香菇菌棒转色阶段CO2对香菇产量及品质的影响

董浩然 李 玉 姜 宁 李正鹏 刘四海 周 峰*

（1上海市农业科学院食用菌研究所/农业部南方食用菌资源利用重点实验室/国家食用菌工程技术研究中心/上海市农业遗传育种重点开放实验室，上海奉贤201403；2河南金海生物科技有限公司，河南三门峡472000）

香菇Lentinula edodes，俗称香蕈、花菇等，隶属于真菌界、担子菌门、伞菌纲、伞菌目、光茸菌科、香菇属[1]，主栽区在亚洲的中国、日本等国家。香菇因营养丰富、香气浓郁及高药用价值而深受广大消费者青睐。近年来，香菇产业发展迅速，生产方式逐步由小作坊模式向工厂化、规模化转型升级[2-3]。据中国食用菌协会统计，2020年香菇总产量达1 182.2万t，占全国食用菌总产量的29.28%[4]。设施培养菌棒生态出菇是香菇产业发展的趋势，目前已有越来越多的生产企业采用恒温房培养香菇菌棒。但菌棒培养期间温度、CO2体积分数、空气相对湿度以及光照等环境因素对香菇菌棒影响的研究大都以定性为主，定量研究较少[5]。

通风是食用菌栽培过程中重要的调控手段之一，主要目的在于调节培养房中CO2的体积分数。研究表明，环境中CO2体积分数对食用菌菌丝体和子实体生长均有一定的影响[6-7]。戴肖东等[8]探究O2和CO2体积分数对黑木耳菌丝生长及出耳的影响，结果表明0.2%~3.5%CO2条件可缩短木耳出芽时间，高体积分数的CO2虽抑制菌丝的生长但对后期耳芽形成无显著影响。仝宗军等[9]探究CO2体积分数影响金针菇形态发育的机理，揭示了CO2调控菌盖FvAC 基因的表达从而影响菌盖的生长。郭家选等[10]研究CO2体积分数对四种食用菌菌丝生长的影响，结果表明不同食用菌菌丝对CO2体积分数的需求与耐受存在差异。

香菇是我国生产量和消费量最大的食用菌，规模与产能的提升对栽培工艺的标准化、数字化提出了更高的要求。以往技术人员凭经验调节培养房的通风，无相应的数据支撑。培养房CO2体积分数对香菇产量及品质的影响鲜有报道。为此，笔者进行菌棒转色阶段不同体积分数CO2条件对香菇子实体产量及品质影响的研究，旨在为香菇工厂化高效生产提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试香菇菌株“沪香F2”，由上海市农业科学院食用菌研究所提供。栽培料配方（质量分数）：栎木屑80%，麸皮19%，石膏1%，料含水量53%~55%，灭菌前pH 为6.0~6.2，灭菌后pH 为5.5~5.8。仪器：水分测定仪，上海良平仪器仪表有限公司，称量范围0~50 g，加热范围室温~160 ℃；pH 计，梅特勒-托利多仪器上海有限公司集团，测定范围0~14。

1.2 试验设计

香菇菌棒刺孔增氧后，分别于CO2体积分数为0.2%~0.3%、0.4%~0.5%、0.7%~0.8%，其他条件保持一致的环境中培养，分别记为CK、T1、T2，菌龄90 d后脱袋出菇。每个处理设5 个重复，每个重复60棒。

1.3 试验方法

试验地点在河南金海生物科技有限公司。

1.3.1 料袋制备与灭菌接种

采用17 cm×55 cm（折径×长度）的聚乙烯塑料袋，自动装袋机装料扎口，每袋装料（湿重）（2.7±0.5）kg，116 ℃灭菌6 h，灭菌结束后转移至冷却间冷却，待菌棒中心温度冷却至25 ℃以下，自动接种机接种香菇液体菌种。

1.3.2 菌丝培养及出菇管理

料袋接种后转移至培养房避光培养，当接种孔间菌丝相互连接时脱去外套袋，置于网格架避光培养。菌丝满袋后刺孔增氧，放置于培养房内培养，同时给予光照促转色，90 d 后脱袋出菇。出菇温度为12~16 ℃，空气相对湿度为80%~90%，CO2体积分数为0.08%~0.1%。每潮菇采收结束，休养10~15 d（温度20~25 ℃）后，注水刺激出下一潮菇。

1.4 考察项目及方法

菇蕾：疏蕾数目与子实体数目之和；产量：依据行业标准香菇等级规格（NY/T 1061—2006）将子实体分级称重；单菇重：不同等级子实体随机选取30个香菇子实体进行单独称重。

1.5 数据处理及分析

利用SPSS统计分析软件对数据进行统计分析，采用Excel 2019软件进行数据处理及图形绘制。

2 结果与分析

2.1 不同体积分数CO2对菇蕾数的影响

由表1 可知，不同体积分数的CO2显著影响第1潮及第2 潮现蕾数，但对第3 潮现蕾数无显著影响。T2 处理（CO2体积分数为0.7%~0.8%）的第1 潮现蕾数显著少于CK 处理（0.2%~0.3%）及T1 处理（0.4%~0.5%）。同CK 处理相比，T2 处理中菌棒第1 潮现蕾数下降了20.41%。第2 潮现蕾数，T2 处理显著高于CK处理（现蕾数增加了29.27%）及T1处理。三组处理三潮菇总蕾数无显著差异。

