暖棚栽培羊肚菌的营养及土壤环境分析*

张 勇，李 青，李云霞，萧晋川，杨 杰，张泽轩

（1.山西农业大学，山西 太原 030031；2.山西宇坤农业科技发展有限公司，山西 吕梁 033599）

羊肚菌[Morchella esculenta (L.) Pers.] 俗称羊肚蘑、羊肚菜、羊肚子等，因为菌盖有不规则的凹陷且多有褶皱，外形与羊肚相似而得名，是一种大型的珍稀食（药） 用真菌[1-3]。羊肚菌含有丰富的营养物质，如蛋白质、多种矿物质、维生素以及大量人体所必需的氨基酸。闻之清香怡人，食之美味可口，素有“菌中之王”“素中之荤”的美誉，是法国大餐的特色原料，是美食界厨房中的珍宝[4-6]。同时，羊肚菌具有较高的药用价值，具有调节免疫功能、补脑、提神、益肾、降血脂、抗疲劳、助食消化、理气化痰、抗辐射、抗肿瘤等功效[7-9]。因其味道鲜美、口感独特、食药兼用、营养丰富而备受人们青睐，经济价值较高[10-12]。

因羊肚菌在食用、医学、保健方面具有较大的开发潜力，其市场需求日益增高，但野生羊肚菌资源逐渐减少，因此羊肚菌人工栽培成为满足市场需求的必然结果[13-15]。我国羊肚菌人工栽培的历史较长，上世纪50 年代就已提出羊肚菌的在野外条件下开展人工栽培的技术及理论，70 年代初科研人员探索了羊肚菌田园栽培模式，90 年代四川省绵阳市科研人员首次在室外进行羊肚菌人工栽培，并取得突破[16]。本世纪初羊肚菌人工栽培进入商业化阶段[17-19]。目前，不论哪种人工栽培技术均离不开覆土环节，由此可见土壤与羊肚菌生长发育关系密切，但有关羊肚菌人工栽培中土壤环境与羊肚菌菌丝发育及出菇过程之间关系的研究相对较少。因此，以市场上较为成熟的六妹羊肚菌（Morchella sextelata） 为供试菌株，一方面通过分析羊肚菌子实体营养成分、氨基酸组成，为羊肚菌产品的开发提供支撑；另一方面通过对羊肚菌生育期和出菇后土壤养分含量变化的追踪，分析土壤环境与羊肚菌菌丝发育及出菇过程之间的关系，旨在为人工栽培羊肚菌产量的进一步提高提供数据支撑。

1 材料和方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验区概况

试验地位于山西省吕梁市临县城庄镇小马坊村万丰农业发展有限公司食用菌栽培基地。基地处于温带大陆性气候区，年均气温为6～18 ℃，无霜期约170 d，霜冻期为9 月中旬至次年4 月下旬。试验在暖棚中进行。

1.1.2 试验材料

供试菌种：人工栽培羊肚菌品种选用六妹羊肚菌，菌种来自由山西省农业大学（山西省农业科学院） 食品科学与工程学院。

仪器设备：LGJ-18A 冷冻干燥机，北京四环科学仪器厂；自动凯氏定氮仪K9840，济南海能仪器股份有限公司；L-8900 全自动氨基酸分析仪，日本日立公司；WFJ2100 型可见分光光度计，尤尼柯（上海） 仪器有限公司。

1.1.3 栽培方法

选择3 个暖棚栽培六妹羊肚菌，每个暖棚作为1 个重复。

2022 年9 月进行整地，每667 平方米土地撒施50～75 kg 生石灰后深耕翻，耕翻深度25～30 cm，阳光暴晒杀菌。播种方式为撒播，10 月20 日播种，每667 平方米播种量为200 kg，播种后覆盖过筛土，厚度为3～5 cm，覆土后在畦面覆盖1 层黑色薄膜。2022 年10 月27 日（播种之后7 d） 摆放外援营养袋，营养袋每袋质量为400 g。外援营养袋主要原料为小麦42%、玉米芯56%、石膏1%、石灰1%，每667 平方米投放2 000 袋，摆放时较平整的一面等距离打5 个孔径约为0.5 cm 的小孔，将有孔面紧贴在畦面上，行间距约50 cm，纵向间距40～50 cm。

1.2 试验方法

1.2.1 羊肚菌子实体营养成分测定

3 月中旬至4 月初开始采收，羊肚菌子实体样品采收后在50 ℃条件下烘干，粉碎后置于干燥器中备用，按照国家标准检测其子实体内营养成分，测定指标包括有机质、氮、磷、钾、钙、铁、镁、铜、锰、锌等矿质元素及粗蛋白和氨基酸组成。

