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油菜秸秆栽培食用菌研究综述

2015-08-23宋海燕胡殿明江西农业大学生物科学与工程学院江西南昌330045

生物灾害科学 2015年4期
关键词:棉籽壳金针菇平菇

宋海燕,胡殿明(江西农业大学 生物科学与工程学院,江西 南昌 330045)

文献综述

油菜秸秆栽培食用菌研究综述

宋海燕,胡殿明*
(江西农业大学 生物科学与工程学院,江西 南昌 330045)

从培养基培养、栽培种类等角度综述油菜秸秆栽培食用菌研究概况。我国利用油菜秸秆栽培食用菌研究主要集中在平菇、金针菇、蟹味菇、草菇和香菇,共5种食用菌,并主要集中于报道培养基配方的研发。列举文献报道的以油菜秸秆为主料的平菇栽培料配方29个,金 针菇栽培料配方13个,其 它食用菌栽培料配方6个,并对其生物转化率及栽培效果进行小结和讨论。虽然油菜秸秆为主料的栽培料配方栽培平菇和金针菇通常比以棉籽壳为主料的配方生物转化率更低,但是前者不仅菌丝生长良好、快速,而且其出菇率和产量均较理想,并且由于原材料价格便宜、生产周期相对更短,其投产比更高,经济效益较好。现有研究充分证明油菜秸秆在栽培食用菌方面具有巨大潜力,今后油菜秸秆栽培食用菌研究应该将重点放在以下方面:1)增加食用菌试验品种;2)培育适合油菜秸秆栽培料的新品种;3)研发高产栽培料配方及适合规模化生产的高效栽培模式。

食用菌栽培;农作物秸秆;秸秆利用;平菇栽培;金针菇栽培

宋海燕, 胡殿明. 油菜秸秆栽培食用菌研究综述[J]. 生物灾害科学, 2015, 38(4):277-283.

0 引 言

油菜是我国的主要油料作物之一,种植广、产量大,在油菜生产过程中衍生大量副产物——油菜秸秆。油菜的秸秆系数为2.87,在我国规模栽培作物中仅次于棉花(3.0),而高于水稻(1.00)、小麦(1.17)、玉米(1.04)、花生(1.14)、豆类(1.60)等其它农作物[1]。2005年,我国油菜秸秆产量达1.96×107t,占我国农作物秸秆总产量的2.33%[2]。

目前,我国油菜秸秆大部分未被有效利用,多被遗弃或焚烧[3],油菜秸秆燃烧过程中释放大量CO2以及少量NOx、SO2、HCl等气体[4], 可造成严重空气污染。因此,合理高效利用油菜秸秆对农民增收和环境保护均有重要意义。

油菜秸秆含有丰富的纤维素、半纤维素和木质素[5], 以及大量粗蛋白、粗脂肪及钙、磷等成分[6], 可为木腐及草腐类食用菌提供丰富的营养,具有栽培食用菌的潜质[7]。 利用油菜秸秆栽培食用菌,并将栽培后的菌糠还田是循环利用油菜秸秆的一条有效途径[8]。遗憾的是,针对油菜秸秆栽培食用菌的研究相对其它秸秆而言还较少,并且未成体系,研究报道较为零碎。

本文对我国利用油菜秸秆栽培食用菌的报道进行系统的文献综述,对栽培品种及不同栽培料配方和栽培方式进行比较讨论,为后续研究提供参考。

1 油菜秸秆栽培平菇研究

平菇是我国栽培量和消费量最大的食用菌之一,其菌丝分解有机物质能力强、适应性广,栽培方法简单[9-10],传统栽培料主要为棉籽壳[11], 目前还大量使用木屑和玉米芯等作为栽培主料[12],国内外还有一些利用小麦秸秆[13]、废弃木材[14]和 稻草[15]等 为主料栽培的报道。

1.1 油菜秸秆栽培平菇的培养料配方研究

马晓龙等[16]试 验了用油菜秸秆与棉籽壳作为主料培养平菇菌丝,结果表明,当棉籽壳和油菜秸秆比例为1∶2时,平菇菌丝生长与单纯以棉籽壳为主料的培养基无显著差异。该研究充分证明了油菜秸秆具有作为平菇栽培主料的潜力。

