培养料理化性状与秀珍菇菌丝营养和生殖生长的相关性

2016-06-16陈再鸣钱琼秋余维良郑明海水狄云

浙江农业学报 2016年5期

陈　青，陈再鸣，钱琼秋，余维良，郑明海，王　松，水狄云

(1.浙江省农业技术推广中心，浙江杭州 310020； 2.浙江大学农业与生物技术学院，浙江杭州 310058； 3.开化县农业科学研究所，浙江开化324300； 4.杭州鑫珑锦生物科技有限公司，浙江临安 311300)

陈青1，陈再鸣2，*，钱琼秋2，余维良3，郑明海3，王松4，水狄云4

摘要：以秀珍菇为材料，研究了不同培养料配制、灭菌等条件下的理化性状对其菌丝营养和生殖生长的影响。结果表明：培养料装袋后放置时间超过4 h，会导致理化性状劣变，对菌丝营养和子实体生长产生负面影响。培养料袋经1～5次常压灭菌处理后，其容重和电导率(EC值)随着灭菌次数的增加而升高，通气孔隙度、含水量和pH值则下降。上述5个处理组菌丝满袋时间分别为42，49，56，63和70 d，生物转化率分别为52.26%，45.85%，45.19%，40.10%和40.91%，说明灭菌次数与菌丝营养和生殖生长呈现负相关性。研究表明，培养料装袋后4 h内采用常压灭菌，100 ℃下保持10 h，可保持良好的理化性状，有利于秀珍菇栽培的优质高产。

关键词：秀珍菇；培养料；理化性状；相关性

目前，有关培养料对食用菌菌丝营养和生殖生长的影响研究，一般以营养成分为主要对象，而对理化和生物特性的关注较少。随着近年来对食用菌生物学领域研究的深入和集约化栽培模式对工艺精细化要求的提高，培养料综合特性及其与子实体产量和质量相关性等问题日益受到重视[1-2]。秀珍菇是浙江省近年来发展较快的食用菌品种[3-4]，集约化栽培时效益比较明显，其栽培模式一般采用熟料袋栽工艺，由于生产量普遍较大，加上生产硬件设施差异，同时栽培者往往只重视接种、培养和出菇等环节的技术管理，而忽视料袋制作中的质量控制，使得栽培效果参差不齐，有的还给生产造成较大的损失。为此，作者跟踪研究了秀珍菇栽培中培养料质量对栽培效果的影响，旨在探索培养料的理化、生物性状与其菌丝营养和生殖生长的相关性，为秀珍菇规模化生产提供技术支撑。

1材料与方法

1.1材料

秀珍菇菌株为台秀5766，引自台湾。栽培袋培养基配方为杂木屑30%、锯木粉20%、棉籽壳32%、麸皮15%、石灰3%，含水量62%±1%，pH 7.0～7.5。栽培袋采用聚乙烯塑料袋，规格为17 cm×38 cm。

1.2方法

1.2.1培养料配料、装袋后不同等待灭菌时间试验

按配方将各配料加水后用搅拌机进行充分混合，立即用冲压式装袋机装袋，并用无棉盖体封口。装袋质量为单袋湿质量1.41 kg(折干料质量单袋0.536 kg)，装袋在拌料后4 h内完成。

将上述料袋在20～25 ℃下，按0，4，8和12 h等4个不同放置时间处理后再进行灭菌，分别为T1，T2，T3，T4处理，每组处理各设置3次重复，每个重复数为15袋。采用常压蒸汽法灭菌，程序为： 4 h升温至100 ℃，保温10 h，最后冷却至60 ℃结束。检测灭菌后培养料的理化、生物性状，分析其与子实体产量和质量的相关性。

1.2.2料袋不同灭菌处理试验

按1.2.1节的方法装袋后，立即对料袋进行常压蒸汽灭菌。程序为：4 h升温至100 ℃，保温10 h，冷却至60 ℃结束。按此灭菌方法，对料袋分别进行1，2，3，4，5次重复灭菌处理，分别得到5个不同处理组(C1，C2，C3，C4，C5)，检测灭菌后培养料的理化、生物性状，分析其与子实体产量和质量的相关性。每组处理设置3次重复，每个重复数为15袋。

