王裕霞 廖焕琴 陈新宇 潘 文 张卫华 徐 放 曹广华
(广东省森林培育与保护利用重点实验室/广东省林业科学研究院 广州 510520)
竹荪(Dictyophora indusiata) 又名竹笙、竹参、仙人伞、网纱菇等,为竹荪属(Dictyophora)[1]名贵大型食用菌,味道鲜美、脆嫩爽口,富含粗蛋白、多糖、维生素等营养物质,尤其是含有21 种氨基酸,其中包括8 种人体必需氨基酸,而且还能散发多种挥发性成分,使其具有独特的气味,是人们喜欢的美味佳肴。竹荪不仅具有食用价值,还具备相当高的药用价值,其具有抗肿瘤[2]、抗氧化[3]、调节免疫以及降血脂[4]等功效,在国际市场上享有很高的声誉,拥有广阔的发展前景。
虽然国内外关于竹荪化学成分、生物活性、药理和保健作用的研究不少,为竹荪开发成医药产品、保健产品和天然防腐剂等提供了科学依据,也不乏有关竹荪在食品、药品、保健品、化妆品等方面的应用发明专利,但目前并未开发出商品,主要还是作为真菌食用。
传统方式林下种植竹荪存在病虫害较严重、采收不方便、不易管理以及生产效率不高等问题。包金亮等[5]对传统竹荪栽培步骤进行了优化,将原有的13 道工序缩短为9 道(备料—搅拌—装袋—灭菌—播种—培养—覆土—出菇—采收),缩短了栽培周期,提高了经济效益。兰云龙等[6]研究认为,生料畦栽法和菌丝压块法不适用于红托竹荪的栽培,而菌棒栽培法抗逆性强、产量高,栽培红托竹荪获得成功。应国华等[7]在低海拔竹林下采用菌棒栽培红托竹荪,认为只要栽培季节、菌棒配方及栽培管理技术把握得当,可以取得高产稳产(干红托竹荪产量约0.16 kg/m2),栽培技术具有很好的推广价值。本项目组的研究已表明[8],在改良的配方基质中当添加0.5~4.0 mg/kg 的外源硒时,可促进菌棒菌丝体生长,而且在培养基质中添加适量的外源硒肥对提高棘托竹荪菌丝体先端谷胱甘肽过氧化物酶活性有显著作用,可以提高菌种的生长活性与抗逆能力。
本研究通过在竹林下开展竹荪富硒菌棒覆土栽培试验,研究不同基质配方与硒浓度处理及菌棒不同覆土方式对竹荪产量和品质影响,以期找出高产优质的竹荪菌棒栽培技术。
试验地设在广东省林业科学研究院科研基地的小叶龙竹林下,基地位于北纬23°11′54″、东经113°22′19″,地处亚热带沿海,属海洋性亚热带季风气候,具有温暖多雨、光热充足、夏季长、霜期短的特征。全年平均气温22.8 ℃,年均降雨量2 033.5 mm,年均降雨天数152 d,年均日照长度1 752.9 h,年均相对湿度77%。
供试菌株为棘托竹荪D-古优1 号,引自福建古田;硒肥为郑州普天农业科技有限公司生产的“硒时代”高效硒肥。
常规基质配方(A):木糠80%,麦麸18%,石灰粉1%,石膏粉1%;改良基质配方(B):木糠60%,棉籽壳19%,米糠19%,石灰粉1%,石膏粉1%。栽培覆土:黄心土与木糠的混合土。
2.2.1 富硒菌棒配方对比栽培试验
试验设6 个处理,分别为:常规基质配方不添加硒肥 (A0),改良基质配方不添加硒肥(B0) 以及改良基质配方添加硒肥至含硒质量分数分别为0.5 mg/kg (B0.5)、1.0 mg/kg (B1)、1.5 mg/kg (B1.5)、2.0 mg/kg (B2)。
按上述配方把各种材料混合拌匀后,加水调整基料的含水量至70%,同时按试验处理的需要加入硒肥至所要求的浓度。将拌好的基质堆沤20~24 h 后,用22 cm × 38 cm 的聚丙烯塑料袋装袋,每袋装约2.0 kg 的基质。基质pH 值约为6.5。每个处理菌袋数为100 袋,共600 袋。100℃下常压灭菌16 h。待菌袋温度降至室温后无菌接种。接种后菌棒培养50 d,大部分菌丝已长至满袋,此时在各处理中选取生长较为均匀的菌棒各60 棒进行林下栽培对比试验。
