董浩然 李 玉 姜 宁 李正鹏 李巧珍 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)属于木腐菌,人工栽培起源于公元1 000—1 300年[1]。香菇的栽培技术历经原木天然接种栽培(俗称砍花法)、段木人工接种栽培和代料人工栽培3个重要发展阶段[2]。代料栽培的主要原料为木屑,其次为麸皮、米糠及少量石膏。木屑材料一般选用材质硬实的阔叶树种,如壳斗科、桦木科、漆树科树木等[3]。“十三五”期间,在精准扶贫等政策的大力支持下,我国的香菇产业高速发展,生产规模逐年扩大,香菇生产对木屑资源的需求量不断增大。为保护自然环境,2017年我国全面停止天然林商业性采伐,以栎木为代表的硬杂木市场供应量短缺。如何在保证香菇产量和品质的前提下,开发资源丰富且富含木质素、纤维素的生产原料替代硬杂木屑作栽培原料,成为当下香菇生产迫切需要解决的难题之一。
我国苹果木资源丰富,且苹果主产区与香菇主产区部分重合。研究表明,苹果木木质素和纤维素的含量同阔叶树种差异甚小,可用于香菇生产[4]。近年来,陕西、山西、河南及山东等地对苹果木替代硬杂木生产香菇作了试验研究,并获得成功,创建了生产模式[5-6]。曹建刚等[7]研究表明,苹果木替代26%的硬杂木可显著提高菌丝生长速度及第一潮和第二潮香菇的生物转化率。张锁峰、梁怡等人[8-9]研究表明,苹果木替代栎木屑可提高香菇子实体的养分利用率、营养物质含量及风味物质含量。
目前,苹果木替代栎木屑栽培香菇的研究主要集中于使用香菇固体菌种接种菌棒,养菌后进行大棚出菇。不同于固体菌种,液体菌种是通过液体发酵能在短时间内获得大量菌种,具有制种周期短、成本低、纯度高、活力强等优点,符合食用菌产业机械化、集约化发展的趋势。基于此,我们使用香菇液体菌种,开展了苹果木替代栎木屑作栽培料工厂化栽培香菇的研究,旨在为香菇液体菌种工厂化高效生产提供数据支撑,促进香菇产业转型升级。
供试香菇菌株为沪香F2,由上海市农业科学院食用菌研究所提供。
试验设在河南金海生物科技有限公司。试验设3个栽培料配方处理。配方1:栎木40%,苹果木40%,麸皮19%,石膏1%;配方2:苹果木80%,麸皮19%,石膏1%;配方3(ck):栎木80%,麸皮19%,石膏1%。各参试培养料含水率为53%~55%,灭菌前pH值为6.0~6.2,灭菌后pH值为5.5~5.8。
1.2.1 菌棒制作与灭菌接种
选用17 cm×55 cm×0.07 cm(折径×长度×厚度)聚乙烯塑料袋,使用自动装棒机装料扎口,菌棒长度(40±1)cm,每棒装料(湿重)2.5~2.8 kg,116℃灭菌6 h,灭菌结束后将菌棒移至冷却间冷却,菌棒中心温度降至25℃以下时,用自动接种机接种(香菇液体菌种)。
1.2.2 菌棒培养及出菇管理
菌棒接种后移至库房培养,保持棒心温度23~25℃、CO2浓度0.2%~0.3%。前期避光培养,当接种孔间菌丝相互连接时脱去外套袋放在网格架避光培养。菌丝满袋后刺孔增氧,同时给予光照促其转色,90 d后脱袋移至可控库房室内出菇,保持温度12~16℃、相对湿度80%~90%、CO2浓度0.08%~0.10%。每潮菇采收结束休养10~15 d(休养温度20~25℃)后,注水刺激出下一潮菇。
试验过程中及时和准确地记录菌棒发菌情况、满袋时间、蕾数、单菇质量和产量等,利用SPSS统计分析软件对数据进行分析处理,采用Excel 2019软件进行数据处理及图形绘制。
不同配方培养料菌棒装袋及培养情况见表1。
