不同副产物基质配方对食用菌产量及品质的影响

陈 旭，曾 茜，杨 雨，王晓敏，杨仁德*

(1.贵州省农业科学院农业资源与环境研究所，贵州 贵阳 550006；2.贵州中医药大学基础医学院，贵州 贵阳 550025；3.贵州大学农学院食用菌研究院，贵州 贵阳 550025)

【研究意义】食用菌产业近年来在我国得到迅速发展，总产量已位居首位，其中以香菇和灵芝等为主的木腐生菌类在种植过程中需要使用大量阔叶树木屑作为生产原料，导致“菌林矛盾”问题日益显著，从根本上制约了产业可持续发展[1]。因此，进行农林副产物替代或部分替代食用菌栽培基质中的木屑研究具有重要的现实意义。【前人研究进展】在木质菌材供给不足地区，利用农林副产物替代或部分替代传统配方中的木屑作为食用菌栽培基质越来越受到研究者和生产者们的普遍关注，如茶枝屑代料栽培黑木耳等[2-4]。然而存在的菌丝生长缓慢、子实体产量偏低及商品性状较差等问题影响了进一步生产应用[5-7]。皇竹草(Pennisetumhydridum)又称王草、杂交狼尾草，是由美洲狼尾草和象草杂交而成的优质牧草，凭借其突出的抗逆及生长适应能力，被广泛应用于生态环境修复治理等方面[8]。截止2019年底，贵州省累计种植皇竹草达2.24万hm2，但缺乏规模化高效利用循环模式，导致大量皇竹草资源闲置浪费[9]。中药渣主要来源于中成药生产和中药材加工炮制，前者产生的中药渣约占总量的70%。而中药作为我国的传统药物，每年废弃物排放量超过3000万t，常规处理方法已无法平衡生产需求，如何有效实现中药渣生态化综合利用是目前产业发展亟待解决的重要难题[10]。我国作为蒸馏酒酿造大国，由于白酒规模及产量的不断攀升，伴随着大量酒糟副产物产生，仅2018年产量就已超过2000万t，如长时间堆积而不能及时处理，同样会造成资源流失，且严重污染环境[11]。对上述3种副产物综合利用问题一直倍受各界关注，特别是引起相关研究者们的广泛探讨，主要集中在生产有机肥、生物质材料及栽培食用菌等方面[8，12]。【本研究切入点】利用农林副产物替代或部分替代传统配方中的木屑作为食用菌栽培基质存在菌丝生长缓慢、子实体产量偏低及商品性状较差等问题，影响其在食用菌生产上的应用，需要对适料菌株、基质配方及配套技术等展开系统性研究。【拟解决的关键问题】本研究立足于食用菌的生态循环地位[13]，采用单因素试验，以菌丝生长、子实体产量及其多糖含量为指标，筛选皇竹草和中药渣、白酒酒糟等副产物原料替代部分阔叶树木屑作为香菇和灵芝栽培原料的适宜基质配方，以期为拓展食用菌原料来源途径提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 菌株 香菇，黔香筛5号菌株，采集分离自贵州省铜仁梵净山自然保护区；灵芝，GTF1号菌株，采集分离自贵州省遵义大沙河自然保护区。均保存于贵州省农业科学院土壤肥料研究所微生物研究室。

1.1.2 副产物基质 皇竹草，由贵州省农业科学院土壤肥料研究所菌草基地种植；中药渣，由贵州中医药大学提供；白酒酒糟，购自于贵州茅台酒厂。各基质在使用前均经过适当预处理。

1.1.3 试剂 马铃薯葡萄糖琼脂培养基、苯酚、无水乙醇、氢氧化钙、二水硫酸钙。

1.1.4 仪器设备 超净工作台、高压灭菌锅、分光光度计、超声提取器、离心机。

1.2 方法

1.2.1 基质配方设计 根据试验要求，利用皇竹草、中药渣、白酒酒糟部分替代阔叶树木屑分别设计不同梯度处理，每组为A～E共5个配方，如表1～2所示，以香菇和灵芝生产常规配方，即阔叶树木屑占栽培料总量的78%作对照(CK)。