1.2.3菌丝培养和出菇

试验各处理组料袋同时接种固体栽培种(常规三级制种法制种)，20～25 ℃培养，观察菌丝萌发，7 d 1次测量菌丝营养生长情况，直到菌丝满袋后结束。出菇试验在钢架大棚内进行，采用网格式立体栽培，反季节出菇，用移动制冷机对菌袋进行温差刺激，常规管理，记录各潮次产量。

1.2.4理化性状检测

各处理组灭菌后的料袋随机抽样3袋，作为测定各项理化指标的样品。样品经50～60 ℃风干10 h，粉碎后作为待分析样品。以四分法取混合样品一半用来物理分析，一半用于化学分析。

参照文献[5]的方法，测定容重、孔隙度、吸水能力(含水量)，以及EC值、pH值、粗蛋白、粗纤维、可溶性碳水化合物等理化指标。其中，粗蛋白测定采用凯氏定氮法(丹麦FOSS-8500全自动凯氏定氮仪)，纤维素测定用丹麦FOSS-FT350仪，可溶性碳水化合物采用差减法，EC值用BANTE520型EC计，pH 值用PHS-3C型pH计测定。

1.2.5秀珍菇菌种萌发试验

菌丝萌发生长试验采用液体菌种萌发法。取1.2.1节和1.2.2节灭菌后的料袋，无菌操作接入三角瓶摇床培养的液体菌种，每袋接种量为10 mL。(25±2)℃培养，观察菌丝萌发和营养生长情况。重复3次，每次15袋。

液体菌种培养所用种源同1.2.3节的固体栽培种所用种源。培养基为PDA去除琼脂后的液体培养基。培养条件为24 ℃，120 r·min-1，96 h。使用前，采用TTC法进行活力检验。

1.2.6数据处理与统计分析

数据处理采用DPS 统计分析软件，用Duncan 新复极差法进行多重比较。

2结果与分析

2.1配料、装袋及放置时间对培养料理化性状和秀珍菇菌种萌发的影响

培养料经配料、装袋后，料袋在20～25 ℃下放置不同时间，培养料的理化性状和生物性状会发生较大的变化，T1(CK)-T4等4个不同处理组的培养料理化性状如表1所示。从物理性状分析，容重从T1的0.48 g·cm-3增大到T4的0.56 g·cm-3，说明料袋装袋后的等待灭菌放置时间长短与培养料的容重成正比；孔隙度从T1(CK)的69.1%减少到T4的60.8%，二者呈负相关；含水量变化与孔隙度趋势一致，也是随培养料袋放置时间延长而逐渐下降。再进一步从化学性状看，电导率(EC值)从T1的5.4 mS·cm-1递次增加至T4的6.2 mS·cm-1，pH则从T1的6.9下降到T4的5.1。按食用菌菌丝生物学特性要求，培养料的这种变化趋势与菌丝生长所需的基质理化性状相背离。

从营养成分的变化看，T1到T4各处理的粗蛋白、粗纤维等指标的测试结果无显著性差异，可溶性碳水化合物变化则呈现一定的下降趋势，说明培养料袋放置时间对常规氮素和粗纤维的影响不显著，但会引起可溶性碳水化合物的消耗。

2.2不同灭菌次数对培养料理化性状和秀珍菇菌种萌发的影响

不同灭菌次数对培养料理化性状和秀珍菇菌种萌发的影响见表2。从物理性状看，从C1(CK)到C5等5个不同处理组，培养料的容重随灭菌次数的增加而逐渐增大，二者呈正相关；孔隙度则随灭菌次数的增加而逐渐减小，二者呈负相关；含水量变化与孔隙度趋势一致，也是随灭菌次数的增加而逐渐减小。根据食用菌菌丝营养生长对培养料物理性状的要求，这种变化会对其造成负向的影响，即多次灭菌会导致培养料物理性状的劣变。

表1配料装袋后不同放置时间对培养料的理化性状和菌种萌发率的影响

Table 1Effect of different standing time before sterilization on the physical-chemical indexes of substrates and germination rate of strains

