竹-木屑配比和麦麸对香菇菌丝生长及产量的影响

王 朦，金爱武，，朱强根，蒋 俊，曾凡清

（1.浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室，浙江杭州311300；2.丽水学院生态学院，浙江 丽水323000；3.丽水市农业科学研究院，浙江丽水323000）

香菇（Lentinula edodes）是我国食用菌产业栽培中产量和栽培面积最大的菌种［1］。香菇产业发展很大程度上依赖于林木资源，按照我国可持续发展战略的实施，已明令禁止采伐天然林，木材将不能满足食用菌的发展需求，开发新型栽培基质对缓解菌林矛盾、保护生态平衡具有积极意义［2］。目前，一些研究者用农作物秸秆等农业废弃物添加代替木屑栽培香菇［3-6］实现了香菇出菇，但是农业废弃物表现出较低的木质素和纤维素，化学成分和物理结构上与木屑差异较大，同时资源较少、分布不广泛，大面积用于香菇栽培存在困难。竹子的生长周期短，易更新，利于实现可持续利用，分布范围广［7］。丰富的竹林资源为发展竹屑栽培香菇提供了充足的资源条件，作为栽培香菇的新型基质有利于缓解我国木材供应严重不足，对促进生态化建设也将发挥重要的作用。竹材与木材类似，其主要的化学成分为水分11.13%、灰分1.04%、苯醇抽出物6.05%、纤维素（40%～60%）、木质素（16%～34%）和半纤维素（14%～25%）［8-9］，木质纤维素较高，可成为香菇生长重要的营养来源。通过不同竹木屑配比，结合不同品种和不同麦麸添加量的对比分析，研究其对香菇菌丝生长和香菇产量的影响，对推进竹屑部分或全部代替木屑栽培香菇有重要的研究意义。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验采用3因素3水平正交设计，即，菌种因素A：‘L808’、‘0912’、‘庆科212’；竹木屑体积比因素B：竹屑∶木屑为2∶3、1∶1和3∶2，竹屑为1年生毛竹（Phyllostachys edulis）粉碎至粒径8～17 mm，木屑粒径4～10 mm；麦麸因素C：17%、20%和23%，竹屑和木屑均是干料，无沤堆。按照正交表L9（34）安排试验处理9个，详见表1。所有处理统一添加1%的石膏，每处理设置3个重复小区，每小区袋培法菌棒50棒，小区排列采用完全随机方式。

表1 3因素正交试验设计表Tab.1 Formula of the three-factor orthogonal experimental design

1.2 生产管理与数据采集

生产出菇在温室大棚内按照常规管理方法［10］。菌丝生长速度调查：采用划线法记录菌丝生长速度，即，每小区随机挑选3个菌棒进行观测，每隔3 d画1次线，连续3个3 d，结束后测量划线之间距离，并计算不同时间段菌丝平均生长速度（mm·d-1）。香菇产量统计：按4潮次分别采集每小区全部子实体，称量鲜重，计算不同潮次产量和总产量指标（g·棒-1）。

1.3 数据处理

数据分析采用正交试验设计分析方法，本文试验处理设置了3个重复，可获得试验随机误差。首先，采用离均差平方和模型SS总=SS处理+SSe2中的SSe2估计随机误差（试验误差）；其次，采用离均差平方和模型SS处理=SS因素A+SS因素B+SS因素C+SSe1中的SSe1估计正交试验混合交互效应，以 SSe1和SSe2分别计算各自均方和自由度，并进行混合交互效应显著性F检验。最后，若混合交互效应不显著，则以SSe1+SSe2合并作为试验误差进行因素独立效应的方差分析与多重比较，并根据多重比较结果获得最优组合处理；若混合交互效应显著，则可能存在因素间交互效应混杂，因素独立效应的方差分析与多重比较没有了实际意义，仅以9个组合处理进行单因素方差分析和多重比较确定最优组合。

对9个处理组的菌丝前期生长速度试验数据计算得出：

进行一尾F检验

F值的概率计算函数FDIST=（F值，dfe1，dfe2）

以上述方法计算菌丝各时期生长速度的F右尾临界值分别是：0.288、0.825、0.472。各潮次产量和总产量的F右尾临界值分别是：0.435、0.096、0.979、0.611、0.172。F右尾临界值均大于0.05，即试验因素之间的交互效应不显著，各因素所在列未出现交互作用的混杂，可以进行各因素的主效应方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 香菇菌丝生长速度

