寧南山區(qū)利用檸條枝栽培香菇技術可行性研究

馬 俊, 李鳴雷, 趙世偉, 沈 彤, 蘇彥尹

(1.中國科學院 水利部 水土保持研究所, 陜西 楊凌 712100;2.中國科學院大學, 北京 100049; 3.西北農林科技大學 水土保持研究所, 陜西 楊凌 712100)

干旱少雨、植被覆蓋度低長期制約著寧夏回族自治區(qū)經濟發(fā)展與生態(tài)建設。自20世紀80—90年代起，退耕還林還草工程陸續(xù)在我國西北部展開，取得了輝煌的成就，寧夏是唯一全境列入工程的省區(qū)，經過30多年的建設，生態(tài)條件得到改善，荒漠化程度減輕，實現了黃土高原的綠色新生。檸條(CaraganakorshinskiiKom)為水土保持的先鋒植物，適應性很強，既耐寒又抗高溫，能抵御-30～-40℃的低溫，抗熱極限可達48～49℃，極耐干旱，在含水率為4.08%的沙壤土中年均生長量可達67 cm[1]，在“三北”防護林中種植面積較大，具有很大的生態(tài)價值。寧夏南部山區(qū)是全國有名的“三西”貧困地區(qū)之一，9個縣(區(qū))均為國家級扶貧開發(fā)工作重點縣，該地區(qū)溝壑縱橫、產業(yè)單一，糧食生產為當地居民重要的收入來源[2]，因此，豐富當地產業(yè)結構迫在眉睫。檸條在寧南山區(qū)表現出極大適應性，成林面積達700萬hm2，3～5 a需平茬一次，每1 000 m2檸條種植區(qū)域可產生0.5 t平茬枝條，平均每年大約有300萬t檸條枝需要處理[3]，資源量豐富。目前，檸條的經濟價值主要為以下幾個方面：飼料、造紙板的生產原料、薪柴取暖以及園藝栽培基質[4-5]。當地對于平茬枝條主要用于牲畜的補充飼料，但由于檸條木質化較快，利用效率較低[6]。

香菇(Lentinusedodes(Berk.)sing)為側耳科香蕈子實體，營養(yǎng)成分豐富[7-9]，相比于經濟作物種植，香菇栽培需水量較少，易于管理且經濟效益更高。已有研究將檸條用于白靈菇、平菇、金針菇、黑木耳和玉皇菇的栽培[10-13]，但作為香菇栽培基質研究較少[14]。寧南山區(qū)香菇代料栽培的硬雜木需要外購，運費較高，很難形成產業(yè)，因此，考慮將該地區(qū)廣泛種植的檸條與木屑混合作為香菇代料栽培基質，降低成本，提高經濟效益。本文以檸條枝作為香菇栽培基質，進行農藝性狀、營養(yǎng)成分分析，對檸條枝作為香菇栽培基質的可行性進行探究，讓檸條在發(fā)揮水土保持和生態(tài)功能的同時產生經濟效益，服務地方經濟發(fā)展，為寧南山區(qū)檸條的循環(huán)利用和新型生態(tài)產業(yè)培育、踐行“兩山理論”提供新途徑和技術依據。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于寧固原市原州區(qū)河川鄉(xiāng)上黃村，屬于溫帶大陸性氣候，海拔1 320～2 928 m，春季和夏初雨量偏少，災害性天氣較多，年平均日照時數2 518.2 h，年平均氣溫為6.1℃，年平均降水量492.2 mm，年蒸發(fā)量1 753.2 mm，無霜期152 d，絕對無霜期83 d。該地區(qū)夏季日均溫23℃，且晝夜溫差較大，香菇為變溫結實類真菌，以春、秋栽為多，西北部分地區(qū)可進行反季節(jié)栽培。此地區(qū)夏季氣溫較低，反季節(jié)栽培展現出極大的優(yōu)勢，合理轉化豐富的檸條資源促進當地經濟的發(fā)展成為目前的一個研究重點。

