江 可 ,肖梦萍 ,陈明辉 ,翟志军 ,周健平 ,刘祈猛 ,宋海燕 ,胡殿明 **
(1.江西农业大学食药用菌工程技术研究中心,江西南昌330045;2.江西农业大学生物科学与工程学院,江西南昌330045;3.江西农业大学 作物生理生态与遗传育种教育部重点实验室,江西南昌330045)
秀珍菇(Pleurotus geesterani Singer)又名珍珠菇,隶属担子菌纲(Basidiomycetes) 伞菌目(Agaricales) 侧耳科 (Pleurotceae) 侧耳属 (Pleurotus)[1]。秀珍菇味道鲜美、清脆可口,富含蛋白质、纤维素、微量元素、多糖和黄酮等物质[2]。秀珍菇子实体中的真菌多糖具有较高的抗肿瘤和抗氧化作用[3-4],孙玉军等[5]发现秀珍菇多糖能保护D-半乳糖致衰的小鼠肝脏、大脑,推断秀珍菇多糖能提高机体抗氧化能力、增强免疫功能。
秀珍菇是木腐菌,对纤维素、半纤维素和木质素具有很强的降解能力[6]。目前,秀珍菇实际生产中常用主料为棉籽壳和木屑。随着近几年秀珍菇栽培规模扩大,生产原料的需求量也逐年上升。但自2008年起,全国棉花种植面积逐年减少[7],传统栽培原料棉籽壳供不应求,南方非产棉区棉籽壳价格大幅上升,秀珍菇栽培成本大幅度攀升;而大量砍伐林木获取木屑,也不符合可持续生态发展理念。因此,原料短缺、价格攀升已经成为制约秀珍菇产业发展的瓶颈之一[8]。
为缓解秀珍菇栽培料短缺的困境,研发新型秀珍菇栽培基质势在必行。因此,邓玲姣等[9]利用南方地区的优势资源木薯杆屑、木薯皮、桑枝屑、甘蔗渣等混合棉籽壳栽培秀珍菇,发现木薯杆屑、甘蔗渣适宜秀珍菇栽培,最高生物学效率达到64.70%。
Chen等[10]利用沼气池中浸泡后的水葫芦替代锯木屑栽培秀珍菇,其替代38%的锯木屑栽培效果最佳,生物学效率达到106.63%。
Wang等[11]利用芦笋杆栽培秀珍菇,子实体平均质量为232 g/袋,生物学效率达到66.3%。上述报道研究的培养料均能栽培秀珍菇,但均为地方特有农作物副产物,不适合大面积推广。而研究选取油菜秸秆、莲子壳和谷壳等南方主要栽培农业废弃物为主料栽培秀珍菇,以提供一种获取简便、产量高的新型秀珍菇栽培基质,可缓解秀珍菇栽培原料短缺、成本高的问题。
油菜秸秆、莲子壳和谷壳是我国南方常见农作物副产物,富含栽培秀珍菇所需的碳源和氮源。其中,油菜秸秆和谷壳含有丰富的纤维素、半纤维素和木质素等营养物质[12-13],莲子壳主要成分为纤维素和淀粉[14],能提供食用菌生长发育所需的能源物质。3种农业副产物取材简便、价格低廉、种植面积广,2015 年全国油菜种植面积约 7.5× 106hm2,水稻 3.0×107hm2;莲子仅江西省播种面积就达到1.5×104hm2[7]。虽然3种农业副产物产量高,但难以直接利用,其目前主要的处理方式为焚烧、填埋等,容易造成环境污染,破坏生态环境[15]。本实验室对农作物菌业化循环利用进行了持续研究,通过对以上3种原料进行了多种食用菌的栽培试验,发现不同食用菌对3种原料的转化率有很大差别[16-18]。因此,综合选择油菜秸秆、莲子壳和谷壳为主料,栽培秀珍菇,以进一步探索菌业化循环利用农作物副产物的新途径。
试验使用秀珍菇菌种来源于江西农业大学菌种保藏中心(JAUCC),菌株号为JAUCC1246。菌种首先进行PDA平板扩培,后转接至液体培养基(土豆200 g、葡萄糖 20 g,蛋白胨 1.5 g、KH2PO43.0 g、MgSO41.5 g,水 1 000 mL),160 r·min-1,28℃条件下培养 7 d~10 d。
