竹-木屑配比和麥麩對香菇菌絲生長及產(chǎn)量的影響

王 朦，金愛武，，朱強(qiáng)根，蔣 俊，曾凡清

（1.浙江農(nóng)林大學(xué)省部共建亞熱帶森林培育國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江杭州311300；2.麗水學(xué)院生態(tài)學(xué)院，浙江 麗水323000；3.麗水市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江麗水323000）

香菇（Lentinula edodes）是我國食用菌產(chǎn)業(yè)栽培中產(chǎn)量和栽培面積最大的菌種［1］。香菇產(chǎn)業(yè)發(fā)展很大程度上依賴于林木資源，按照我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，已明令禁止采伐天然林，木材將不能滿足食用菌的發(fā)展需求，開發(fā)新型栽培基質(zhì)對緩解菌林矛盾、保護(hù)生態(tài)平衡具有積極意義［2］。目前，一些研究者用農(nóng)作物秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物添加代替木屑栽培香菇［3-6］實(shí)現(xiàn)了香菇出菇，但是農(nóng)業(yè)廢棄物表現(xiàn)出較低的木質(zhì)素和纖維素，化學(xué)成分和物理結(jié)構(gòu)上與木屑差異較大，同時資源較少、分布不廣泛，大面積用于香菇栽培存在困難。竹子的生長周期短，易更新，利于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)利用，分布范圍廣［7］。豐富的竹林資源為發(fā)展竹屑栽培香菇提供了充足的資源條件，作為栽培香菇的新型基質(zhì)有利于緩解我國木材供應(yīng)嚴(yán)重不足，對促進(jìn)生態(tài)化建設(shè)也將發(fā)揮重要的作用。竹材與木材類似，其主要的化學(xué)成分為水分11.13%、灰分1.04%、苯醇抽出物6.05%、纖維素（40%～60%）、木質(zhì)素（16%～34%）和半纖維素（14%～25%）［8-9］，木質(zhì)纖維素較高，可成為香菇生長重要的營養(yǎng)來源。通過不同竹木屑配比，結(jié)合不同品種和不同麥麩添加量的對比分析，研究其對香菇菌絲生長和香菇產(chǎn)量的影響，對推進(jìn)竹屑部分或全部代替木屑栽培香菇有重要的研究意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計

試驗(yàn)采用3因素3水平正交設(shè)計，即，菌種因素A：‘L808’、‘0912’、‘慶科212’；竹木屑體積比因素B：竹屑∶木屑為2∶3、1∶1和3∶2，竹屑為1年生毛竹（Phyllostachys edulis）粉碎至粒徑8～17 mm，木屑粒徑4～10 mm；麥麩因素C：17%、20%和23%，竹屑和木屑均是干料，無漚堆。按照正交表L9（34）安排試驗(yàn)處理9個，詳見表1。所有處理統(tǒng)一添加1%的石膏，每處理設(shè)置3個重復(fù)小區(qū)，每小區(qū)袋培法菌棒50棒，小區(qū)排列采用完全隨機(jī)方式。

表1 3因素正交試驗(yàn)設(shè)計表Tab.1 Formula of the three-factor orthogonal experimental design

1.2 生產(chǎn)管理與數(shù)據(jù)采集

生產(chǎn)出菇在溫室大棚內(nèi)按照常規(guī)管理方法［10］。菌絲生長速度調(diào)查：采用劃線法記錄菌絲生長速度，即，每小區(qū)隨機(jī)挑選3個菌棒進(jìn)行觀測，每隔3 d畫1次線，連續(xù)3個3 d，結(jié)束后測量劃線之間距離，并計算不同時間段菌絲平均生長速度（mm·d-1）。香菇產(chǎn)量統(tǒng)計：按4潮次分別采集每小區(qū)全部子實(shí)體，稱量鮮重，計算不同潮次產(chǎn)量和總產(chǎn)量指標(biāo)（g·棒-1）。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)分析采用正交試驗(yàn)設(shè)計分析方法，本文試驗(yàn)處理設(shè)置了3個重復(fù)，可獲得試驗(yàn)隨機(jī)誤差。首先，采用離均差平方和模型SS總=SS處理+SSe2中的SSe2估計隨機(jī)誤差（試驗(yàn)誤差）；其次，采用離均差平方和模型SS處理=SS因素A+SS因素B+SS因素C+SSe1中的SSe1估計正交試驗(yàn)混合交互效應(yīng)，以 SSe1和SSe2分別計算各自均方和自由度，并進(jìn)行混合交互效應(yīng)顯著性F檢驗(yàn)。最后，若混合交互效應(yīng)不顯著，則以SSe1+SSe2合并作為試驗(yàn)誤差進(jìn)行因素獨(dú)立效應(yīng)的方差分析與多重比較，并根據(jù)多重比較結(jié)果獲得最優(yōu)組合處理；若混合交互效應(yīng)顯著，則可能存在因素間交互效應(yīng)混雜，因素獨(dú)立效應(yīng)的方差分析與多重比較沒有了實(shí)際意義，僅以9個組合處理進(jìn)行單因素方差分析和多重比較確定最優(yōu)組合。

