秀珍菇工厂化栽培的配方优化*

张志鸿

（漳州市农业科学研究所，福建 漳州 363000）

秀珍菇（Pleurotus geesteranusSinger.）隶属于真菌门（Eumycota）担子菌纲（Basidiomycetes）伞菌目（Agaricals）侧耳科（Pleurotaceae）侧耳属（Pleurotus）[1]。秀珍菇栽培于20世纪90年代从中国台湾地区引入中国大陆，是商业化程度较高的一种食用菌。人工栽培的秀珍菇，其生长发育所需的碳素、氮素、水分和各种矿物质均从栽培料中获得，栽培料中各成分的比例不同，其营养成分含量及物理结构也不同，这将对食用菌的生长和产量影响巨大[2-3]。在秀珍菇的代料栽培中，对配方的研究很多，但通常以多潮采收的方式统计产量，并以此作为评价配方优劣的指标。但工厂化栽培因考虑成本，故只采收一潮菇，因此要求原料中的营养成分能在短期内被吸收、转化和利用。原料的颗粒细，营养充足，才能被快速分解利用，使菌丝健状生长。但如果所有原料都太细又将造成栽培料透气性差，影响菌丝的生长，从而影响产量[4-6]。因此合适的原料配比是保证高产的重要因素。通过配方试验设计，可以获得较合适的原料配比，该方法在食用菌的生产中已有较多的应用[7-9]。

在利用细木屑栽培秀珍菇的基础上，加入桉树皮纤维以改变栽培料的物理结构，增加培养料的透气性和持水能力，利用配方试验设计和分析筛选出最佳配方，以达到高效生产的目的，最终指导生产。

1 材料与方法

1.1 材料

桉树皮纤维由桉树的树皮经粉碎后获得，纤维较长，体积蓬松；细木屑为阔叶树种木屑；2 个原料都是木材加工厂的边脚料。棉籽壳、麦皮、玉米粉、豆粕为农业生产或农产品加工后的产物。

试验品种“金秀”为漳州地区主栽品种，为漳州市农业科学研究所保藏菌株。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

采用有上下限控制的极端顶点混料试验设计，各因子的上下限分别为：桉树皮纤维（X1），80%≥X1≥0；棉籽壳（X2），50%≥X2≥0；细木屑（X3），90%≥X3≥10%；麦皮（X4），40%≥X4≥10%；玉米粉（X5），10%≥X5≥0；豆粕（X6），10%≥X6≥0；X1+X2+X3+X4+X5+X6=100%。利用DPS 数据处理系统，计算和优化得到配方方案，同时设置对照组一并实施试验。试验配方方案见表1。

表1 配方试验方案Tab.1 Formula test scheme

如表1世纪，共设置26 个处理，CK 为对照组。每组原料总量（干质量）为10 kg，混料制备培养菌包，每组设置3 个重复。

1.2.2 菌包制作

桉树皮纤维、细木屑、棉籽壳需提前1 d 淋水，使用前沥干多余的水分。使用时，按配方比例称取各原料并倒入搅拌桶中，同时加入石灰粉、碳酸氢钙各1%，搅拌均匀后再加入定量的水，使含水率达到64%。经充分搅拌后用冲压式打包机制包，对机械制包出现问题的N1、N4、N6、N7、N8、N10、N12、N13、N14、N15、N17、N24 等12 个处理，采用手工的方式进行装袋，统计各处理制包数量，灭菌后进行接种和菌丝培养。