灰分按照《食品安全国家标准食品中灰分的测定》（GB5009.4-2016） 中的灼烧重量法进行测定[20]；全氮含量采用凯氏定氮仪进行测定；磷、钾、钙、铁、铜、锰、锌、镁等含量采用等离子体发射光谱仪测定；17 种氨基酸中胱氨酸测定采用过甲酸氧化法将蛋白质中的胱氨酸及半胱氨酸氧化成半胱磺酸，再用氨基酸自动分析仪法测定，其余16 种氨基酸含量采用《食品安全国家标准食品中氨基酸的测定》（GB 5009.124-2016） 中氨基酸的测定方法[21]。

1.2.2 土样采集与土壤理化性质的测定

分别在羊肚菌播种前、播种后25 d、播种后的50 d、出菇后，采用“S”型采样法，采集羊肚菌厢面上0～5 cm 土壤，各样品分别混合均匀后迅速保存于放有冰袋的保温箱或小型冰箱中带回实验室，用于土壤理化性质的测定。

参照《土壤农化分析》第3 版的方法[22]，对土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、有效钙、有效镁、有效铜、有效锰、有效铁、有效锌、土壤pH 进行测定。

1.3 数据分析

所有处理设置3 个重复，所有数据整理和分析采用Microsoft Excel 2013 和SPSS 18.0 软件完成。

2 结果与分析

2.1 羊肚菌子实体主要营养成分含量情况

羊肚菌子实体主要营养成分含量见表1。

表1 羊肚菌子实体主要营养成分含量Tab.1 Main nutrient content in the fruit bodies of Morchella sextelata

如表1 所示，羊肚菌子实体中含有多种营养成分，其铜含量达23.40 mg·kg-1，铁含量达544.80 mg·kg-1，锰含量达23.10 mg·kg-1，锌含量达119.20 mg·kg-1，粗蛋白含量达32.36%。与郭杰等[23]报道的香菇（Lentinus edodes） 营养成分相比，铜含量约是香菇的14 倍，铁含量约是其10 倍，锰含量约是其2 倍，锌含量约是其1.6 倍，粗蛋白含量约是其2 倍。

2.2 羊肚菌子实体氨基酸构成情况

氨基酸是蛋白质的基本单位构成，羊肚菌子实体中氨基酸的构成见图1。

图1 羊肚菌子实体氨基酸构成情况Fig.1 Composition of amino acids in the fruit bodies of Morchella sextelata

如图1 所示，羊肚菌子实体中含有17 种氨基酸，其中人体必需氨基酸有7 种，分别为缬氨酸、赖氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、亮氨酸，共占氨基酸总量的37.05%；非必需氨基酸10种，共占氨基酸总量的62.95%。人体必需氨基酸中，缬氨酸占比最大，其次为亮氨酸、赖氨酸，蛋氨酸占比最低。人体非必需氨基酸中谷氨酸占比最大，其次为天冬氨酸、精氨酸、丙氨酸，胱氨酸占比最低。在17 种氨基酸中，谷氨酸占比最大，占氨基酸总量的20%，其次为天冬氨酸，占氨基酸总量的9.94%。

2.3 不同生长发育期土壤pH 变化情况

羊肚菌不同生长发育期土壤pH 变化情况见图2。

图2 羊肚菌不同生长发育期土壤pH 情况Fig.2 Soil pH at different growth stages of Morchella sextelata

由图2 可知，播种前各试验组土壤通过撒入石灰使其pH 调节至8.59～8.60[2]。羊肚菌播种到出菇整个生长阶段，土壤均处于碱性状态。播种后25 d 土壤的pH 最低，约为8.1，之后土壤pH 上升到8.5。

2.4 不同生长发育期土壤主要养分情况

不同生长发育期土壤主要养分组成见图3。

图3 羊肚菌不同生长发育期土壤主要有效养分及有机质情况Fig.3 The main available nutrients and organic matter of soil at different growth stages of Morchella sextelata

由图3 可知，在羊肚菌生长发育期间，随着羊肚菌菌丝量的增加与子实体生长，土壤中碱解氮、有效磷、速效钾的含量均呈现出先增加后降低的趋势，且峰值均出现在播种后25 d。这可能是因为人工栽培羊肚菌在菌丝萌发后放置营养袋，菌丝从营养袋中吸收养分造成。出菇后土壤碱解氮、有效磷含量降至最低，表明羊肚菌生长发育过程中菌丝会吸收利用土壤及营养袋中的碱解氮、有效磷。土壤速效钾含量的最低点不是出菇后，而是播种前，表明羊肚菌生长发育过程中菌丝会从营养袋中吸收利用大量的有效钾，并释放一部分至土壤中。