1.2.2 栽培方法 将预处理后的皇竹草、中药渣、白酒酒糟及阔叶树木屑、麦麸等其他原料按照设计比例称量并加水搅拌混匀，控制含水量55%～60%，pH 5.0～6.0。采用规格(17～22)cm×(38～43)cm的聚丙烯出菇袋进行装料高压灭菌，每个处理30袋，香菇和灵芝菌包干料重分别为1350和950 g。待料温降至28 ℃以下时接种，置于24～28 ℃的洁净环境中避光培养。菌丝长满后，按照香菇和灵芝常规出菇管理方法，其中香菇采收标准为菌膜将破或刚破裂，灵芝则是外缘黄白色生长圈消失。

1.2.3 指标观测 菌丝生长性状，主要对萌发时间、生长速率、颜色及生长势等进行观察记录；子实体产量，香菇采收统计前3潮菇，灵芝只采收第1潮出芝；参照食用菌中粗多糖含量的测定(NY/T 1676—2008)进行子实体粗多糖含量测定。上述指标均随机抽取观测，5次重复。菌丝长势参考罗莹等[14]的方法进行分级。

表1 副产物原料部分替代阔叶树木屑的香菇栽培基质配方设计

表2 副产物原料部分替代阔叶树木屑的灵芝栽培基质配方设计

1.3 数据处理

利用SPSS 12和EXCEL 2010对实验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同副产物基质配方处理香菇和灵芝的菌丝生长状况

从表3看出，不同基质处理香菇和灵芝菌丝的生长状况存在差异。

2.1.1 香菇 菌丝萌发时间，各处理的菌丝萌发时间为2～6 d，为AB>C>CK>D>E，其中，A的菌丝生长速率最快，B和C其次，分别为8.4、7.2和6.4 mm/d，较CK分别提高37.7%、18.0%和4.9%；A显著高于B，二者均显著高于CK(6.1 mm/d)及其余处理；C、D和CK间差异不显著，但均显著高于E。外观性状和菌丝长势，除E菌丝外观较黄且稀疏，生长势较弱外，其余处理菌丝均白而浓密，A和D生长最旺盛。

2.1.2 灵芝 菌丝萌发时间，各处理的菌丝萌发时间为2～5 d，为A=BB>C>CK>D>E，其中，A的菌丝生长速率最快，为5.6 mm/d，显著高于CK(4.3 mm/d)及其余处理；B和C次之，分别为4.9和4.7 mm/d，二者差异不显著但均显著高于CK和D、E；A、B和C较CK分别提高30.2%、14.0%和9.3%。D、E显著低于CK。外观性状和菌丝长势，D和E生长相对缓慢，菌丝外观发黄但较浓密，生长势弱；A和B生长旺盛，菌丝白而浓密，性状接近于常规配方。

2.2 不同副产物基质配方处理香菇和灵芝的子实体产量

从图1看出，不同副产物基质配方对香菇和灵芝子实体产量存在显著影响。

2.2.1 香菇 各处理香菇子实体的袋均总产量为280.9～457.9 g，为D>CK>E>C>B>A，其中，D最高，为457.9 g，较CK提高8.4%，显著高于CK(422.6 g)及其余处理；E次之，显著低于CK，但显著高于其余处理；CK显著高于其余处理。在各潮菇子实体产量方面，A～E第1潮较CK显著提升，且D达最高，为221.5 g，显著高于CK及其余处理；第2和3潮菇各配方产量呈不同程度下降趋势，且均低于CK，A尤为明显，仅为CK产量的43.8%和45.1%。

表3 不同副产物基质配方处理香菇和灵芝菌丝的生长状况

2.2.2 灵芝 各处理灵芝子实体的产量为118.5～372.4 g，为CK>B>A>C>D>E。其中，B的子实体产量为368.2 g，与CK(372.4 g)差异不显著，其余处理均显著低于CK；B的子实体产量是E(产量最低)的3.1倍，且其子实体朵型较好，菌盖厚实，接近常规处理CK。

2.3 不同副产物基质配方处理香菇和灵芝的子实体粗多糖含量

从表4看出，不同副产物基质配方对香菇和灵芝子实体粗多糖含量的影响存在显著差异。

2.3.1 香菇 香菇子实体的粗多糖含量平均为10.31～13.82 g/100 g，为D>C>A>CK>B>E，其中，D、C和A粗多糖含量分别为13.82、13.13和12.46 g/100 g，D与C差异不显著但均显著高于A，三者均较CK(10.74 g/100 g)显著提高，分别提高28.7%、22.3%和16.0%；B和E均较CK低，但三者差异不明显。