對9個處理組的菌絲前期生長速度試驗(yàn)數(shù)據(jù)計算得出：

進(jìn)行一尾F檢驗(yàn)

F值的概率計算函數(shù)FDIST=（F值，dfe1，dfe2）

以上述方法計算菌絲各時期生長速度的F右尾臨界值分別是：0.288、0.825、0.472。各潮次產(chǎn)量和總產(chǎn)量的F右尾臨界值分別是：0.435、0.096、0.979、0.611、0.172。F右尾臨界值均大于0.05，即試驗(yàn)因素之間的交互效應(yīng)不顯著，各因素所在列未出現(xiàn)交互作用的混雜，可以進(jìn)行各因素的主效應(yīng)方差分析和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 香菇菌絲生長速度

9個處理組分別3個重復(fù)，平均數(shù)和誤差取自3個重復(fù)。9個處理組的各時期菌絲生長速度分別在2.44～3.33，2.33～3.00，2.44～3.00，2.44～3.22 mm·d-1，變異系數(shù)在中等變異。

表2 香菇菌絲生長速度描述性分析表Tab.2 Hypha grown rate of Lentinus edodes

2.1.1 正交設(shè)計方差分析 以香菇菌種、竹木屑配比和麥麩添加量3因素的正交試驗(yàn)分析香菇菌絲生長速度，結(jié)果可以看出，因素間的混合交互效應(yīng)在不同時間段下均未達(dá)到顯著水平（P＞0.05），所以可以進(jìn)行因素的主效應(yīng)方差分析和多重比較（表3、表4）。菌絲開始生長的第1個3 d，菌種、竹木屑配比和麥麩量的影響均達(dá)到了顯著水平（P＜0.05），第2個3 d僅竹木屑配比和麥麩量的影響達(dá)到顯著水平，但到第3個3 d，3個因素對菌絲長速均未有顯著影響（P＞0.05）。綜合9 d菌絲生長平均速度來看，竹木屑配比極顯著的影響了菌絲長速（P＜0.001），麥麩量達(dá)到顯著水平（P=0.032），菌種影響則不顯著（P=0.292）（表3）。

表3 香菇菌絲生長速度的正交試驗(yàn)分析顯著性P值表Tab.3 The significant P value of the orthogonal test for the hypha growth rate of Lentinus edodes

2.1.2 正交設(shè)計多重比較 因素主效應(yīng)方差分析達(dá)到顯著水平時，則進(jìn)行因素各水平下平均菌絲長速的多重比較分析（表4）。從菌種來看，總體表現(xiàn)為對菌絲生長速度影響比較小，僅在第1個3 d，‘慶科212’菌絲長速較其他2個菌種（‘L808’和‘0912’）顯著提高。從竹木屑配比看，在第1個3 d、第2個3 d和總計9 d的平均菌絲生長速度均表現(xiàn)為1∶1＞2∶3＞3∶2，表明竹木屑配比（1∶1）處理菌絲生長速度最快，竹木屑配比（3∶2）處理菌絲生長速度最慢。從麥麩添加量來看，不同時間段下對菌絲生長速度的影響不同，開始的第1個3 d，麥麩添加量（17%）處理有利于菌絲生長，但隨后的第2個3 d和總計9 d下，麥麩添加量（23%）的處理菌絲生長速度最快。

表4 香菇菌絲長速的多重比較分析表Tab.4 The multiple comparison of the hypha growth rate of Lentinus edodes