1.2 材 料

1.2.1 菌 種 供試香菇菌株為L808，由西北農林科技大學食用菌研究室提供。

1.2.2 試驗培養(yǎng)料 試驗所用檸條枝均采集于寧夏固原，采集時間為2017年7月，蘋果木屑購自于禮泉縣食用菌合作社，麩皮、糖與石膏購自于市場。檸條枝營養(yǎng)成分含量豐富，檢驗表明粗纖維含量為48.5%，粗蛋白10.5%，氨基酸7.6%，蘋果木粗纖維含量為77.1%，粗蛋白2.6%，氨基酸2.0%。

1.2.3 菌種培養(yǎng)基 母種培養(yǎng)基：PDA培養(yǎng)基馬鈴薯(去皮)200 g，蔗糖20 g，瓊脂20 g，水1 000 ml；原種以及栽培種培養(yǎng)基：鋸木屑(蘋果木)78%，麩皮20%，糖1%，石膏1%。

1.3 試驗設計

1.3.1 栽培培養(yǎng)基 粗纖維是植物細胞壁的主要組成成分，包括纖維素、半纖維素、木質素及角質等成分，可作為香菇生長碳源。檸條枝中粗纖維含量低于蘋果木，蘋果木主要為香菇栽培提供碳源，陳黃曌等[15]以棉桿屑栽培香菇，基質中纖維素、半纖維素、木質素含量65.3%較為適宜，根據蘋果木與檸條養(yǎng)分對比，以78%蘋果木(處理A)作為對照，39%檸條枝、39%蘋果木(處理B)進行香菇栽培的初步探究。處理A與處理B均栽培于寧南山區(qū)固原市，香菇為反季節(jié)栽培，3月份開始香菇栽培相關工作，處理C在陜西楊陵進行代料栽培，與處理B培養(yǎng)基質相同，4月份開始相關工作，處理詳見表1。

表1 試驗培養(yǎng)基的配方 %

1.3.2 栽培方法 檸條枝與蘋果木進行機械粉碎、預濕，按照表1原料相關的添加比例拌料、裝袋、滅菌，冷卻24～48 h后接種，采用打穴接種，打3個接種穴，打一穴接一穴。栽培袋采用規(guī)格為寬15 cm、長55 cm、厚0.005 cm的折角聚乙烯筒袋，濕料重量為2.5～2.6 kg/袋，每個處理規(guī)模為200棒，在菇棚中完成菌絲生長、轉色以及出菇的相關工作。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 菌絲生長狀況 菌絲生長期間菇棚濕度應控制在70%以下。在此期間記錄菌絲長勢，3個處理均選取10個菌袋記錄菌絲滿袋天數，計算菌絲生長速率。

1.4.2 香菇產量以及生物轉化率 菌棒轉色期間菇棚保持濕度在70%～80%，出菇時期保持濕度85%～90%。產量均為菌棒出菇三茬進行計算，3個處理均任選10個菌棒進行記錄。

式中：m1為香菇單棒產量鮮重；m2為菌棒干重。

1.4.3 香菇品質測定 在香菇尚未完全開傘時進行采收，于60℃烘干至恒重之后進行養(yǎng)分測定。養(yǎng)分測定方法包括：灰分按照GB5009.4—2016《食品安全國家標準食品中灰分的測定》進行測定；脂肪按照GB5009.6—2016《食品安全國家標準食品中脂肪的測定》測定；粗纖維按照GB5009.10—2003《植物類食品中粗纖維的測定》標準測定；粗蛋白按照GB/T15673—2009《食用菌中粗蛋白含量的測定》標準測定；氨基酸按照GB5009.124—2003《食品中氨基酸的測定》測定。礦物質元素以及重金屬按照GB5009.268—2016 《食品安全國家標準食品中多元素的測定》標準測定。

式中：m3為樣品蛋白質中氨基酸含量；m4為FAO/WHO評分標準模式中相應必需氨基酸含量。

1.5 數據分析

數據均使用SPSS 22.0分析軟件中的單因素方差分析進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理香菇菌絲生長狀況

