覆土含水量对双孢蘑菇产量、质量及子实体水分利用的影响

王 倩，隽加香，张津京，宋晓霞，陈 辉，赵 妍，余昌霞，黄建春

(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，国家食用菌加工技术研发分中心，上海市农业遗传育种重点实验室，上海 201403)

双孢蘑菇子实体含有90%—95%的水分[1]，栽培过程中水分的供应十分重要。双孢蘑菇生长发育所需的水分来自于培养料和覆土[2]，在栽培过程中，培养料的含水量是不能调节的，但是可以在适当的栽培阶段对覆土层进行水分补充，提高覆土含水量。已有研究证实，提高覆土含水量可以增加双孢蘑菇产量[3-5]。本课题组之前的研究也证实，采用含水量高的覆土材料可以显著提高双孢蘑菇产量，并增加子实体的单重[6]。

目前，有关不同含水量的覆土对双孢蘑菇的生长发育以及子实体对覆土层和培养料层水分利用的影响鲜有研究。Kalberer通过在一潮菇子实体形成过程中对覆土层进行浇水处理[7]以及采用不同厚度(3cm和6cm)的覆土[1-2]研究了子实体对培养料和覆土的水分吸收，结果表明：在不考虑水分蒸发的前提下，子实体从培养料中吸收的水分占54%—83%，从覆土中吸收的水分占17%—46%；水分的吸收量随不同菇潮、覆土层厚度和采收时间而异。在实际生产中，水分蒸发不可避免，蘑菇利用水分生长并通过蒸发作用进行养分输送[8]，对覆土层和培养料层流失的水分如何分配用于子实体生长和蒸发作用的研究还未见报道。

为了更好地了解双孢蘑菇生长与水分之间的关系，为栽培过程中水分的调控管理提供参考，本研究使用不同含水量的覆土，并在出菇前期及转潮期通过补水方式维持设定含水量，比较不同覆土含水量对双孢蘑菇产量及质量的影响，监测采收过程中不同处理覆土层和培养料层的含水量变化情况，分析覆土层和培养料层水分利用情况及用于子实体膨大和蒸发作用的水分比例。

1 材料与方法

1.1 菌种

双孢蘑菇(Agaricusbisporus)A15麦粒种购于美国Sylvan公司。

1.2 覆土准备

泥炭购于长春喜禾泥炭开发有限公司。使用前取适量泥炭放置在烘箱中(105 ℃)烘干至恒重，测定其初始含水量，并用pH计测定其初始pH。由于泥炭偏酸性，泥炭覆土制作时需要添加石灰将pH调为7.5左右。根据其初始含水量进行计算，通过添加相应量的自来水使泥炭最终含水量分别为60%、65%、70%和75%。

1.3 出菇试验

试验在上海联中食用菌专业合作社进行，塑料栽培筐的内径长宽高分别为38.5 cm×27.5 cm×14 cm。将以麦草和鸡粪为主原料的培养料进行常规的一次发酵和二次发酵，二次发酵结束后，按照7‰的播种量将双孢蘑菇麦粒种与二次料混合均匀，填料至栽培筐，装料量为5.7 kg筐，发菌16—17 d，待菌丝长满二次发酵料后进行覆土，厚度4 cm。每个处理18筐，在床架上随机排列。覆土当天取样，测定各处理的覆土含水量和培养料含水量，记录每筐覆土质量及栽培筐质量。

覆土后通过调节空气温度和循环风风量，控制料温在25—27 ℃，相对湿度控制在95%—98%。覆土后4—7 d每天喷水，使覆土含水量维持在设定的60%、65%、70%、75%。第8天搔菌，搔菌后待菌丝恢复过夜，将菇房空气温度逐渐降至16 ℃，增加通风，使CO2浓度降至1.2‰以下，保持菇房相对湿度90%左右，诱导子实体形成。

待菇蕾长至豌豆大小，每筐补水100 mL。第2天称量所有栽培筐，每个处理取6个质量相等的筐标记。取其中3个筐将覆土层及培养料层分开，分别称重，并将覆土层与培养料层分别混合均匀后取样，测定其含水量。所有栽培筐一潮菇采收完毕后称重，记录一潮菇产量。标记过的另外3个筐将覆土层及培养料层分开，测定覆土和培养料的质量及含水量。通过覆土层和培养料层采摘前后的质量及含水量，计算覆土层和培养料层的失水量。覆土和培养料的总失水量与蘑菇产量的差值计为水分蒸发量。计算覆土层和培养料层的失水比例及用于蘑菇产量和蒸发的水分比例。