表1 不同配方培养料菌棒装袋及培养情况
由表1可知,不同配方栽培料的装袋质量差异显著,配方3(ck)装袋质量最大,为2 823.2 g,分别较配方1和配方2增加225.5 g和286.1 g,说明苹果木的密度比栎木小;配方3(ck)培养料干质量以及养菌完成质量均显著高于其他两个配方;菌棒培养结束后,3个配方培养料每棒分别失重690.9 g、699.3 g和777.9 g,失重率26.57%~27.55%,差异不显著。
不同配方培养料菌丝的满袋时间见图1。
图1 不同配方培养料菌丝的满袋时间
由图1可见,香菇液体菌种在供试配方的培养料中均可正常生长;配方1、配方2菌丝满袋时间较短,分别为33.0 d、32.7 d,分别较配方3(ck)缩短了1.5 d和1.8 d。这可能因为苹果木屑的颗粒度比栎木屑大,孔隙度大,更有利于菌丝生长。
不同配方培养料对出菇蕾数的影响见表2。
表2 不同配方培养料对出菇蕾数的影响
由表2可知,与配方3(ck)相比,配方1、配方2香菇菌棒的第1潮蕾数显著增多,增幅分别为94.87%和136.75%;各处理间的第2潮蕾数差异不显著;与配方3(ck)相比,配方1的第3潮蕾数无显著差异,配方2的第3潮蕾数显著减少,降幅为52.61%;配方1、配方2香菇菌棒的总蕾数显著增多,分别较配方3(ck)增加31.79%、28.51%。可见,在相同菌龄情况下,培养料中添加苹果木有利于第1潮出菇集中现蕾,50%苹果木替代栎木处理可避免3潮香菇后劲不足的问题。
不同配方培养料对单菇质量和产量的影响见表3。
表3 不同配方培养料对单菇质量和产量的影响
由表3可知,与配方3(ck)相比,配方1、配方2第1潮菇的单菇质量和平均单菇质量显著减小,各处理间第2潮菇的单菇质量和第3潮菇的单菇质量差异不显著;配方1、配方2第1潮菇的产量显著提高,分别为296.23 g/棒、320.59 g/棒,较配方3(ck)增产22.72%、32.81%;配方1和配方3(ck)的第2潮菇产量、第3潮菇产量和总产量差异不显著,但显著高于配方2。
不同配方培养料对生物转化率的影响见表4。
表4 不同配方培养料对生物转化率的影响
由表4可知,配方1、配方2第1潮菇的生物转化率较高,分别为24.26%、26.89%,较配方3(ck)提高33.37%、47.83%;配方1第2潮菇、第3潮菇的生物转化率较配方3(ck)差异不显著,但总生物转化率显著高于配方3(ck);配方2第2潮菇的生物转化率、总生物转化率较配方3(ck)差异不显著,但第3潮菇的生物转化率显著低于配方3(ck)。
试验结果表明,利用苹果木屑替代栎木屑工厂化栽培香菇(使用香菇液体菌种)具有可行性。与栎木相比,苹果木较软、木屑颗粒度较大,增大了菌棒的孔隙度,更有利于菌丝生长,可显著缩短菌丝满袋时间,降低库房培养周期,增加库房的使用效率,节能降耗,降低了养菌成本。用苹果木作栽培料生产香菇,可提高第1潮菇和总出菇蕾数,但单菇质量略有降低。使用香菇液体菌种出3潮菇,用苹果木替代50%栎木作栽培料,不影响香菇产量且生物转化率显著高于纯栎木;用苹果木替代100%栎木生产香菇,产量集中于第1潮,总体产量显著下降,说明用苹果木栽培香菇,香菇菌丝易分解、吸收,出菇集中使基质养分被大量消耗,第3潮出菇时基质养分补给能力下降,导致后期的香菇产量低。目前,国内主要在大棚出菇,一般出4~5潮菇,建议可适量添加苹果木替代栎木,不宜采用纯苹果木配方;国外主要在控温库房出菇,为提高出菇效率,香菇菌棒只出1~2潮菇,栽培料可选用纯苹果木或加大苹果木替代比例。