不同處理香菇菌絲生長情況結果見表2，由表2可以看出，所選香菇菌株的菌絲在3個不同處理之間均生長良好且可正常轉色，菌絲色澤、形態(tài)不存在差異。在寧南山區(qū)香菇栽培試驗中，檸條枝培養(yǎng)基香菇菌絲密度劣于蘋果木培養(yǎng)基，滿袋天數延長20 d，生長速率降低14%，轉色天數延長12 d；寧南山區(qū)與陜西蘋果木培養(yǎng)基對比試驗中，陜西栽培香菇菌絲長滿天數減少58 d，生長速率較快，所需轉色天數延長30 d?？赡芘c檸條物理性質與溫度有關，檸條纖維較長，粉碎后顆粒小于蘋果木，栽培袋內空隙變小，菌絲生長速率變慢；陜西4—5月份日均溫在20℃，更接近于香菇菌絲適宜溫度，生長速率較快，菌棒轉色期間為7月份，日均溫超過28 ℃，轉色較慢。

表2 不同處理菌絲生長狀況

2.2 不同處理香菇子實體產量

香菇生育期的長短與栽培基質密切相關[16]，所選香菇菌株在3個處理中均可形成子實體，生長狀況見表3。由表3可以看出，在寧南山區(qū)相同的栽培條件下，檸條枝與蘋果木培養(yǎng)基出菇天數、單棒產量與生物學效率不存在顯著差異，生育期延長35 d，固原香菇栽培工作于3月份開始，生育期延長對于來年香菇栽培未產生影響，且基本實現全年栽培；寧南山區(qū)與陜西蘋果木培養(yǎng)基對比試驗中，出菇天數、生育期、單棒產量與生物學效率均不存在顯著差異，子實體產量與生物學效率是表明栽培方式是否可以推廣的重要指標，表明寧南山區(qū)可進行香菇的反季節(jié)栽培。

表3 不同處理香菇子實體生長狀況

2.3 香菇營養(yǎng)成分

2.3.1 基本成分含量 對于3個處理栽培所得的香菇進行了養(yǎng)分測定，基本成分包括干物質、灰分、脂肪、粗蛋白以及粗纖維(表4)。由表4可知，在寧南山區(qū)相同的栽培條件下，檸條枝培養(yǎng)基所產香菇干物質、粗纖維含量低于蘋果木培養(yǎng)基，脂肪含量高于蘋果木培養(yǎng)基，差異均顯著，灰分與粗蛋白含量不存在顯著差異；寧南山區(qū)與陜西蘋果木培養(yǎng)基對比試驗中，寧南山區(qū)所產香菇干物質低于陜西，脂肪與粗纖維含量高于陜西蘋果木基質所產香菇，灰分與粗蛋白含量不存在顯著差異。

表4 不同處理香菇基本成分 %

2.3.2 水解氨基酸組成與含量 不同處理香菇子實體水解氨基酸組成與含量見表5。由表5可知，檸條枝培養(yǎng)基所產香菇氨基酸與鮮味氨基酸含量最高，分別為20.04%，6.22%，從人體必需氨基酸來看，陜西蘋果木培養(yǎng)基所產香菇含量最高，為6.94%。所測香菇樣本必須氨基酸含量為6.4%～7.0%，必需氨基酸與氨基酸總量(E/T)的比值均大于0.3，與非必須氨基酸總量的比值(E/N)均大于0.45，根據FAO/WHO蛋白質氨基酸組成較優(yōu)為E/T達到0.4，E/N在0.6以上[17]，表明必需氨基酸種類齊全，含量豐富，蘋果木基質所栽培香菇更接近于理想蛋白模式。加入檸條枝栽培的香菇人體必需氨基酸含量降低，氨基酸總量與鮮味氨基酸含量增加。采用氨基酸評分的方法對于3個香菇蛋白質含量進行綜合評價[18]，結果表明香菇樣本的第一限制氨基酸均為亮氨酸，3個處理氨基酸評分分別為60，59，67，處理C最接近于100(表6)。加入檸條枝栽培的香菇氨基酸評分高于蘋果木栽培香菇，陜西蘋果木栽培的香菇評分最高。