1.2.3 出菇管理

各处理菌包接种后培养40 d，N2、N4、N5、N8、N9、N11、N19、N20、N23、N25、N26 等11个处理的菌丝满袋，其余处理菌丝未满袋，N14 的菌丝只长满半袋。满袋的11 个处理再培养10 d 后，在同一个出菇房中进行出菇管理；剩余的处理组在菌丝培养60 d 后，全部进行出菇管理，其中有4 个处理（N1、N12、N14 和N24）的菌丝未满袋。按工厂化管理要求，菌包进入出菇房后先在13～15 ℃条件下进行12 h 的低温刺激。开袋后将温度提高至25～28 ℃，保持1～3 d，期间少量通风。第3 天后期逐步降温，第4 天将菇房温度维持在21～23 ℃，期间多次淋水，适当增加通风。第5 天将菇房温度维持在18～20 ℃，期间大量通风和淋水，将出菇房的CO2浓度维持在6.696×10-5mol·L-1以下，并采收已成熟的子实体。第6 天菇房的管理和第5 天类似，注意通风和保持温湿度，及时采收成熟的子实体以保证菇的质量。正常经6～7 d，一潮菇可以采收结束。所有处理的产量只统计一潮商品菇，并计算各处理商品菇的生物学效率。

1.2.4 数据处理与分析

用Excel 进行数据统计，采用DPS 数据处理系统进行混料试验设计与分析[10]。

2 结果与分析

2.1 不同配方的试验结果

2.1.1 不同配方的物理特性分析

试验中发现，N1、N10、N12、N14、N24 等5个处理的菌包持水力不好，且在机器制包时，由于压杆的作用出现大量的破袋。这与麦皮+玉米粉+豆粕3 种原料的总含量较高，以及棉籽壳、桉树皮纤维的含量也较高有关。在制作菌包时，N4、N6、N7、N8、N13、N15、N17 等7 个处理下料不顺畅，这与桉树皮纤维的含量较高有关。

2.1.2 不同配方的菌丝生长及产量情况

经统计，不同配方条件下秀珍菇的生长情况见表2。

表2 不同配方的试验结果Tab.2 Test results of different formulations

由表2 可知，N1、N3、N12、N14、N17、N22、N24 等7 个处理中菌丝平均生长速度≤0.5 cm·d-1，这与配方中麦皮、玉米粉、豆粕3 个成分的占比较高有关。结合制包时的情况，发现在麦皮、玉米粉、豆粕3 个组分总量高，同时棉籽壳比例也高的情况下，可能造成菌包底部积水从而使菌丝后期生长缓慢。在处理N3 中，麦皮、玉米粉、豆粕3 个组分的含量高达49.7%，同时细木屑含量也较高，造成透气性差而抑制菌丝生长。处理N10 中桉树皮纤维添加量达35.6%，虽然纤维灭菌后会发生软化，提高持水力，但在麦皮、玉米粉和豆粕3 个成分总量较高的情况下，菌丝仍可正常生长。

对表2 中的产量比较可以看出，产量排在前5 名的处理分别为N1（192.8 g）、N3（189.5 g）、N21（185.0 g）、N23（178.0 g）、N11（175.3 g）。从生物学效率上分析，排名前5 的处理为N11（42.1%）、N21（41.9%）、N25（39.2%）、N23（38.0%）、CK（36.6%）。结合各处理组菌丝的平均生长速度，可以进一步验证处理N11、N21 和N3 是否为稳定高产的配方。

2.2 自变量与产量的回归分析

对表1 中的配方与产量进行相关性回归分析，通过引入显著性因子和剔除不显著因子，经多次选择，反复比较F值，确保得到最优结果。自变量与产量的回归模型方程为：Y=-103.255 054 3+482.782 798 4X1+1 681.804 576 1X4+2 826.861 581 3X6-717.304 206 3X12-2 903.788 554 3X42+7 498.627 035X52-25 879.601 586X62-623.023 409 2X1X3+723.124 795 3X1X5+289.122 946 47X2X3-3 770.342 840X4X5-5 158.359 694X5X6