处理容重/(g·cm-3)孔隙度/%含水量/%EC值/(mS·cm-1)pH值粗蛋白/%粗纤维/%可溶性碳水化合物/%萌发率/%T10.4869.161.95.46.95.8235.2247.23100T20.5068.661.75.66.76.0136.4346.35100T30.5268.161.15.85.95.8138.1244.3665T40.5667.560.86.25.15.9934.4642.6515

表2不同灭菌处理对培养料的理化性状和菌种萌发的影响

Table 2Effect of different sterilization times on the physical-chemical indexes of substrates and germination rate of strains

处理容重/(g·cm-3)孔隙度/%含水量/%EC值/(mS·cm-1)pH值粗蛋白/%粗纤维/%可溶性碳水化合物/%萌发率/%C10.4869.161.85.46.75.8235.2147.21100C20.4968.661.25.55.86.2238.4250.32100C30.4968.561.05.85.45.7434.8246.56100C40.5168.260.86.05.15.9831.6544.9880C50.5268.060.26.15.06.1433.9449.3260

从化学性状看，电导率(EC值)从C1处理的5.4 mS·cm-1逐渐增加到C5处理的6.1 mS·cm-1，pH值则从C1处理的6.7下降到C5处理的5.0，这种变化趋势与秀珍菇菌丝营养生长对培养料的要求相背离，且呈现明显的规律性，即灭菌次数越多，EC值越大，pH值越小，培养料越不利于秀珍菇菌丝的生理代谢。

从营养成分的变化看，从C1到C5各处理的粗蛋白、粗纤维、碳水化合物的测试结果无规律性，说明灭菌次数对常规营养成分的影响不明显。萌发率结果显示：灭菌3次(C1～C3)的菌丝萌发率均为100%，而灭菌4次以上，则会导致萌发率的下降。

食用菌培养料常规配制只对碳含量、氮含量、碳氮比、含水量、pH值等指标有比较明确的要求，而实际培养料的质量性状与其物理、化学等综合性状密切相关。容重、孔隙度反映了培养料的持水率和透气性，而这一特性又与菌丝营养生长和生殖生长高度相关。电导率(EC)在植物基质检测中是常用指标之一，一般适宜的植物基质电导率为EC≤3.5 mS·cm-1，食用菌培养料的EC值往往高于植物基质，这是由于食用菌菌丝代谢需要较高的营养成分，但过高的EC值也会抑制菌丝的代谢[6]。大多研究对秀珍菇菌种萌发率的重视度不足，但该指标恰恰是导致培养料质量下降甚至制约菌丝营养和生殖生长的重要影响因素，严重时甚至出现不发菌或子实体产量、质量的下降和大面积的栽培污染。

2.3不同处理培养料与秀珍菇菌丝营养生长相关性

2.3.1灭菌前不同放置时间与菌丝营养生长的相关性

各处理组培养料袋接种后经20～25 ℃培养，测量和比较菌丝营养生长情况。2.1节中结果已经显示：培养料袋灭菌前放置时间(处理T1～T4)对培养料理化、生物性状有负向影响，特别是由于厌氧发酵产生的有机酸和多种次生代谢产物，在导致pH值显著下降的同时，会对菌丝的萌发和营养生长产生明显的抑制作用。

进一步比较菌丝营养生长情况(表3)，T1，T2等2个处理的料袋接种后菌丝萌发时间均为24 h，菌丝平均生长速度为2.9 mm·d-1，满袋时间均为70 d，且菌丝生长旺盛、洁白、浓密、粗壮、无污染；T3处理菌丝生长速度开始减慢，满袋时间延长为79 d，菌丝生长势也稍弱于T1，T2；T4处理菌丝从生长速度和生长势等方面，均表现最差，且污染率也提高。上述结果说明：培养料良好的理化性状与菌丝营养生长呈高度正相关，尤其是pH值、萌发率2个指标，能正确反映培养料的特性与菌丝营养生长的关系，因此，可作为培养料制作的重要技术参考指标。

表3培养料装袋后不同放置时间对菌丝营养生长的影响

Table 3Effects of different standing time before sterilization on mycelium nutrition growth

