菌菌丝体在培养基质上全面长满的时间约为34天；菌袋被转移到菇房并打开后4～6d子实体开始形成，这个过程因培养基质的不同而不同。
表1 不同基质中平菇菌丝体生长情况对比
[底物＼&表面
菌丝
体密
度＼&培养
总周
期＼&菌丝体径向生长直径（cm）＼&平均值
（cm）＼&打开菌袋到子实体形成时间（d）＼&7d＼&14d＼&21d＼&28d＼&新鲜木屑＼&+＼&21＼&5.2＼&5.1＼&5.0＼&＼&5.10±0.82＼&5＼&堆肥木屑＼&+++＼&33＼&3.0＼&4.2＼&6.1＼&5.5＼&4.70±0.64＼&4＼&稻壳＼&+＼&15＼&5.8＼&5.5＼&长满＼&长满＼&5.65±0.31＼&4＼&玉米皮＼&+＼&27＼&4.3＼&4.2＼&4.2＼&4.1＼&4.20±0.50＼&5＼&玉米秸秆＼&+++＼&30＼&4.2＼&4.7＼&4.5＼&4.1＼&4.38±0.91＼&5＼&稻草＼&+++＼&30＼&4.2＼&4.7＼&4.5＼&4.1＼&4.38±0.91＼&5＼&]
注：表面菌丝体密度（当菌丝体已经在基质中全部长满）的程度：+长势较差，++菌丝体长满整个菌袋但不是均一的白色，+++菌丝体长满整个菌袋而且呈均一的白色。 3.2 不同基质对平菇产量的影响 平菇在基质中不同茬的收获量见表2。由表2可知，堆肥木屑、玉米皮和稻草都出了3茬子实体，玉米秸秆出了2茬子实体，而新鲜木屑和稻壳只出了1茬子实体。第一茬产量最高的是堆肥木屑（83.56g），其次是玉米秸秆。各培养基质中70%的平菇产量都是产自前2茬。
3.3 不同基质对生物利用率的影响 56d的种植期内，1kg湿的基质获得最高子实体产量的是堆肥木屑（183.12g），其次是稻草，总产量为151.8g。分析子实体产量显示基质之间存在显著差异（P<0.05），堆肥木屑和稻草优于所有其他基质。不同的基质生物利用率也不一样，堆肥木屑的生物利用率最大为61.04%，其次为水稻秸秆的50.64%。
表2 不同底物平菇的产量及生物利用率的比较
[底物＼&平菇鲜重（g）＼&生物利用
率＼&第1茬＼&第2茬＼&第3茬＼&总鲜重（g）＼&新鲜木屑＼&13.0±0.32＼&无＼&无＼&13.0±0.32＼&4.30＼&堆肥木屑＼&83.6±0.41＼&79.2±0.61＼&20.4±0.41＼&183.12±1.23＼&61.04＼&稻壳＼&23.3±0.51＼&无＼&无＼&23.30±0.91＼&7.76＼&玉米皮＼&25.2±0.72＼&14.2±0.57＼&10.1±0.51＼&49.50±0.79＼&16.50＼&玉米秸秆＼&50.7±1.21＼&37.1±0.41＼&无＼&87.80±0.21＼&29.26＼&稻草＼&50.2±1.30＼&49.2±0.32＼&12.2±0.71＼&151.8±0.44＼&50.64＼&]
注：生物利用率为平菇的鲜重与培养基干重的百分比。
3.4 不同基质的化学成分分析 用于种植平菇的基质的化学成分分析见表3。这些基质在成分的浓度上差异显著（P<0.05），例如木质素、纤维素、氮。相比其他的副产品，堆肥木屑纤维素、木质素含量较高。
表3 3类有代表性基质的化学组成
[基质＼&含水量（%）＼&含氮量（%）＼&纤维素（%）＼&半纤维素（%）＼&木质素（%）＼&粗纤维（%）＼&灰分（%）＼&基质pH值＼&堆肥木屑＼&58.44±0.04＼&0.16±0.09＼&46.47±0.14＼&8.82±0.25＼&31.68±0.51＼&63.28±0.19＼&15.22±0.03＼&7.60±0.05＼&玉米秸秆＼&69.30±0.11＼&0.76±0.32＼&39.04±0.05＼&25.27±1.21＼&6.15±0.31＼&32.72±0.51＼&8.65±0.62＼&7.02±0.31＼&稻草＼&69.02±0.81＼&0.91±0.11＼&38.42±0.32＼&28.57±0.01＼&6.73±0.21＼&32.35±0.32＼&8.37±0.53＼&7.37±0.24＼&]
3.5 基质或分与平菇产量的相关性分析 对于基质成分和平菇的产量的相关研究，显示平菇的产量与基质组成间有显著性的差异（P=0.05），与纤维素含量（r2=0.64），木质素含量（r2=0.70）和纤维含量（r2=0.71）呈正相关，而平菇产量与半纤维素（r2=-0.62）和有机物含量（r2=-0.44）呈负相关（表4）。
表4 平菇产量与基质构成的相关性
[基质构成＼&平菇产量＼&纤维素＼&0.70**＼&木质素＼&0.64**＼&纤维＼&0.71**＼&半纤维素＼&-0.62*＼&有机物＼&-0.44＼&]
注：**极显著性差异（P<0.01），*显著性差异（P<0.05）。
4 结论与讨论
（1）稻壳中菌丝体生长的速率是最快的，但是其子实体的产量并不是最高的。这表明了菌丝体的生长和平菇的产量的要求不一样。基质非常容易干燥，这也影响子实体的形成[5]。考虑到稻壳的物理性质和高孔隙度，其干燥的非常快，所以可以作为木屑培养蘑菇的添加物。实验中在堆肥木屑中添加2%的稻壳可以使蘑菇的产量增加11%。
（2）所有实验的木质纤维素的副产品中，堆肥木屑和稻草是最好的真菌生长基质，菌丝体长满菌袋的时间分别为33d和28d，菌丝体密度在这2种基质中都是非常致密的。本次研究表明，在堆肥木屑中平菇的产量大于其他任何基质，这2种基质的优越性还体现在生物利用率上，堆肥木屑的生物利用率是61.04%，稻草是50.64%。不同的基质培养蘑菇的生物利用率是不同的。
（3）据报道，侧耳属真菌是适合于降解木质素和生长迅速的。这种真菌通过运用诸如葡聚糖内切酶、β-葡萄降解酶、地衣多糖酶、漆酶、多酚氧化酶联合酶解作用来降解基质中的木质素部分。本次研究表明，平菇产量与纤维素和木质素的正相关性，表明了这些成分是子实体形成的重要因素。
（4）平菇培养基质的选择很大程度上取决于环境中可获得的基质的价值与数量。虽然现在广泛运用的培养基质是堆肥木屑，但是对于部分森林资源短缺的地区，可以用其他的替代资源，例如，稻草在水稻种植区域可以作为一种高产量的培养基质。
参考文献
[1]杨庆尧.食用菌生物学基础[M].上海：上海科学技术出版社，1981：137-140.
[2]陈燕飞.菇的栽培保鲜与加工[J].山西农经，2010，1：62-65.
[3]杨新美.中国食用菌栽培学[M].北京：农业出版社，1988：83-86.
[4]吴有炜.试验设计与数据处理[M].苏州：苏州大学出版社，2002：135-142.
[5]刘碧容，温海洋.不同培养基对平菇菌丝体生长的研究[J].佛山科学技术学院院报自然科学版，2006，1：74-76.
（责编：张宏民）