马庆芳 张介驰 马银鹏 刘佳宁 王玉文 戴肖东韩增华 孔祥辉 张丕奇 *
(1黑龙江省科学院应用微生物研究所,黑龙江哈尔滨150010;2黑龙江省科学院高技术研究院,黑龙江哈尔滨150010)
黑龙江省是我国农业大省,年水稻种植面积300多万hm2[1],每年会产生大量秸秆。自2015年“秸秆禁烧令”实施以来,稻草的资源化再利用已成研究热点。草菇又称为“中国蘑菇”,味道鲜美、营养丰富、食药兼用[2]。草菇是一种草腐菌。草菇菌丝分解纤维素、半纤维素等为其生长提供营养物质。栽培草菇技术简单,成本低。草菇是所有食用菌中生产周期最短、原料降解最为彻底的一个高温菇种。最初草菇栽培是以稻草为基质,产量较低[3]。黑龙江省科学院应用微生物研究所自2009年起进行草菇转化农业有机废弃物的研究。稻草用强碱处理,杀菌杀虫卵,可降低栽培草菇病虫害[4],添加发酵牛粪,能提高草菇产量。试验以生产区引进18个草菇菌株为供试菌株,夏季闲置的水稻育秧棚为栽培棚,进行草菇菌株比较试验。旨在筛选出适于寒区强碱性稻草生料栽培的草菇优良菌株,推进草菇栽培在寒区发展,同时加速秸秆的循环再利用。现将试验结果总结如下。
引进保存草菇菌株25株(编号1号~25号),初筛选出18株作为试验草菇菌株(表1)。
表1 供试草菇菌株及来源
母种培养基:PDA;原种配方:麦粒98%,石灰2%,培养基含水量55%[5];栽培料配方:稻草80%(石灰水浸泡处理),牛粪20%,培养料含水量70%。
1.3.1 二级种培养
谷物培养基配方为麦粒98%,石灰2%。麦粒50℃温水浸泡12 h,沸水煮至熟透(要求麦粒内部无白心,外部表皮不破裂),淋干水分,加入石灰,混合均匀,装瓶灭菌。菌种瓶为500 mL小口玻璃瓶,装料至瓶肩,121℃灭菌2.5 h。灭菌后冷却至30℃,接种草菇试验菌株,每一菌株接种20瓶。暗光28℃恒温培养,菌丝长满瓶备用。
1.3.2 栽培试验
栽培试验于7月12日播种。以稻草和牛粪为栽培料,稻草与牛粪的比例为3∶1(干料)。取干燥无霉变的稻草(已暴晒2~3 d),截段30 cm左右,加入生石灰,注水浸泡3~5 d,捞出沥水,无须灭菌直接栽培草菇。牛粪晒干粉碎,加水混拌均匀,使其含水量达60%后建堆盖塑料膜发酵,堆温达63℃以上后维持24 h,翻堆后继续发酵。如此进行3次,至牛粪呈黑褐色、没有臭味即完成发酵,一般需10~12 d。
采用棚内沟畦式栽培草菇[6]。铺一层(10 cm)浸泡好的稻草料,撒一层发酵牛粪(2 cm),撒一层草菇麦粒二级菌种,如此重复一次,将培养料压实,使其表面呈龟背状,料高25 cm左右,表面再均匀撒一层草菇麦粒二级菌种。接种量为2瓶/m2。每一菌株接种6 m2,分三个重复。
观察供试草菇菌株菌丝生长、出菇能力和子实体性状,计算生物转化率(%)=鲜菇质量(鲜重)/培养料(干重)×100。试验数据用SPSS软件处理。
供试草菇菌株麦粒二级种接种第2天均萌发。菌丝长势:3号、5号、7号、11号、17号、18号、23号菌株菌丝长势最好,气生菌丝旺盛、白色粗壮浓密,长速快,18~19 d长满瓶;其次是2号、4号、6号、8号、10号、13号、15号、16号,长势较好,气生菌丝旺盛、白灰色较浓密,长速较快,20 d长满瓶;1号、12号菌株菌丝长势差,气生菌丝细弱、灰白色,长速慢,23 d长满瓶,而且12号菌株培养后期有粉状物产生;9号菌株长势最差,气生菌丝数量少、灰白色细弱,长速最慢,25 d长满瓶。厚垣孢子:2号、4号、6号、8号、11号、13号、15号、16号、17号菌株麦粒二级种产生厚垣孢子;1号、3号、5号、7号、9号、10号、12号、18号和23号菌株未产生厚垣孢子。厚垣孢子的产生和菌丝长势丰满度无密切关联性(表2)。
表2 供试草菇菌株二级(麦粒)种生长情况比较
图1 供试草菇菌株二级(麦粒)种生长情况比较
2.2.1 供试草菇菌株接种栽培料菌丝生长情况比较