在郁闭度约为0.7 的小叶龙竹林内选取平缓的场地建畦,土壤为沙质壤土,pH 值约为6.0。按完全随机区组试验设计,设6 个处理3 个重复共设18 块畦床,每畦为1 个试验处理,畦床长3.0 m、宽1.1 m,种植20 个菌棒共40 kg 的菌种。将20 个菌棒脱袋后按每列10 棒分2 列平铺于畦床表面,列间距约30 cm,覆盖上厚3~5 cm的黄心土与木糠的混合土(每个处理木糠用量为干质量18 kg),形成双列龟背形畦床。最后在畦床上搭建高约0.8 m 的小拱棚覆膜以保证温湿度,并在小拱棚内均匀布装微喷设施。
试验期间保持畦床覆土湿润,小拱棚内空气湿度控制在菌丝体生长期为70%~90%、在子实体成熟期为90%以上。2020 年5 月下旬种植,7月上旬竹荪子实体开始开裙产出。
2.2.2 菌棒覆土方式栽培试验
按2.2.1 中方法制作基质,配方B1 菌棒500个,待菌丝长至满袋后选取其中生长较为均匀的菌棒360 个进行林下菌棒覆土方式栽培对比试验。试验场地条件同2.2.1。设3 个不同覆土方式处理,3 个重复。处理1 为双列龟背形,处理2 为三列浅沟形,处理3 为三列平面形。畦床长4.5 m、宽1.1 m,每块畦床为1 个处理,双列、三列分别种植30 个和45 个菌棒,每列15 棒。将菌棒按双列(处理1) 或三列(处理2、3) 排列于畦床表面,双列者列间距约30 cm,三列者列间距约18 cm。以黄心土与木糠混合土(每个处理木糠用量为干质量27 kg) 覆盖菌棒表面,覆土厚3~5 cm。最终分别形成双列龟背形、三列浅沟形及三列平面形3 个不同覆土方式处理的畦床。
种植后管理方式同2.2.1。2020 年6 月下旬种植,8 月上旬竹荪子实体开始开裙产出。
2.3.1 不同基质配方菌棒栽培对比试验
菌棒种植后,观察菌丝生长状况、菌蕾原基形成时间、竹荪开裙时间,并于7 月初至8 月底于清晨摘取当天即将开裙的成熟竹荪蛋并记录数量。同时在产出盛期从各处理中选取中等大小的成熟竹荪蛋各60 个分别进行称重,以获得各处理竹荪蛋的平均质量。于产出盛期内取样检测硒元素含量,计算基质生物转化率(即:子实体鲜质量/基质干质量) 及外源硒肥硒元素转化率(子实体硒含量/基质外源硒含量)。于9 月中旬后对A0、B0、B1 各处理分别取个体大小均匀、生长状态良好的新鲜竹荪蛋与开裙竹荪(含菌柄及菌裙) 各3 个检测硒元素、粗蛋白及粗多糖含量。统计各处理竹荪产量与硒含量数据。
2.3.2 菌棒覆土方式栽培试验
于8 月初及8 月底调查所有处理长出的竹荪子实体数量,计算各处理竹荪产量和基质生物转化率。
蛋白质含量测定:参照《食品中蛋白质的测定》 (GB 5009.5—2016)[9]。粗多糖含量测定:参照《食用菌中总糖含量的测定》(GB/T 15672—2009)[10]。硒元素含量测定:参照《食品中多元素的测定》 (GB 5009.268—2016)[11]。水分含量测定:参照《食品安全国家标准 食品中水分的测定》 (GB 5009.3—2016)[12]。
应用Microsoft excel 2016 软件对原始数据进行整理与绘图。利用R 语言[13]“agricolae”程序包进行单因素方差分析,并采用Duncan 法进行检验差异显著性分析。
不同配方及硒含量基质处理所产出的竹荪子实体数量情况如图1。可见,常规基质配方(A0) 产出的数量最少,改良基质配方产出数量明显增加,改良基质配方添加硒肥后所有处理的产出数均显著增加,而且随着基质中硒浓度的增加,竹荪产出数量逐渐增加,在添加硒质量分数1.5 mg/kg (B1.5) 时达到最大值,然后又有所降低。说明不同基质配方及硒浓度竹荪菌棒在林下进行埋棒覆土栽培,产出子实体数量有所不同。
图1 不同基质及硒浓度处理的菌棒产出竹荪子实体数量Fig.1 The fruit body number of D. indusiate generated from the sticks treated with different matrix and selenium contents