处理萌发时间/h菌丝平均生长速度/(mm·d-1)满袋时间/d菌丝生长势污染率/%T1242.970++++0T2242.970++++0T3242.779+++0T4482.485++1

注：+表示菌丝长势的强弱，+越多，表明菌丝长势越旺盛，如++++表示菌丝旺盛、洁白、浓密、粗壮等。

2.3.2不同灭菌次数与秀珍菇菌丝营养生长的相关性

不同灭菌次数下各处理组(C1～C5)接种后经20～25 ℃培养，菌丝营养生长情况见图1。从各处理的秀珍菇菌丝营养生长速度看，C1～C5等5个处理间的菌丝生长速度差异较大，C1处理菌丝满袋时间为42 d，生长速度为5 mm·d-1，C2分别为49 d和4.3 mm·d-1，C3分别为56 d和3.7 mm·d-1，C4分别为63 d和3.2 mm·d-1，C5分别为70 d和2.9 mm·d-1，说明随着料袋灭菌次数的增多，菌丝的生长速度减慢，二者呈现负相关。试验还发现：C1菌丝较细长、浅白，其他处理菌丝相对浓白、粗壮。这种现象的出现与2.2节中灭菌过程对培养料理化性状的影响而导致的培养料劣变有关。

2.4不同灭菌次数下培养料与子实体生长发育的相关性

不同灭菌次数下试验处理组的料袋经接种培养后，菌丝满袋、后熟，在高温反季节下采用移动制冷方式进行温差刺激出菇，结果见图2。共比较了各处理的6潮子实体的出菇情况。从总生物转化率看，C1为52.26%，C2为45.85%，C3为45.19%，C4为40.10%，C5为40.91%，呈现递减趋势，说明培养料灭菌次数的增加，会导致子实体产量的下降，二者为负相关。进一步比较第1次冷刺激后各处理菌袋的出菇率和每袋平均产量，C1分别为100%和68 g，C2分别为55%和30 g，C3分别为30%和9 g，C4分别为20%和3 g，C5分别为5%和1 g，说明料袋的多次灭菌，在影响菌丝营养生长的同时，会使第1潮菇的形成时间推迟、产量下降。经统计比较各处理前4潮菇产量占总产量的比例，C1为86.4%，C2为86.2%，C3为88.4%，C4为88.4%，C5为91.3%，说明各处理的前4潮菇出菇差异不明显，在出菇后期的第五潮、第六潮，C1，C2处理的菌袋有更高的出菇潜力，反映了这2个灭菌处理的菌袋质量高于其他3个处理。

图1　不同灭菌次数下培养料对菌丝营养生长影响Fig.1　Effects of different sterilization times of substrates on the mycelium nutrition growth

图2　不同灭菌次数下培养料对子实体生长的影响Fig.2　Effects of different sterilization times of substrates on the fruiting body growth

3讨论

影响食用菌栽培产量和质量的因素除了品种选择、菌种质量、栽培设施、管理水平等外，还与培养料的质量密切相关。食用菌栽培全程是一种典型的固体发酵过程，常规对培养料要素考查主要为营养成分，一般要求C/N在25∶1～35∶1。但培养料的作用除了提供菌丝生长所需营养外，还作为菌丝的固定物，它影响着菌丝生长过程的传质、传热和代谢功能，继而与栽培产量和质量有着高度的相关性[7]。

