马铃薯秸秆基质化栽培平菇研究

赵培强，郭鹏辉， 崔永峰

(1.甘肃省生态环境科学设计研究院，甘肃 兰州 730020；2.西北民族大学，甘肃 兰州 730000；3.甘肃省环境监测中心站，甘肃 兰州 733000)

1 引言

秸秆是农业生产中不可食用的副产品，主要包括植物的根、茎、叶[1]，秸秆中含有丰富的粗纤维、碳水化合物及碳、氮、磷、钾、钙、镁等微量元素[2，3]，秸秆广泛应用于工业生产、饲料加工、食用菌栽培及新能源开发等活动中，秸秆具有很高的开发利用价值，科学合理的开发利用可以带来良好的经济效益和社会效益[4]。但由于受制于秸秆开发利用技术水平的限制，目前秸秆资源没有得到充分的利用。

我国是传统的农业生产国，年产秸秆约8亿t，占全球秸秆产量的1/4，秸秆资源十分丰富[5]，但由于受开发技术限制，我国广大农村地区产生的秸秆多用于家畜饲料、取暖烧饭、秸秆还田等活动，不仅造成浪费，且对大气环境、土壤环境产生了污染[6～8]。

近年来，国内外研究学者对秸秆的开发利用研究主要围绕“五化”开展，即肥料化、饲料化、基料化、原料化、燃料化，其中“基料化”研究是秸秆开发利用前景最好，研究最多的[9]。目前国内报道最多的主要是秸秆基质化并栽培食用菌，如刘延芳等[10]研究利用油菜秸秆进行基质化，对4种常见的食用菌进行产量和活性分析，王春华等[11]等对黑龙江的马铃薯秸秆基质化技术进行了研究，李银平等[12]对大豆和花生秸秆基质化进行了探究。根据文献查阅，目前国内外对小麦、水稻、玉米、大豆、花生等秸秆基质化并栽培食用菌的报道较多，但对于马铃薯秸秆基质化并栽培食用菌的报道很少，介于目前国内外马铃薯基质化的研究较少，而且考虑到马铃薯在我国种植面积较广，秸秆量较大，因此，本课题以马铃薯秸秆为研究对象，进行基质化并进行了评估，分析其各项开发指标，为马铃薯秸秆的开发提供参考。

2 马铃薯秸秆概况

马铃薯(Solanumtuberosum)，别名土豆、洋芋等，属一年生草本植物[13]。马铃薯含有丰富的淀粉、蛋白质脂肪、粗纤维、钙、磷、铁等微量元素，营养价值十分丰富，可用于治疗胃痛、痄肋、痈肿、湿疹、烫伤，是和胃健中药和解毒消肿药，具有一定的药用价值[4]，副产品马铃薯秸秆中含有丰富的氮、磷、钾、钙、镁纤维素及半纤维素，可以制作药品、食品及作为家畜的饲料，具有很高的经济价值[15]。马铃薯秸秆是继小麦、马铃薯秸秆副产品之后产量比最高的产物，根据国内马铃薯产业发展的相关报道，马铃薯亩产2000 kg以上，马铃薯秸杆(鲜)产量系数一般是0.96系数，亩产马铃薯秸秆约1920 kg以上[16]。

我国马铃薯种植面积约1亿亩左右，马铃薯秸杆(鲜)按照马铃薯产量的0.96系数计算，全国马铃薯秸秆年产量约1.92亿t，马铃薯种植地主要在西北地区、东北地区、西南地区和内蒙古地区[17]。

3 材料方法及数据处理

3.1 材料

供试原料秸秆为甘肃省兰州市榆中县主栽的马铃薯秸秆和花菜尾菜，供试菌种为平菇(广温品种，奋发1号)，源于河南省周口市太康奋发菌业。

3.2 方法

3.2.1 培养基配方

试验中以马铃薯秸秆，花菜尾菜为原料，按照马铃薯秸秆和花菜尾菜质量比共设9个研究配方，1个配方以全棉籽壳为原料作为对照组，每个配方设置3组平行实验。前9个配方中均放棉籽壳20 g，木屑50 g，麦麸50 g，培养基配方具体见表1。

