硅氢生物陶瓷材料在食用菌栽培中的应用*

田利杰，崔爱民，王丙森，陈 滨

（1.山东木齐健康科技有限公司，山东 淄博 255000；2.淄博花东农业科技有限公司，山东 淄博 256300）

近年来食用菌产业发展十分迅速，对农村经济发展具有重要作用，是增加农民收入、解决农民就业问题的重要途径之一[1]。中国食用菌协会发布《2021 年度全国食用菌统计调查结果分析》，对中国28 个省、自治区、直辖市的统计调查结果显示，2021 年食用菌总产量为4 133.96 万吨，实现总产值3 475.63 亿元。从食用菌产量分布情况来看，山东省食用菌产量排名稳居前五。邹城市打造了以食用菌为主导产业的三产融合蘑菇小镇，共解决就业12 000 余人，走出了乡村振兴的新路径。山东淄博七河生物科技股份有限公司的菌棒出口数量及销售额位列全国同行业第一位[2]。

食用菌中含有丰富的蛋白质、多糖、氨基酸等物质，具有很高的药用、营养及保健价值，具有抗肿瘤、抗病毒、降血脂等作用[3-4]。然而在食用菌栽培过程中，相关增产措施仍然存在许多不足，如育菇素、金属离子植物生长调节剂等化学剂的使用，虽对产量具有显著促进效果，但也会因药物残留、环境污染等问题，造成经济损失[5-6]。在不恰当的时期喷施植物生长调节剂会产生副作用，甚至造成药害。目前通过研究食用菌对栽培基质的营养利用情况并科学优化基质配方，是实现食用菌丰产增效的重要途径[7-9]。

近年来，随着环保、健康理念的提出，氢气在农业上的应用已逐渐进入人们的视线[10]。氢气对植物生理具有重要调节效应，其杀菌效果可替代部分农药，还能促进果蔬成长、改善土壤环境[11-12]。氢气还可应用于种子萌发、花期调控、农作物产品保鲜等方面，有助提高病虫害抗性，提高农产品品质，减少化肥的使用[13-15]。目前，植物给氢的常用方法是使用“氢水灌溉技术”，原理是利用电解设备将水分解成为氢气和氧气，用含氢分子和氧分子的水进行农作物的灌溉[16-17]。氢水的制造技术比较成熟，方便用于各种农业大规模灌溉和滴灌技术中，但对于食用菌栽培而言，前期菌包中会加入大量水分，后期管理更注重保持湿润而非大规模灌溉，因此该技术不适合用于食用菌的栽培，开发合理有效的氢生物材料用于食用菌栽培、增产有待进一步研究。

硅氢生物陶瓷材料是由硅材料与多种矿物材料复合加工制成的固体颗粒，遇水能产生氢气，可持续产氢1～2 个月时间。本试验中将硅氢生物陶瓷材料与食用菌培养基按不同比例混合，在菌丝和子实体生长过程中，硅氢生物陶瓷材料在菌包中可释放微量氢气，起到促进生长的作用，提高生物学效率，此方法简单高效，成本低廉，易于操作。

1 材料与方法

1.1 试验原料

硅氢生物陶瓷材料（颗粒，直径2～3 mm），由淄博木齐新材料科技有限公司提供；平菇（Pleurotus ostreatus） P520，由滨州市农业科学院食用菌研究所提供；杏鲍菇（Pleurotus eryngii） 杏丰1 号，由商业部昆明食用菌研究所提供；金针菇（Flammulina velutipes） 1 号，由淄博市农业科学研究院提供；其他试验原料及场地，由位于淄博市高青县的淄博花东农业科技有限公司提供。

