重金屬對(duì)平菇菌絲生長(zhǎng)、產(chǎn)量和質(zhì)量的影響*

楊小紅，胡清秀**，韓立榮

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京 100081；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝園林學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128）

平菇 （Pleurotus ostreatus） 是側(cè)耳屬 （Pleurotus） 中普遍栽培的糙皮側(cè)耳、鳳尾菇和白黃側(cè)耳等食用菌的統(tǒng)稱，是世界上栽培量最大的食用菌之一，也是我國(guó)發(fā)展速度較快、種植面積較廣、經(jīng)濟(jì)效益較高的食用菌種類[1]。目前，國(guó)內(nèi)外在平菇人工栽培、菌種選育、品種認(rèn)定、液體發(fā)酵、重金屬含量分析等方面做了大量的研究[2－4]，并取得了一定的進(jìn)展。有關(guān)重金屬對(duì)食用菌子實(shí)體產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量安全影響的研究對(duì)杏鮑菇[5]、雙孢蘑菇[6]、金針菇[7]等已有報(bào)道，但關(guān)于培養(yǎng)料中重金屬元素對(duì)平菇生長(zhǎng)代謝、產(chǎn)量和食用安全性方面的研究鮮有報(bào)道。近幾年的資料表明，因培養(yǎng)料受重金屬污染而影響食用菌產(chǎn)量和品質(zhì)的事件時(shí)有發(fā)生。因此，培養(yǎng)料的優(yōu)劣直接影響食用菌生產(chǎn)和菇農(nóng)的利益。為確保食用菌產(chǎn)品的質(zhì)量，促進(jìn)食用菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，著重研究了培養(yǎng)料中重金屬濃度對(duì)平菇子實(shí)體產(chǎn)量和質(zhì)量的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 平菇菌株

平菇 （Pleurotus ostreatus）農(nóng)科P1號(hào)，來(lái)源于中國(guó)農(nóng)科院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所食用菌研究開發(fā)中心實(shí)驗(yàn)室。

1.1.2 栽培培養(yǎng)基配方

棉籽殼90%、麥麩9%、石膏粉1%，料水比為1∶1.2。

1.1.3 試劑

氯化汞 （HgCl2）、 氯化鎘 （CdCl2·2.5H2O）、 三氧化二砷 （As2O3）、硝酸鉛 [Pb(NO3)2]為國(guó)產(chǎn)分析純?cè)噭耘嘣囼?yàn)用標(biāo)準(zhǔn)溶液按GB/T602－2002《化學(xué)試劑－雜質(zhì)測(cè)定用標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備》中的方法配制。

1.2 試驗(yàn)方法

采用常規(guī)袋栽技術(shù)，選用長(zhǎng)30 cm、寬15 cm、厚0.04 cm的高密度聚乙烯袋，每袋裝料0.5 kg（濕重），在拌料時(shí)，先將Hg、Cd、As、Pb栽培試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)溶液分別混勻于拌料用水中，再與培養(yǎng)料充分拌勻。每種重金屬設(shè)10個(gè)不同濃度處理 （見表1），每個(gè)處理重復(fù)10次 （即10袋）。測(cè)試和分析裝袋前培養(yǎng)基中4種重金屬的含量；按常規(guī)方法栽培管理，菌絲生長(zhǎng)期間記錄菌絲生長(zhǎng)狀況及速度，出菇期間觀察子實(shí)體生長(zhǎng)過(guò)程中的形態(tài)變化；第一潮菇全部采收，統(tǒng)計(jì)鮮重；測(cè)定子實(shí)體中重金屬的含量。根據(jù)測(cè)定結(jié)果，分析培養(yǎng)基中不同濃度重金屬對(duì)平菇生長(zhǎng)和產(chǎn)品質(zhì)量的影響。

表1 平菇培養(yǎng)料中4種重金屬的處理濃度 （濕重）

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 菌絲生長(zhǎng)速度測(cè)定

栽培種接種后，待菌絲長(zhǎng)過(guò)菌包肩部時(shí)開始記錄，每隔4 d用記號(hào)筆在菌絲生長(zhǎng)前端畫線，直尺直接測(cè)定，計(jì)算日平均生長(zhǎng)速度。

1.3.2 產(chǎn)量測(cè)定及生物學(xué)效率計(jì)算

第一潮菇采收后立即用電子天平稱重。計(jì)算生物學(xué)效率。

1.3.3 重金屬元素測(cè)定

裝袋前收集的培養(yǎng)料和平菇第一潮子實(shí)體樣品均經(jīng)微波消解儀消解[8]后，分別按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 5009.12－2003[9]、GB/T 5009.15－2003[10]、GB/T 5009.17－2003[11]和 GB/T 5009.11－2003[12]中的第一法測(cè)定 Pb、Cd、Hg和 As含量，并計(jì)算吸收富集系數(shù)。吸收富集系數(shù) （F）公式為：