试验以棉籽壳配方为对照,油菜秸秆、莲子壳和谷壳按照不同的比例与棉籽壳混合,共设置了6个栽培料配方,每种配方制作10个菌包,具体配方见表1。
表1 秀珍菇栽培配方Tab.1 The formula of Pleurotus geesterani cultivation
利用粉碎机将油菜秸秆粉碎成颗粒,莲子壳清水浸泡24 h,捞出、晾干表面水分。按表1配方中的质量百分比,称取各原料,加水搅拌均匀,基质含水量约65%,平均分装于规格14 cm×28 cm的聚丙烯菌袋中(平均干料质量,CK:363.6 g;配方1:230.8 g;配方 2:200.0 g;配方 3:300.0 g;配方4:300.0 g;配方 5:250.0 g;配方 6:250.0 g),121℃灭菌100 min。
菌包灭菌结束,冷却至室温即可进行接种,每个菌包接种20粒~30粒菌丝球。接种完成后将菌包转移至26℃养菌室,避光培养。
待菌丝生长稳定,每个菌包以接种点为圆心,设置2条垂直的直径线,分别测量4条线上菌丝生长1周的长度,同时记录菌丝的农艺性状及菌丝萌发至满袋的时间。
菌丝长满菌袋后,转移至出菇室进行催蕾,出菇温度为13℃~18℃,空气湿度85%~90%,孢子未弹射前适时采摘,分别记录每一袋菌包重量,只采集前三茬子实体用于称重及子实体农艺性状测量。
试验数据用Excel 2007进行整理,DPS 7.05和LSD法进行方差分析。秀珍菇平均生物学效率(BE,%)的计算公式为:
式中:Ffw为秀珍菇子实体鲜重(g);Sdw为基质干重 (g)。
以油菜秸秆、莲子壳作为秀珍菇栽培料,对菌丝浓密度和性状未有影响,菌丝长满菌袋的时间比对照配方提前1 d~2 d。随着配方中谷壳用量的增加,菌丝由浓密、粗壮逐渐转变为稀疏、细弱,菌丝长满菌袋时间也是相应的推迟3 d~5 d。秀珍菇菌丝生长数据见表2。
表2 秀珍菇菌丝生长数据Tab.2 The growth data of Pleurotus geesterani
由表2可知,以莲子壳为主料的栽培配方,秀珍菇菌丝生长速度高于对照;配方4菌丝平均生长速度最快,达 0.60 cm·d-1,高于对照 0.15 cm·d-1。配方3次之,菌丝平均生长速度为0.55 cm·d-1,比对照配方快0.10 cm·d-1。配方1和配方2两组菌丝生长速度相近,分别比对照配方快0.08 cm·d-1和0.06 cm·d-1。配方5和配方6两组菌丝生长速度均比对照配方慢,菌丝生长速度分别为0.34 cm·d-1和0.32 cm·d-1。
各试验配方均能成功长出秀珍菇子实体,见图1。不同配方栽培的秀珍菇子实体农艺性状见表3。
表3 不同配方对秀珍菇农艺性状的影响Tab.3 The effects of different formulations on agronomic characters of Pleurotus geesterani
由图1、表3可知,棉籽壳、油菜秸秆和莲子壳生产的秀珍菇菌盖大小差异不显著。随着油菜秸秆用量增加,子实体菌柄长度有上升趋势。莲子壳配方生产的秀珍菇菌柄直径略低于油菜秸秆和棉籽壳。不同配方栽培秀珍菇的产量和生物学效率统计见表4。
表4 不同配方栽培秀珍菇的产量和生物学效率Tab.4 The yield and biological efficiency of Pleurotus geesterani cultivated with different formulations
