魏啟舜,杜 靜,王 琳,周 影,趙荷娟(.江蘇丘陵地區南京農業科學研究所,江蘇南京0046;.江蘇省農科院農業資源與環境研究所,江蘇南京004)
〈栽培技術〉
添加秸稈沼渣對銀耳生長和生物轉化率的影響*
魏啟舜1,杜 靜2,王 琳1,周 影1,趙荷娟1
(1.江蘇丘陵地區南京農業科學研究所,江蘇南京210046;2.江蘇省農科院農業資源與環境研究所,江蘇南京210014)
為探索秸稈沼渣在食用菌栽培上的利用潛力,以棉籽殼為主的常規配方作為對照,研究不同比例的秸稈沼渣替代棉籽殼對銀耳菌絲、子實體生長及絕對生物轉化率的影響,并監測了培養料性質的變化。結果表明,在供試培養料配方中,隨著秸稈沼渣比例增加,培養料的C/N遞減,而EC值遞增,銀耳菌絲生長速度漸增,成耳率和絕對生物轉化率漸減;秸稈沼渣替代量為20%與40%的處理2、處理3的絕對生物轉化率與CK差異不顯著。但在銀耳的生長過程中C/N和EC值都是逐漸下降的,而pH均在6~7之間。由此可見,秸稈沼渣可以部分代替棉籽殼進行銀耳栽培,培養料中添加秸稈沼渣可促進菌絲生長,但配制培養料時必須調節好C/N,才能獲得更高的產量。秸稈沼渣在食用菌生產中具有較高的應用價值。
秸稈沼渣;銀耳;培養料
隨著我國對農作物秸稈綜合利用的重視,秸稈沼氣工程得到迅猛發展,而作為主要發酵殘留物的沼渣資源也越來越豐富。沼渣含有豐富的有機質、腐殖酸、氮、磷、鉀元素及未腐熟原料等物質[1-2],是一種利用價值很高的廢棄物資源。目前國內外綜合利用技術研究主要集中在生產有機肥和配制有機基質[3-7],在我國實際應用中,沼渣基本以直接還田作肥料為主,方法簡單粗放,一些無法及時利用的沼渣被丟棄田頭[8-9],而有研究表明,沼渣潛在致病菌和植物毒性,好氧堆肥處理后再利用才是安全技術途徑[10-12],簡單利用和丟棄不僅會污染環境,而且也造成了資源浪費。
秸稈沼渣是厭氧發酵的產物,發酵過程中,秸稈中的木質素會在植物細胞壁中與纖維素和半纖維素等物質結合在一起,形成“木質素-碳水化合物聯合體”,這種聯合體的生物降解率較低[13],因此造成秸稈沼渣中存在大量未被分解的木質纖維素,而食用菌對木質素、纖維素和半纖維素等物質具有很強的分解和利用能力[14],這些物質是菌絲和子實體生長的主要碳源,因此利用食用菌生產來消納沼渣具有很大的潛力。
近年來沼渣栽培食用菌的研究逐漸增多,沼渣在平菇、蘑菇、金針菇、杏鮑菇、白黃側耳等食用菌上的應用研究均有開展[15-20],但在銀耳(Tremella fuciformis Berk.)栽培上還沒有相關報道,而銀耳的伴生菌香灰菌可以分解半纖維素、纖維素和木質素等物質[21],銀耳栽培可有效利用各種廢棄物資源中的木質纖維素,為此我們開展了本試驗,研究不同比例的秸稈沼渣替代棉籽殼對銀耳菌絲、子實體及絕對生物轉化率的影響,并在培養料滅菌后、菌絲滿瓶后和銀耳采收后監測了各處理培養料的C/N、pH值和EC值,對這些影響銀耳生長的主要化學性質進行了比較,以期尋找出添加秸稈沼渣對銀耳生長的影響因素,從而為秸稈沼渣在食用菌生產中的應用提供理論參考。
1.1 試驗材料
1.1.1 供試菌株
供試銀耳品種為雪杉耳,栽培種購自福建古田雪杉耳珍稀食用菌研究所。
1.1.2 培養料基本原料
秸稈沼渣由江蘇省農科院農業資源與環境研究所提供,棉籽殼、麩皮、玉米粉等配料從市場采購所得。秸稈沼渣的理化性質為:含水率(12.90± 0.51)%,pH為6.42±0.05,EC值為(2.71±0.09)ms·cm-1,半纖維素含量(19.59±0.12)%,纖維素含量(24.53±0.87)%,本質素含量(23.59±0.95)%,有機碳含量(42.53±0.54)%,全氮含量(1.46± 0.06)%,C/N為29.2±1.4;棉籽殼的理化性質為:含水率(15.21±0.21)%,pH為6.00±0.08,EC值為(2.10±0.07) ms·cm-1,半纖維素含量 (35.38± 0.38)%,纖維素含量(37.35±0.78)%,本質素含量(17.46±0.35)%,有機碳含量(59.07±0.39)%,全氮含量(0.74±0.01)%,C/N為79.8±1.39。
1.2 試驗設計
銀耳培養料以棉籽殼為主的常規配方作為對照(CK)[22],然后以不同比例的秸稈沼渣替代棉籽殼設計4個處理,各原料均以干基計算,見表1。