9个处理组分别3个重复，平均数和误差取自3个重复。9个处理组的各时期菌丝生长速度分别在2.44～3.33，2.33～3.00，2.44～3.00，2.44～3.22 mm·d-1，变异系数在中等变异。

表2 香菇菌丝生长速度描述性分析表Tab.2 Hypha grown rate of Lentinus edodes

2.1.1 正交设计方差分析 以香菇菌种、竹木屑配比和麦麸添加量3因素的正交试验分析香菇菌丝生长速度，结果可以看出，因素间的混合交互效应在不同时间段下均未达到显著水平（P＞0.05），所以可以进行因素的主效应方差分析和多重比较（表3、表4）。菌丝开始生长的第1个3 d，菌种、竹木屑配比和麦麸量的影响均达到了显著水平（P＜0.05），第2个3 d仅竹木屑配比和麦麸量的影响达到显著水平，但到第3个3 d，3个因素对菌丝长速均未有显著影响（P＞0.05）。综合9 d菌丝生长平均速度来看，竹木屑配比极显著的影响了菌丝长速（P＜0.001），麦麸量达到显著水平（P=0.032），菌种影响则不显著（P=0.292）（表3）。

表3 香菇菌丝生长速度的正交试验分析显著性P值表Tab.3 The significant P value of the orthogonal test for the hypha growth rate of Lentinus edodes

2.1.2 正交设计多重比较 因素主效应方差分析达到显著水平时，则进行因素各水平下平均菌丝长速的多重比较分析（表4）。从菌种来看，总体表现为对菌丝生长速度影响比较小，仅在第1个3 d，‘庆科212’菌丝长速较其他2个菌种（‘L808’和‘0912’）显著提高。从竹木屑配比看，在第1个3 d、第2个3 d和总计9 d的平均菌丝生长速度均表现为1∶1＞2∶3＞3∶2，表明竹木屑配比（1∶1）处理菌丝生长速度最快，竹木屑配比（3∶2）处理菌丝生长速度最慢。从麦麸添加量来看，不同时间段下对菌丝生长速度的影响不同，开始的第1个3 d，麦麸添加量（17%）处理有利于菌丝生长，但随后的第2个3 d和总计9 d下，麦麸添加量（23%）的处理菌丝生长速度最快。

表4 香菇菌丝长速的多重比较分析表Tab.4 The multiple comparison of the hypha growth rate of Lentinus edodes

2.2 香菇产量

9个处理组分别3个重复，平均数和误差取自3个重复。9个处理组的第1潮产量在113～478 g·棒-1，第2潮产量在69～206 g·棒-1，第3潮产量在32～128 g·棒-1，第4潮产量在1～32 g·棒-1，总产量在287～720 g·棒-1，变异系数属于中等变异。

2.2.1 正交设计方差分析 以香菇菌种、竹木屑配比和麦麸添加量3因素的正交试验分析香菇产量，结果可以看出，因素间的混合交互效应在不同潮次产量和总产量下均未达到显著水平（P＞0.05），所以可以进行因素的主效应方差分析（表5）。菌种、竹木屑配比和麦麸添加量对第1潮次香菇产量的影响均达到了极显著水平（P＜0.001），第2潮次香菇产量为菌种和竹木屑配比的影响达到显著水平，到第3、第4潮次时，香菇产量仅菌种间的差异达到了显著水平（P＜0.05）（表6）。由此可见，竹木屑配比和麦麸添加量对香菇产量的影响主要体现在前期（第1、第2潮次），而后期影响不大（第3、第4潮次），但菌种对香菇产量在不同时间段均有着显著的影响。从总计产量来看，菌种、竹木屑配比和麦麸添加量的影响均达到了极显著水平（P＜0.001），与第1潮次的显著性检验结果类似，这主要是由于香菇出菇量通常集中在前期，本试验9个正交处理第1、第2潮次香菇产量占总产量的比例为53.95%～94.75%。（表6）。

表5 香菇产量描述性分析表Tab.5 Yield of Lentinus edodes in various stages of mushroom emergence

表6 香菇产量的正交试验分析显著性P值表Tab.6 The significant P value of the orthogonal test for the yield of Lentinus edodes

