周 伟 凌 亮 郭 尚
(山西农业大学山西功能食品研究院,山西太原 030000)
香菇[Lentinus edodes(Berk.)Sing]又名香菌、冬菇、香蕈等,属于真菌界,担子菌亚门,伞菌目,口蘑科,香菇属。其营养含量丰富,味道独特,具有特殊香味,有低脂肪、高蛋白等营养特性,是世界上著名的药食同源真菌。香菇在我国栽培有近千年历史,目前中国是全球香菇生产和出口第一大国,香菇产量占全世界总产量的80%以上。随着脱贫攻坚的深入发展,香菇生产已成为帮助农民脱贫致富的重要途径之一[1-3]。
20世纪70年代初,随着香菇栽培技术的发展,我国开始由棉籽壳、木屑、玉米芯等代料栽培替代原来单一的段木栽培,香菇产能得到了极大提升,至20世纪90年代初取代日本成为世界第一香菇生产大国。随着我国香菇产业的持续发展,对棉籽壳、麸皮、玉米芯等栽培料的需求也越来越多,但棉花种植面积近年来却未得到大幅提高以及运输成本的不断增大,使香菇栽培面临的原料成本压力越来越大。同时,大田玉米秸秆、小麦秸秆、中药药渣及果木枝条等农业废弃物对未能充分利用大量丢弃造成环境污染。
为此,本文在总结归纳对前人研究成果的基础上,分析了新型培养料在香菇栽培中的应用情况,探讨了用新原料部分或全部取代传统的香菇培养料,旨在为有效缓解香菇栽培原料资源短缺的问题,促进食用菌产业可持续发展提供参考。
2019年,我国玉米产量达2.6亿t,由此产生了大量的玉米秸秆,是世界上秸秆资源最丰富的国家之一。目前,我国玉米秸秆的利用方式主要为秸秆还田、燃用、饲料等,主要存在利用效率较低、环境污染严重等问题。玉米秸秆富含营养,其中粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、碳水化合物、灰分含量分别为3.5%、0.8%、33.4%、42.7%和8.4%。陈黄曌等[4]以玉米秸秆取代木屑作为栽培料进行了香菇秋季袋栽试验,结果表明:以玉米秸粉35%,木屑45%,麸皮18%,石膏粉1%,碳酸钙1%为配方进行香菇秋季栽培,在香菇产量、生物学效率以及营养品质方面与普通木屑培养料配方的栽培效果无显著差异。夏敏等[5]开展了以玉米秸秆为栽培料栽培香菇的规模化生产试验,结果表明:培养料中玉米秸秆含量在60%左右时,产量与纯木屑栽培相差不多,经济效益最佳。王广慧等[6]以玉米秸秆替代木屑进行了香菇X6栽培试验,结果表明:以玉米秸秆粉62%、木屑26%、麦麸10%、蔗糖1%、石膏1%的配方,菌丝生长、转色程、产量与生物学效率均与以木屑为培养料的常规配方接近。黄小龙[7]以玉米芯、玉米秸秆、小麦秸秆为栽培料,在香菇的工厂化栽培中,每棒产鲜菇1.75kg,年产鲜菇100t,而且香菇出菇、转潮、菇型、产量都与普通木屑相比没有明显差距。从头潮菇只需50d,生物效率可达120%左右,菇质比木屑菇略高,口感区别不大,收菇期比木屑袋短。张美玲[8]以胡麻秸秆替代木屑进行香菇栽培配方筛选试验,结果表明:胡麻秸秆20%、阔叶木屑60%、麦麸12%、玉米面6%、石膏1.5%、过磷酸钙0.5%香菇菌丝的生长状况优,香菇子实体产量及质量高,生物转化率97.6%。赵超等[9]以玉米芯、玉米秸秆及稻草为栽培料进行不同配方栽培香菇,结果表明:以玉米芯为培养料配方碳源与氮源充足,菌丝生长状况好,子实体的较大、营养丰富、生物学效率较高;以玉米秸秆或稻草的培养料配方,C∕N比低,香菇菌丝生长速度慢、产量低。