表1 不同CO2体积分数条件下菇蕾数

2.2 不同体积分数CO2对菇产量的影响

由表2可知，CO2显著影响第1潮、第2潮以及第3 潮菇产量，但对总产量无显著影响。T1 处理、T2处理与CK 处理比较，第1 潮产量显著降低，下降幅度分别为7.17%、14.18%；第2 潮产量显著上升，上升幅度分别为14.64%、16.14%；第3 潮产量显著降低，下降幅度分别为7.21%、4.25%。CK 处理总产量为900.55 g/棒，T1 处理总产量为908.57 g/棒，T2 处理总产量为898.30 g/棒。表明高体积分数的CO2会降低第1潮、第3潮产量，提高第2潮产量，但并不影响总产量。

表2 不同体积分数CO2条件下香菇产量 单位：g/棒

2.3 不同体积分数CO2对单菇重的影响

由图1 可知，不同处理间相同等级香菇单菇重无显著差异。T1处理、T2处理中不同等级的单菇重同CK 处理比较略有下降，其中A 级菇降幅分别为0.91%、4.52%；B级菇降幅分别为4.15%、9.04%；C级菇降幅分别为11.12%、5.97%；平均单菇重的降幅分别为2.57%、9.99%。

图1 不同体积分数CO2对单菇重的影响

2.4 不同体积分数CO2对优质菇比的影响

图2 不同处理的出菇场景

由表3 可知，高体积分数CO2会降低A 级菇比，且随着出菇潮次增加，降幅呈上升趋势，同CK 处理比较，T1 处理及T2 处理第1 潮A 级菇比分别下降了0.63%、8.47%；第2 潮A 级菇比分别下降了7.81%、15.11%；第3 潮A 级菇比分别下降了18.99%、41.98%，总的A 级菇比分别下降了8.46%、22.05%。高体积分数CO2提高了B 级菇比，同CK 处理比较，T1 处理及T2 处理第1 潮B 级菇比分别上升了2.08%、10.83%；第2 潮B 级菇比分别上升了0.60%、3.41%；第3 潮B 级菇比分别上升了3.21%、3.45%，总的B 级菇比分别上升了1.17%、5.23%。高体积分数CO2提高了C 级菇以及统货的比例，总的C 级菇比分别上升了15.50%、3.40%，统货比例分别上升了3.16%、9.54%。

表3 不同体积分数CO2条件下优质菇比 单位：%

3 小结与讨论

CO2是食用菌生长发育的重要调节因子，在实际生产中，通过调节CO2可控制食用菌菇蕾、产量以及子实体品质等[11-12]。试验结果表明菇蕾受CO2影响且在不同潮次表现不同，同常规体积分数CO2比较，高体积分数CO2可显著抑制第1 潮菇蕾数发生，显著提高第2 潮菇蕾数，但对总的菇蕾数无显著影响。这与戴肖东等[8]的研究结果相似，即高体积分数CO2不会影响木耳耳芽形成，但也有研究表明CO2体积分数过高会导致无法形成原基、原基死亡或者畸变，从而使食用菌产量及品质下降。CO2调控香菇菇蕾发生机理还有待进一步研究。

菌棒质量是影响香菇产量及品质的重要因子之一[13]。香菇菌棒转色阶段是影响菌棒质量的关键时期，人们总结出一套通过转色完成后表皮颜色判断后期出菇特性的经验，直观表现为四种类型[14]：1.褐色型，出菇迟，出菇稀，菇体大，质量好，产量高，出菇期长；2.红棕色型，出菇正常，稀密适当，菇体中等，质量好，产量高，出菇期长短适中；3.黄褐色型，出菇稍早，菇较密，菇体小，质量一般，产量较高，出菇期较短；4.灰白色型，出菇早而密，菇体小，畸形菇多，质量差，产量低。培养房通风作为转色过程中重要的调控因子之一，菇农对其认识仍然停留在定性的描述阶段，一致认为，在香菇转色阶段需加大培养房通风，降低CO2体积分数。实际生产中一味的追求低体积分数CO2培养环境会增加生产能耗，且并不符合食用菌生长发育的客观规律。不同生育进程中的食用菌对CO2的敏感程度存在差异，具体为子实体发育阶段＞子实体原基形成阶段＞菌丝体生长阶段[12]，即表明在菌丝培养阶段，适宜的高体积分数CO2培养是可行的。试验结果表明转色阶段减少培养房通风，提高CO2体积分数对菌棒总产量、单菇重无显著影响，仅造成产量在不同潮次的差异。CO2体积分数为0.4%~0.5%及0.7%~0.8%时，第1 潮产量显著降低，而第2 潮产量则显著提升。提高培养环境中CO2体积分数会降低A 级菇比例，提高B 级菇、C 级菇以及统货比例，且在高体积分数CO2环境下培养的菌棒，随着出菇潮次增加，A 级菇比例急剧下降。

综上所述，香菇菌棒转色阶段，提高培养房培养环境中CO2体积分数可降低香菇第1 潮菇蕾数，减少出菇阶段疏蕾的人工投入；降低了A级菇比例，提高了B 级菇、C 级菇及统货比例。在香菇转色阶段，可适当减少通风，控制培养房CO2体积分数在0.4%~0.5%，既保证了后期出菇产量及品质又降低了工厂生产能耗。