雙孢蘑菇栽培不同生育期土壤與培養基質酶活性研究

陳瀟瀟 梁兆超 王麗艷 王洪波 荊瑞勇

摘 要：雙孢蘑菇是一類草腐類食用菌，種植面積較為廣泛。覆土對生產雙孢蘑菇至關重要，但關于雙孢蘑菇覆土后土壤酶活性和基質酶活性的研究仍相對較少。該研究采集覆土后發菌期、出菇初期、采收期3個時期的雙孢蘑菇的基質和土樣，檢測土壤和基質的過氧化氫酶、轉化酶、脲酶和磷酸酶活性。結果表明，雙孢蘑菇覆土后發菌期，土壤和基質的轉化酶活性最高，磷酸酶活性最低，脲酶活性適中，土壤過氧化氫酶活性最低，基質中過氧化氫酶活性適中;出菇初期，土壤和基質的轉化酶活性最低，磷酸酶活性適中，土壤中脲酶活性最高，過氧化氫酶適中，基質中脲酶和過氧化氫酶活性最低;采收期，土壤和基質中磷酸酶、脲酶和過氧化氫酶的活性最高，轉化酶活性適中。

關鍵詞：雙孢蘑菇;酶活性;覆土

中圖分類號 S646.1+1;S158.4文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2021）13-0047-03

雙孢蘑菇是一種糞草腐生性食用菌，其子實體具有較高的營養價值，具有很多活性成分，如多糖、麥角甾醇、亞油酸、亞麻酸、酚類化合物蕓香苷、沒食子酸、咖啡酸等[1]，具有降血壓、降低膽固醇、改善心腦血管與腎功能以及增強免疫力的作用[2-5]，是歐美地區主要種植的食用菌種類[6]。在接種雙孢蘑菇菌種，菌絲長滿培養料后須覆土才能形成子實體原基。因此，覆土對于雙孢蘑菇栽培具有至關重要的作用。覆土材料[7]、覆土含水量[8]、覆土攪拌時間[9]、覆土材料中細菌數量[7]、真菌多樣性[10]、覆土中菌絲量[11]及有益微生物數量[12]均與雙孢蘑菇的產量和品質相關。不同栽培料也影響著雙孢蘑菇子實體的營養成分[13]，這些營養成分都與培養基質和覆土中的營養有關。明確雙孢蘑菇在不同生育期與物質相關酶活性的大小規律，可以為指導雙孢蘑菇高產優質生產提供理論支持。

物質代謝過程中酶的活性是研究營養輸送途徑的重要指示指標。王義祥等[14]研究發現，雙孢蘑菇栽培時鋪料厚度對雙孢蘑菇羧甲基纖維素酶、木聚糖酶和淀粉酶活性存在著顯著差異，表明鋪料厚度將影響雙孢蘑菇的碳物質的轉化。據文獻查閱，關于雙孢蘑菇在不同生育階段針對碳、氮和磷代謝酶活性變化的研究還鮮有報道。為此，本研究采用不同覆土時間，采集覆土后雙孢蘑菇發菌期、出菇初期、采收期的基質和土壤樣品，測定其過氧化氫酶、轉化酶、脲酶及磷酸酶活性，初步了解雙孢蘑菇在不同時期基質和土壤中對不同物質的需求，為深入研究高產優質生產雙孢蘑菇提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料 雙孢蘑菇配方：粉碎玉米秸稈2t、干牛糞1.5t、石膏2%、石灰2%、過磷酸鈣復合肥1.5%、雙孢蘑菇品種為AS2796，播種時采用麥粒菌，覆土材料選擇草碳土。

1.2 試驗設計 堆制原料，經連續發酵35d時堆肥腐熟，腐熟料上菇床進行二次發酵，5d后進行播種。設不同時間覆土，連續3次覆土，分別相差4d，層播雙孢蘑菇麥粒種播種量為7%，取樣時3個處理分別處于采收期、出菇初期和發菌期。取樣時分別測定土壤和基質樣品（見圖1），取樣的處理3次重復，分別測定基質和土壤中參與物質代謝的相關酶活性。

1.3 酶活性的測定 土壤酶活性采用關松蔭[15]方法，過氧化氫酶采用KMnO4滴定法，轉化酶、脲酶和磷酸酶采用3，5-二硝基水楊酸、靛酚藍比色法和磷酸苯二鈉比色法。雙孢蘑菇基質的酶活性測定按土壤酶方法進行，同時設有對照組，基質代替土壤進行測定相應原基質酶活性。

