利用葡萄枝屑、桑枝屑栽培白参菌、秀珍菇的研究

方志荣，林 静，清 源，姜 英

(1.西昌学院资源与环境学院，四川 西昌 615013；2.西昌学院攀西特色作物研究与利用四川省重点实验室，四川 西昌 615013)

白参菌(Schizophyllumcommuner)别名裂褶菌、白花、白参，真菌植物门真菌裂褶菌(Schizophyllqaeae)的一种食药兼用的珍稀菇菌，是中温型木腐菌，能很好地分解纤维素和木质素，并且它能够在含有葡萄糖、纤维素、半纤维素和木质素的基质上良好生长[1]。秀珍菇(Pleurotusgeesteranus)别名凤尾菇，在分类学上属于真菌门、担子菌纲、伞菌目、侧耳科、侧耳属真菌,口感鲜美，营养丰富，有“菇中极品”的美誉，是目前人工栽培具有商业价值的珍贵菌种[2]，生长所需的营养物质均要从栽培料中获取。栽培白参菌和秀珍菇通常利用棉籽壳或者高粱壳、玉米芯、杂木屑和各种农作物秸秆作为主料[3-4]。2021年种植食用菌的木屑、玉米芯价格上涨，食用菌种植成本增加，急需寻找新的替代品。

凉山州立体气候明显，适合多种经济作物的生长。如宁南县2016年桑园面积达14666.7 hm2，西昌市2019年葡萄种植面积逾6666 hm2，随着乡村振兴的推进，种植面积将进一步扩大，随之产生大量的枝屑废弃物。目前大部分枝屑都是直接还田，少部分作为燃料供农户自用。虽然枝屑还田短期内在一定程度上可以改良土壤的物理性质与土壤内部的生态环境，增加土壤微生物的多样性，提高耕地的生产力。但由于废枝屑结构复杂，碳/氮比高，不易降解，从长远角度看，将影响土壤墒情和耕作。此外，未腐烂的枝屑将大量的致病菌和虫卵带入土中，造成致病菌和虫卵大量繁衍，给葡萄树和桑树的生长带来不利的影响。如果合理利用这些废枝屑，不但可以降低种植食用菌的成本，也能提高废弃物的利用率，变废为宝，实现资源的合理利用。有关测定表明，葡萄枝屑含粗蛋白5.57%，粗纤维64.38%，粗灰分3.81%，有机质77.35%，也含有丰富的钾、钙等矿质元素[5];桑枝屑含粗蛋白5.44%，纤维素51.88%，半纤维素23.02%，木质素18.18%，粗灰分1.57%，同时也含有钾、钙、镁等矿质元素[6]。大量研究表明可采用葡萄枝屑和桑枝屑作为基质栽培食用菌[7-13]。利用葡萄枝屑栽培白玉菇[7]，平菇[4]，杏鲍菇[8-9]、香菇[10]；利用桑枝屑生产猴头菇[11]、平菇[12]、香菇[13]利都已获得成功。但是目前利用葡萄枝屑或者桑枝屑栽培白参菌和秀珍菇的报道尚少，本研究以葡萄枝和桑枝为栽培主料，研究不同培养料中白参菌、秀珍菇胞外酶活性、生物学转化率及营养成分的差异，以期为生产上利用葡萄枝和桑枝栽培白参菌和秀珍菇提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

白参菌菌种、秀珍菇菌种购于贵州习水县食用菌研究所，葡萄枝屑和桑枝屑购于冕宁县农户。

1.2 试验设计

试验选择农户种植秀珍菇最常用的基质配方作为对照(CK)，用葡萄枝屑和桑枝屑替代玉米芯，3种处理的基质配方如下：配方1：葡萄枝屑50%+高粱壳30%+麦麸16%+石灰1%+石膏2%+蔗糖1%；配方2：桑枝屑50%+高粱壳30%+麦麸16%+石灰1%+石膏2%+蔗糖1%；配方3(CK)：玉米芯50%+高粱壳30%+麦麸16%+石灰1%+石膏2%+蔗糖1%。每个配方栽培100袋。胞外酶和营养成分测定每次从不同配方的选取3袋，鲜菇产量选取10袋测定。