F=m1/m2

式中：m1為子實(shí)體中重金屬含量；m2為培養(yǎng)基中相應(yīng)重金屬含量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS分析軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 培養(yǎng)料中重金屬對(duì)平菇菌絲生長(zhǎng)速度和平菇子實(shí)體產(chǎn)量的影響

不同重金屬處理對(duì)平菇菌絲生長(zhǎng)和平菇子實(shí)體產(chǎn)量的影響見表2。

由表2可以看出，培養(yǎng)料中添加了4種重金屬后，低濃度的Pb、Cd、Hg、As（處理2～處理5）沒有抑制菌絲的生長(zhǎng)，與對(duì)照相比，菌絲生長(zhǎng)速度差異均不顯著；但在較高濃度處理 （處理6～處理10）下，菌絲生長(zhǎng)受到明顯抑制，生長(zhǎng)速度極顯著降低，其中，Pb處理降低了13.85%～21.82%，Cd處理降低了13.71%～26.01%，Hg處理降低了7.69%～31.61%，As處理降低了11.05%～28.6%。

培養(yǎng)料中添加重金屬后對(duì)平菇子實(shí)體產(chǎn)量的影響，與對(duì)照相比，每種重金屬不同。添加Pb的處理2～處理4，其平均產(chǎn)量和生物學(xué)效率較對(duì)照分別提高了17.30%、27.95%、24.23%，處理5～處理10的平均產(chǎn)量和生物學(xué)效率與對(duì)照比無(wú)顯著差異；添加Cd的處理3和處理7，其平均產(chǎn)量和生物學(xué)效率較對(duì)照分別提高12.45%和12.39%，處理9和處理10顯著降低 （分別降低14.37%、20.13%），其余處理影響不顯著；添加Hg的處理3～處理5，其平均產(chǎn)量和生物學(xué)效率較對(duì)照分別提高了30.75%、28.29%、19.32%，處理2、處理6～處理8與對(duì)照比均無(wú)差異，處理9、處理10的平均產(chǎn)量和生物學(xué)效率極顯著降低 （分別降低22.32%、21.53%）；添加 As的處理2～處理 6，子實(shí)體產(chǎn)量和生物學(xué)效率隨As添加濃度的增加而增加，比對(duì)照提高了15.92%～51.47%，處理7與對(duì)照相比差異不顯著，處理8～處理10則較對(duì)照明顯降低 （分別降低33.49%、27.98%、 31.67%）。

由以上結(jié)果可以看出，平菇對(duì)Pb的耐受性最強(qiáng)，在0.1 mg·kg－1～1.0 mg·kg－1的濃度范圍可促進(jìn)產(chǎn)量的提高，1.5 mg·kg－1～5.0 mg·kg－1的濃度范圍對(duì)產(chǎn)量無(wú)影響； 其次是As 和 Hg， As 在 3.0 mg·kg－1～5.0 mg·kg－1， Hg 在 1.0 mg·kg－1～2.0 mg·kg－1的濃度范圍使產(chǎn)量明顯下降；對(duì)Cd的耐受性最弱， 在 0.5 mg·kg－1～0.75 mg·kg－1的濃度范圍就表現(xiàn)出明顯的抑制作用。由此可得平菇菌絲體對(duì)4種重金屬耐受性的強(qiáng)弱次序?yàn)?Pb＞Hg＞As＞Cd。

表2 不同重金屬處理對(duì)平菇菌絲生長(zhǎng)和平菇子實(shí)體產(chǎn)量的影響

2.2 不同處理下平菇對(duì)重金屬的富集規(guī)律

不同重金屬處理下，平菇子實(shí)體中4種重金屬的含量見表3。

表3 培養(yǎng)料中不同重金屬處理對(duì)平菇子實(shí)體累積的影響 （濕重）

在本試驗(yàn)設(shè)置的添加濃度范圍內(nèi)，平菇子實(shí)體中4種重金屬的含量均是隨著培養(yǎng)料中相應(yīng)重金屬的含量的增加而增加，說(shuō)明培養(yǎng)料中重金屬的含量直接影響食用菌產(chǎn)品中的重金屬含量。各處理重金屬富集系數(shù)最大值和平均值繪制柱狀圖見圖1。

圖1 平菇子實(shí)體對(duì)4種重金屬富集能力比較

從圖1可以看出，平菇對(duì)Cd的富集能力最強(qiáng)，富集系數(shù)最高值為1.44，平均值為0.82；對(duì)鉛幾乎不富集，富集系數(shù)最高值為0.121，平均值僅為0.046，且隨著添加濃度增加，富集系數(shù)下降；對(duì)汞和砷的富集能力居中，其富集系數(shù)最高值和平均值分別為 0.376、0.204和 0.695、0.263。由此可得平菇對(duì)4種重金屬的富集能力強(qiáng)弱順序依次為 Cd＞As＞Hg＞Pb。

