羊肚菌栽培中的养分利用*

张丽娟，解艳玲，曲继松，朱倩楠，马文舒

（1.宁夏农林科学院园艺研究所，宁夏 银川 750002；2.宁夏农垦农林牧技术推广服务中心，宁夏 银川 750011）

羊肚菌（Morchella esculenta） 是一类珍稀且美味的食（药） 用菌，具有重要的营养价值、药用价值和经济价值[1-4]，外源营养袋补料技术的推广应用使我国羊肚菌大田栽培得到快速发展并领先世界[5-6]。羊肚菌栽培的特点是在土壤中播种，菌丝体主要分布在浅表层的耕作层土壤内，并吸收土壤、菌种培养料和外源营养袋中的营养物质[7]。但羊肚菌人工栽培技术依然不成熟，一直以来出菇不稳定、产量低和重复性差是制约产业发展的瓶颈[8]。羊肚菌的营养供给是羊肚菌人工栽培研究的重点，以往的研究大多集中在不同碳、氮源或栽培种配方对菌丝生长的影响[9-14]，在大田栽培中，对土壤、营养袋的养分转化利用研究报道较少，到目前为止，羊肚菌菌丝体如何获取营养还无定论。碳、氮源是构成菌丝体、子实体的主要成分，亦是其生长发育所需的能量和养分来源，同时，野生羊肚菌常发生在火烧地中，火烧次年是羊肚菌发生的旺期，说明火烧后的草木灰可能为其提供了特殊的营养源[15]，且羊肚菌所含矿质元素中钾的含量最高[16-18]。通过分析羊肚菌生长和发育过程中土壤和营养袋理化性状及碳、氮、钾元素含量的变化，探究羊肚菌栽培的养分利用规律，为羊肚菌的养分供给及产量的增加提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验地点位于银川市西夏区宁夏农林科学院园林场现代农业试验基地25 号日光温室。温室东西走向，配备保温被、通风口、遮阴网及倒挂微喷系统等，能满足羊肚菌栽培环境调控需求。

1.2 试验材料

羊肚菌栽培种菌种：六妹羊肚菌G8，购自成都城厢菌种厂。外源营养袋原料及配方统一采用干质量比，麦粒∶杂木屑∶石灰∶石膏=74∶24∶1∶1，每袋灭菌后质量为400 g。温室栽培羊肚菌土壤为碱性沙壤土。

1.3 试验过程

羊肚菌采用平畦栽培，畦面宽1 m。2022 年10月24 日以撒播方式播种，2022 年11 月1 日摆放营养袋，按羊肚菌生长发育要求设置管理方式和环境调控措施。分别在播种前（2022 年10 月24 日）、菌丝半袋（2022 年11 月15 日）、菌丝满袋（2022年12 月5 日）、原基形成（2022 年12 月25 日）、第一次采收并撤袋（2023 年1 月20 日） 及采收后（2023 年2 月10 日） 随机多点取栽培畦0～15 cm 处土样300 g，每次3 个重复。在摆放营养袋前（2022年11 月1 日） 预留营养袋，菌丝半袋（2022 年11月15 日）、菌丝满袋（2022 年12 月10 日）、原基形成（2023 年1 月10 日）、第一次采收并撤袋（2023 年2 月10 日） 时随机取营养袋样品3 袋。试验时间为2022 年10 月至2023 年2 月。

1.4 试验方法

将每次取回的土样及营养袋样品，低温烘干或风干，研磨过100 目筛。测定样品的pH、电导率值（electrical conductivity，EC）、有机碳、全氮、碱解氮、有效钾含量；羊肚菌达到采收标准时，随机采收成熟子实体，测定子实体中有机碳、全氮、全钾含量。

pH、EC 值测定时在10 g 样品中加50 mL 去离子水处理后，用SH-3 精密酸度计测定pH，用DDS-1 电导率仪测定EC 值；有机碳、全氮碱解氮、有效钾含量的测定分别参照《土壤有机碳的测定燃烧氧化-非分散红外法》（HJ 695-2014）[19]，《森林土壤氮的测定》（LY/T 1228-2015）[20]、《森林土壤钾的测定》（LY/T 1234-2015）[21]的方法；羊肚菌干品的全氮、全钾含量测定方法参照《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》（GB 5009.5-2016）[22]、《食品安全国家标准食品中钾、钠的测定》（GB 5009.91-2017）[23]。

数据统计采用Excel 和DPS 软件分析。

2 结果与分析

2.1 羊肚菌栽培过程中土壤和营养袋pH、EC 值的的变化

羊肚菌栽培过程中土壤和营养袋pH 的变化情况见图1。

图1 土壤和营养袋pH 的变化Fig.1 Changes of pH of soil and nutrient bag

由图1 可以看出，羊肚菌播种前土壤pH 为8.64，采收后（2023 年2 月10 日） 土壤pH 为8.82，羊肚菌菌丝生长和子实体发育过程中，土壤pH 变化不大，说明羊肚菌对土壤pH 有较宽的适应范围；营养袋的pH 摆放前为7.57，菌丝满袋时（2022 年12月5 日） 最低，为6.60，撤袋时（2023 年1 月20日） 最高为8.24，即羊肚菌生长发育过程中，营养袋pH 先降低后升高。 羊肚菌栽培过程中土壤和营养袋EC 值的变化情况见图2。