2.5 不同生长发育期土壤微量元素情况

不同生长发育期土壤微量元素组成见图4。

图4 羊肚菌不同生长发育期土壤微量元素情况Fig.4 Soil micronutrient of soil at different growth stages of Morchella sextelata

由图4 可知，土壤中有效钙、有效镁、有效铜、有效锰含量先升高后下降，峰值出现在播种后25 d，以上微量元素的含量的最低点不是出菇后，而是播种前，可能是因为羊肚菌生长发育过程中菌丝会从营养袋中吸收有效钙、有效镁、有效铜、有效锰，并反补一部分至土壤中。有效锌、有效铁含量呈下降趋势，出菇后土壤中有效锌、有效铁含量降至最低，表明羊肚菌生长发育过程对土壤及营养袋中的有效锌、有效铁均有吸收。通过比较还可以看出，随着羊肚菌的生长发育，土壤中有效锌、有效铁的含量变化较大，生产中应注意增施锌、铁元素。

3 讨论与结论

食用菌具有高蛋白、低脂肪、低胆固醇、富含多种矿质元素的特点[24-25]。本试验中，羊肚菌子实体含有丰富的氮、钙、铁、钾、镁、磷、锌、铜、锰等元素，其中钙含量高达122.23 g·kg-1，铁含量达54.48 g·kg-1，钾含量达34.18 g·kg-1。粗蛋白含量高达323.60 g·kg-1，大多数食用菌蛋白质含量为15%～25%，羊肚菌的蛋白含量明显高于其他食用菌。经测定，羊肚菌含有17 中氨基酸，其中天冬氨酸和谷氨酸的占比最大，分别为20%和9.94%，这也是食用菌味道鲜美的主要原因[26]。羊肚菌优质的营养成分组成，为人工栽培羊肚菌创造了广阔的市场前景。

目前，覆土栽培是人工栽培羊肚菌的主要方式，土壤环境与羊肚菌的生长发育、产量、子实体养分及品质密切相关。通过对土壤pH 及部分营养成分含量变化情况进行分析，发现羊肚菌播种到出菇整个生长阶段，土壤均处于碱性状态，播种后25 d 土壤的pH 会有小幅度降低。

羊肚菌播种后，随菌丝的生长与出菇，土壤中碱解氮、有效磷、速效钾的含量均呈现出先上升，之后下降的趋势，且峰值都出现在播种后25 d。出菇后土壤碱解氮、有效磷含量降至最低，土壤有效钙、有效镁、有效铜、有效锰含量在播种后25 d 也呈现出上升趋势，但含量的最低点不是出菇后，而是播种前。说明羊肚菌菌丝在播种后0～25 d 土壤与外援营养袋之间养分运输活跃，会从外援营养袋中吸收大量养分。贺国强等[27]、贺新生等[28]、唐杰等[29]认为，外援营养供应是羊肚菌栽培获得高产的必要条件。尹卫等[30]在研究高原羊肚菌营养成分与栽培土壤养分相关性中提到，除产量之外，羊肚菌品质与栽培土壤间也存在相关性。何俊等[31]、苗人云等[32]认为不同的营养袋配方、摆放时间和开孔方式会影响羊肚菌对外援营养的吸收和利用，播种后7 d 为营养袋摆放的最佳时间。贺新生等[28]在关于中国西南地区羊肚菌高产栽培作业流程中提到羊肚菌播种后的15 d 内必需摆放营养料袋。罗祥英[31]认为从开始摆放营养袋至摆放后第30 天，营养袋内的氮素营养可运输到子实体中，而在营养袋摆放后的第40～第60 天，营养袋内的氮素营养便不能运输到子实体中。在本试验中，播种后25 d 土壤pH 与多种养分含量均处于峰值，以上结果均说明外援营养袋中的养分会通过菌丝反补至土壤中。此外，土壤中有效锌、有效铁含量随着羊肚菌的生长发育呈下降趋势，且变化较大，因此生产中应注意增施锌、铁元素。综合羊肚菌子实体各种营养含量、羊肚菌栽培期间土壤环境变化及罗祥英等[30,33]关于羊肚菌人工栽培过程中外援氮素营养运输机制等结果进行分析，认为在播种后30 d 内通过外援补充营养元素，不仅可以提高羊肚菌的子实体产量，还可能增加羊肚菌子实体矿质营养含量和氨基酸含量。羊肚菌的生长过程复杂，此试验仅说明羊肚菌生长过程中土壤中养分的变化情况，对土壤与外援营养袋、羊肚菌子实体中的养分运转情况还有待进一步深入研究。