2.2.1 回归模型的分析

回归模型是否有效，需对方程进行显著性检验、各个回归系数偏相关系数的显著性分析和残差诊断。

1）方程显著性检验结果见表3。

表3 方差分析Tab.3 Analysis of variance

从表3 中可知，回归项的F值达到显著水平，P=0.014 18，说明方程可以用来解释秀珍菇生产配方的产量。

2）在回归模型中，通过相关系数可以了解各自变量对因变量的影响程度和方向。回归分析中方程引入的因子分析结果见表4。

表4 相关系数分析Tab.4 Correlation coefficient analysis

从表4 中的回归系数可以看出因子对产量的贡献，其中X62最大，为-25 879.602；X2X3最小，为289.122 9。数据从大到小的顺序依次为：X62>X52>X5X6>X4X5>X42>X6>X4>X1X5>X12>X1X3>X1>X2X3，但X12、X42、X62、X1X3、X4X5、X5X6是负相关，其他6 个因子都为正相关。在较大的3 个正相关中，X52的相关系数最大，为7 498.627，但其体现为X5的复效上；X6的直接效果为2 826.861 6，X4次之。

标准回归系数是经标准化后的统计值，它消除了量纲不同而带来的误差影响。从标准回归系数可以看出各变量对产量的影响从大到小为：X4>X42>X1>X6>X12>X62>X4X5>X52>X1X3>X2X3>X5X6>X1X5。

相关系数的t检验表明：X1、X4、X12、X42等4个因子的t检验P值小于0.01，达到极显著水平；X6、X62、X4X6等3 个因子P值小于0.05，达到显著水平；其余的变量不显著。模型统计分析的决定系数R2=0.770 67，说明77.07%的数据可以用该方程解释，表明该模型的拟合效果较好。

3）各配方拟合结果的Durbin-Watson 统计量d=2.334 7，表明残差服从正态分布，所建模型的解释能力较强。

2.2.2 各因子及交互作用对产量的影响

不同原料的营养成分含量和物理性状不同，秀珍菇菌丝的分解、吸收、转化程度不同，最终表现为产量的差异。

1）各因子单因素与产量的关系见图1。

图1 各因子与产量关系图Fig.1 Relationship between each factor and yield

从图1 中可以看出，变量X1、X4、X6对产量的影响是抛物线的关系，产量随着添加量的增加而增加，当达到一个高点后，随添加量的增加而降低。X2、X3与产量间是直线关系，产量随X2因子添加量的增加而增加，随X3因子添加量的增加而下降，所以按上限值10.0%的量进行添加。X5对产量的影响是曲线关系，产量随X5添加量的增加而减少，当达到一个低点后，随X5添加量的增加产量会有一个上升的趋势。当X1的添加量为27.3%、X2的添加量为28.8%、X3的添加量为10.0%、X4的添加量为28.5%、X5的添加量为0、X6的添加量为5.4%时，产量最高为287.04 g。

2）各因子间交互作用对产量的影响，根据所得的回归方程分析，得到各因子间交互作用的等高线图，结果详见图2～图5。

图2 桉树皮纤维与其他因子的交互作用Fig.2 Interaction between eucalyptus bark fiber and other factors