2.2 香菇產(chǎn)量

9個處理組分別3個重復(fù)，平均數(shù)和誤差取自3個重復(fù)。9個處理組的第1潮產(chǎn)量在113～478 g·棒-1，第2潮產(chǎn)量在69～206 g·棒-1，第3潮產(chǎn)量在32～128 g·棒-1，第4潮產(chǎn)量在1～32 g·棒-1，總產(chǎn)量在287～720 g·棒-1，變異系數(shù)屬于中等變異。

2.2.1 正交設(shè)計方差分析 以香菇菌種、竹木屑配比和麥麩添加量3因素的正交試驗(yàn)分析香菇產(chǎn)量，結(jié)果可以看出，因素間的混合交互效應(yīng)在不同潮次產(chǎn)量和總產(chǎn)量下均未達(dá)到顯著水平（P＞0.05），所以可以進(jìn)行因素的主效應(yīng)方差分析（表5）。菌種、竹木屑配比和麥麩添加量對第1潮次香菇產(chǎn)量的影響均達(dá)到了極顯著水平（P＜0.001），第2潮次香菇產(chǎn)量為菌種和竹木屑配比的影響達(dá)到顯著水平，到第3、第4潮次時，香菇產(chǎn)量僅菌種間的差異達(dá)到了顯著水平（P＜0.05）（表6）。由此可見，竹木屑配比和麥麩添加量對香菇產(chǎn)量的影響主要體現(xiàn)在前期（第1、第2潮次），而后期影響不大（第3、第4潮次），但菌種對香菇產(chǎn)量在不同時間段均有著顯著的影響。從總計產(chǎn)量來看，菌種、竹木屑配比和麥麩添加量的影響均達(dá)到了極顯著水平（P＜0.001），與第1潮次的顯著性檢驗(yàn)結(jié)果類似，這主要是由于香菇出菇量通常集中在前期，本試驗(yàn)9個正交處理第1、第2潮次香菇產(chǎn)量占總產(chǎn)量的比例為53.95%～94.75%。（表6）。

表5 香菇產(chǎn)量描述性分析表Tab.5 Yield of Lentinus edodes in various stages of mushroom emergence

表6 香菇產(chǎn)量的正交試驗(yàn)分析顯著性P值表Tab.6 The significant P value of the orthogonal test for the yield of Lentinus edodes

2.2.2 正交設(shè)計多重比較 為了進(jìn)一步分析菌種、竹木屑配比和麥麩添加量等因素在不同水平上的差異，對相同因素下各水平間香菇產(chǎn)量進(jìn)行多重比較分析（圖1）。從香菇菌種來看（圖1A），第1、第2潮次，‘慶科212’和‘0912’的產(chǎn)量均顯著高于‘L808’，但第3、第4潮次則相反，‘慶科212’和‘0912’的產(chǎn)量均顯著低于‘L808’，表現(xiàn)了‘慶科212’和‘0912’前期出菇強(qiáng)，后期乏力，而‘L808’出菇時間更長的特點(diǎn)。由于香菇出菇通常集中在第1、第2潮次，總計產(chǎn)量仍表現(xiàn)為‘慶科212’和‘0912’顯著優(yōu)于‘L808’（P＜0.05）（圖1D）。從竹木屑配比來看（圖1B），竹木屑配比（1∶1）處理在第1潮次下的產(chǎn)量顯著低于竹木屑配比（2∶3）處理，竹屑占比過高會降低產(chǎn)量，如竹木屑配比（3∶2）處理在第1、第2潮次下香菇產(chǎn)量均顯著低于竹木屑配比（1∶1）處理和竹木屑配比（2∶3）處理（P＜0.05）?？傆嫯a(chǎn)量表現(xiàn)為竹木屑配比（1∶1）處理的香菇產(chǎn)量與竹木屑配比（2∶3）處理無差異，而顯著大于竹木屑配比（3∶2）處理（P＜0.05）（圖1D）。從麥麩添加量來看（圖1C），在第1潮中，麥麩添加量（20%）下的香菇產(chǎn)量顯著高于其他兩個處理（17%和23%）；而在第2、第3和第4潮次下不同麥麩添加量處理間差異均未達(dá)到顯著水平（P＞0.05），香菇產(chǎn)量卻一致表現(xiàn)為23%＞20%＞17%?？梢?，麥麩添加量（17%）處理會明顯降低香菇產(chǎn)量，從總計產(chǎn)量也可以看到，麥麩添加量（17%）處理顯著低于麥麩添加量（20%）和麥麩添加量（23%），分別低10.38%和8.65%（圖1D）。