1.3 菌棒制作及栽培管理方法

制作菌棒时，按照上述配方比例称取原材料，拌料均匀，采用16cm×32cm的聚乙烯袋装袋，每袋500g(干料)。按常规方法进行菌丝培养及出菇管理。

1.4 生物学相关指标及酶活性测定

1.4.1 营养生长阶段相关指标测定 采样：每一个配方随机选取3袋样品，测定营养生长期菌丝体CMC-Na酶、半纤维素酶、漆酶、淀粉酶、过氧化物酶的活性。

粗酶液的提取：20g发菌料加蒸馏水100mL，25℃下浸提4h，过滤后，4000转/min离心10min，上清液即为粗酶液。另取20g发菌料于80℃的鼓风干燥箱中烘干至恒重,采用上述方法提取上清液作为对照[14]。

CMC-Na酶活性的测定采用DNS比色法[15]。CMC-Na酶的活力单位为：在50℃的条件下反应1min产生相当于1μg分子葡萄糖的还原糖的酶量。

半纤维素酶的测定采用DNS比色法[16]。半纤维素酶的活力单位为：在50℃的条件下反应1min产生相当于1μg分子葡萄糖的还原糖的酶量。

漆酶的测定采用邻甲苯胺氧化法[14]。定义漆酶活力单位：1g干物质中的酶含量单位时间内使OD600值改变0.01定义为一个活力单位。

淀粉酶的测定采用DNS比色法[17-18]，定义淀粉酶活力单位：1g干物质与底物反应1min释放1μg葡萄糖定义为一个活力单位。

过氧化物酶的测定采用愈创木酚法[19]，定义过氧化物酶活性单位：1g干物质中的酶含量单位时间内使OD470值改变0.01定义为一个活力单位。

1.4.2 生殖生长阶段相关指标测定 生殖生长阶段胞外酶活性的测定：按照上述方法采集发菌料，测定第一茬菇和第二茬菇菌丝体和子实体阶段胞外酶CMC-Na酶、半纤维素酶、漆酶、淀粉酶、过氧化物酶的活性。

1.4.3 子实体产量和营养成分测定 待白参菌和秀珍菇子实体七八分成熟采收。记录每个配方下白参菌和秀珍菇的单袋第一茬菇鲜菇产量和第二茬菇鲜菇产量，同时计算不同配方第一茬菇和第二茬菇的生物学效率，采集第一茬菇和第二茬菇进行干物质、总糖和粗蛋白的分析。

生物学效率(%)=鲜菇重(g)/干料重(g)×100%[20]

每个配方采集10个子实体，记录子实体的鲜重，将其放入鼓风干燥箱中105℃烘10min，后在80℃的条件下烘干至恒重，测其干物质含量。将烘干后的子实体粉碎，过10目筛，材料用于测定粗蛋白和总糖含量。粗蛋白含量的测定：采用纳氏比色法[21]。总糖的测定：采用蒽酮比色法[22]。

1.5 数据统计与分析

利用SPSS 23.0对胞外酶活性和子实体营养成分进行方差分析，并用LSD进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同配方对白参菌和秀珍菇各个生长阶段胞外酶活性的影响

在白参菌、秀珍菇的生长发育过程中，菌丝体会产生羧甲基纤维素酶、半纤维素酶、漆酶、过氧化物酶、淀粉酶等分泌到菌丝体外将培养料中的纤维素、半纤维素、木质素、淀粉、果胶等大分子物质水解成小分子物质供菌丝体、子实体吸收和利用。

不同配方对白参菌第一茬菇不同生长阶段胞外酶活性的影响见表1。羧甲基纤维酶是一类将纤维素分解为葡萄糖的酶，各处理在菌丝体、原基、子实体生长阶段羧甲基纤维素酶的活性大小的顺序为：子实体阶段>原基阶段>菌丝体阶段。CK羧甲基纤维素酶的活性显著高于配方1和配方2，配方1羧甲基纤维素酶的活性显著高于配方2。半纤维素酶可将半纤维素分解为五碳糖、六碳糖和糖醛酸，各处理在菌丝体、原基、子实体生长阶段羧甲基纤维素酶的活性大小的顺序为：菌丝体阶段>原基阶段>子实体阶段。CK半纤维素酶的活性显著高于配方1和配方2，配方1半纤素酶的活性显著高于配方2。漆酶和过氧化酶是木质素分解相关的酶，可将木质素分解为复杂的小分子化合物，各处理漆酶活性的大小表现为配方3(CK) >配方1>配方2。在原基生长阶段，漆酶的活性达到最高值，在子实体生长阶段漆酶活性下降。各处理漆酶活性的大小表现为配方3(CK) >配方1≈配方2。在原基生长阶段，过氧化物酶的活性达到最高值，在子实体生长阶段漆酶活性下降。淀粉酶可将小分子的碳水化合物分解为葡萄糖，各处理在菌丝体、原基、子实体生长阶段淀粉酶活性大小的顺序为：菌丝体阶段>原基阶段>子实体阶段。CK淀粉酶的活性显著高于配方1和配方2，配方1半纤素酶的活性显著高于配方2。