2.3.2 灵芝 灵芝子实体的粗多糖含量平均为1.55～2.97 g/100 g，为B>A>E>CK>D>C，其中，B、A和E粗多糖含量分别为2.97、2.19和2.04 g/100 g，分别较CK(1.87 g/100 g)提高58.8%、17.1%和9.1%；B显著高于CK及其余，A和E差异不显著但均显著高于其余处理。C含量最低，仅为B的52.2%，显著低于CK。D低于CK但二者差异不显著。

不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)Different lowercase letters indicate significant difference of diffrent treatments at P<0.05 level图1 不同副产物基质配方处理香菇和灵芝子实体的产量Fig.1 Yield of fruiting body yield of Lentinula edodes and Ganoderma lingzhi with different treatments of substrate formula

表4 不同副产物栽培基质处理香菇和灵芝粗多糖的含量

3 讨 论

食用菌处于生物循环链的起点和终点，农业生产正是有了食用菌才构成一个多物种共生、多层次搭配、多环节相扣、多梯级循环、多产业增值、多效益统一的物质和能量体系，从而实现生态农业的可持续性和协调发展[15]。副产物可栽培的食用菌种类繁多，如金针菇[16]、杏鲍菇[17]、白玉菇[18]、银耳[19]、猴头菇[20]、平菇[21]等，均属于木腐菌类，研究者初步筛选出能够完全或部分替代阔叶树木屑的副产物基质原料，少数已应用于规模化或工厂化生产，甚至开辟出木腐食用菌菌渣栽培草腐食用菌等途径[5，22]，充分说明了食用菌栽培料来源的多样性和木质菌材的可替代性。笔者在前期副产物基料化预处理和适料菌株筛选的工作基础上，利用本地资源丰富且利用效率较低的皇竹草、中药渣、白酒酒糟副产物，通过理化及营养特性间的互补作用，搭配组合后部分替代阔叶树木屑代料栽培食用菌，实现菌丝生长、子实体产量及品质等生产性能的有效提升，且部分优于CK配方，也进一步印证了副产物作为木腐类食用菌栽培基质的可行性。具体表现为，在菌丝生长方面，香菇配方A和B优于对照CK，生长速率达8.4和7.2 mm/d，灵芝配方A菌丝生长速率最快，达5.6 mm/d，且长势旺盛，菌丝洁白浓密，说明添加副产物可能更易于菌丝分解吸收营养，对两者菌丝生长具有一定促进作用，与竹-木屑配比栽培香菇试验结果一致[23-24]；在子实体产量方面，香菇配方D和灵芝配方B总产量最高，分别为457.9和368.2 g，进一步对香菇前三潮菇产量分析可知，相对于常规对照，添加副产物配方能有效提高首潮菇产量和灵芝生产效率，缩短采收周期，与菌草代料高效栽培灵芝相似[25]；在子实体产多糖方面，香菇配方D、C、A和灵芝配方B、A、E均优于CK对照，最大含量分别达到13.82和2.97 g/100 g，表明副产物基质具有诱导活性成分代谢的潜力，与吴鸿雪等[26]通过改良栽培基质提高灵芝子实体三萜含量结果相同。

然而，在各地香菇、黑木耳、灵芝等主产区实际种植过程中，阔叶树木屑仍作为主要生产原料，且需求量日益增加，尚未找到适宜替代物或开发出的副产物新基质还处于试验阶段，菌材紧缺将成为制约上述食用菌种类高质量发展的关键因素。因此，如何更有效地将常规难以处理的副产物下脚料通过生产食用菌转化成为高蛋白健康食品，持续系统地开展适料菌株的选育和基质配方的优化，以及提升子实体产量与品质，在多区域、多品种、多模式条件下加以验证，并保持相对稳定性，将是下一步需要深入研究的主要方向。

4 结 论

不同副产物基质配方栽培香菇和灵芝存在显著差异，经综合分析筛选获得以下优选配方。

(1)香菇的优选配方为皇竹草30%+阔叶树木屑38%+中药渣15%+白酒酒糟5%+麦麸10%+红糖1%+石膏1%，在此条件下菌丝生长速率为6.0 mm/d，与CK差异不显著，子实体袋均产量为457.9 g，子实体粗多糖含量为13.82 g/100 g，较CK分别提高8.4%和28.7%。

(2)灵芝最佳配方为皇竹草40%+阔叶树木屑33%+中药渣10%+白酒酒糟5%+麦麸10%+糖1%+石膏1%，此时子实体袋均产量与CK相近，达368.2 g ，菌丝生长速率为4.9 mm/d，子实体粗多糖含量为2.97 g/100 g，较CK分别提高14.0%和58.8%。