2.3 不同重金屬處理下平菇產(chǎn)品質(zhì)量安全性分析

依據(jù) 《無(wú)公害食品 食用菌》[13]（NY/T5095－2006）、 《綠色食品 食用菌》[14]（NY/T 749－2003） 標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)食用菌鮮品重金屬限量的要求，對(duì)本菇子實(shí)體的安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果 （所有數(shù)據(jù)單位：mg·kg－1濕重） 如下。

在本試驗(yàn)重金屬Pb的添加范圍 （0.091～5.03）內(nèi)，平菇子實(shí)體中Pb的含量最大值為0.175，低于無(wú)公害食品標(biāo)準(zhǔn)和綠色食品標(biāo)準(zhǔn)1.0和0.3的限量指標(biāo)，再次證明平菇對(duì)Pb的弱吸收性。

培養(yǎng)料中Cd濃度在0.087～0.20范圍內(nèi)，子實(shí)體中Cd含量最高為0.170，2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)均符合；當(dāng)培養(yǎng)料中Cd濃度為0.350時(shí)，子實(shí)體Cd含量為0.270，超出了2標(biāo)準(zhǔn)0.2的限量指標(biāo)。

Hg在培養(yǎng)料濃度在為0.0161～0.483范圍內(nèi)，子實(shí)體Cd含量最高為0.03，2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)均符合；當(dāng)培養(yǎng)料中Hg濃度為0.875時(shí)，子實(shí)體Hg含量為0.06，超出了綠色食品標(biāo)準(zhǔn)0.03的限量指標(biāo)；當(dāng)培養(yǎng)料中Hg濃度為1.88時(shí)，子實(shí)體Hg含量就達(dá)到0.560，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出無(wú)公害食品標(biāo)準(zhǔn)0.1的限量指標(biāo)。

As在培養(yǎng)料濃度在0.0424～1.023時(shí)，子實(shí)體As最高含量為0.1652，低于2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的限量指標(biāo)；在濃度1.964時(shí)，子實(shí)體含量為0.22，超出了綠色食品的限量指標(biāo)0.2；在培養(yǎng)料濃度3.08時(shí)，子實(shí)體含量為0.51，接近無(wú)公害食品限量指標(biāo)0.5的要求。

據(jù)上述分析，依據(jù) 《無(wú)公害食品 食用菌》 （NY/T5095－2006）得出，培養(yǎng)料中4種重金屬的粗略安全限量值為： Cd＜0.350， Hg＜1.88， As＜4.03。

依據(jù) 《綠色食品 食用菌》 （NY/T 749－2003） 得出，培養(yǎng)料中4種重金屬的粗略安全限量值為：Cd＜0.350，Hg＜0.875， As＜1.964.

3 小結(jié)

通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)料中添加重金屬后，對(duì)平菇菌絲生長(zhǎng)速度、子實(shí)體產(chǎn)量和質(zhì)量的影響是一致的。在本實(shí)驗(yàn)設(shè)置的重金屬添加濃度范圍內(nèi)，在較低濃度下，對(duì)平菇菌絲生長(zhǎng)的影響不顯著，可顯著提高平菇的產(chǎn)量和生物學(xué)效率，子實(shí)體中的重金屬含量也在相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)；但較高濃度的重金屬則對(duì)菌絲的生長(zhǎng)產(chǎn)生一定的抑制作用，顯著降低子實(shí)體的產(chǎn)量和生物學(xué)效率，同時(shí)嚴(yán)重影響了平菇的食用安全性。所以，無(wú)論從生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率考慮還是從產(chǎn)品安全角度考慮，都需要控制食用菌栽培基質(zhì)中重金屬的含量，規(guī)定其安全限量值。

研究還發(fā)現(xiàn)，4種重金屬在子實(shí)體中的累積隨著培養(yǎng)料中相應(yīng)重金屬含量的增加而增加，這一結(jié)論與他人[15，16]的研究結(jié)果一致。平菇菌絲體對(duì)4種重金屬耐受性的強(qiáng)弱次序?yàn)镻b＞Hg＞As＞Cd，平菇子實(shí)體對(duì)4種重金屬的富集能力強(qiáng)弱順序?yàn)?Cd＞As＞Hg＞Pb。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，初步獲得培養(yǎng)料中4種重金屬的粗略的安全限量值：依據(jù) NY/T5095－2006標(biāo)準(zhǔn)，Cd＜0.35 mg·kg－1濕重， Hg＜1.88 mg·kg－1濕重， As＜4.03 mg·kg－1濕重； 依據(jù) NY/T 749－2003 標(biāo)準(zhǔn)， Cd＜0.35 mg·kg－1濕重，Hg＜0.88 mg·kg－1濕重， As＜1.96 mg·kg－1濕重。

以上所得只是很粗略的安全限量值，由于平菇對(duì)Pb的吸收富集作用很弱，試驗(yàn)設(shè)置的添加濃度相對(duì)偏低，因而未得到培養(yǎng)料安全限量值，還需進(jìn)一步試驗(yàn)；或者將培養(yǎng)料和子實(shí)體中重金屬含量進(jìn)行一定的統(tǒng)計(jì)分析以獲得更為準(zhǔn)確的安全限量值。

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