表1 培养基配方比一览

3.2.2 制作培养基

培养基的制作过程包括拌料、装袋、灭菌、冷却、接种、培养、观察记录、出菇期管理及指标测定共9个步骤，具体培养过程如下。

(1)拌料：尾菜晒干后，剪切成小块，浸泡12 h以上。按照(表1)的培养基配方，准确称量不同质量比花菜尾菜及棉籽壳、木屑、麦麸放入拌料盆中，加适量无菌水，绿霉净、石灰石膏，搅拌均匀，制作不同培养基。培养基的含水量控制在75%，酸碱度为8～9，培养基含水量对平菇生长具有重要影响，应保证平行处理。

(2)装袋：取耐高温出菇袋，一端用细线扎紧，将搅拌好的培养基填充进去，压紧贴壁，保持整体松紧度一致，将出菇袋另一端用细线扎紧，等待灭菌。

(3)灭菌：把装好培养基的出菇袋放入高温高压蒸汽灭菌锅， 121 ℃湿热灭菌2 h。

(4)冷却：将灭菌后的培养基放置无菌操作台，待其冷却至60 ℃以下。

(5)接种: 在无菌操作台进行接种，以无菌的报纸封口。

(6)培养：将接种好的培养基放入恒温恒湿培养箱m调节温度为20℃，湿度为80%。

(7)观察及记录数据：每天观察，分辨菌丝体的颜色、浓密程度、均匀程度、满袋时间以确定长势，从菌丝萌动后开始吃料时则定时测量并记录生长长度(每2 d对菌丝生长长度进行1次测量)，计算菌丝生长速度。

(8)出菇期管理：菌丝满袋后，温度调至25 ℃，湿度调至95%，揭开两端报纸，每天早晚各喷水1次，观察出菇情况，待平菇成熟，采摘子实体并称量，计算产量及生物学效率。

(9)指标测定：将各配方培养基中种植出的平菇干燥后保存，用于后期相关指标测定。

3.3 数据处理与分析

3.3.1 生物学效率计算

生物学效率采用如下公式[18]：

(1)

式(1)中，η-生物学效率(%)，M1-食用菌鲜重(g)，M2-所用培养料干重(g)。

3.3.2 灰份含量测定

灰份含量采用如下公式[19]：

(2)

式(2)中，X-样品中灰分的含量(%)，M1-坩埚和灰分的质量(g)，M2-坩埚的质量(g)，M3-坩埚和样品的质量(g)。

3.3.3 蛋白质含量测定

蛋白质含量测定采用如下公式[20]：

(3)

式(3)中，X—样品中蛋白质的含量(%)，C—盐酸标准溶液的浓度(mol/l)，V1—空白滴定消耗标准液量(mL)，V2—试剂滴定消耗标准液量(mL)，m—样品质量(g)， 0.014—氮的毫摩尔质量(g/mmol)，F—蛋白质系数。

3.3.4 含水量测定

含水量测定采用如下公式：

(4)

式(4)中：X—样品的含水量(%)，M1-烘干前样品的质量(g)，M2-烘干后样品的质量(g)。

4 结果与分析

4.1 不同培养基对平菇生长的影响

研究发现，马铃薯秸秆与花菜尾菜质量比为6∶4时，菌丝生长状况最好，菌丝生长速度最快，可达0.86 cm/d，马铃薯秸秆与花菜尾菜质量比为3∶7、5∶5和100%马铃薯秸秆时菌丝生长状况较好，菌丝生长速度在0.75～0.8 cm/d之间。马铃薯秸秆与花菜尾菜质量比为8∶2、7∶3、4∶6和100%棉籽壳时菌丝生长状况良好，菌丝生长速度在0.7～0.75 cm/d之间。马铃薯秸秆与花菜尾菜质量比为2∶8和100%花菜尾菜时菌丝生长速度最慢，分别为0.57 cm/d，0.60 cm/d(表2)。

