宁南山区利用柠条枝栽培香菇技术可行性研究

马 俊, 李鸣雷, 赵世伟, 沈 彤, 苏彦尹

(1.中国科学院 水利部 水土保持研究所, 陕西 杨凌 712100;2.中国科学院大学, 北京 100049; 3.西北农林科技大学 水土保持研究所, 陕西 杨凌 712100)

干旱少雨、植被覆盖度低长期制约着宁夏回族自治区经济发展与生态建设。自20世纪80—90年代起，退耕还林还草工程陆续在我国西北部展开，取得了辉煌的成就，宁夏是唯一全境列入工程的省区，经过30多年的建设，生态条件得到改善，荒漠化程度减轻，实现了黄土高原的绿色新生。柠条(CaraganakorshinskiiKom)为水土保持的先锋植物，适应性很强，既耐寒又抗高温，能抵御-30～-40℃的低温，抗热极限可达48～49℃，极耐干旱，在含水率为4.08%的沙壤土中年均生长量可达67 cm[1]，在“三北”防护林中种植面积较大，具有很大的生态价值。宁夏南部山区是全国有名的“三西”贫困地区之一，9个县(区)均为国家级扶贫开发工作重点县，该地区沟壑纵横、产业单一，粮食生产为当地居民重要的收入来源[2]，因此，丰富当地产业结构迫在眉睫。柠条在宁南山区表现出极大适应性，成林面积达700万hm2，3～5 a需平茬一次，每1 000 m2柠条种植区域可产生0.5 t平茬枝条，平均每年大约有300万t柠条枝需要处理[3]，资源量丰富。目前，柠条的经济价值主要为以下几个方面：饲料、造纸板的生产原料、薪柴取暖以及园艺栽培基质[4-5]。当地对于平茬枝条主要用于牲畜的补充饲料，但由于柠条木质化较快，利用效率较低[6]。

香菇(Lentinusedodes(Berk.)sing)为侧耳科香蕈子实体，营养成分丰富[7-9]，相比于经济作物种植，香菇栽培需水量较少，易于管理且经济效益更高。已有研究将柠条用于白灵菇、平菇、金针菇、黑木耳和玉皇菇的栽培[10-13]，但作为香菇栽培基质研究较少[14]。宁南山区香菇代料栽培的硬杂木需要外购，运费较高，很难形成产业，因此，考虑将该地区广泛种植的柠条与木屑混合作为香菇代料栽培基质，降低成本，提高经济效益。本文以柠条枝作为香菇栽培基质，进行农艺性状、营养成分分析，对柠条枝作为香菇栽培基质的可行性进行探究，让柠条在发挥水土保持和生态功能的同时产生经济效益，服务地方经济发展，为宁南山区柠条的循环利用和新型生态产业培育、践行“两山理论”提供新途径和技术依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区位于宁固原市原州区河川乡上黄村，属于温带大陆性气候，海拔1 320～2 928 m，春季和夏初雨量偏少，灾害性天气较多，年平均日照时数2 518.2 h，年平均气温为6.1℃，年平均降水量492.2 mm，年蒸发量1 753.2 mm，无霜期152 d，绝对无霜期83 d。该地区夏季日均温23℃，且昼夜温差较大，香菇为变温结实类真菌，以春、秋栽为多，西北部分地区可进行反季节栽培。此地区夏季气温较低，反季节栽培展现出极大的优势，合理转化丰富的柠条资源促进当地经济的发展成为目前的一个研究重点。

1.2 材 料

1.2.1 菌 种 供试香菇菌株为L808，由西北农林科技大学食用菌研究室提供。

1.2.2 试验培养料 试验所用柠条枝均采集于宁夏固原，采集时间为2017年7月，苹果木屑购自于礼泉县食用菌合作社，麸皮、糖与石膏购自于市场。柠条枝营养成分含量丰富，检验表明粗纤维含量为48.5%，粗蛋白10.5%，氨基酸7.6%，苹果木粗纤维含量为77.1%，粗蛋白2.6%，氨基酸2.0%。

1.2.3 菌种培养基 母种培养基：PDA培养基马铃薯(去皮)200 g，蔗糖20 g，琼脂20 g，水1 000 ml；原种以及栽培种培养基：锯木屑(苹果木)78%，麸皮20%，糖1%，石膏1%。

1.3 试验设计

1.3.1 栽培培养基 粗纤维是植物细胞壁的主要组成成分，包括纤维素、半纤维素、木质素及角质等成分，可作为香菇生长碳源。柠条枝中粗纤维含量低于苹果木，苹果木主要为香菇栽培提供碳源，陈黄曌等[15]以棉杆屑栽培香菇，基质中纤维素、半纤维素、木质素含量65.3%较为适宜，根据苹果木与柠条养分对比，以78%苹果木(处理A)作为对照，39%柠条枝、39%苹果木(处理B)进行香菇栽培的初步探究。处理A与处理B均栽培于宁南山区固原市，香菇为反季节栽培，3月份开始香菇栽培相关工作，处理C在陕西杨陵进行代料栽培，与处理B培养基质相同，4月份开始相关工作，处理详见表1。