1.2 试验方法

1.2.1 栽培配方设计

菌包使用18.5 cm×36.0 cm 的塑料袋，每袋干料质量为500 g。基础配方（质量分数）：1） 平菇P520 栽培基质配方为玉米芯55%、棉渣30%、麸皮10%、豆粕3%、石灰1%、轻质碳酸钙1%。2） 杏鲍菇杏丰1 号栽培基质配方为玉米芯35%、木屑25%、麸皮20%、豆粕10%、玉米粉10%。3） 金针菇1 号栽培基质配方为玉米芯55%、棉楂25%、麸皮10%、豆粕5%、玉米粉5%。按照每袋菌包干质量1%、3%、5%的比例分别加入硅氢生物陶瓷颗粒，即硅氢生物陶瓷颗粒含量为5、15、25 g/包，加入水64.5%。每个比例生产12 个菌包，对照组同时生产12 个菌包，每个食用菌品种共计48 个菌包。

1.2.2 试验观测和数据统计

经过拌料、装袋灭菌、冷却、接种等环节，观察记录菌丝满袋时间（接种到菌丝满袋的时间）、原基形成时间（菌丝满袋到原基形成的时间）、后熟期形态变化，统计菌丝长势。待子实体生长至八成熟开始采收，即平菇菌盖充分展开，颜色变浅，下凹处有白色茸状物，边缘刚开始向上翻卷而未大量散发孢子时采收；杏鲍菇菌盖初步展开，孢子尚未弹射，菌盖直径与菌柄粗细基本一致时采收；金针菇菌盖轻微展开时采收。采收后记录每组的总产量，按每组的总产量计算出本组生物学效率（E，%），计算公式为：

式中：mf为一组中采收新鲜子实体的总产量（g）；md为一组中总培养料干质量（g）。

每组试验的个别污染菌包未计算在总产量和生物学效率内，只计算出菇的菌包。

2 结果与分析

2.1 菌丝生长情况

2.1.1 平菇P520 的菌丝生长情况

不同比例的硅氢生物陶瓷材料对平菇P520 菌丝生长的影响见表1。

表1 添加不同比例的硅氢生物陶瓷材料栽培平菇的菌丝生长情况Tab.1 Mycelia growth of Pleurotus ostreatus cultivated by adding different proportions of silicon-hydrogen bioceramic materials

由表1 可知，不同比例的硅氢生物陶瓷材料对平菇P520 的菌丝生长均有促进作用，菌丝变得浓白、健壮。且随着硅氢生物陶瓷材料含量的增加，菌丝的生长速度和长势呈上升趋势，其中添加比例为3%与5%时表现较好，原基形成时间相比对照提前1 d。

2.1.2 杏鲍菇杏丰1 号的菌丝生长情况

不同比例的硅氢生物陶瓷材料对杏鲍菇杏丰1号菌丝生长的影响见表2。

表2 添加不同比例的硅氢生物陶瓷材料栽培杏鲍菇的菌丝生长情况Tab.2 Mycelia growth of Pleurotus eryngii cultivated by adding different proportions of silicon-hydrogen bioceramic materials

由表2 可知，不同比例的硅氢生物陶瓷材料对杏鲍菇杏丰1 号的菌丝生长均有促进作用，且随着硅氢生物陶瓷材料含量的增加，菌丝的生长速度和浓白度有明显的提升，其中添加比例为3%与5%时表现较好，原基形成时间相比对照提前2 d。

2.1.3 金针菇1 号的菌丝生长情况

不同比例的硅氢生物陶瓷材料对金针菇1 号菌丝生长的影响见表3。

表3 添加不同比例的硅氢生物陶瓷材料栽培金针菇的菌丝生长情况Tab.3 Mycelia growth of Flammulina velutipes cultivated by adding different proportions of silicon-hydrogen bioceramic materials

从表3 可以看出，不同比例的硅氢生物陶瓷材料对金针菇1 号的菌丝生长均有促进作用，且随着硅氢生物陶瓷材料含量的增加，菌丝的生长速度和浓白度有明显的提升。其中添加比例为3%与5%时表现较好，相较于平菇和杏鲍菇，对金针菇的作用尤其明显，原基形成时间比对照组提前4 d。

2.2 产量统计情况

2.2.1 平菇p520 的产量统计

不同比例的硅氢生物陶瓷材料对平茹p520 产量的影响见表4。

表4 添加不同比例的硅氢生物陶瓷材料栽培平菇的产量Tab.4 The yield of Pleurotus ostreatus cultivated by adding different proportions of silicon-hydrogen bioceramic materials