表2 不同培养基对平菇生长状况的影响

4.2 不同基质培养基对平菇产量及生物学效率的影响

不同培养基栽培的平菇均只采摘前三茬，每种培养基每茬菇的产量(数值为重复组的平均值)，总产量，生物学效率均有明显差异。其中配方2、7、8、10生物学效率较高，超过了100%，其中配方2生物学效率最接近于对照组10，配方4的生物学效率最低，只有72.21%(表3)。

表3 不同培养基对平菇产量及生物学效率的影响

4.3 不同基质培养基对平菇灰分含量的影响

食用菌灰分的测定采用直接灰化法处理平菇，即在适当的温度下把待测物中的有机物质灼烧氧化，索残余的灰白色物质用分析天平称量至恒重，即得灰分的重量[21]。结果表明100%棉籽壳的培养基平菇的灰分含量最高，达5.47%，马铃薯秸秆与花菜尾菜质量比为8∶2、3∶7、4∶6、5∶5及100%花菜尾菜时灰分都高于4%，100%马铃薯秸秆灰分含量最低，为2.35%(图1)。

图1 不同培养基平菇灰分含量

4.4 不同基质培养基对平菇蛋白质含量的影响

测定采用凯氏定氮法，对平菇蛋白质含量进行测定，具体方法是在试样中加入浓硫酸，在催化剂作用下将含氮化合物转化为硫酸铵，然后在强碱性环境中蒸馏出氨，加入硼酸溶液使其吸收，再用标准酸溶液滴定，最后将测得的氨含量乘以蛋白质系数6.25，即得粗蛋白的含量[22]。结果表明：马铃薯秸秆与花菜尾菜质量比为8∶2和100%主料为马铃薯秸秆时平菇中的粗蛋白高达22.75%，超过了对照组平菇中的粗蛋白含量。马铃薯秸秆与花菜尾菜质量比为2∶8，3∶7，4∶6和100%花菜尾菜时蛋白含量仅10.92%(图2)。

图2 不同培养基平菇蛋白质含

4.5 不同基质培养基对平菇含水量的影响

平菇成熟后，采摘，置于干燥箱中(105 ℃，4 h)烘至恒重计算其含水量[23]。结果表明：100%马铃薯秸秆培养基栽培的平菇含水量最高，达88.32%，其余的都在70%左右，试验所设置的大部分培养基与对照组含水量相差不大(图3)。

图3 不同培养基平菇含水量

4.6 不同基质培养基对平菇营养价值的影响

采用Excel和SPSS 21.0统计软件对不同培养基栽培的平菇营养价值进行显著性分析,结果表明，传统培养方法对照组灰分最高，配方2～8蛋白质含量高于对照组，配方1、4、6、7、8、9含水量高于对照组(表4)。

表4 不同培养基对平菇营养价值的影响

5 结论

(1)利用马铃薯秸秆与尾菜按照一定的配方进行基质化，用于栽培食用菌平菇，其平菇生长效率、生物学效率、灰份含量、蛋白质含量均较高，部分配方生长效率、营养价值高于传统的平菇栽培方法，表明采用马铃薯秸秆和尾菜为原料进行基质化可以代替传统的平菇栽培。

(2)马铃薯秸秆与尾菜按照不同比例配方基质化，作为培养基对平菇生长指标的影响不同，研究方案中配方3、7、8对平菇菌丝生长状况、生物学效率较好，高于传统的对照组，配方2、8对平菇栽培营养价值较高，蛋白质含量高于传统的对照组，配方2、3、5、7、9对平菇生长灰分较高，接近于对照组。

(3)与对照组相比较，不同质量比的马铃薯秸秆与花菜尾菜搭配制作培养基可以用于栽培平菇，但对平菇生长状况的影响和营养指标有所差异，当培养基中马铃薯秸秆的质量高于花菜尾菜时，各项指标相对较高。因此，要选出最优培养基还需进一步开展试验。