图3 棉籽壳与其他因子的交互作用Fig.3 Interaction of cotton shell with other factors

图4 细木屑与其他因子的交互作用Fig.4 The interaction of fine wood chips with other factors

图5 麦皮、玉米粉与豆粕相互之间的交互作用Fig.5 Interaction of wheat husk,corn meal and soybean meal

由图2 可知，桉树皮纤维与棉籽壳、麦皮、豆粕交互作用对产量的影响大，与细木屑、玉米粉的交互作用对产量的影响较小。

由图3 可知，棉籽壳与麦皮、玉米粉、豆粕交互作用对产量的影响大，棉籽壳与细木屑对产量的影响力较小。

由图4 可知，细木屑与麦皮、玉米粉、豆粕的交互作用对产量的影响力较大，而细木屑与玉米粉的交互作用中，玉米粉呈现出负作用。

由图5 可知，麦皮、玉米粉、豆粕之间的交互作用对产量的影响力相差不大，但是麦皮与豆粕的交互效果最好。

2.3 相关系数的通径分析

通径分析可以看出因子对产量的直接影响程度和间接影响程度。相关系数的通径分析结果见表5。

表5 相关系数的通径分析Tab.5 Path analysis of correlation coefficients

如表5世纪，一次项中，变量X1、X4、X4的直接系数分别为2.53、3.37、2.29，都是正数，且大于所有的间接系数，说明桉树纤维、麦皮、豆粕对产量的影响是直接作用的结果，其影响也是正相关。二次项中，变量X12、X42、X62的直接系数分别是-2.27、-3.25、-1.98，都为负相关，分别小于间接系数X1（2.45）、X4（3.69）、X6（2.24），大于其余的间接系数，说明这些变量中，对产量的影响主要通过X1、X4、X6的间接作用；变量X52的直接系数为0.58，间接系数中只有X4X5（-0.67）大于直接系数，说明通过X4X5的间接影响力大于直接作用；同理，在变量X1X3、X1X5、X2X3、X4X5中，其直接系数都较小，其对产量的影响是通过多个间接因子影响来实现。

通径分析结果表明：桉树皮纤维、麦皮和豆粕对秀珍菇产量的提升作用是显著的。通径分析的剩余通经系数P=0.478 88，数值较大说明有未解释的影响因子存在。

2.4 配方的验证

选取设计配方中的3 个配方和优化配方进行进一步的验证，结果见表6。

表6 不同配方的产量Tab.6 The yield of different formulations

从表6 可以看出，优化配方的产量最高，达到308.750 g，优于其他配方，实现模拟产量。说明本回归模型可以很好的解释桉树皮纤维、棉籽壳、细木屑、麦皮、玉米粉、豆粕6 个因子与产量的关系，实现秀珍菇的配方优化。N11、N21、N3 等3 个配方在验证试验中的产量明显高于第一次试验的产量，是由于秀珍菇工厂化栽培管理水平的提高。

3 结论与讨论

3.1 方程可以较好地模拟原料与产量间的关系

经显著性检验、相关系数分析及残差诊断，说明本方程可以较好的模拟桉树皮纤维、棉籽壳、细木屑、麦皮、玉米粉、豆粕6 个因子与产量的关系。通过各因素与产量的关系比较，获得优化配方为：桉树皮纤维27.3%、棉籽壳28.8%、细木屑10.0%、麦皮28.5%、豆粕5.4%。

3.2 桉树皮堆置发酵后可栽培秀珍菇

利用桉树皮纤维作为原料栽培秀珍菇，可以改善栽培料的物理性状，提高持水能力。树皮经粉碎后的纤维纤细，长度为0.1～2.0 cm，干燥后短时吸水能力弱，短时间的淋水和搅拌较难增加其持水量，使用时通过一段时间的淋水堆置和发酵，可以增加其持水量，达到较好的栽培效果。这与陈丽新等[11]的研究结果一致。

3.3 麦皮、桉树皮和豆粕是秀珍菇较好的栽培原料

在本次试验中使用的6 个原材料中，棉籽壳、麦皮、桉树皮纤维和豆粕是秀珍菇栽培较合适的原材料，对秀珍菇有较为显著的增产效果。后续可结合效益及栽培技术，进一步总结和对比分析，提供多个配方供生产选择。

3.4 玉米粉、棉籽壳和细木屑对栽培秀珍菇的影响规律有待研究

在秀珍菇栽培的回归方程模拟中，得到以玉米粉添加量为横坐标，产量为纵坐标，开口向上的抛物线。表明前期随玉米粉的添加，产量会出现下降；到了一个极端值后产量又会随着玉米粉添加量的增加而增加，因此有必要通过更深入的试验，弄清玉米粉对秀珍菇产量的影响情况。棉籽壳是很好的食用菌栽培原料，在利用棉籽壳栽培秀珍菇时，可通过适当降低培养基的含水率，增加其透气性从而达到菌丝生长的要求，实现原材料的综合利用。细木屑在秀珍菇栽培中是否是必需的原料，以及其与棉籽壳的搭配比例还需进一步研究。