一潮菇采收后及时清理床架上的菇根，将覆土补水至设定含水量。待菇蕾长至豌豆大小，称重所有剩余栽培筐，按照上述一潮菇的方法取6个质量相等的筐标记。测定二潮菇采收前后覆土层和培养料层的含水量，分析二潮菇水分流动及利用情况，统计蘑菇产量。二潮菇采收结束后，按上述方法处理剩余栽培筐，并统计三潮菇数据。

1.4 商品菇外观品质评价

各处理选取每菇20个大小均匀的子实体(等级A[9])，称单重，用游标卡尺测量菌盖直径、菌盖厚度、菌柄长度和菌柄直径；参照GB 5009.3—2010[10]测定子实体水分含量并换算为干物质量。

1.5 统计分析

采用SPSS 17.0软件对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 覆土含水量对双孢蘑菇产量的影响

由图1可见，随着覆土含水量的增加，双孢蘑菇总产量及培养料生物学效率逐渐增加。覆土含水量为60%、65%、70%和75%时，双孢蘑菇总产量分别为872 g筐、1 067 g筐、1 236 g筐和1 469 g筐，生物学效率分别为51.0%、62.4%、72.3%和85.9%。对覆土含水量和双孢蘑菇产量进行相关性分析可知，二者呈高度正相关，相关系数为0.998。可见，在栽培过程中提高覆土含水量，有助于提高双孢蘑菇产量。

n=5； B.E：生物学效率；不同小写字母表示在P<0.05水平上差异显著图1 覆土含水量对双孢蘑菇产量和生物学效率的影响Fig.1 Effects of casing soil water content on A.bisporus yields and biological efficiency values

2.2 不同覆土含水量对双孢蘑菇质量的影响

与商业栽培模式类似，在试验条件下，双孢蘑菇一潮菇质量最好，子实体菌盖直径、菌盖厚度、菌柄长度及菌柄直径均高于二、三潮菇，子实体单重最高；其次是二潮菇；三潮菇子实体最小，单重最低。不同含水量的覆土生产的双孢蘑菇一潮菇子实体大小有差异，覆土含水量越高，子实体越大，单重越高；不同含水量覆土生产的二潮菇和三潮菇双孢蘑菇子实体大小没有显著差异。另外，覆土含水量对一、二、三潮菇子实体含水量及干物质量的影响也不同。总的来说，二潮菇子实体含水量高于一潮菇和三潮菇。覆土含水量对一潮菇子实体含水量及干物质量影响不显著，含水量约为90.6%，干物质量约为9.4%。二潮菇和三潮菇受覆土含水量的影响较大。随着覆土含水量的增加，二潮菇和三潮菇子实体含水量增加，干物质量减少，三潮菇表现更为明显。

表1 覆土含水量对双孢蘑菇外观品质的影响

1st，一潮菇；2nd，二潮菇；3rd，三潮菇;数据为20个重复的均值±SD；不同小写字母表示同一潮菇在P< 0.05水平上差异显著；下同

2.3 采收过程中不同处理覆土及培养料含水量的变化

双孢蘑菇子实体的水分来自于覆土和培养料。由图2可见，随着采收的进行，每潮菇覆土的含水量降低，至转潮期各处理补充水分后含水量升高(图2a)。一、二、三潮菇不同覆土含水量处理的水分降低量分别为1.7%、3.1%、4.0%、6.4%，2.6%、3.8%、3.2%、3.9%和1.1%、1.7%、2.1%、2.1%。含水量高的覆土为双孢蘑菇子实体生长提供了更多水分。覆土层为子实体生长发育提供的水分是有限的，如覆土含水量为75%的处理，一潮菇结束后，覆土含水量由76.7%降至70.3%，此时覆土含水量虽然高于其他3个处理的初始含水量，但并不能为子实体生长提供更多水分。由图2b可以看出，其余水分由培养料层提供。

各处理培养料一潮菇采收期间的水分降低量为2%—3%，二潮菇采收期间水分降低量约为0.5%，三潮菇采收期间水分降低量为0.3%(图2b)，培养料层为双孢蘑菇生长发育提供的水分随菇潮进行逐渐降低。不同覆土含水量的处理，采收期间培养料含水量不同。覆土含水量高的处理，菇蕾期培养料含水量高，且在采收期间培养料的平均含水量均维持在较高水平。

图2 双孢蘑菇采收过程覆土和培养料含水量变化Fig.2 Changes of water content in casing soil and compost during harvesting time of A.bisporus