方差分析结果显示,各处理间的差异达极显著水平(P<0.01);多重比较结果表明,处理B1.5 位于最大值,处理B1 与B1.5 及B2 间无显著差异,处理B0.5 与各处理间均有显著差异,处理B0 及A0 与各处理间亦有显著差异,B0 处理所产出子实体数量比A0 处理增加了51.9%。说明采用合适的基质配方及硒浓度可以明显增加竹荪菌棒林下栽培产出子实体的数量。
在竹荪产出盛期取样称重,获得各处理竹荪子实体个体平均质量,计算得到各处理竹荪总产量及子实体生物转换率(表1)。可知,各处理竹荪子实体产量分别为6.81、10.24、21.8、27.64、29.54、26.14 kg,其中处理A0 最低,处理B0 比A0 增加了50.4%,说明改良基质配方与常规配方相比具有明显增产效果;在改良基质配方中添加硒浓度为0.5~2.0 mg/kg 时均可明显增加竹荪子实体产量,其中处理B1.5 产量最高,比B0 增加了195.30%。结果表明在菌棒基质中添加合适浓度的硒肥可较大程度地提高竹荪子实体产量及生物转化率。
表1 不同基质配方及硒浓度处理的竹荪子实体产量及生物转化率Tab.1 The fruiting body yield and biotransformation rate of D. indusiate treated with different matrix and selenium contents
表2 表明,在6 个处理中,第1 潮竹荪花硒含量以B2 最高、为9.79 mg/kg,B1.5 次之、为9.05 mg/kg,均显著高于除B1 之外的其他处理,B1 为8.05 mg/kg、显著高于A0 的1.54 mg/kg 和B0 的2.58 mg/kg。A0 与B0 处理为最低且二者间无显著差别。比较B0.5、B1、B1.5、B2 处理中第2 潮竹荪花含硒量可见,处理B2 和B1.5 最高,均显著高于处理B0.5,且与处理B1 差异不明显。考察各处理的硒转化率指标发现:第1 潮竹荪花硒转化率处理B1 最高、为10.93%,处理B0.5为10.17%,显著高于处理B2 的5.99%,处理B1.5、B0.5、B1 三者间无显著差别;第2 潮竹荪花硒转化率处理B1.5 最高、为5.19%,处理B0.5 最低、为2.79%,处理B1.5、B1、B2 间三者间无显著差别;综合第1、2 潮竹荪花硒转化率可见,处理B1 最高、为15.36%,处理B1.5、B1分别为13.65%、12.97%,处理B2 最低、为9.70%,表明在改良基质配方添加硒质量分数为0.5、1.0、1.5、2.0 mg/kg 4 个浓度处理中,添加1.0 mg/kg 处理的菌棒产出竹荪花硒转换率最高。
表2 菌棒不同基质配方及硒浓度处理竹荪花硒含量与硒转化率Tab.2 The selenium content and transformation rate in flowers of D. indusiate treated with different matrix and selenium contents
对A0、B0、B1 处理的竹荪蛋与竹荪花分别进行硒元素、粗蛋白、粗多糖含量测定,结果如图2。可见,在B0、B1 处理中竹荪花硒含量比竹荪蛋分别高5%及26%。B1 处理竹荪蛋及竹荪花硒含量明显高于其他2 个处理。B1 处理竹荪蛋及竹荪花粗蛋白含量均高于其他2 个处理,A0 处理竹荪蛋与竹荪花粗蛋白的含量最低;3 个处理的竹荪蛋粗蛋白含量高于竹荪花,其中B1 处理竹荪蛋粗蛋白量高达36.2 g/100 g,是竹荪花的1.51 倍。B1 处理竹荪蛋与竹荪花粗蛋白含量分别是A0 处理竹荪蛋的1.71 和1.41 倍。B0 处理竹荪蛋与竹荪花的粗蛋白含量是A0 处理的1.21和1.29 倍。说明改良基质配方有利于竹荪蛋及竹荪花中粗蛋白的形成,并且在基质中加入硒质量分数1.0 mg/kg 的硒肥,可以明显增加竹荪子实体中粗蛋白的含量。
图2 不同基质处理菌棒竹荪蛋与竹荪花硒元素及主要营养成分含量Fig.2 The content of selenium and main nutrients in eggs and flowers of D. indusiate treated with different matrix