夏敏等[10]开展了以棉秆粉为栽培料栽培香菇的规模化生产试验,结果表明:棉秆粉完全代替木屑栽培香菇容易出现后期营养不足、散袋现象。在培养料中加入一定比例的木屑,菌丝生长加快,产量提高,花菇率增加,且木屑比例为20%左右时,产量最高,效益最佳。陈黄曌等[11]以棉秆屑部分替代木屑作为栽培主料进行香菇秋季袋栽试验,结果表明:以棉秆屑40%,木屑40%,麸皮18%,石膏粉1%、碳酸钙1%为栽培料在香菇菌丝生长速度、生物学效率以及子实体中粗多糖、粗蛋白含量方面与普通木屑培养料的栽培效果基本一致。
桑枝是蚕桑生产中最大的副产物,也是我国用来治疗风湿痹、痛关节肿痛等的传统中药材。桑枝富含粗蛋白质、纤维素、半纤维素、木质素,同时还含有钾、钙、镁等多种矿质营养[12]。徐建俊等[13]以杂木屑和桑枝屑为培养料,研究其对香菇产量和营养品质的影响,结果表明:桑枝屑栽培的香菇生物转化率、脂肪含量、多糖含量、纤维含量、粗蛋白质、矿质元素(钙、镁、铁、锌)比木屑的高,香菇产量、总氨基酸含量、必需氨基酸含量、重金属铅、矿质元素钾元素比杂木屑含量的低,在香菇营养性方面用桑枝屑栽培优于杂木屑栽培。陈金华等[14]开展了果桑枝条代替杂木行栽培香菇试验,结果表明:果桑枝条栽培料在菌丝生长速度、香菇子实体产量与营养品质方面均优于杂木屑栽培料,生物学效率与常规配方相比增加9.8%。用果桑枝条作为香菇的替代原料使桑树的果、枝、叶得到了综合利用,对于建设资源节约型农业具有重要意义。汪德宪等[15]开展了培养料添加桑枝屑栽培香菇试验,结果表明:桑枝屑添加比例大于50%时,香菇产量随着桑枝屑比例的增加呈降低变化;而添加桑枝屑比例小于50%时对香菇产量没有显著影响。徐剑波等[16]以废弃葡萄枝条为配方进行香菇栽培试验,结果表明:葡萄枝40%、杂木屑38%、麦麸20%、石膏1%、糖1%,香菇菌丝生长速度快,产量与生物学效率高于杂木屑栽培,以废弃葡萄枝条为配方栽培香菇,使农业废弃物变废为宝,既降低香菇生产成本,又减少了对环境的污染,对经济、社会和生态都有利。朱春弟等[17]利用桃树枝条栽培香菇,是农业废弃物利用继稻草—食用菌—废弃栽培料—芦笋,这一循环农业模式的又一次创新,即果木枝条—食用菌—废弃栽培料—果蔬,食用菌生产的废弃栽培料重新作为肥料还田,不仅使土壤获得改良,而且作物增产,是作物生产中的合理循环。李伟霞等[18]等利用废弃苹果枝代替木屑进行香菇栽培试验,结果表明:苹果枝木屑78%、麸皮20%、石膏1%、生石灰1%,在菌丝生长速度和生物转化率上是可行的。陈丽等[19]利用红豆杉剥皮枝条及木屑组成不同配方,进行香菇栽培试验,结果表明:以配方红豆杉渣39%、木屑39%、麸皮20%、红糖1%、石膏1%香菇产量最高,且香菇子实体中紫杉醇类化合物含量高达40mg∕kg。彭学文等[20]利用紫穗槐替代木屑栽培香菇试验,结果表明:最佳配方为:紫穗槐58%、杂木屑30%、麸皮10%、石膏1%、生石灰1%。该配方栽培香菇菌丝生长速度、产量与普通木屑配方培养料栽培基本一致。刘连成等[21]以意杨木屑和棉籽壳作为栽培料进行香菇栽培试验,结果表明:以意杨木屑52%、棉籽壳24%栽培香菇菌丝生长状况优,鲜菇产量高,生物学效率比对照(常规木屑配方)高2.45%,产投比为19.16。郑光耀等[22]以杨树木屑与杨树皮屑替代杂木屑进行香菇栽培试验,结果表明:用100%杨树木屑或100%杨树皮屑替代杂木屑栽培香菇,菌丝生长状况差,子实体产量低;用50%杨树皮屑与50%木屑栽培香菇,菌丝生长速度快,子实体产量与普通木屑基本一致。