2.4 双孢蘑菇采收过程覆土和培养料水分利用分析

为明确双孢蘑菇采收期间子实体对覆土层和培养料层水分的利用情况，计算了覆土层和培养料层的失水量以及用于子实体生长和蒸发的用水量(表2)。

表2 双孢蘑菇采收过程覆土和培养料水分利用分析

水分的利用与双孢蘑菇产量呈正相关。首先，从菇潮来看，覆土、培养料的失水量及总水分流动量随采菇潮次降低，一潮菇总水分流动为900—1 252 g筐，二潮菇为566—973 g筐，三潮菇为295—702 g筐，这与图2中覆土和培养料含水量的变化趋势一致；同时，一、二、三潮菇双孢蘑菇产量分别为439—617 g筐、283—505 g筐、149—346 g筐，产量逐渐降低，水分的提供和利用对双孢蘑菇产量有直接影响。其次，每潮菇覆土含水量越高的处理，覆土的失水量越高，培养料的失水量及总水分流动量越高，双孢蘑菇的产量越高。

覆土的含水量与覆土的失水量呈正相关，同时覆土层与培养料层的水分利用是同步的。覆土的失水量高，培养料的失水量也高，总水分流动增加，这在不同菇潮和不同含水量的覆土处理中都有体现。

覆土层提供了采收期间21%—49%的水分，培养料层提供了51%—79%的水分。与覆土相比，培养料为采收期间双孢蘑菇生长发育提供了更多水分。培养料的水份含量是固定的，随着一潮菇水分的大量流失，至二潮菇和三潮菇，培养料提供的水分比例逐渐减少。覆土层可以在转潮期间进行水分补充，故为二潮菇和三潮菇提供的水分比例增加。

覆土的失水量与培养料的失水量、子实体产量、水分蒸发量呈正相关。每潮菇覆土和培养料提供的水分，用于子实体生长和蒸发作用的水分比例约为1∶1，该比例不因菇潮的不同和覆土含水量的不同而改变。

3 结论与讨论

双孢蘑菇采收过程中，覆土和培养料提供水分供应子实体进行蒸腾作用及果实膨大。除此之外，覆土、培养料及子实体中的微生物以及蘑菇菌丝的呼吸作用会产生微量代谢水，本研究没有对此进行考虑。

在栽培过程中，提高覆土的含水量，可以提高双孢蘑菇产量，并增加子实体单重，本研究验证了这一观点，并通过对采收过程中覆土及培养料含水量变化及水分利用情况进行分析，探讨覆土含水量与双孢蘑菇生长发育及子实体水分利用之间的关系。

含水量高的覆土为双孢蘑菇生长发育提供更多水分。这体现在两个方面：第一，覆土含水量高，由覆土直接提供的水分多；第二，覆土含水量高的处理，培养料层提供的水分也多，总水分利用量高。所以，提高覆土的含水量所导致的蘑菇产量增加、子实体单重增加不仅是因为覆土的作用，更重要的是提高了培养料的水分及养分利用。

本研究中覆土最高含水量为75%，该覆土在一潮菇期间含水量由76.7%降至70.3%，失水量为503 g筐，尽管覆土中还有大量水未被利用，但并没有提供更多水分。而该阶段培养料失水量为748 g筐，远高于覆土失水量。这说明除覆土的水分供应外，培养料需要大量的水分流动带动养分的输送支持子实体生长。另外，本研究中，覆土含水量高的处理保证了采收期间培养料含水量维持在相对较高的水平。可以推断，这降低了蘑菇菌丝和培养料溶液之间的水位梯度，更利于水分及养分的输送，所以增加覆土含水量，培养料层的失水量增加，且培养料的生物学转化效率提高。

Griffin[11]尝试从能量的角度研究水分与双孢蘑菇生长之间的关系，指出覆土或者培养料的水势是基质势和渗透势的总和。之后一些研究[12-13]指出，双孢蘑菇子实体的产量与覆土基质势的关系十分密切。测定覆土中双孢蘑菇菌丝细胞、子实体菌丝细胞、覆土和培养料溶液的水势，将有助于进一步了解双孢蘑菇吸收和转移水分的机理。

覆土的失水量与培养料的失水量、子实体产量、水分蒸发量呈正相关。本研究中，生产双孢蘑菇子实体和用于蒸发的水分比例约1∶1，该比例不随蘑菇采收潮次和覆土含水量的不同而改变。Kalberer[1-2,7]在研究双孢蘑菇水分利用情况时，假设水分的蒸发完全来自覆土，培养料中没有蒸发。但是本研究证实，不同潮次、不同覆土含水量的处理，水分的蒸发量均大于覆土失水量，这说明蒸发的水分部分来自于培养料。对覆土、培养料分别提供于子实体生长和蒸发作用的水分比例进行定量测定将有助于了解双孢蘑菇水分和养分的供应关系。