表1 试验培养基的配方 %

1.3.2 栽培方法 柠条枝与苹果木进行机械粉碎、预湿，按照表1原料相关的添加比例拌料、装袋、灭菌，冷却24～48 h后接种，采用打穴接种，打3个接种穴，打一穴接一穴。栽培袋采用规格为宽15 cm、长55 cm、厚0.005 cm的折角聚乙烯筒袋，湿料重量为2.5～2.6 kg/袋，每个处理规模为200棒，在菇棚中完成菌丝生长、转色以及出菇的相关工作。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 菌丝生长状况 菌丝生长期间菇棚湿度应控制在70%以下。在此期间记录菌丝长势，3个处理均选取10个菌袋记录菌丝满袋天数，计算菌丝生长速率。

1.4.2 香菇产量以及生物转化率 菌棒转色期间菇棚保持湿度在70%～80%，出菇时期保持湿度85%～90%。产量均为菌棒出菇三茬进行计算，3个处理均任选10个菌棒进行记录。

式中：m1为香菇单棒产量鲜重；m2为菌棒干重。

1.4.3 香菇品质测定 在香菇尚未完全开伞时进行采收，于60℃烘干至恒重之后进行养分测定。养分测定方法包括：灰分按照GB5009.4—2016《食品安全国家标准食品中灰分的测定》进行测定；脂肪按照GB5009.6—2016《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》测定；粗纤维按照GB5009.10—2003《植物类食品中粗纤维的测定》标准测定；粗蛋白按照GB/T15673—2009《食用菌中粗蛋白含量的测定》标准测定；氨基酸按照GB5009.124—2003《食品中氨基酸的测定》测定。矿物质元素以及重金属按照GB5009.268—2016 《食品安全国家标准食品中多元素的测定》标准测定。

式中：m3为样品蛋白质中氨基酸含量；m4为FAO/WHO评分标准模式中相应必需氨基酸含量。

1.5 数据分析

数据均使用SPSS 22.0分析软件中的单因素方差分析进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理香菇菌丝生长状况

不同处理香菇菌丝生长情况结果见表2，由表2可以看出，所选香菇菌株的菌丝在3个不同处理之间均生长良好且可正常转色，菌丝色泽、形态不存在差异。在宁南山区香菇栽培试验中，柠条枝培养基香菇菌丝密度劣于苹果木培养基，满袋天数延长20 d，生长速率降低14%，转色天数延长12 d；宁南山区与陕西苹果木培养基对比试验中，陕西栽培香菇菌丝长满天数减少58 d，生长速率较快，所需转色天数延长30 d。可能与柠条物理性质与温度有关，柠条纤维较长，粉碎后颗粒小于苹果木，栽培袋内空隙变小，菌丝生长速率变慢；陕西4—5月份日均温在20℃，更接近于香菇菌丝适宜温度，生长速率较快，菌棒转色期间为7月份，日均温超过28 ℃，转色较慢。

表2 不同处理菌丝生长状况

2.2 不同处理香菇子实体产量

香菇生育期的长短与栽培基质密切相关[16]，所选香菇菌株在3个处理中均可形成子实体，生长状况见表3。由表3可以看出，在宁南山区相同的栽培条件下，柠条枝与苹果木培养基出菇天数、单棒产量与生物学效率不存在显著差异，生育期延长35 d，固原香菇栽培工作于3月份开始，生育期延长对于来年香菇栽培未产生影响，且基本实现全年栽培；宁南山区与陕西苹果木培养基对比试验中，出菇天数、生育期、单棒产量与生物学效率均不存在显著差异，子实体产量与生物学效率是表明栽培方式是否可以推广的重要指标，表明宁南山区可进行香菇的反季节栽培。

表3 不同处理香菇子实体生长状况

2.3 香菇营养成分

2.3.1 基本成分含量 对于3个处理栽培所得的香菇进行了养分测定，基本成分包括干物质、灰分、脂肪、粗蛋白以及粗纤维(表4)。由表4可知，在宁南山区相同的栽培条件下，柠条枝培养基所产香菇干物质、粗纤维含量低于苹果木培养基，脂肪含量高于苹果木培养基，差异均显著，灰分与粗蛋白含量不存在显著差异；宁南山区与陕西苹果木培养基对比试验中，宁南山区所产香菇干物质低于陕西，脂肪与粗纤维含量高于陕西苹果木基质所产香菇，灰分与粗蛋白含量不存在显著差异。