由表4 可知，不同比例的硅氢生物陶瓷材料对平菇出菇均有正向促进作用，其中添加硅氢生物陶瓷材料的比例为5%时产量最高，添加3 个不同比例的硅氢生物陶瓷材料的配方依次比对照组增产9.93%、16.49%和19.46%。添加量为1%、3%、5%配方的生物学效率均优于对照组配方，其中添加量为5%配方的产量和生物学效率最高，说明平菇培养基质中添加5%硅氢生物陶瓷材料配方更有利于子实体的生长。

2.2.2 杏鲍菇杏丰1 号的产量统计

不同比例的硅氢生物陶瓷材料对杏鲍菇杏丰1号产量的影响见表5。

表5 添加不同比例的硅氢生物陶瓷材料栽培杏鲍菇的产量Tab.5 The yield of Pleurotus eryngii cultivated by adding different proportions of silicon-hydrogen bioceramic materials

由表5 可知，不同比例的硅氢生物陶瓷材料对杏鲍菇出菇均有正向促进作用。其中添加硅氢生物陶瓷材料的比例为5%时产量最高，添加3 个不同比例的硅氢生物陶瓷材料的配方依次比对照组增产5.49%、7.94%和11.60%。添加量为1%、3%、5%配方的生物学效率均优于对照组配方，其中添加量为5%配方的产量和生物学效率最高，说明杏鲍菇培养基质中添加5%硅氢生物陶瓷材料配方更有利于子实体的生长。

2.2.3 金针菇1 号的产量统计

不同比例的硅氢生物陶瓷材料对金针菇1 号产量的影响见表6。

表6 添加不同比例的硅氢生物陶瓷材料栽培金针菇的产量Tab.6 The yield of Flammulina velutipes cultivated by adding different proportions of silicon-hydrogen bioceramic materials

从表6 可以看出，不同比例的硅氢生物陶瓷材料对金针菇1 号均有正向促进作用。其中添加硅氢生物陶瓷材料的比例为5%时产量最高，添加3 个不同比例的硅氢生物陶瓷材料的配方依次比对照组增产13.58%、16.89%和24.22%。添加量为1%、3%、5%的配的生物学效率方均优于对照组配方，其中添加量为5%配方的产量和生物学效率最高，说明培养基质中添加5%硅氢生物陶瓷材料配方更有利于金针菇子实体的生长。

3 总结与讨论

对比试验结果表明，硅氢生物陶瓷材料对3 种食用菌的菌丝生长均有促进作用，均能提高菌丝品质，使得菌丝浓白、粗壮，缩短原基形成时间，实现增产。随着硅氢生物陶瓷材料添加比例的提高，增产幅度也提高，由此说明硅氢生物陶瓷材料在食用菌栽培中发挥着正向促进作用。本试验中，当添加比例为5%时，与对照相比平菇p520、杏鲍菇杏丰1 号、金针菇1 号分别增产19.46%、11.60%、24.22%。其作用机制可能与氢气通过迅速诱导活性氧信号，从而调动抗氧化防护系统有关。氢气具有多种植物学效应，包括调控植物生长发育和提高其对生物胁迫和非生物胁迫的抗性或耐性，其分子机制涉及对miRNA、基因表达、激素水平和蛋白质修饰的调控[18-23]，并可能与一氧化氮[24]和一氧化碳[25]等气体信号转导有关。氢气开发利用掀起了新一轮健康革命，“氢农业”的发展也已初具规模。此前有很多草莓、黄瓜等农作物培植的研究，但还未见其在促进食用菌生长方面的报道，此次试验结果进一步完善了氢材料在食用菌生长方面的探索性研究。目前由于受试验基础环境条件的限制，下一步试验工作需要对材料进行改进，对各参数的影响机制进行深度研究，对样本数量进一步扩大，更进一步提高食用菌的增产作用。