表1 試驗培養料配方Tab.1 The formula of different cultivation substrates
1.3 試驗方法
1.3.1 試驗時間與地點
試驗于2015年8月28日接種,10月7日統一采耳測產。試驗在江蘇丘陵地區南京農業科學研究所菇房內進行。
1.3.2 原料處理與栽培管理
將秸稈沼渣和棉籽殼曬干,剔除混雜物,秸稈沼渣粉碎,以4目篩過篩備用。銀耳采用塑料瓶進行栽培,每瓶裝料量350 g,每個處理栽培量為35瓶,根據試驗用量及原料的含量水率,按試驗設置配比計算出棉籽殼、沼渣、麩皮、玉米粉所需用量并稱量,加重量比1:1.1左右的水混合均勻,調節培養料含水率為60%。按常規方法進行培養料滅菌、接種和栽培管理,接種量為7 g·瓶-1左右。
1.3.3 不同處理對菌絲生長的影響
接種后每個處理隨機選擇5瓶,分別于8 d、11 d測量菌絲穿插入料的長度,記錄菌絲滿袋時間,原基形成時間,并相互比較菌絲的長勢情況。
1.3.4 不同處理對子實體生長的影響
子實體生長過程中每個處理選取1瓶有代表性的銀耳進行拍照記錄,每7天1次,共3次,子實體成熟后統計各處理銀耳的污染瓶數,計算出污染率、出耳率和成耳率,每個處理隨機采收3朵子實體,烘干成恒重,測定銀耳的絕對生物轉化率,絕對生物轉化率為銀耳子實體干重除以接種前栽培料干重乘以100%。1.3.5 不同生長階段培養料化學性質的監測
銀耳栽培過程中,在培養料滅菌、菌絲滿瓶后和銀耳采收后3個階段進行破壞性采樣,每個處理隨機選取3瓶,剪破塑料瓶,倒出培養料,將培養料混合均勻后烘干粉碎,測定有機碳、全氮、pH值及EC值等,并計算出C/N。有機碳采用重鉻酸鉀容量法-稀釋熱法、全氮采用硫酸-過氧化氫消煮,凱氏定氮法測定[23]。
1.4 數據處理
數據方差分析采用SPSS 19.0軟件進行,Duncan多重比較。
2.1 添加秸稈沼渣對銀耳菌絲生長的影響
各處理銀耳菌絲生長情況見表2。表2中料面長度是栽培瓶外測量的瓶壁菌絲穿插入料的長度,菌絲長勢“+”越多表示菌絲越濃密。