由表4可知,试验配方平均生物学效率皆高于对照配方(除配方6)。其中,配方2的三茬菇平均质量和生物学效率最佳,三茬菇平均质量为144.0 g/袋,平均生物学效率达到72%,约为对照配方的2倍。其次是配方1,三茬菇平均质量达115.8 g/袋,平均生物学效率为50.2%,比对照配方提高了13.5%。再者是配方4和配方5,三茬菇平均质量分别为144.1 g/袋和122.9 g/袋,平均生物学效率分别是48.0%和49.2%,高于对照配方11.3%和12.5%。
比较2、4和6三组配方栽培秀珍菇的效果,可发现三茬菇平均质量,配方2和配方4相等,是配方6的2倍。但分析平均生物学效率,配方2平均生物学效率是配方4的1.5倍,是配方6的3.0倍。
秀珍菇菌丝在不同基质中生长速度依次为:莲子壳>油菜秸秆>棉籽壳>谷壳。添加莲子壳和油菜秸秆的配方与对照配方相比,菌丝生长速度差异显著。莲子壳含氮量为4.18%,丰富的氮元素能明显促进菌丝生长[19];莲子壳半球形结构有利于液体菌种的渗透,又能增强空气流通、提高含氧量。当前研究表明[16,18,20],油菜秸秆对多种食用菌的菌丝生长均有促进作用,能显著缩短生产周期。谷壳配方(配方6)秀珍菇菌丝生长最差,这可能是因为谷壳吸水性较差,菌包灭菌后基质表面水分下渗至底部,形成积水,而上层培养料缺水,导致菌丝生长缓慢。各试验配方(除配方6)子实体产量与对照配方相差较小,而生物学效率高于对照配方。因此,采用油菜秸秆、莲子壳和谷壳为秀珍菇栽培基质,既能缓解秀珍菇栽培基质短缺问题,又能实现3种农业废弃物绿色降解,保护环境。当前利用农林废弃物栽培秀珍菇的生物学效率统计见表5。
表5 不同配方栽培秀珍菇的生物学效率Tab.5 Biological efficiency of cultivation of Pleurotus geesterani with different formulations
由表5可知,不同配方栽培秀珍菇的生物学效率差异很大,最高达106.33%,最低仅有42.70%。本研究得到的最佳配方,生物学效率达72.00%,优于表5中多数配方。Chen等[25-27]选用水葫芦为主料栽培秀珍菇,生物学效率高达106.63%。但水葫芦对重金属的吸附能力很强,利用水葫芦为主料栽培秀珍菇,可能会增加秀珍菇子实体中重金属的含量;而且水葫芦属于入侵物种,大规模栽培会严重危害水体环境[28]。曹本雄等[21]利用木薯杆屑为主料栽培秀珍菇,最高生物学效率达83.80%;吴登等[24]收集桑枝屑栽培秀珍菇,最高生物学效率为87.99%,均高于本次研究的最佳配方,但原料受产量及种植区域限制,无法大规模推广。覃宝山等[22]利用板栗苞壳栽培秀珍菇,但其生物学效率较低,仅有42.70%,远低于本研究最佳配方的生物学效率。郑向丽等[23]在木屑配方中添加花生秸秆,最高生物学效率有70.60%,但花生秸秆添加量仅有8%~10%,不能明显的改善秀珍菇栽培原料使用的状况。研究获得的最佳原料油菜秸秆,栽培面积广、获取简便,生物学效率较好;且本次栽培原料配方中油菜秸秆含量占75%,若大面积推广使用可以增加油菜秸秆废弃物利用率。
综上所述,油菜秸秆、莲子壳和谷壳3种基质均能成功栽培出秀珍菇子实体,其中最适合秀珍菇栽培的原料是油菜秸秆,以油菜秸秆栽培的秀珍菇,子实体产量高、性状优。研究栽培最佳配方为:油菜秸秆75%、麦麸16%、玉米粉5%、石灰2%、石膏2%,三茬菇平均质量为144.0 g/袋,平均生物学效率达72%。