培养料的物理性状中，料的颗粒大小、容重、孔隙度等影响着菌丝的生物量积累、氧气的供给和二氧化碳的移出率；同时，含水量对菌丝营养和生殖生长影响巨大，良好的培养料要求没有游离水且水活度(aw)为0.6～0.7，这样既适合食用菌菌丝的生长，又可以排除其他杂菌的污染[8]。pH值也是影响菌丝生长的重要指标之一，大部分食用菌菌丝适宜的培养料pH值在6.5～7.0，这个参数一般在培养料配制时，通过添加石膏、碳酸钙等缓冲物质进行控制，但由于培养料装袋后，料袋在20 ℃以上超过4 h后灭菌会产生厌氧发酵，使这一数值出现较大的下降，严重影响了培养料的质量，结果导致发菌延迟、菌丝抗性下降、污染增加，最后影响产量和质量，极端情况下甚至出现不发菌等现象，本试验中pH值为6.7时产量最高，该结果与刘叶高等[9]在茶薪菇、杏鲍菇、阿魏蘑3种食用菌的研究结果一致，即pH值在6.5～7.5之间产量最高。电导率(EC)反映了培养料的可溶性盐(主要由有机酸盐和无机盐等组成)的含量，也是对菌丝产生抑制作用的主要因素之一。根据资料，植物基质的适宜EC值范围是≤3.5 mS·cm-1，食用菌培养料适宜的EC值范围还未见报道。本研究结果显示：正常常压灭菌后培养料的EC在5.4 mS·cm-1左右，随着培养料袋厌氧发酵或灭菌次数的增加，会使其EC值增大，从而导致菌丝营养生长受到抑制[10]，上述因素需要在生产实际中引起高度重视。

本研究结果说明，秀珍菇料袋在常温下，装袋后4 h内、采用常压灭菌法、在100 ℃下保持10 h是适合袋栽模式的。反之，如料袋灭菌前放置时间超过4 h，或灭菌时间超过20 h(保证正常的蒸汽源条件下)都会导致料袋的质量劣变，进而抑制菌丝营养生长和子实体形成，影响栽培效益。

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(责任编辑张韵)

Correlation study on the physical-chemical characters of substrates and mycelium nutrition-reproductive growth ofPleurotuspulmonarius

CHEN Qing1， CHEN Zai-ming2，*， QIAN Qiong-qiu2，YU Wei-liang3，ZHENG Ming-hai3，WANG Song4， SHUI Di-yun4

(1.AgriculturalTechnologyExtensionCenterofZhejiangProvince，Hangzhou310020，China; 2.CollegeofAgriculture&Biotechnology，ZhejiangUniversity，Hangzhou310058，China; 3.KaihuaCountyAgriculturalResearchInstitute，Kaihua324300，China; 4.HangzhouXinLongJinBiologicalTechnologyCo.，Ltd，Lin’an311300，China)

Abstract:In order to explore the impact of substrates on Pleurotus pulmonarius’s yield and quality， different treatments of substrate preparation， sterilization and other conditions were set up. The results showed that the physical-chemical characters of substrates which were placed for more than 4 hours after bagging would deteriorate， and had a negative impact on mycelia and fructification growth. After sterilization under atmospheric pressure for 1， 2， 3， 4 and 5 times， the bulk density and electrical conductivity (EC) index of substrates increased， but the aeration porosity， moisture content and pH value decreased according to the increasing sterilization times. And the time of full bags of hyphae were 42， 49，56，63 and 70 d， respectively. The biological conversion were 52.26%， 45.85%， 45.19%， 40.10% and 40.91%， respectively， which indicated that the number of sterilization times had a negative effects on hyphae nutrition and reproductive growth. It can be concluded that substrates can maintain good physical and chemical properties and were beneficial for high-quality and high-yield of Pleurotus pulmonarius when they were sterilized under atmospheric pressure at 4 h after bagging， at 100 ℃ for 10 h.

Key words:Pleurotus pulmonarius; substrate; physical-chemical characters; correlation

DOI:10.3969/j.issn.1004-1524.2016.05.09

收稿日期：2015-07-28

基金项目：浙江省“三农六方”科技协作计划项目(SN201319)

作者简介：陈青(1972—)，男，浙江嵊州人，硕士，高级农艺师，从事食用菌技术研究和推广。E-mail：chenq501@163.com

*通信作者，陈再鸣，E-mail：zaimingch@163.com

中图分类号：S646

文献标志码：A

文章编号：1004-1524(2016)05-0763-06

浙江农业学报ActaAgriculturaeZhejiangensis， 2016，28(5): 763-768

http://www.zjnyxb.cn

陈青，陈再鸣，钱琼秋，等. 培养料理化性状与秀珍菇菌丝营养和生殖生长的相关性[J].浙江农业学报，2016，28(5)： 763-768.