图2 土壤和营养袋EC 值的变化Fig.2 Changes of EC value of soil and nutrient bag

由图2 可知，土壤的EC 值相对营养袋较低，变化较平稳，但也呈先降低后升高的趋势，在菌丝满袋时（2022 年12 月5 日） 最低，为242.33 μs·cm-1，第一次采收羊肚菌时（2023 年1 月20 日） 最高，为307.33 μs·cm-1，且与播种前无显著差异。营养袋的EC 值相对较高，整体呈持续增加趋势，菌丝半袋（2022 年11 月15 日） 时最低，为1 202.33 μs·cm-1，撤袋时（2023 年1 月20 日） 最高，为1 523.00 μs·cm-1。

2.2 羊肚菌栽培过程中土壤和营养袋的有机碳、全氮含量的变化

羊肚菌栽培过程中土壤和营养袋中有机碳含量的变化情况见图3。

图3 土壤和营养袋有机碳含量的变化Fig.3 Changes of organic carbon content in soil and nutrient bags

由图3 可知，土壤有机碳含量的变化较平稳，播种前为1.30 g·100-1·g-1；原基期（2022 年12 月25 日） 最高，为1.59 g·100-1·g-1；第一次采收时（2023 年1 月20 日） 最低，与播种前无显著差异；采收结束时（2023 年2 月10 日） 又显著升高，与原基期无显著差异。营养袋有机碳含量的变化相对较显著，摆放前为1.54 g·100-1·g-1；随着羊肚菌菌丝的生长逐渐升高，原基期最高达5.45 g·100-1·g-1，是摆放前的3.54 倍；撤袋时（2023 年1 月20 日）急剧降低为1.61 g·100-·1g-1，比原基期降低70.46 %，但与摆放前无显著差异。土壤和营养袋全氮含量的变化情况见图4。

图4 土壤和营养袋全氮含量的变化Fig.4 Changes of total nitrogen content in soil and nutrient bags

由图4 可知，土壤和营养袋全氮含量均先增加到原基期（2022 年12 月25 日），之后有所降低。土壤的全氮含量相对较低，变化亦较平稳，在播种前为1.25 g·kg-1，播种后逐渐增加至原基期最高，为1.59 g·kg-1，然后又降低至采收结束时（2023 年2 月10 日） 为1.36 g·kg-1，比播种前有所增加。营养袋全氮含量相对较高，变化较显著，在摆放前全氮含量为5.57 g·kg-1，随着羊肚菌菌丝的生长逐渐升高，原基期最高为10.03 g·kg-1，然后急剧降低，撤袋时（2023 年1 月20 日） 为6.2 g·kg-1，比原基期降低38.19%。

可见，土壤和营养袋中有机碳、全氮含量均先增加到原基期，之后有所降低，而土壤有机碳含量在采收结束时又有所增加。土壤的有机碳、全氮含量相对较低，变化较平稳，营养袋有机碳、全氮含量相对较高，变化较显著。

2.3 羊肚菌栽培过程中土壤和营养袋的碱解氮、有效钾含量的变化

羊肚菌栽培过程中土壤和营养袋碱解氮含量的变化情况见图5。

图5 土壤和营养袋碱解氮含量的变化Fig.5 Changes of alkali-hydrolyzed nitrogen content in soil and nutrient bags

由图5 可知，土壤中碱解氮的变化趋势与全氮含量变化基本一致，从播种前的123.5 mg·kg-1增加到第1 次采收（2023 年1 月20 日） 时最高，为202.4 mg·kg-1，采收结束时降低至145.6 mg·kg-1。营养袋中碱解氮含量从摆放前的1 073.7 mg·kg-1持续增加至菌丝满袋（2022 年12 月5 日） 此时含量最高，为1 301.4 mg·kg-1，之后降低至原基期的1 097.1 mg·kg-1，撤袋时（2023 年1 月20 日） 又有所升高，为1 126.7 mg·kg-1。土壤和营养袋有效钾含量的变化情况见图6。

图6 土壤和营养袋有效钾含量的变化Fig.6 Changes of available potassium content in soil and nutrient bags

由图6 可知，栽培羊肚菌土壤中有效钾的含量相对营养袋较低，变化平稳，从播种前113.1 mg·kg-1持续增加到采收结束时（2023 年2 月10 日） 的148.8 mg·kg-1。营养袋中有效钾的含量相对较高，先增加后降低的变化较显著，摆放前营养袋中有效钾含量为1 536.1 mg·kg-1，菌丝半袋时（2022 年11 月15日） 最高，为1 699.3 mg·kg-1，后持续降低，到撤袋时（2023 年1 月20 日） 最低，较摆放前降低了44.71 %。

2.4 羊肚菌子实体干品的碳、氮、钾含量

羊肚菌子实体干品中，有机碳的含量为23.8 g·100-1·g-1，全氮含量为8.08 g·100-1·g-1，全钾含量为1 989 g·100-1·g-1。结合土壤和营养袋中相关养分的变化，子实体中的碳、氮与土壤和营养袋均密切相关，对营养袋中的营养物质吸收更多，而钾元素大部分来源于营养袋。