圖1 不同因素下各水平間的香菇產(chǎn)量多重比較分析Fig.1 The multiple comparison of the yield of Lentinus edodes

2.2.3 正交設(shè)計優(yōu)選組合處理 在正交試驗(yàn)的混合交互效應(yīng)不顯著的情況下，試驗(yàn)最優(yōu)組合可根據(jù)各因素水平的多重比較結(jié)果進(jìn)行確定。菌種、竹木屑配比和麥麩添加量3因素各設(shè)置了3水平，共有27種組合處理，優(yōu)選其中組合方法如下：第一步，以總計產(chǎn)量為評價標(biāo)準(zhǔn)（圖1D），菌種因素中A2和A3之間差異不顯著，但均顯著高于A1，由此可優(yōu)選出A2和A3；竹木屑配比因素中B1和B2之間差異不顯著，但均顯著高于B3，由此可優(yōu)選出B1和B2；麥麩添加量因素中C2和C3之間差異不顯著，但均顯著高于C1，由此可優(yōu)選出C2和C3。第二步，根據(jù)各因素優(yōu)選出的2個水平形成優(yōu)選組合共有8個，分別為A2B1C2、A2B1C3、A2B2C2、A2B2C3、A3B1C2、A3B1C3、A3B2C2、A3B2C3。通過正交試驗(yàn)處理的多重比較結(jié)果來看（圖 2），產(chǎn)量前3位的正交試驗(yàn)處理分別為A3B1C2、A2B1C3、A2B2C2，此3個處理均在優(yōu)選的8個組合處理中，也驗(yàn)證了優(yōu)選組合處理的可靠性。

3 討論

香菇菌絲生長受到諸多因素影響，如品種差異、基質(zhì)類型和栽培環(huán)境等均對其有重要的作用。楊杰等［11］研究發(fā)現(xiàn)‘L808’菌種與‘L-9608’菌種之間菌絲長速差異顯著，試驗(yàn)研究的3個品種（‘L808’、‘慶科212’和‘0912’）之間9 d平均菌絲長速差異不顯著，與該研究結(jié)果不一致。竹屑作為一種豐富的資源，可用于部分代替木屑栽培香菇，竹木屑配比（1∶1）處理香菇菌絲生長速度最快，且顯著高于竹木屑配比（2∶3）處理和竹木屑配比（3∶2）處理（P＜0.05），與張?。?2］研究結(jié)果一致。一方面竹屑添加可能改變了栽培基質(zhì)料的顆粒結(jié)構(gòu)，增加了通氣性有利于菌絲生長［13-14］，從而在竹木屑配比（1∶1）處理的情況下提高了菌絲長速。另一方面，竹材細(xì)胞壁中含有酚醛類物質(zhì)可能對菌絲生長不利［15］，如Sun RC等［16］研究發(fā)現(xiàn)酚酸類物質(zhì)在抵抗病原入侵方面有顯著作用，竹木屑配比（3∶2）處理，菌絲生長速度最慢。香菇菌絲生長還受到麥麩添加量的影響［17］，潘迎捷等［18］研究認(rèn)為麥麩在菌絲營養(yǎng)生長階段被利用，對菌絲長速有重要影響，與本試驗(yàn)中麥麩添加量（23%）有利于提高菌絲長速的研究結(jié)果一致。但也要注意的是，麥麩添加是提供基質(zhì)N源的重要措施，麥麩過多增加基質(zhì)中的N含量也可能不利于菌絲生長［19］。