一些栽培实验显示,油菜秸秆为主料栽培平菇不仅菌丝生长良好,而且其出菇率和产量均较理想。与甘薯藤、小麦秸秆、高粱糠、花生秧、黄豆秸秆、棉花秸秆、棉籽壳、玉米秸秆、杨树叶、玉米芯、高粱秸秆等11种培养料相比,油菜秸秆作为主料栽培平菇长速最快,长势最好,结菇最早[17]。 而在棉籽壳中添加油菜秸秆栽培高温平菇的研究也表明,添加油菜秸秆的培养料比纯棉籽壳培养料出菇早而整齐,采收时间集中,潮次明显,便于管理,有利于规模生产[18]。

目前,报道的油菜秸秆栽培平菇的配方共29种(表1),其中生物转化效率最高的达到125%,而最低的只有31.2%,所有配方的平均生物转化率为98%。可见不同配方栽培平菇其生物转化率相差巨大。

表1 油菜秸秆平菇培养料配方及其栽培效果

油菜籽壳和油菜茎秆在性质上有一定差异,一些研究单独报道了利用油菜籽壳栽培平菇,其栽培效果普遍好于油菜茎秆。以油菜籽壳为主料,用畦栽和袋栽平菇的方法均可出菇[23-24];袋栽培平菇,其生物转化率甚至可高达200%[25]。与木屑、棉籽壳为主料的配方相比,利用油菜籽壳畦栽平菇产量略高[26]。 但是,关于油菜籽壳的研究文献,大部分都是简报,对品种、处理过程、栽培过程、菌丝生长等没有详细的定量描述,参考价值有限。

1.2 油菜秸秆栽培平菇的经济效益

姚宇柱[19]在 甘肃省和政县利用油菜秸秆替代棉籽壳栽培平菇,依据当地油菜秸秆及棉籽壳的价格以及这两种基质栽培平菇的产量进行计算,当油菜秸秆替代棉籽壳的30%时,其经济效益比单纯棉籽壳栽培的经济效益增加3.5%。赵艳[18]在 江苏的研究表明,当棉籽壳和油菜秸秆各占培养料的70%和10%时,栽培平菇的产值和利润都高于纯棉籽壳培养料,其产投比高达3.75∶1。

2 油菜秸秆栽培金针菇研究

金针菇是我国最早进行人工栽培的食用菌之一,近期由于发菌培养及出菇环境的自动化技术不断提升,金针菇工厂化生产日益普遍,生产规模也大幅度上升[12],消耗的培养料也随之攀升。寻求量大价廉的栽培料成了金针菇栽培也发展的重要途径之一[27-29], 以油菜秸秆为主料栽培金针菇的研究也有一些报道。

2.1 油菜秸秆栽培金针菇的培养料配方研究

大部分研究表明,油菜秸秆是栽培金针菇的优良基质,与棉籽壳、木屑等传统金针菇栽培主料以及小麦和蚕豆等农作物秸秆相比,油菜秸秆为主料的培养料获得的产量及经济效益最高[30]。 用油菜秸秆(66%)替代棉籽壳(22%)栽培金针菇,其菌丝长势强,并且缩短菌丝的培养期和子实体的催蕾期及出菇时间,增加经济效益,产投比高达32[31]。目前,报道的油菜秸秆栽培金针菇的配方共13种(表2),其中生物转化效率最高的达到116%,而最低的只有31.8%,所有配方平均生物转化率为78%。可见不同配方栽培金针菇其生物转化率相差巨大。

表2 油菜秸秆金针菇培养料配方及其栽培效果

然而,也有研究结果显示油菜秸秆栽培金针菇的生物转化率相对较低,不适合作为栽培金针菇的主料[32]。这可能与供试金针菇品种以及对油菜秸秆预处理方式等因素有关。

2.2 油菜秸秆栽培金针菇的经济效益

苗人云[32]油菜秸秆占30%,棉籽壳占56.4%,其经济效益显著低于以棉籽壳为主料的培养料配方。彭秀科[30]对 青海产的油菜秸秆进行了金针菇栽培研究,结果表明,当油菜秸秆占培养料35%是,其投入产出比为1∶6.70,而当油菜秸秆占培养料50%时,其投入产出比达1∶6.95。姚升好[31]对 安徽油菜秸秆栽培金针菇的实验则表明,在培养料66%,其产投比高达32。并且,油菜秸秆栽培金针菇还有出菇快,整齐,适合规模化及工厂化生产等特点[31]。

