栗蘑混料栽培的配方设计与优化

叶项宇 吕锐玲 熊慧婷 常肖锐 牛牧青 徐婉婷 郑永良*

（1黄冈师范学院生物农业与资源学院/经济林木种质改良与资源综合利用湖北省重点实验室，湖北黄冈438000；2华中农业大学生命科学技术学院，湖北武汉430000）

栗蘑（Grifola frondosa）又名灰树花、贝叶多孔菌、云蕈、舞茸等，生物学分类地位属担子菌门（Basidiomycota），层菌纲（Hymenomycetes），非褶菌目（Aphyllophorales），多孔菌科（Polyporaceae），树花菌属（Grifola）[1]。栗蘑具有特有浓郁香味，口感佳，属高等珍稀、食药两用真菌[2-3]。栗蘑含有多种生物活性成分如栗蘑多糖、黄酮、三萜类化合物等，具有抗肿瘤、抗氧化、抗HIV及免疫活性功能等[4-7]。

栗蘑的栽培研究起源于日本[8]。我国栗蘑的栽培研究于近几年兴起，目前处于起步阶段，极少有栗蘑工厂化栽培的相关报道[9-11]。随着食用菌产业的飞速发展以及栽培规模的不断扩大，其栽培原料如木屑、麸皮等供不应求，致使生产成本提高[12]。选择合适的栽培料配方，且因地制宜，对提高食用菌的栽培效益有着重大意义。叶建强等以玉米芯、秸秆为主料栽培栗蘑，平均单袋产量比对照高37.07%[13]；冯芳侠等研究栗蓬代替栗木屑栽培栗蘑，在添加10%栗蓬时，菌丝生长旺盛，产量较对照提高8.22%[14]；曹秀明等利用菌草草粉进行栗蘑栽培配方优化，得出最佳配方的生物转化率达43.39%[15]。笔者选取当地资源较为丰富且价格低廉的谷糠栽培栗蘑，以期降低栗蘑生产成本，提高经济效益。

混料设计在食用菌的配方筛选中应用广泛，通过回归方程，能较好地分析不同组分之间的互作效应，从而得到较佳的配方[16]。采用Design-Expert 8.0.6.1软件设计栗蘑栽培料配方，以产量为响应值，探索栗蘑高产的最佳栽培料配方，为栗蘑高效栽培提供参考[17]。

1 材料与方法

1.1 供试栗蘑菌株和培养基

供试菌株：栗蘑菌株G1由黄冈师范学院生物农业与资源学院提供。

栽培料主料（木屑、棉籽壳、麸皮、谷糠）和辅料（葡萄糖、轻质碳酸钙）均由湖北金顶生态农业科技有限公司提供。

液体培养基：去皮马铃薯200 g，葡萄糖20 g，磷酸二氢钾1 g，硫酸镁0.5 g，VB10.1 g，蒸馏水1 L，pH自然。

对照栽培料配方（CK）：木屑78%，麸皮20%，葡萄糖1%，轻质碳酸钙1%。料含水量65%，pH自然。

1.2 混料配方设计

利用设计软件Design-Expert中混料设计的Doptimal方法对主料各成分进行优化。根据笔者预试验及生产经验，确定各主料质量分数的上下限：

其中，X1为木屑，X2为棉籽壳，X3为麸皮，X4为谷糠。配方设计如表1，料含水量为65%。

表1 培养料配方设计

1.3 试验方法

1.3.1 菌种制作

液体菌种培养：1000 mL三角瓶装400 mL液体培养基，121℃灭菌25 min，冷却至室温接种，150 r/min，25℃恒温培养7 d。

1.3.2 培养料装袋灭菌接种

按表1的配比精确称取各主料，拌料后（含水量65%）采用规格为17 cm×33 cm×0.005 cm的聚丙烯塑料袋装料，每袋装湿料1 kg，121℃灭菌150 min，冷却至室温后接种，每袋接液体菌种10 mL。每个配方重复20袋。

1.3.3 菌丝培养

接种后移入培养室培养，控制温度在25~28℃，空气相对湿度60%~65%，其间加强通风。菌丝长满袋后，在原培养条件下继续后熟7~10 d后，移入出菇大棚进行出菇管理。