A0、B0、B1 处理竹荪蛋的粗多糖含量均高于竹荪花,其中B0 处理竹荪蛋粗多糖最高为39.0 g/100 g,是其竹荪花的1.61 倍,且分别是A0 及B1 处理竹荪蛋的4.81 和1.35 倍;B0 及B1处理竹荪花中粗多糖含量大体相同,均约为A0处理的3.5 倍,说明B0 处理的基质配方对提高竹荪蛋中粗多糖的含量有极显著的效果。
由表3 可见,3 种覆土方式的每个菌袋第1潮长出的竹荪蛋平均个数以双列龟背形及三列浅沟形处理较多,显著高于三列平面形覆土方式。而双列龟背形与三列浅形处理间差异不明显。整个产出期内每个菌棒平均竹荪蛋产量以双列龟背形最高,为1.40 kg,三列平面形处理最低,前者是后者的1.56 倍,单位面积平均产量以三列浅沟形处理最高、为10.27 kg/m2,其分别是三列平面形及双列龟背形处理的1.26 倍和1.22 倍。双列龟背形与三列平面形2 个处理间产量差异不明显。说明在竹林下采用三列浅沟形菌棒覆土栽培模式,可以提高单位面积林地竹荪子实体产量。
表3 菌棒不同覆土方式处理竹荪蛋产量与生物转化率Tab.3 The egg yield and biotransformation rate of D. indusiate treated with different casing method
3 个处理中以双列龟背及三列浅沟形处理的生物转化率较高,分别为93.0%及94.14%,是三列平面形处理的1.24 及1.26 倍。说明双列龟背形及三列浅沟形覆土方式比三列平面形覆土方式更有利于林下竹荪菌棒栽培达到丰产的目的。
1) 不同基质配方对竹荪菌棒竹林下覆土栽培的产量有显著影响,本试验采用改良基质配方制作的菌棒产出竹荪子实体个数及个体质量分别比常规配方提高了51.9%和50.4%。
2) 基质添加不同硒肥浓度对竹林下竹荪菌棒覆土栽培产量有明显影响。在质量分数低于2.0 mg/kg 时,竹荪子实体产量随着硒浓度的增加而逐渐增加,在浓度为1.5 mg/kg 时达到最大值后,在2.0 mg/kg 时有所降低。基质中添加硒质量分数1.5 mg/kg 硒肥比不添加硒肥产量提高了195.3%。已有相关研究指出,基质中适宜浓度的硒对食用菌的生长有促进作用,可以显著提高期子实体产量[14-15]。本研究结果表明,基质中外源硒添加量在2.0 mg/kg 以内是丛生竹林下竹荪富硒菌棒覆土栽培比较合适的浓度。
3) 基质中添加硒质量分数为1.0~2.0 mg/kg的硒肥可以较显著地提高竹荪花的硒含量,其中干物质中硒含量平均值从约2.5 mg/kg 提高到8.05~13.3 mg/kg,外源硒利用率达到9.7%~15.36%。在其他种类富硒食用菌栽培中,子实体中硒含量与硒加入量呈正相关[16-19],本试验结果亦表现出这一规律性。
4) 不同基质配方对竹荪蛋与竹荪花中粗蛋白及粗多糖含量有明显影响。改良配方竹荪蛋与竹荪花的粗蛋白含量是常规配方的1.21 和1.29 倍,其粗多糖含量是常规配方的4.81 及3.51 倍。
5) 改良配方基质中添加硒质量分数为1.0 mg/kg 的硒肥,与不添加硒肥相比较,竹荪蛋与竹荪花中蛋白质的含量分别增加40.9%和14.3%。改良配方基质中添加硒质量分数为1.0 mg/kg 硒肥后,产出竹荪蛋中粗多糖含量下降了26.2%,竹荪花中的粗多糖含量几乎不变。梁英等[20-21]报道富硒木耳及香菇子实体中粗蛋白含量明显提高,胡国元等[22]报道金针菇富硒培养可提高菌丝多糖含量。赵镭等[23]报道硒可以明显提高灵芝中多糖、蛋白质的含量。本试验显示,竹荪蛋硒含量为7.7 mg/kg 时其粗多糖含量有所下降,具体原因有待进一步研究探讨。
6) 三列浅沟形和双列龟背形2 种覆土方式有利于竹荪菌棒林下栽培产量的增加。双列龟背形覆土方式提高了单个菌棒的竹荪产量,三列浅沟形覆土方式则可增加单位种植面积的产量,双列龟背形和三列浅沟形两者间基质的生物转化率大体一致,均超过了90%。