3 油菜秸秆栽培其它食用菌研究

除栽培平菇和金针菇研究外,油菜秸秆还被报道用于栽培蟹味菇、草菇和香菇研究。以油菜秸秆混合棉籽壳栽培蟹味菇,其生物转化率虽然比棉籽壳栽培料更低,但是其菌丝满袋时间平均较棉籽壳栽培料减少4天,产出投入比最高达到 6.91,比纯棉籽壳栽培料更高。油菜杆壳还可用于栽培草菇和香菇,其生物转化率均可达 100%[21]。

目前报道的栽培蟹味菇、草菇和香菇的油菜秸秆栽培料配方共6个 (表3),在蟹味菇栽培中,油菜秸秆比例越高,其生物转化率越低。

表3 油菜秸秆栽培其他食用菌培养料配方及其栽培效果

4 小结与讨论

4.1 小结

综上所述,目 前我国利用油菜秸秆栽培食用菌研究主要集中在平菇和金针菇,另 涉及蟹味菇、草 菇和香菇,共5种食用菌。其中,栽培平菇的研究最多,使用的培养基配方也最多。从栽培效果来看,其生物转化率普遍低于传统的棉籽壳培养基,但是综合原材料价格及供应量等因素考虑,总体栽培效果较好,投产比相对较高。因此,油菜秸秆是一种物美价廉的食用菌栽培原料,在食用菌栽培方面具有广阔的应用前景。

4.2 油菜秸秆栽培食用菌研究存在的问题

目前,利用油菜秸秆栽培食用菌研究基本处于前期探索阶段,早期的研究以简报形式出现较多,对实验过程没有详细报道[21, 23-26],因此对后续研究的参考意义相对较小。近期研究大部分比较规范,对试栽品种、原料处理、栽培过程控制、数据统计等都较为详实[16, 19, 32]。 从已有的文献报道来看,目前油菜秸秆栽培食用菌研究主要存在以下问题。

(1)试 栽的食用菌种类太少。现 有文献只报道了5种试栽食用菌品种,而 我国食用菌种类多达936种(包括野生种类)[35],其中大量种类属于木腐或草腐类真菌。这些食用菌种类,特别是常规栽培的木腐或草腐类真菌都可以用于油菜秸秆的试栽。

(2)针对以油菜秸秆为栽培料的育种研究较少。目前几乎没有针对利用油菜秸秆的食用菌育种研究,而试栽的菌株绝大部分是以棉籽壳为传统栽培料的菌株。因此,大部分研究得出以油菜秸秆为栽培料时其生物转化率低于棉籽壳培养基的结果[16, 19]。 董先茹[34]通过X射线诱变蟹味菇,筛选适合油菜秸秆栽培的菌株,选育出比单纯棉籽壳栽培更高的生物转化率菌株。该项研究也为我们充分利用油菜秸秆栽培食用菌开拓了思路。

(3)培养料配方设计较为单一,通常是用油菜秸秆替代部分棉籽壳,而辅料及前期原材料预处理上基本遵循传统的棉籽壳配方方法。油菜秸秆与棉籽壳在成分和结构上有较大的差别,特别是其表面含有较厚的蜡质层,这给真菌的降解带来一定障碍。因此,后续研究还应该扩宽思路,在弄清楚油菜秸秆的化学组的基础上选择合适的辅料及原材料预处理方式。