香菇產(chǎn)量是評價香菇栽培狀況的一個重要指標(biāo)。從品種來看，‘慶科212’和‘0912’在前期（第1、2潮）產(chǎn)量顯著高于‘L808’，但在后期（第3、4潮）則相反。由于一般香菇出菇量主要集中在前期，所以從總潮次產(chǎn)量來看仍表現(xiàn)為‘慶科212’和‘0912’均顯著高于‘L808’。從竹木屑配比對香菇產(chǎn)量的影響來看，竹屑中含有豐富的纖維素和半纖維素，甚至高于木屑含量［20］，成為香菇生長重要的營養(yǎng)源。有研究表明［21］，食用菌產(chǎn)量與半纖維素和纖維素的降解呈正相關(guān)，Thompson等［22］也發(fā)現(xiàn)類似結(jié)論，如半纖維素比纖維素更容易利用，從而促進(jìn)子實(shí)體的生長發(fā)育。研究表明，適量添加竹屑代替木屑栽培香菇可以獲得良好的效果，如竹木屑配比（1∶1）處理與竹木屑配比（2∶3）處理的香菇總產(chǎn)量均顯著高于竹木屑配比（3∶2）處理。添加竹屑對香菇產(chǎn)量的影響也表現(xiàn)在其他因素上，如與香菇菌絲生長相似，產(chǎn)量也同樣受添加竹屑改變基質(zhì)顆粒結(jié)構(gòu)和竹材酚醛類物質(zhì)含量等的影響，導(dǎo)致竹木屑配比（3∶2）處理降低了香菇產(chǎn)量。另外，試驗(yàn)選擇竹屑添加料為1年生毛竹材，通常有較高的碳氮比［23］，需要適量添加，而過量添加竹屑改變了栽培基質(zhì)碳氮比，可能不利于香菇產(chǎn)量的增長。麥麩添加對香菇產(chǎn)量的影響在試驗(yàn)中表現(xiàn)為添加量為17%的處理顯著低于20%和23%，一般香菇栽培基質(zhì)麥麩添加量為20%［24］，一方面，過低的麥麩添加量可能會降低香菇產(chǎn)量，另一方面，添加較木屑碳氮比相對更高的1年生毛竹竹屑在一定程度上改變了基質(zhì)碳氮比狀況，也進(jìn)一步導(dǎo)致了過低的麥麩量提供不了足夠的氮源，從而顯著降低了香菇產(chǎn)量。

圖2 不同正交試驗(yàn)處理的香菇產(chǎn)量Fig.2 The yield of Lentinus edodes under various treatments of the orthogonal test

4 小結(jié)

在菌絲長速方面，不同菌種間9 d平均菌絲生長速度差異不顯著（P=0.292）。竹木屑配比對菌絲生長的影響最為明顯，達(dá)到極顯著水平（P＜0.01），各處理間菌絲長速表現(xiàn)為1∶1＞2∶3＞3∶2，表明竹木屑配比（1∶1）菌絲生長最快，竹木屑配比（3∶2）菌絲生長最慢。麥麩添加量對菌絲生長的影響總體上表現(xiàn)為更高的麥麩添加量（23%）有利于菌絲生長。

在總產(chǎn)量方面，菌種和竹木屑配比對香菇產(chǎn)量的影響均達(dá)到了極顯著水平（p＜0.001）。其中，‘慶科212’和‘0912’的總產(chǎn)量均顯著高于‘L808’，‘慶科212’和‘0912’在第1、2潮次產(chǎn)量顯著高于‘L808’，但在第3、4潮次則相反。竹木屑配比（1∶1）處理可以獲得較好的香菇產(chǎn)量，與竹木屑配比（2∶3）處理無顯著差異（P=0.204），而顯著高于竹木屑配比（3∶2）處理（P＜0.05）。麥麩添加量對香菇產(chǎn)量有顯著影響（P=0.007），麥麩添加量（17%）處理明顯降低了香菇總產(chǎn)量，顯著低于麥麩添加量（20%）和麥麩添加量（23%），降幅分別達(dá)到10.38%和8.65%。

通過正交試驗(yàn)分析，結(jié)果表明，混合交互效應(yīng)的F檢驗(yàn)沒有達(dá)到顯著水平（P＞0.05），即試驗(yàn)因素之間的交互效應(yīng)不顯著，各因素所在列未出現(xiàn)交互作用的混雜。從香菇總產(chǎn)量來看，根據(jù)各因素的多重比較結(jié)果，優(yōu)選因素水平組合處理可以獲得 A2B1C2、A2B1C3、A2B2C2、A2B2C3、A3B1C2、A3B1C3、A3B2C2、A3B2C3等8個，試驗(yàn)開展的處理中，香菇總產(chǎn)量前3位分別為A2B1C2、A3B1C3、A3B2C2，此3個處理均在優(yōu)選的8個組合處理中，驗(yàn)證了優(yōu)選組合處理具有較好的可靠性，以用于指導(dǎo)今后繼續(xù)開展相關(guān)研究工作。