2.2.2 正交设计多重比较 为了进一步分析菌种、竹木屑配比和麦麸添加量等因素在不同水平上的差异，对相同因素下各水平间香菇产量进行多重比较分析（图1）。从香菇菌种来看（图1A），第1、第2潮次，‘庆科212’和‘0912’的产量均显著高于‘L808’，但第3、第4潮次则相反，‘庆科212’和‘0912’的产量均显著低于‘L808’，表现了‘庆科212’和‘0912’前期出菇强，后期乏力，而‘L808’出菇时间更长的特点。由于香菇出菇通常集中在第1、第2潮次，总计产量仍表现为‘庆科212’和‘0912’显著优于‘L808’（P＜0.05）（图1D）。从竹木屑配比来看（图1B），竹木屑配比（1∶1）处理在第1潮次下的产量显著低于竹木屑配比（2∶3）处理，竹屑占比过高会降低产量，如竹木屑配比（3∶2）处理在第1、第2潮次下香菇产量均显著低于竹木屑配比（1∶1）处理和竹木屑配比（2∶3）处理（P＜0.05）。总计产量表现为竹木屑配比（1∶1）处理的香菇产量与竹木屑配比（2∶3）处理无差异，而显著大于竹木屑配比（3∶2）处理（P＜0.05）（图1D）。从麦麸添加量来看（图1C），在第1潮中，麦麸添加量（20%）下的香菇产量显著高于其他两个处理（17%和23%）；而在第2、第3和第4潮次下不同麦麸添加量处理间差异均未达到显著水平（P＞0.05），香菇产量却一致表现为23%＞20%＞17%。可见，麦麸添加量（17%）处理会明显降低香菇产量，从总计产量也可以看到，麦麸添加量（17%）处理显著低于麦麸添加量（20%）和麦麸添加量（23%），分别低10.38%和8.65%（图1D）。

图1 不同因素下各水平间的香菇产量多重比较分析Fig.1 The multiple comparison of the yield of Lentinus edodes

2.2.3 正交设计优选组合处理 在正交试验的混合交互效应不显著的情况下，试验最优组合可根据各因素水平的多重比较结果进行确定。菌种、竹木屑配比和麦麸添加量3因素各设置了3水平，共有27种组合处理，优选其中组合方法如下：第一步，以总计产量为评价标准（图1D），菌种因素中A2和A3之间差异不显著，但均显著高于A1，由此可优选出A2和A3；竹木屑配比因素中B1和B2之间差异不显著，但均显著高于B3，由此可优选出B1和B2；麦麸添加量因素中C2和C3之间差异不显著，但均显著高于C1，由此可优选出C2和C3。第二步，根据各因素优选出的2个水平形成优选组合共有8个，分别为A2B1C2、A2B1C3、A2B2C2、A2B2C3、A3B1C2、A3B1C3、A3B2C2、A3B2C3。通过正交试验处理的多重比较结果来看（图 2），产量前3位的正交试验处理分别为A3B1C2、A2B1C3、A2B2C2，此3个处理均在优选的8个组合处理中，也验证了优选组合处理的可靠性。

3 讨论

香菇菌丝生长受到诸多因素影响，如品种差异、基质类型和栽培环境等均对其有重要的作用。杨杰等［11］研究发现‘L808’菌种与‘L-9608’菌种之间菌丝长速差异显著，试验研究的3个品种（‘L808’、‘庆科212’和‘0912’）之间9 d平均菌丝长速差异不显著，与该研究结果不一致。竹屑作为一种丰富的资源，可用于部分代替木屑栽培香菇，竹木屑配比（1∶1）处理香菇菌丝生长速度最快，且显著高于竹木屑配比（2∶3）处理和竹木屑配比（3∶2）处理（P＜0.05），与张健［12］研究结果一致。一方面竹屑添加可能改变了栽培基质料的颗粒结构，增加了通气性有利于菌丝生长［13-14］，从而在竹木屑配比（1∶1）处理的情况下提高了菌丝长速。另一方面，竹材细胞壁中含有酚醛类物质可能对菌丝生长不利［15］，如Sun RC等［16］研究发现酚酸类物质在抵抗病原入侵方面有显著作用，竹木屑配比（3∶2）处理，菌丝生长速度最慢。香菇菌丝生长还受到麦麸添加量的影响［17］，潘迎捷等［18］研究认为麦麸在菌丝营养生长阶段被利用，对菌丝长速有重要影响，与本试验中麦麸添加量（23%）有利于提高菌丝长速的研究结果一致。但也要注意的是，麦麸添加是提供基质N源的重要措施，麦麸过多增加基质中的N含量也可能不利于菌丝生长［19］。

