寧南山區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經濟發展與生態建設。自20世紀80—90年代起，退耕還林還草工程陸續在我國西北部展開，取得了輝煌的成就，寧夏是唯一全境列入工程的省區，經過30多年的建設，生態條件得到改善，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，具有很大的生態價值。寧夏南部山區是全國有名的“三西”貧困地區之一，9個縣(區)均為國家級扶貧開發工作重點縣，該地區溝壑縱橫、產業單一，糧食生產為當地居民重要的收入來源[2]，因此，豐富當地產業結構迫在眉睫。檸條在寧南山區表現出極大適應性，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]。寧南山區香菇代料栽培的硬雜木需要外購，運費較高，很難形成產業，因此，考慮將該地區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，讓檸條在發揮水土保持和生態功能的同時產生經濟效益，服務地方經濟發展，為寧南山區檸條的循環利用和新型生態產業培育、踐行“兩山理論”提供新途徑和技術依據。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

研究區位于寧固原市原州區河川鄉上黃村，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，年蒸發量1 753.2 mm，無霜期152 d，絕對無霜期83 d。該地區夏季日均溫23℃，且晝夜溫差較大，香菇為變溫結實類真菌，以春、秋栽為多，西北部分地區可進行反季節栽培。此地區夏季氣溫較低，反季節栽培展現出極大的優勢，合理轉化豐富的檸條資源促進當地經濟的發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 菌種培養基 母種培養基：PDA培養基馬鈴薯(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均栽培于寧南山區固原市，香菇為反季節栽培，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分測定。養分測定方法包括：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、形態不存在差異。在寧南山區香菇栽培試驗中，檸條枝培養基香菇菌絲密度劣于蘋果木培養基，滿袋天數延長20 d，生長速率降低14%，轉色天數延長12 d；寧南山區與陜西蘋果木培養基對比試驗中，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。可能與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，在寧南山區相同的栽培條件下，檸條枝與蘋果木培養基出菇天數、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；寧南山區與陜西蘋果木培養基對比試驗中，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，表明寧南山區可進行香菇的反季節栽培。

表3 不同處理香菇子實體生長狀況

2.3 香菇營養成分

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，在寧南山區相同的栽培條件下，檸條枝培養基所產香菇干物質、粗纖維含量低于蘋果木培養基，脂肪含量高于蘋果木培養基，差異均顯著，灰分與粗蛋白含量不存在顯著差異；寧南山區與陜西蘋果木培養基對比試驗中，寧南山區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，在寧南山區相同栽培條件下，檸條枝培養基所產香菇子實體中鎂、鐵和鋅的含量低于蘋果木培養基，鈣與鉀含量與其不存在顯著差異；寧南山區與陜西蘋果木培養基對比試驗中，寧南山區蘋果木培養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傳統的闊葉木木屑；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，適宜于寧南山區較為干旱的環境。

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，表明寧南山區可進行香菇的反季節栽培；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，由于部分香菇養分低于傳統培養基質，檸條適宜添加比例還需進一步探究。寧南山區檸條資源豐富且容易獲取，降低了香菇生產成本，同時反季節栽培提高了經濟收益，在此地區發展香菇產業前景廣闊，可以讓檸條在發揮生態作用的同時產生經濟價值，服務于地方產業經濟發展、振興鄉村企業，幫助當地脫貧致富。