表1 不同配方对白参菌第一茬菇不同生长阶段胞外酶活性的影响

不同配方对秀珍菇第一茬菇不同生长阶段胞外酶活性的影响见表2。各处理在菌丝体、原基、子实体生长阶段羧甲基纤维素酶的活性大小的顺序为：子实体阶段>原基阶段>菌丝体阶段。CK羧甲基纤维素酶的活性显著高于配方1和配方2，配方1羧甲基纤维素酶的活性显著高于配方2。各处理在菌丝体、原基、子实体生长阶段羧甲基纤维素酶的活性大小的顺序为：菌丝体阶段>原基阶段>子实体阶段。CK和配方2半纤维素酶的活性显著差异，二者显著高于配方1。各处理在菌丝体、原基、子实体生长阶段羧甲基纤维素酶的活性大小的顺序为：菌丝体阶段>原基阶段>子实体阶段。各处理漆酶活性的大小表现为配方3(CK) >配方2>配方1。配方1菌丝体、原基、子实体生长阶段过氧化物酶无明显的变化，配方2、CK菌丝体和原基阶段过氧化物酶无明显变化，但在子实体阶段过氧化物酶达到最大值，CK的过氧化物酶活性在子实体阶段显著高于配方2。各处理淀粉酶活性的大小表现为配方3(CK) >配方2>配方1。在原基阶段淀粉酶的活性最低，在子实体阶段淀粉酶活性有所上升，但活性仍低于菌丝体阶段。

表2 不同配方对秀珍菇第一茬菇不同生长阶段胞外酶活性的影响

2.2 不同配方对白参菌和秀珍菇生物学效率和营养成分的影响

由表3可知，在不同栽培配方下，白参菌和秀珍菇生长所需时间都不同。在3个配方中，配方3白参菌的菌丝满袋时间、形成原基时间、现蕾时间和第一次采收时间最短，其次是配方1。配方3秀珍菇的菌丝满袋时间、形成原基时间、现蕾时间和第一次采收时间最短，其次是配方2。结果表明：利用葡萄枝屑作为主料栽培白参菌生长时间比利用桑枝屑作为主料栽培的更短，但是利用桑枝屑作为主料栽培秀珍菇生长时间比利用葡萄枝屑作为主料栽培的更短。

表3 不同配方对白参菌和秀珍菇生长时间的影响

由表4可知，白参菌第一茬菇、第二茬的鲜菇产量、生物学效率、干物质、总糖和粗蛋白含量在不同配方中均具有显著差异。在3个配方中，配方1的第一茬菇的产量和生物学效率高于配方2，干物质和总糖含量最高的均是配方1，配方1的粗蛋白含量高于显著配方2，但低于配方3(CK)。配方1的第二茬菇的产量和生物学效率也高于配方2，仅次于配方3(CK)，第二茬菇配方1的总糖含量最高，粗蛋白含量也显著高于配方2，但低于配方3(CK)。结果表明：利用葡萄枝屑种植的白参菌鲜菇产量、生物学效率和粗蛋白显著高于桑枝屑种植的白参菌。

表4 不同配方对白参菌生物学效率和营养成分的影响

在不同配方中秀珍菇第一茬菇、第二茬菇的鲜菇产量、生物学效率、干物质、总糖、粗蛋白含量具有显著差异(见表5)。在3个配方中，配方2的第一茬菇的鲜菇产量和生物学效率高于显著配方1，低于配方3(CK)。配方2的第二茬菇鲜菇产量和生物学效率在3个配方中是最高的。干物质含量最高的是配方2，其次是配方3，但是配方2与配方3差异不显著，配方3总糖含量显著高于配方1和配方2，配方2的粗蛋白含量最高。第二茬菇配方2的鲜菇产量和生物学效率由于其它2个配方，干物质含量低于其它2个配方，总糖和粗蛋白含量由于其它2个配方。结果表明：利用桑枝屑种植的秀珍菇的鲜菇产量、生物学效率和粗蛋白显著高于葡萄屑种植的秀珍菇。