接种菌种萌发情况:12号菌株(银丝草菇)接种后第3天开始萌发吃料,其余草菇菌株接种后第2天开始萌发吃料。接种后5 d,18个草菇菌株吃料情况差异很大,依据菌丝生长差异可将其分为四组,第一组:长势最好,菌丝呈絮状、洁白粗壮,前端舒展,长速快,包括2号、5号、8号、11号、17号和23号6个菌株;第二组:长势较好,菌丝呈绒毛状、白色浓密,前端舒展,长速较快,包括3号、6号、13号、15号和18号5个草菇菌株;第三组:长势较差,菌丝呈绒毛状,灰白色细弱稀疏,前端舒展,长速慢,包括1号、4号、7号、9号、10号和16号6个草菇菌株;第四组:12号菌株长势最差,菌丝呈绒毛状、白色细弱稀疏,前端不舒展,长速最慢(表3)。
表3 供试草菇菌株播种后菌丝生长情况比较
表4 供试草菇菌株出菇能力比较(8月30日结束采收)
2.2.2 供试草菇菌株出菇能力
试验菌丝培养后期遇连续阴雨天气,温度记录显示清晨最低料温只有22℃。遇低温后,18个草菇菌株出菇能力差异较大:1号、8号、9号和12号菌株培养后期菌丝死亡退菌,4号、7号、10号和16号菌株,接种后吃料正常,遇低温后菌丝未死亡,但不出菇,说明这8个菌株耐低温能力差,不宜在寒区栽培;15号菌株能出菇,只采收两潮,后期因低温幼菇萎缩死亡,产量低,需要进一步驯化;其他菌株遇低温后可正常出菇,采收3~4潮菇(表4)。
播种后6 d现原基有15号和23号菌株,23号菌株子实体长速快,播种后11 d采收第1潮菇,15号菌株播种后12 d采收第1潮菇;播种后7 d现原基有5号和18号菌株,这2个菌株均在接种后12 d采收第1潮菇;播种后8 d现原基有2号、6号、11号和13号菌株,且均在接种后13 d采收第1潮菇;播种后9 d现原基有3号和17号菌株,且在接种后14 d采收第1潮菇。
10个出菇的草菇菌株生物转化率由高到低可分为7组,第1组是23号菌株,产量最高,生物转化率为27.73%;第2组是2号、11号菌株,生物转化率分别为24.37%、24.72%,与23号菌株相比差异显著;第3组是5号菌株,生物转化率为23.33%,与23号菌株相比差异显著;第4组是17号、18号菌株,生物转化率分别为20.45%、20.65%;第5组是6号、13号菌株,生物转化率分别为19.98%、19.76%;第6组是3号菌株,产量较低,生物转化率为16.20%;第7组是15号菌株,产量最低,生物转化率仅为14.34%。由此可见,23号、2号、11号和5号菌株产量较高,可作寒区栽培草菇菌株。
2.2.3 供试草菇菌株子实体性状比较
10个出菇的草菇菌株,其子实体性状可分为4类(表5)。第1类是鼠黑色品系:出菇密集、簇生,菇体大,外包被厚、不易开伞,宜鲜销,包括2号、3号、5号、11号、17号和23号菌株。第2类是麻褐色品系:18号菌株。其出菇密度大,簇生,多数集中在畦床边缘。菇体大小中等,外包被中等,不易开伞,颜色浅,可鲜销,亦可冻干或加工成罐头。要求高湿。第3类是鼠灰色品系:出菇密,簇生,多数集中在畦床边缘。菇体小,外包被薄,易开伞,颜色浅,可冻干或加工成罐头,包括6号和13号菌株。要求高湿。第4类是灰白色品系:15号菌株。出菇分散,数量少,菇体大,外包被较薄,易开伞,不建议推广。
图2 草菇23号出菇
图3 草菇5号出菇
图4 草菇2号出菇
图5 草菇23号小面积中试出菇
表5 供试草菇菌株子实体性状比较
草菇是高温型食用菌,其生长发育需高温高湿环境,且对环境的变化尤其是温度的变化非常敏感,栽培期都要控制温度28℃以上。另外,以秸秆为基质栽培草菇还存在生物转化率较低的问题,生物转化率在20%以下[3-4,8-9]。筛选出适于强碱性稻草生料栽培的耐低温草菇菌株,是在寒区推广稻草栽培草菇能否成功的关键。
研究以强碱性稻草生料添加发酵牛粪栽培草菇,比较分析供试草菇菌株菌丝生长、出菇能力和子实体性状,初步筛选出可在寒区推广的草菇菌株:2号(草菇1172)、5号(草菇V97)、11号(草菇9715)和23号(草菇V35)菌株,子实体鼠黑色,生物转化率高于23.33%;6号(草菇V106)、13号(草菇V9)和18号(大草32)菌株,子实体颜色浅,做冻干品或加工成罐头商品性好。