1.4 數據分析 數據分析采用Excel軟件和SPSS20.0軟件處理。

2 結果與分析

2.1 不同生育期雙孢蘑菇基質和土壤過氧化氫酶活性變化 雙孢蘑菇覆土后3個不同時期栽培料基質和土壤過氧化氫酶活性的變化情況如圖2所示。由圖2可知，基質內過氧化氫酶活性均小于土壤過氧化氫酶活性。在基質內過氧化氫酶活性隨著栽培時間的延長，過氧化氫酶活性呈現“降低-回升”的趨勢，與發菌期相比，出菇初期基質過氧化氫酶活性降低51.1%;采收期基質過氧化氫酶活性增加58.0%，各處理間差異均達到顯著水平;覆土的土壤過氧化氫酶活性隨著發菌期、出菇初期及采收期呈現遞增的趨勢。與發菌期相比，出菇期和采收期土壤的過氧化氫酶的活性分別增加25.3%、73.9%。

2.2 不同生育期雙孢蘑菇的基質和土壤脲酶活性變化 雙孢蘑菇覆土后3個不同時期栽培基質和土壤脲酶活性的變化如圖3所示。由圖3可知，基質脲酶的活性在發菌期和出菇初期無明顯變化，而到采收期脲酶的活性顯著變大，與初期相比，脲酶活性增加46.6%;而覆土中脲酶活性與基質中脲酶活性正好相反，發菌期和出菇初期土壤脲酶活性增大，而采收期土壤脲酶活性顯著降低，與發菌期相比，土壤脲酶活性降低76.9%。

2.3 不同生育期雙孢蘑菇的基質和土壤轉化酶活性變化 雙孢蘑菇覆土后3個不同時期栽培基質和土壤轉化酶活性的變化情況如圖4所示。由圖4可知，基質和土壤中轉化酶活性在發菌期和采收期無顯著差異，而在出菇初期，與發菌期相比，雙孢蘑菇基質和土壤的轉化酶活性均有所下降，分別下降78.6%、77.6%。表明在出菇初期，雙孢蘑菇基質和土壤中轉化酶活性均降低。

2.4 不同生育期雙孢蘑菇的基質和土壤磷酸酶活性變化 雙孢蘑菇覆土后3個不同時期栽培基質和土壤磷酸酶活性的變化情況如圖5所示。由圖5可知，基質發菌期、出菇初期和采收期磷酸酶活性逐漸升高，與發菌期相比，基質的磷酸酶活性分別增加28.5%、1.68倍;而土壤磷酸酶在出菇初期、采收期與發菌期相比，分別增加4.4%、17.4%，但未達到顯著差異，表明在出菇期基質中磷酸酶活性增加大些。

3 結論與討論

雙孢蘑菇的人工栽培起源于法國，隨后英國、美國、丹麥、荷蘭、瑞士、意大利及愛爾蘭等國家都進行了規模化種植。中國自20世紀30年代引進雙孢蘑菇栽培技術以來，雙孢蘑菇的規模化種植已廣泛分布于福建、山東、上海、浙江等地。但目前國內有關雙孢蘑菇栽培物質代謝的基礎研究仍相對較少。

本研究從過氧化氫酶、脲酶、轉化酶和磷酸酶活性角度探討了雙孢蘑菇覆土后發菌期、出菇初期和采收期各種營養的需求情況，結果表明，在覆土后發菌期，土壤和基質的轉化酶活性最高，磷酸酶活性最低，脲酶活性相對較高，土壤過氧化氫酶活性最低，基質中過氧化氫酶相對較高，表明在雙孢蘑菇覆土發菌期間需要大量的速效碳源物質供應，土壤和基質中轉化酶活性均高，適量的氮源和磷素供覆土層中菌絲生長，可能由于基質中菌絲積累較多，過氧化氫等物質較多，致使其過氧化氫酶活性最高;在出菇初期，土壤和基質的轉化酶最低，磷酸酶適中，土壤中脲酶最高，過氧化氫酶適中，基質中脲酶和過氧化氫最低，表明在雙孢蘑菇出菇初期菌絲生物量達到一定程度，菌絲所需要碳源較少，土壤中需要氮源相對較多，基質中消耗的氮素物質較少，基質和土壤中需要補充能量物質的磷素增多，土壤中由于菌絲的大量積累，產生較多的過氧化氫物質，激活了過氧化氫酶活性;在采收期，土壤和基質中磷酸酶和脲酶活性最高，轉化酶活性適中，過氧氫酶活性最大，表明在雙孢蘑菇采收期，由于雙孢蘑菇子實體生長大量需要能量物質和氮素物質，可能致土壤和基質中磷素和氮素供不足，產物的減少，致使磷酸酶和脲酶活性增高，為子實體的發育提供充足的養分，同時需要適當的碳源供應，土壤和基質中大量的菌絲生長過程導致一些過氧化氫物質產生，促使過氧化氫酶活性最大。此外，覆土中過氧化氫酶、轉化酶活性均比基質內活性高，表明土壤中對產生的過氧化氫物質的清除能力和獲得速效碳源的能力均較基質強。