表4 不同处理香菇基本成分 %

2.3.2 水解氨基酸组成与含量 不同处理香菇子实体水解氨基酸组成与含量见表5。由表5可知，柠条枝培养基所产香菇氨基酸与鲜味氨基酸含量最高，分别为20.04%，6.22%，从人体必需氨基酸来看，陕西苹果木培养基所产香菇含量最高，为6.94%。所测香菇样本必须氨基酸含量为6.4%～7.0%，必需氨基酸与氨基酸总量(E/T)的比值均大于0.3，与非必须氨基酸总量的比值(E/N)均大于0.45，根据FAO/WHO蛋白质氨基酸组成较优为E/T达到0.4，E/N在0.6以上[17]，表明必需氨基酸种类齐全，含量丰富，苹果木基质所栽培香菇更接近于理想蛋白模式。加入柠条枝栽培的香菇人体必需氨基酸含量降低，氨基酸总量与鲜味氨基酸含量增加。采用氨基酸评分的方法对于3个香菇蛋白质含量进行综合评价[18]，结果表明香菇样本的第一限制氨基酸均为亮氨酸，3个处理氨基酸评分分别为60，59，67，处理C最接近于100(表6)。加入柠条枝栽培的香菇氨基酸评分高于苹果木栽培香菇，陕西苹果木栽培的香菇评分最高。

表5 不同处理香菇水解氨基酸含量 %

2.3.3 矿物质以及重金属含量 不同处理香菇子实体中矿物质与重金属元素含量见表7。由表7可得，在宁南山区相同栽培条件下，柠条枝培养基所产香菇子实体中镁、铁和锌的含量低于苹果木培养基，钙与钾含量与其不存在显著差异；宁南山区与陕西苹果木培养基对比试验中，宁南山区苹果木培养基所产香菇钙含量低于陕西，镁、铁、锌与钾含量均不存在显著差异。对于3个处理所产香菇进行了重金属含量测定，包括铅、汞、镉以及铬。重金属含量标准采用的是GB 2762—2017，铅、汞、镉采用的是食用菌的相关标准，分别为1.0，0.1，0.5 mg/kg，铬因食用菌未标明相关标准，故采用的是蔬菜标准，为0.5 mg/kg，铅的检出界限为0.02 mg/kg，-表示未检出。结果表明，3个处理所产香菇重金属含量均符合国家相关食品标准。

表6 氨基酸评分

表7 不同处理香菇矿物质元素含量mg/kg

3 讨 论

由于当前香菇栽培规模的扩大，阔叶林树木资源紧缺，香菇栽培原料价格上涨，缓解菌林矛盾，拓宽香菇栽培原料来源成为研究的一个重要方向，柴美清等[19]以杂木、桑木、苹果木和枣木为栽培基质，研究不同栽培基质对香菇生长发育的影响，结果表明香菇菌丝在4种果木基质上均能生长，可以使用桑木和枣木代替传统的阔叶木木屑；胡润芳等[20]利用大豆秸秆作为香菇代料栽培基质，结果表明大豆秸秆可替代麸皮，子实体产量与经济效益相当，添加比例为35%可以替代传统硬杂木；蒋德俊等[21]以香根草为香菇代料栽培基质，对于菌丝生长、产量以及成本进行了分析，结果表明香根草屑70%、木屑19%、麦麸10%、石膏1%配方为最佳产量增加，经济效益最高。与宁南山区相比，陕西夏季温度较高，虽辅助于风扇、水帘降温，仍有部分菌棒出现“烧菌”现象，固原夏季日均温为23℃，只需菇棚通风口即可，不需要辅助降温设备，且该地区昼夜温差较大，适宜于变温结实类食用菌生长。相对于农作物与蔬菜种植，香菇经济效益更高，需水量更少，适宜于宁南山区较为干旱的环境。

4 结 论

柠条中富含香菇生长过程中所需的碳源粗纤维以及氮源粗蛋白、氨基酸，可以作为香菇代料栽培的基质；宁南山区与陕西苹果木栽培基质产量、生物学效率不存在显著差异，营养成分干物质、脂肪、粗纤维与钙含量显著增加，氨基酸总量与必需氨基酸含量略有降低，表明宁南山区可进行香菇的反季节栽培；以39%柠条枝、39%苹果木进行柠条枝代料栽培香菇的初步探究，结果表明加入柠条枝进行栽培后菌丝生长与转色天数延长，生育期延长为335 d，基本实现了全年栽培，产量与生物学效率与苹果木培养基处于同一显著水平；在香菇品质方面，干物质、粗纤维、必需氨基酸以及部分矿物质元素含量降低，脂肪、氨基酸总量、鲜味氨基酸、氨基酸评分增加，重金属含量均低于国家安全标准，其他养分不存在显著差异，表明柠条枝可作为香菇栽培基质，由于部分香菇养分低于传统培养基质，柠条适宜添加比例还需进一步探究。宁南山区柠条资源丰富且容易获取，降低了香菇生产成本，同时反季节栽培提高了经济收益，在此地区发展香菇产业前景广阔，可以让柠条在发挥生态作用的同时产生经济价值，服务于地方产业经济发展、振兴乡村企业，帮助当地脱贫致富。