2019年,我国白酒年产量达1414.6万t,白酒丢糟的产量达7020万t,且白酒产量呈现逐年增长的走势。杂木屑的价格是鲜丢糟的5倍多,利用白酒丢糟替代杂木屑生产香菇原料成本大大下降,酒企每年可创造可观的利润,生产香菇的栽培料还可用于饲料生产,进一步深化白酒丢糟利用率[23]。王锡琴[24]开展了油脂废渣在食用菌中资源化应用的研究,结果表明:香菇生长的培养基最佳配方为:油脂废渣40%、木屑53%、麦麸5%、硫酸镁1%、石膏1%。油脂废渣在5%~20%,菌丝生长加快,制种周期缩短,且在培养基质油脂废渣的最佳添加比例为10%。罗洁[25]将乌桕籽应用到以稻草代替木屑栽培香菇的试验中,结果表明,乌桕籽对产量、菌丝生长速度及粗脂肪含量提高方面有积极作用,乌桕籽对菌丝生长速度提高0.09cm∕d,子实体粗脂肪、不饱和脂肪酸含量分别提高3.32%、66.8%。陈秀炳等[26]利用油茶籽壳粉代替木屑、棉籽壳和麸皮栽培香菇试验中,其生物学效率达到78.98%,油茶籽壳培养料中的高比例粗蛋白能被香菇转化利用。畅凌冰等[27]利用丹参茎叶颗粒作为培养料栽培香菇,不同比例的丹参茎叶颗粒配方香菇菌丝洁白、杂菌感染率低、生长状况良好,菌丝生长速度、产量随着丹参茎叶颗粒比例的增加而减慢。陈德成等[28]利用银杏叶进行了试验栽培香菇,结果表明,在木屑中加入10%银杏叶杂菌感染率最低、香菇产量和营养品质最高、利润最大。从经济利润考虑,加入20%银杏叶具有一定的应用价值。黄文豪等[29]开展了银杏叶栽培功能型香菇配方试验,结果表明:菌丝在不同银杏叶比例中均能正常生长,但菌丝生长速度在银杏叶的比例超过一定量时,随着银杏叶比例的增加而降低,银杏叶小于20%时杂菌感染较低,产量都较高。但银杏叶比例≥30%,杂菌感染率高,香菇产量显著降低。王卫平等[30]以不同节木配方的培养料进行试验,结果表明:培养料配方木屑38%、芒萁19.5%、芒秆19.5%、麸皮10%、米糠10%,菌丝生长快、污染率低、转色早、产量稳定。
利用各种不同培养料替代木屑进行香菇栽培,国内外大部分学者主要注重的是菌丝生长状况、速度、污染率、香菇子实体产量、生物学效率等方面,而在风味和营养品质上没有统一的标准。香菇产品的口感质量和营养质量是产品的根本保证。
不同培养料栽培香菇时,容易出现菌丝生长速度慢、杂菌污染率高、菌丝生长状态差、转色时间过长、花菇率低、子实体畸形等问题。这些问题是造成香菇生产产量和品质低下的主要原因。这可能与不同培养料的碳源、氮源、矿质元素、维生素、生物大分子等差异有关,菌丝对培养料的适应能力不同。针对不同培养料对香菇生产影响的问题,今后还需要进一步探索栽培香菇的条件,选育高产优质菌株,筛选优质配方,使农业废弃物得以资源化利用,为食用菌生产开辟新的原料来源,缓解食用菌生产发展存在的原料供求关系之间的矛盾,从而有效地降低生产成本,提高栽培经济效益。