4.3 今后油菜秸秆栽培食用菌研究的重点方向

我国油菜秸秆产量巨大,资源化利用程度低,栽培食用菌是高效利用油菜秸秆的重要途径之一[36]。 然而农作物秸秆在食用菌栽培方面的应用很多[8, 9, 37-42],并且可以获得较高的经济效益,但关于油菜秸秆用作食用菌培养基料的报道很少,甚至有的研究报道还特别排除油菜秸秆作为食用菌栽培基料的可能性[6], 这可能与油菜秸秆所含成分的复杂性有关[7]。 综合目前研究概况,今后油菜秸秆栽培食用菌研究应重视以下几个方面的研究:

(1)增加食用菌试验品种,特别是木腐和草腐类食用菌,如:黑木耳、杏鲍菇、滑子菇、鸡腿菇、双孢菇等。

(2)通过人工选育、杂交、诱变、基因工程等育种技术,培育适合油菜秸秆栽培料的新品种。

(3)研究油菜秸秆的成分及结构,探索油菜秸秆配制培养基的预处理方法,研发高产栽培料配方及适合规模化生产的高效栽培模式。

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Studies on Edible Fungi Cultivation Based on Oilseed Rape Straw

SONG Hai-yan,HU Dian-ming*
(College of Bioscience and Bioengineering, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China)

Edible fungi cultivation is a sufficient way to reuse the massive oilseed rape straw without any environment pollution. In this paper, the literatures reported on edible fungi cultivation using the substrate of oilseed rape straw in China were briefly reviewed mainly on the aspects of medium formulations and fungal species. According to our statistic, the literatures that reported on edible fungi cultivation using oilseed rape straw reported in China were manly focused on the cultivation of Pleurotus spp. and Flammulina velutipes,while only a few literatures reported on the cultivation of Hypsizygus marmoreus, Volvariella volvacea and Lentinus edodes. Most reports just briefly reported the medium formulations for edible fungi cultivation,without other details such as pretreatment of raw materials, records of hyphae growth, temperature, humidity,light, the concentration of CO2, etc. In this paper, the medium formulations using oilseed rape straw reported by literatures were all listed in 3 tables, they included 29 formulations for the cultivation of Pleurotus spp., 13 formulations for the cultivation of Flammulina velutipes and 6 formulations for the cultivation of other edible fungi. The biological transformation efficiency of each formulation using oilseed rape straw was discussed. The biological transformation efficiency of most formulations mainly composed by oilseed rape straw was commonly lower than the biological transformation efficiency of traditional formulations, however, most of the former formulations presented higher economic input-output ratio than the latter, as oilseed rape straw was normally cheaper than the traditional substrates such as cotton seed hulls, sawdust etc. Furthermore, mushroomhyphae normally grew faster on oilseed rape straw substrates than traditional substrates, which could significantly shorten the cultivation period of edible fungi and subsequently reduce the cost of the cultivation of edible fungi. Therefore, oilseed rape straw is a potential valuable substrate for the cultivation of edible fungi. According to the literatures reported on the cultivation of edible fungi using oilseed rape straw, in the future, the researches on the cultivation of edible fungi using oilseed rape straw should mainly focused on the following fields: 1) Selecting suitable edible fungi species for the cultivation experiments using oilseed rape straw substrate. Many wood rot edible fungi and grass rot edible fungi, such as Auricularia auricular, Pholiota nameko, Agrocybe chaxingu, Coprinus comatus, Agaricus bisporus, etc, should be tried to cultivated on oilseed rape straw; 2) Using modern breeding techniques, such as artificial breeding, hybridization, mutation, gene engineering, cytoplasmic fusion, etc, to obtain strains for oilseed rape straw substrate, 3) Developing new medium formulations by using oilseed rape straw for cultivating edible fungi and more efficient pattern for the cultivation of edible fungi with oilseed rape straw media.

Edible fungi cultivation; crop straw; straw utilization; Pleurotus spp. Cultivation; Flammulina velutipes cultivation

S646.1+. 4

A

2095-3704(2015)04-0277-07

2015-10-14

国家自然科学基金项目(31460009、31500021)

宋海燕,女,助理实验员,硕士,主要从事真菌学研究,E-mail:41277142@qq.com;*通信作者:胡殿明,男,副教授,博士,主要从事真菌资源与系统学、食用菌学研究,E-mail:hudianming1@163.com。

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