1.3.4 出菇管理

采用地栽式割口出菇方式出菇。割口前用75%酒精对解剖刀及割口处进行消毒处理。在菌袋中心割口，大小约为1 cm2，遮光培养5~7 d，其间加强通风，保持空气湿度65%~70%。待脑状原基形成后转入出菇管理。出菇条件：温度18~22℃，空气相对湿度90%~95%，二氧化碳浓度不高于0.25%，光照强度为300 lx，12 h。7~10 d后即可采收。采收后记录每袋产量。

1.4 回归分析及验证试验

以产量为响应值，利用Design-Expert软件，采用Scheffe二次多项式回归模型，对每袋产量与主料配方进行二次多项回归拟合，建立产量的回归模型，分析栽培料配方中各组分的交互作用及对产量的影响[18]。

2 结果与分析

2.1 回归模型

各个配方产量统计及分析结果见表2。产量与主料配方的回归模型方程如下：

产量的实测值及预测值见表2，该模型的方差分析结果见表3。

表2 供试配方的袋产量分析

方差分析结果：线性混合模型和二次模型都达到极显著水平（P<0.01），失拟项P=0.1347>0.001，说明该试验结果与数学模型拟合较好，可以采用该回归模型来推测试验结果。方程相关系数R2=0.9837，表明该方程能够很好地反映真实试验值，可以采用此模型来分析产量的变化。由表3可知，X1X3、X2X3、X3X4的影响差异极显著，X1X2、X2X4的影响差异不显著。

2.2 配方中主料成分变化对栗蘑产量的影响

当木屑、棉籽壳、麸皮、谷糠任意一个为固定水平时，另外三个组分的交互作用对产量的影响见图1-图4。

由图1可知（A为木屑，B为棉籽壳、C为麸皮、D为谷糠，图2、图3、图4同），当栽培料中木屑的占比为45%时，麸皮与谷糠的交互作用明显大于棉籽壳与麸皮、棉籽壳与谷糠的交互作用，棉籽壳的质量分数对栗蘑产量的影响很小，此时制约栗蘑产量的因素主要是栽培料中的含氮量。随着麸皮质量分数的增加，产量逐渐上升。

表3 产量的二次多项回归模型方差分析

由图2可知，当栽培料中棉籽壳的占比为40%时，高产区主要集中在木屑和谷糠质量分数较高的区域，结合3D图可以看出产量有极大值。

由图3可知，当栽培料中麸皮的质量分数为8%时，棉籽壳质量分数对产量的影响不大，随着谷糠含量的提高，产量迅速增加，这是由于谷糠可同样作为氮源来促进栗蘑产量。

图1 棉籽壳、麸皮、谷糠的交互作用对栗蘑产量的影响

图2 木屑、麸皮、谷糠的交互作用对栗蘑产量的影响

图3 木屑、棉籽壳、谷糠的交互作用对栗蘑产量的影响

图4 木屑、棉籽壳、麸皮的交互作用对栗蘑产量的影响

由图4可知，当栽培料中谷糠的质量分数为15%时，高产区集中在木屑质量分数较高的区域，随着木屑质量分数的上升，产量逐渐下降。

2.3 高产配方及验证试验

根据回归方程分析得出高产配方为木屑45%，棉籽壳39%，麸皮8%，谷糠8%，葡萄糖1%，轻质碳酸钙1%，料含水量65%。根据优化出的最佳配比配制G1栗蘑栽培料，在其他条件不变的前提下配制30袋进行生产验证。验证得到的平均袋产量为152.07 g，与预测值较为接近，说明此模型拟合度较高，可应用于描述试验中栗蘑G1品种的不同栽培料配比得到的平均袋产量结果。

3 小结

选择合适的食用菌培养料配方是食用菌栽培过程中极为重要的一部分，它影响着食用菌的产量和成本。笔者首先根据原料来源的广泛性，确定了适宜栗蘑G1的四种主要栽培料为木屑、棉好壳、麸皮和谷糠。利用最优混料设计方法拟合出各个栽培料与平均产量的二项式方程，通过求解方程的最大值得到了最适宜栗蘑G1的栽培料配比：木屑45%，棉籽壳39%，麸皮8%，谷糠8%，葡萄糖1%，轻质碳酸钙1%，含水量65%。验证试验得到的实际平均单产与预测平均单产接近，说明该配比适合栗蘑G1的栽培生产。在实际生产中，还应考虑到各原料在不同地区和时间的采购价格，因地制宜，结合原料成本与实际产出计算利润最大值，实现生产效益最大化。