表2 不同配方培養料銀耳菌絲生長情況Tab.2 Mycelial growth of Temella fucifomis on different substrates
從表2可知,銀耳菌絲在各處理中均可生長,但生長存在差異。在所設處理間,接種后8 d和11 d菌絲料面長度有顯著差異,處理5生長最快,處理1(CK)最慢,表現為隨著秸稈沼渣含量的增加,銀耳菌絲的生長速度遞增,而菌絲長勢則呈遞減趨勢;處理4菌絲最先滿瓶,原基形成最早,而處理1(CK)則呈相反結果。
2.2 添加秸稈沼渣對銀耳子實體生長的影響
各處理銀耳子實體生長情況見表3和圖1。表3中成耳率是能夠正常生長發育銀耳比例。

表3 不同配方培養料銀耳子實體生長情況Tab.3 Fruit body growth of Temella fucifomis on different substrates

圖1 不同配方培養料銀耳子實體的生長情況Fig.1 The pictures of Temella fucifomis fruit body growth on different substrates
由表3可知,處理3、處理4有一定的污染率,但觀察后發現均為栽培瓶出現破損造成,不應是添加秸稈沼渣的原因;處理5沒有出耳,所以出耳率與成耳率均為0,其他處理中,出耳率均達到93%以上,而成耳率隨著秸稈沼渣含量的增加而下降。由圖1可見,處理2、處理3銀耳子實體前期長勢具有優勢,但后期生長中,處理1(對照)表現更好,處理5一直處在原基分化狀態,沒有形成子實體。
2.3 不同生長階段培養料化學性質的變化
圖2為銀耳生長不同階段各處理培養料的C/N、pH值和EC值的變化情況見圖2~圖4。
由圖2可見,由于秸稈沼渣C/N較棉籽殼低,不同處理間,隨著秸稈沼渣含量的增加,培養料的C/N逐漸變小。在銀耳生長的不同時期,各處理C/N均呈下降趨勢,其中處理1~3菌絲滿瓶后和子實體采收后C/N顯著下降,處理5由于沒有形成子實體,菌絲滿瓶后和子實體采收后C/N差異不顯著。
由圖3可知,各處理培養料經過菌絲生長后和子實體生長后,pH出現顯著變化,但測試結果沒有規律性,銀耳菌絲適宜的pH為5.2~7.2[21],各處理培養料pH在6~7之間變化,均是適宜菌絲生長范圍之內。

圖2 不同生長階段各處理培養料的C/N變化Fig.2 The C/N change of substrates during different growth period of Temella fucifomis

圖3 不同生長階段各處理培養料的pH值變化Fig.3 The pH change of substrates during different growth period of Temella fucifomis

圖4 不同生長階段各處理培養料的EC值變化Fig.4 The EC change of substrates during different growth period of Temella fucifomis
由圖4可知,由于秸稈沼渣EC值較棉籽殼高,不同處理間,隨著秸稈沼渣含量的增加,培養料EC值逐漸變大。在銀耳生長的不同時期,各處理EC值均呈下降趨勢,其中處理1~處理4菌絲滿瓶后和子實體采收后培養料EC值均有顯著下降,處理5由于沒有形成子實體,菌絲滿瓶后和子實體采收后EC值差異不顯著。
2.4 添加秸稈沼渣對銀耳生物轉化率影響
不同處理培養料栽培銀耳的絕對生物轉化率情況見表4。