表5 不同配方对秀珍菇生物学效率和营养成分的影响

3 结果与讨论

不同配方栽培白参菌和秀珍菇的结果表明，由于配方的差异导致胞外酶活性、生物学效率、粗蛋白等出现差异。研究表明，食用菌胞外酶活性的大小影响其自身的分解能力[23]。同时也有研究表明，不同的栽培配方，由于生长环境营养物质的不同，对酶活性大小影响较大，但对变化趋势影响较小[19]。葡萄枝屑和桑枝屑含有丰富的纤维素和半纤维素等大分子营养物质，但是不能直接被食用菌吸收利用，只有通过其自身分泌的相应胞外酶将其大分子物质分解成葡萄糖小分子物质，供给食用菌生长所需要的碳源，由此可见，胞外酶的活性大小在食用菌各个生长阶段发挥着至关重要的作用。同时有研究结果说明，秀珍菇的纤维素酶活性、半纤维素酶活性、漆酶活性、淀粉酶活性和过氧化物酶活性的提高能够促进秀珍菇的生长发育[13]。张晓昱[24]通过研究香菇胞外酶活性与其自身生产发育的关系得出，香菇胞外酶活性相对高一点的其产量相对较高，营养成分相对较好。因此，在本研究中配方1、配方2、配方3同时种植白参菌和秀珍菇，配方3(CK)胞外酶的活性显著高于配方1和配方2，因而对纤维素、半纤维素、木质素等大分子的分解更为彻底，表现为更高的生物学效率。配方1白参菌各个生长阶段的胞外酶活性大体上要高于配方2，因而白参菌的生物学效率配方1高于配方2。配方2秀珍菇各个生长阶段胞外酶活性大体上要高于配方1，因而秀珍菇的生物学效率配方2高于配方1。由此说明，在其它辅料相同的情况下，利用葡萄枝屑为主料栽培白参菌的效果优于桑枝；利用桑枝屑为主料的栽培料栽培秀珍菇的效果优于葡萄枝屑。

白参菌在碳氮比为10：1～100:1的条件下均能生长，最适生长C/N为40:1[1],葡萄枝屑C/N为56.08[5]与40:1相接近，所以利用以葡萄枝屑为主料栽培白参菌是可行的。秀珍菇适宜生长的C/N比为20-30:1[25],桑枝屑的C/N比在23:1左右[6]，因此利用以桑枝屑为主料的栽培料栽培秀珍菇是可行的。忻龙祚等[26]利用葡萄枝屑栽培平菇，发现平菇产量高，生物学效率大，且葡萄枝屑可以提高平菇中锌、硼等微量元素的含量，赖氨酸的含量也有所提高，可以满足人体对氨基酸的需求。陈娇娇等[27]利用葡萄枝屑栽培姬菇也表现出生物学效率和产量高，且肉质厚实。研究表明利用桑枝屑栽培平菇，产量高[12]。徐建俊[13]通过桑枝屑香菇与杂木屑香菇营养成分比较得出，生物学效率比杂木屑高1.7%，粗蛋白是杂木屑香菇的1.03倍。曹泽彬等[28]研究桑枝屑生产香菇发现第1、2潮菇的产量与对照对比较高，且粗蛋白、粗纤维和多糖含量也较高，粗脂肪含量较低。由表4和表5，配方1和配方2同时与配方3(CK)对比，白参菌的鲜菇产量、生物学效率、干物质、总糖和粗蛋白含量在配方1中高于配方2，然而秀珍菇的鲜菇产量、生物学效率、总糖含量在配方2中高于配方1。由此说明配方1与配方2相比较，配方1种植出的白参菌产量更高和营养成分更好，然而配方2种植出的秀珍产量更高和营养成分更好。

虽然配方3白参菌和秀珍菇表现最佳，但配方1和配方2种植的白参菌和秀珍菇仍有较高的生物学效率。本试验的研究结果表明：生产上可用葡萄枝屑代替玉米芯种植白参菌，可用桑枝屑代替玉米芯种植秀珍菇。