3 结论与讨论

羊肚菌的营养供给是一种先吸收后储存营养再进行转化的过程。本研究中分析了羊肚菌栽培中土壤和营养袋的pH、EC 值及碳、氮、钾元素含量的变化规律。羊肚菌栽培过程中营养袋pH 先降低后升高的原因是营养袋中麦粒和木屑被菌丝分解成小分子酸、醇，使pH 下降，营养被消耗殆尽，pH 则会上升。土壤的EC 值和有机碳、全氮、碱解氮、有效钾含量相对较低，变化较平稳；营养袋中各指标含量相对较高，变化较显著。说明在羊肚菌栽培过程中，羊肚菌充分吸收利用了营养袋的碳、氮、钾等营养元素，对土壤中碳、氮、钾元素的利用相对较小，与张能等[24]对羊肚菌稳定同位素标记试验的结果一致。

羊肚菌栽培中土壤和营养袋EC 值的变化规律可能反应了羊肚菌菌丝对钠、镁、钙等矿质元素有积累和富集作用[25]，随着菌丝从土壤向营养袋中生长转移，土壤EC 值降低，营养袋EC 值升高，直到菌丝满袋，再从营养袋转移到土壤中进行生殖生长，土壤EC 值随之升高；营养袋EC 值继续升高的原因可能是羊肚菌菌丝为了满足自身营养需求增加了对矿质元素的分解，导致其他离子增加所致。

结果显示，土壤和营养袋的有机碳、全氮、碱解氮含量均先增加后降低，土壤和营养袋有机碳、全氮含量均是原基期达到最高。不同的是土壤有机碳在第1 次采收时显著降低，采收结束时又显著升高，土壤中碱解氮含量从播种前持续增加到第1 次采收时达到最高，而营养袋中碱解氮含量从摆放前持续增加到菌丝满袋时达到最高，后降低至原基期，撤袋时又有所升高。与张能[24]试验中羊肚菌栽培前后，营养料袋中碳含量明显降低，氮含量明显升高的结果不一致。可能是播种后菌丝吸收土壤中的有机碳、氮（碱解氮） 并储存，富集作用致使土壤中的含量增加。摆放营养袋后，菌丝进入营养袋，增加了营养袋的有机碳、氮（碱解氮） 含量，随之营养袋中的淀粉和纤维素被逐渐分解以供菌丝生长。部分碳、氮元素变成小分子物质被吸收利用，菌丝中的氮元素用于分泌制造各种分解酶蛋白，直到完成营养生长进入原基期。同时部分碳、氮又被菌丝从营养袋传输至地表土壤，故土壤和营养袋有机碳、全氮含量持续增加到原基期。营养袋中的碱解氮含量增加到菌丝满袋后下降，可能是满袋后菌丝逐渐转移土壤导致；而撤袋时又有所增加，可能是残留的菌丝发生了自溶。出菇时大量消耗地表土壤有机碳、氮元素，此时营养袋中营养物质消耗殆尽，致使采收时土壤和营养袋有机碳、氮元素含量急剧降低。土壤中碱解氮持续增加至第1 次采收时，可能是菌丝吸收所致；而土壤有机碳在采收结束后又有所增加，可能是部分羊肚菌菌丝和子实体发生了自溶。以上关于羊肚菌对土壤和营养袋有机碳吸收利用观点与谭昊等[26]的研究结果一致，营养袋分解导致表层土壤有机碳含量迅速增加，并在羊肚菌形成子实体过程中被消耗，即人工栽培羊肚菌时外源营养袋的主要作用在于向地表土壤持续提供有机碳营养，供羊肚菌出菇使用。

土壤中有效钾含量持续增加，可能是菌丝吸收钾而富集，或者是羊肚菌菌丝为了满足自身营养需求对矿质元素的分解所致[25]，同时也不排除营养袋向土壤的输入。与赵苗[27]稻田栽培羊肚菌前后有效钾含量降低的结果不一致，与代俊杰[28]所述羊肚菌表层土壤中速效钾的变化规律基本一致（除了浇水漫灌进行出菇刺激时，表层土壤速效钾被冲刷含量下降外），但与其认为的“钾离子本身并不作为羊肚菌生长的关键因子”的观点不同。营养袋中有效钾含量先增加后持续降低的变化较显著，说明供羊肚菌菌丝生长的钾主要来源于营养袋。

综上，羊肚菌的营养供给是在土壤和营养袋中相互吸收、利用、转化的过程。播种后菌丝分解吸收土壤中的有机碳、氮、钾并储存，使土壤中的含量增加；菌丝进入营养袋后养分被分解为小分子物质供菌丝吸收利用，同时部分碳、氮、钾元素又从营养袋传输到地表土壤供出菇需要，菌丝重回土壤进入生殖生长，营养袋营养消耗殆尽，出菇会大量消耗地表土壤有机碳、氮营养元素，子实体中钾元素的积累则主要来源于在营养袋中的吸收。