為了探討雙孢蘑菇基質內不同酶活性，本研究將雙孢蘑菇基質作為土壤監測基質過氧化氫酶、轉化酶、脲酶及磷酸酶的活性，與土壤酶活性相比，土壤過氧化氫酶、轉化酶活性均比相應的對照組酶活性大。該方法以雙孢蘑菇基質材料按土壤酶的活性方法進行監測，有待深入研究，但考慮基質的粉碎程度、草炭土的容重和酶活性的原理，初次采用同一種方法比較兩者酶活性，經重復試驗，數據相對穩定。

針對覆土后酶活性探討不同生育期雙孢蘑菇基質和土壤中的變化，可結合施用有益微生物菌劑，促進雙孢蘑菇菌絲生物量[7]、刺激子實體原基的形成，減少病害，提高產量[12， 16]。采用玉米秸稈與牛糞為主料堆制腐熟作為雙孢蘑菇栽培基料，而這種原料配方堆肥腐熟快，細菌和真菌多樣性相對較小[17-18]，有利于菌絲快速生長，縮短生產周期，結合適宜的水分、通風和光照管理，可生產出高產優質的雙孢蘑菇。

參考文獻

[1]鄭丹丹，胡揚揚，王琦.雙孢蘑菇活性成分研究進展[J].食用菌學報，2016，23（2）：94-103.

[2]周聰，蔡盼盼，陳青君.美味蘑菇子實體營養品質分析[J].中國農學通報，2019，35（13）：140-145.

[3]陳紫紅，吳燕，花朋朋，等.響應面法優化雙孢蘑菇的酶解工藝[J].食品科技，2017，42（04）：222-228.

[4]康曼，王秀紅，王琪.野生雙孢蘑菇G1菌株子實體營養成分分析[J].山西農業學，2018，46（06）：920-922，948.

[5]Xu T， Beelman RB， Lambert JD. The Cancer Preventive Effects of Edible Mushrooms[J]. Anti-Cancer Agents in Medicinal Chemistry，2012，12（10）：1255-1263.

[6]于潔，張博然，李逸波，等.美國食用菌產業發展報告[J].中國食用菌，2021，40（1）：118-123.

[7]Cai WM， Yao HY， Feng WL， et al.， Microbial community structure of casing soil during mushroom growth[J]. Pedosphere， 2009.19：446-452.

[8]王倩，田益華，朱燕華，等.泥炭覆土時的含水量對雙孢蘑菇產量和質量的影響[J].食用菌學報，2015，22（4）：44-48.

[9]王倩，朱燕華，陳輝，等.泥炭覆土攪拌時間對覆土結構及雙孢蘑菇產量和質量的影響[J].中國農學通報，2017，33（10）：72-77.

[10]馮偉林，金群力，范麗軍，等.不同覆土基質微生物結構特征研究及其對雙孢蘑菇產量的影響[J].菌物學報，2014，33（2）：425-432.

[11]蔡為明，金群力，馮偉林，等.覆土對雙孢蘑菇菌絲產量的影響[J].園藝學報，2008，35（8）：1167-1174.

[12]Cho YS， Kim JS， Crowley DE， et al.. Growth promotion of the edible fungus Pleurotus ostreatus by fluorescent pseudomonads. FEMS Microbiology Letter， 2003， 218（2）：271-276.

[13]梁曉麗，臧玉茹，孫太萍，等.水稻秸稈和玉米芯栽培料對棕色蘑菇子實體營養成分的影響[J].食品科學，2015，36（16）：180-185.

[14]王義祥，葉菁，肖生美，等.鋪料厚度對雙孢蘑菇栽培過程酶活性和CO2排放的影響[J].農業環境科學學報，2015，34（12）：2418-2425.

[15]關松蔭.土壤酶及其研究方法[M].北京：農業出版社，1986.

[16]Ouhdouch Y， Barakate M， Finance C. Actinomycetes of moroccan habitats：isolation and screening for antifungal activities. European Journal of Soil Biology， 2001， 37（2）：69-74.

[17]郭亞萍，張國慶，陳青君，等.雙孢蘑菇堆肥過程中細菌群落結構分析[J].應用與環境生物學報，2014，20（5）：823-839.

[18]郭亞萍，張國慶，陳青君，程繼鴻.雙孢蘑菇堆肥中真菌群落多樣性分析[J].菌物學報，2014，33（2）：312-322.

（責編：張宏民）