表4 不同配方培養料銀耳絕對生物轉化比較Table4 The comparison of Temella fucifomis biological efficiency on different substrates
由表4可見,在不同處理間,隨著秸稈沼渣含量的增加,絕對生物轉化率逐漸減小,處理1(CK)絕對生物轉化率最高,與處理4之間存在極顯著差異,但與處理2、處理3之間無顯著差異,處理5因沒有出耳,絕對生物轉化率為0。
培養料的碳氮比是食用菌生長極其重要的指標,有研究表明,在氮含量固定情況下,C/N比值越大,銀耳菌絲體生長越好[24],而在一般情況下,碳源不足,食用菌菌絲容易早衰,不利積累代謝產物[25],這些結果也在試驗中得到印證。由于秸稈沼渣的含碳量較棉籽殼高,含氮量低,造成秸稈沼渣的C/N遠低于棉籽殼。因此,在不改變其他配料比例的情況下,可添加秸稈沼渣會降低培養料的C/N。試驗中隨著秸稈沼渣含量的增加,培養料的C/N遞減,銀耳菌絲長勢、成耳率及絕對生物轉化率均遞減。
食用菌菌絲代謝需要較高的營養成分,在適宜范圍內,培養料的EC值越高,菌絲生長越快[26]。秸稈沼渣是經過發酵形成的產物,其EC值比棉籽殼高,并且秸稈中的大分子物質已經分解,更利于被食用菌菌絲利用[18,20]。試驗中隨著秸稈沼渣含量的增加,培養料的EC值增加,銀耳菌絲的生長速度呈遞增趨勢。
在供試培養料配方中,即便在沒有C/N調節情況下,20%和40%替代量處理的銀耳絕對生物轉化率已與對照差異不顯著。但由于初始C/N較低,子實體生長后期,碳源不足,子實體停止生長,產量均沒有超過CK。處理4因秸稈沼渣含量過高,碳源無法滿足子實體的正常生長,導致成耳率大幅下降,極大影響了最終產量,處理5則因秸稈沼渣完全替代棉籽殼,培養料碳源嚴重不足,銀耳僅能長出菌絲,盡管生長速度最快,但菌絲長勢過弱,無法形成子實體。
因此可以推斷,銀耳培養料在添加秸稈沼渣后,若能加大蔗糖比例來提高培養料的碳氮比,應能獲得更高的產量。綜上結果,我們認為培養料中添加秸稈沼渣可促進食用菌菌絲生長,但比例不宜過高,為保證獲得較高的產量,應根據不同種類食用菌的生長習性調節培養料的C/N。
目前我國食用菌生產的原料主要為棉籽殼,近年來食用菌產業得到飛速發展,許多地區棉籽殼已處于供不應求的狀態,嚴重影響了食用菌的穩定生產[27]。利用秸稈沼渣栽培食用菌,形成食用菌培養料新配方,可降低食用菌生產對棉籽殼的依賴程度,保障食用菌產業的健康發展,大量消納沼渣,綜合效益十分理想,具有較高的應用價值。
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Effect on Tremella fuciformis Growth and Biological Efficiency Using Straw Biogas Residue as a Substitute for Cottonseed Hull in Substrate Formulae
WEI Qi-shun1,DU Jing2,WANG Lin1,ZHOU Ying1,ZHAO He-juan1
(1.Nanjing Institute of Agricultural Sciences in Jiangsu Hilly Area,Nanjing 210046,China; 2.Jiangsu Academy of Agricultural Sciences Institute of Agricultural Resources and Environment,Nanjing 210014,China)
To explore the potential of straw biogas residue utilization in edible fungi,the effect of hypha growth,fruit body development and biological efficiency of Tremella fuciformis were investigated using straw biogas residue as a substitute for portions of cottonseed hull in substrate formulae.The conventional formula with cotton seed hull was used as control.The physical and chemical properties change of substrate was also monitored.The results showed that with increasing proportion of straw biogas residues in substrate,the ratio of C/N decreased,while the EC value increased,T.fucifomis hypha growth rate increased too, but the fruit body mature rate and the biological efficiency decreased gradually,and the pH valuea was stable between 6-7.However the biological efficiency of treatment 2 and 3(the proportion of straw biogas residues were 20%and 40%respectively)was not significantly different from CK.In general the C/N and EC value were decreasing during the growth of T.fucifomis. Therefore,Straw biogas residue can partially replace cottonseed hull in T.fuciformis cultivation.Adding straw biogas residue in substrate could promote the growth of mycelia.The ratio of C/N must be adjusted correctly in the preparing substrates to get higher yield.Straw biogas residue has an important application value in the edible fungus production.
straw biogas residue;Tremella fuciformis;substrate
S646.9
A
1003-8310(2017)01-0014-05
10.13629/j.cnki.53-1054.2017.01.004
南京市科技計劃項目(201505023)。
魏啟舜(1973-),男,本科,助理研究員,主要從事廢棄物綜合利用、食用菌栽培研究。E-mail:hhzx.w@163.com
2016-12-01