香菇产量是评价香菇栽培状况的一个重要指标。从品种来看，‘庆科212’和‘0912’在前期（第1、2潮）产量显著高于‘L808’，但在后期（第3、4潮）则相反。由于一般香菇出菇量主要集中在前期，所以从总潮次产量来看仍表现为‘庆科212’和‘0912’均显著高于‘L808’。从竹木屑配比对香菇产量的影响来看，竹屑中含有丰富的纤维素和半纤维素，甚至高于木屑含量［20］，成为香菇生长重要的营养源。有研究表明［21］，食用菌产量与半纤维素和纤维素的降解呈正相关，Thompson等［22］也发现类似结论，如半纤维素比纤维素更容易利用，从而促进子实体的生长发育。研究表明，适量添加竹屑代替木屑栽培香菇可以获得良好的效果，如竹木屑配比（1∶1）处理与竹木屑配比（2∶3）处理的香菇总产量均显著高于竹木屑配比（3∶2）处理。添加竹屑对香菇产量的影响也表现在其他因素上，如与香菇菌丝生长相似，产量也同样受添加竹屑改变基质颗粒结构和竹材酚醛类物质含量等的影响，导致竹木屑配比（3∶2）处理降低了香菇产量。另外，试验选择竹屑添加料为1年生毛竹材，通常有较高的碳氮比［23］，需要适量添加，而过量添加竹屑改变了栽培基质碳氮比，可能不利于香菇产量的增长。麦麸添加对香菇产量的影响在试验中表现为添加量为17%的处理显著低于20%和23%，一般香菇栽培基质麦麸添加量为20%［24］，一方面，过低的麦麸添加量可能会降低香菇产量，另一方面，添加较木屑碳氮比相对更高的1年生毛竹竹屑在一定程度上改变了基质碳氮比状况，也进一步导致了过低的麦麸量提供不了足够的氮源，从而显著降低了香菇产量。

图2 不同正交试验处理的香菇产量Fig.2 The yield of Lentinus edodes under various treatments of the orthogonal test

4 小结

在菌丝长速方面，不同菌种间9 d平均菌丝生长速度差异不显著（P=0.292）。竹木屑配比对菌丝生长的影响最为明显，达到极显著水平（P＜0.01），各处理间菌丝长速表现为1∶1＞2∶3＞3∶2，表明竹木屑配比（1∶1）菌丝生长最快，竹木屑配比（3∶2）菌丝生长最慢。麦麸添加量对菌丝生长的影响总体上表现为更高的麦麸添加量（23%）有利于菌丝生长。

在总产量方面，菌种和竹木屑配比对香菇产量的影响均达到了极显著水平（p＜0.001）。其中，‘庆科212’和‘0912’的总产量均显著高于‘L808’，‘庆科212’和‘0912’在第1、2潮次产量显著高于‘L808’，但在第3、4潮次则相反。竹木屑配比（1∶1）处理可以获得较好的香菇产量，与竹木屑配比（2∶3）处理无显著差异（P=0.204），而显著高于竹木屑配比（3∶2）处理（P＜0.05）。麦麸添加量对香菇产量有显著影响（P=0.007），麦麸添加量（17%）处理明显降低了香菇总产量，显著低于麦麸添加量（20%）和麦麸添加量（23%），降幅分别达到10.38%和8.65%。

通过正交试验分析，结果表明，混合交互效应的F检验没有达到显著水平（P＞0.05），即试验因素之间的交互效应不显著，各因素所在列未出现交互作用的混杂。从香菇总产量来看，根据各因素的多重比较结果，优选因素水平组合处理可以获得 A2B1C2、A2B1C3、A2B2C2、A2B2C3、A3B1C2、A3B1C3、A3B2C2、A3B2C3等8个，试验开展的处理中，香菇总产量前3位分别为A2B1C2、A3B1C3、A3B2C2，此3个处理均在优选的8个组合处理中，验证了优选组合处理具有较好的可靠性，以用于指导今后继续开展相关研究工作。