表5 不同處理香菇水解氨基酸含量 %

2.3.3 礦物質以及重金屬含量 不同處理香菇子實體中礦物質與重金屬元素含量見表7。由表7可得，在寧南山區(qū)相同栽培條件下，檸條枝培養(yǎng)基所產香菇子實體中鎂、鐵和鋅的含量低于蘋果木培養(yǎng)基，鈣與鉀含量與其不存在顯著差異；寧南山區(qū)與陜西蘋果木培養(yǎng)基對比試驗中，寧南山區(qū)蘋果木培養(yǎng)基所產香菇鈣含量低于陜西，鎂、鐵、鋅與鉀含量均不存在顯著差異。對于3個處理所產香菇進行了重金屬含量測定，包括鉛、汞、鎘以及鉻。重金屬含量標準采用的是GB 2762—2017，鉛、汞、鎘采用的是食用菌的相關標準，分別為1.0，0.1，0.5 mg/kg，鉻因食用菌未標明相關標準，故采用的是蔬菜標準，為0.5 mg/kg，鉛的檢出界限為0.02 mg/kg，-表示未檢出。結果表明，3個處理所產香菇重金屬含量均符合國家相關食品標準。

表6 氨基酸評分

表7 不同處理香菇礦物質元素含量mg/kg

3 討 論

由于當前香菇栽培規(guī)模的擴大，闊葉林樹木資源緊缺，香菇栽培原料價格上漲，緩解菌林矛盾，拓寬香菇栽培原料來源成為研究的一個重要方向，柴美清等[19]以雜木、桑木、蘋果木和棗木為栽培基質，研究不同栽培基質對香菇生長發(fā)育的影響，結果表明香菇菌絲在4種果木基質上均能生長，可以使用桑木和棗木代替?zhèn)鹘y(tǒng)的闊葉木木屑；胡潤芳等[20]利用大豆秸稈作為香菇代料栽培基質，結果表明大豆秸稈可替代麩皮，子實體產量與經濟效益相當，添加比例為35%可以替代傳統(tǒng)硬雜木；蔣德俊等[21]以香根草為香菇代料栽培基質，對于菌絲生長、產量以及成本進行了分析，結果表明香根草屑70%、木屑19%、麥麩10%、石膏1%配方為最佳產量增加，經濟效益最高。與寧南山區(qū)相比，陜西夏季溫度較高，雖輔助于風扇、水簾降溫，仍有部分菌棒出現“燒菌”現象，固原夏季日均溫為23℃，只需菇棚通風口即可，不需要輔助降溫設備，且該地區(qū)晝夜溫差較大，適宜于變溫結實類食用菌生長。相對于農作物與蔬菜種植，香菇經濟效益更高，需水量更少，適宜于寧南山區(qū)較為干旱的環(huán)境。

4 結 論

檸條中富含香菇生長過程中所需的碳源粗纖維以及氮源粗蛋白、氨基酸，可以作為香菇代料栽培的基質；寧南山區(qū)與陜西蘋果木栽培基質產量、生物學效率不存在顯著差異，營養(yǎng)成分干物質、脂肪、粗纖維與鈣含量顯著增加，氨基酸總量與必需氨基酸含量略有降低，表明寧南山區(qū)可進行香菇的反季節(jié)栽培；以39%檸條枝、39%蘋果木進行檸條枝代料栽培香菇的初步探究，結果表明加入檸條枝進行栽培后菌絲生長與轉色天數延長，生育期延長為335 d，基本實現了全年栽培，產量與生物學效率與蘋果木培養(yǎng)基處于同一顯著水平；在香菇品質方面，干物質、粗纖維、必需氨基酸以及部分礦物質元素含量降低，脂肪、氨基酸總量、鮮味氨基酸、氨基酸評分增加，重金屬含量均低于國家安全標準，其他養(yǎng)分不存在顯著差異，表明檸條枝可作為香菇栽培基質，由于部分香菇養(yǎng)分低于傳統(tǒng)培養(yǎng)基質，檸條適宜添加比例還需進一步探究。寧南山區(qū)檸條資源豐富且容易獲取，降低了香菇生產成本，同時反季節(jié)栽培提高了經濟收益，在此地區(qū)發(fā)展香菇產業(yè)前景廣闊，可以讓檸條在發(fā)揮生態(tài)作用的同時產生經濟價值，服務于地方產業(yè)經濟發(fā)展、振興鄉(xiāng)村企業(yè)，幫助當地脫貧致富。