栗蘑混料栽培的配方設計與優化

葉項宇 呂銳玲 熊慧婷 常肖銳 牛牧青 徐婉婷 鄭永良*

（1黃岡師范學院生物農業與資源學院/經濟林木種質改良與資源綜合利用湖北省重點實驗室，湖北黃岡438000；2華中農業大學生命科學技術學院，湖北武漢430000）

栗蘑（Grifola frondosa）又名灰樹花、貝葉多孔菌、云蕈、舞茸等，生物學分類地位屬擔子菌門（Basidiomycota），層菌綱（Hymenomycetes），非褶菌目（Aphyllophorales），多孔菌科（Polyporaceae），樹花菌屬（Grifola）[1]。栗蘑具有特有濃郁香味，口感佳，屬高等珍稀、食藥兩用真菌[2-3]。栗蘑含有多種生物活性成分如栗蘑多糖、黃酮、三萜類化合物等，具有抗腫瘤、抗氧化、抗HIV及免疫活性功能等[4-7]。

栗蘑的栽培研究起源于日本[8]。我國栗蘑的栽培研究于近幾年興起，目前處于起步階段，極少有栗蘑工廠化栽培的相關報道[9-11]。隨著食用菌產業的飛速發展以及栽培規模的不斷擴大，其栽培原料如木屑、麩皮等供不應求，致使生產成本提高[12]。選擇合適的栽培料配方，且因地制宜，對提高食用菌的栽培效益有著重大意義。葉建強等以玉米芯、秸稈為主料栽培栗蘑，平均單袋產量比對照高37.07%[13]；馮芳俠等研究栗蓬代替栗木屑栽培栗蘑，在添加10%栗蓬時，菌絲生長旺盛，產量較對照提高8.22%[14]；曹秀明等利用菌草草粉進行栗蘑栽培配方優化，得出最佳配方的生物轉化率達43.39%[15]。筆者選取當地資源較為豐富且價格低廉的谷糠栽培栗蘑，以期降低栗蘑生產成本，提高經濟效益。

混料設計在食用菌的配方篩選中應用廣泛，通過回歸方程，能較好地分析不同組分之間的互作效應，從而得到較佳的配方[16]。采用Design-Expert 8.0.6.1軟件設計栗蘑栽培料配方，以產量為響應值，探索栗蘑高產的最佳栽培料配方，為栗蘑高效栽培提供參考[17]。

1 材料與方法

1.1 供試栗蘑菌株和培養基

供試菌株：栗蘑菌株G1由黃岡師范學院生物農業與資源學院提供。

栽培料主料（木屑、棉籽殼、麩皮、谷糠）和輔料（葡萄糖、輕質碳酸鈣）均由湖北金頂生態農業科技有限公司提供。

液體培養基：去皮馬鈴薯200 g，葡萄糖20 g，磷酸二氫鉀1 g，硫酸鎂0.5 g，VB10.1 g，蒸餾水1 L，pH自然。

對照栽培料配方（CK）：木屑78%，麩皮20%，葡萄糖1%，輕質碳酸鈣1%。料含水量65%，pH自然。

1.2 混料配方設計

利用設計軟件Design-Expert中混料設計的Doptimal方法對主料各成分進行優化。根據筆者預試驗及生產經驗，確定各主料質量分數的上下限：

其中，X1為木屑，X2為棉籽殼，X3為麩皮，X4為谷糠。配方設計如表1，料含水量為65%。

表1 培養料配方設計

1.3 試驗方法

1.3.1 菌種制作

液體菌種培養：1000 mL三角瓶裝400 mL液體培養基，121℃滅菌25 min，冷卻至室溫接種，150 r/min，25℃恒溫培養7 d。

1.3.2 培養料裝袋滅菌接種

按表1的配比精確稱取各主料，拌料后（含水量65%）采用規格為17 cm×33 cm×0.005 cm的聚丙烯塑料袋裝料，每袋裝濕料1 kg，121℃滅菌150 min，冷卻至室溫后接種，每袋接液體菌種10 mL。每個配方重復20袋。

1.3.3 菌絲培養

接種后移入培養室培養，控制溫度在25~28℃，空氣相對濕度60%~65%，其間加強通風。菌絲長滿袋后，在原培養條件下繼續后熟7~10 d后，移入出菇大棚進行出菇管理。

1.3.4 出菇管理

采用地栽式割口出菇方式出菇。割口前用75%酒精對解剖刀及割口處進行消毒處理。在菌袋中心割口，大小約為1 cm2，遮光培養5~7 d，其間加強通風，保持空氣濕度65%~70%。待腦狀原基形成后轉入出菇管理。出菇條件：溫度18~22℃，空氣相對濕度90%~95%，二氧化碳濃度不高于0.25%，光照強度為300 lx，12 h。7~10 d后即可采收。采收后記錄每袋產量。

1.4 回歸分析及驗證試驗

以產量為響應值，利用Design-Expert軟件，采用Scheffe二次多項式回歸模型，對每袋產量與主料配方進行二次多項回歸擬合，建立產量的回歸模型，分析栽培料配方中各組分的交互作用及對產量的影響[18]。

2 結果與分析

2.1 回歸模型

各個配方產量統計及分析結果見表2。產量與主料配方的回歸模型方程如下：

產量的實測值及預測值見表2，該模型的方差分析結果見表3。

表2 供試配方的袋產量分析

方差分析結果：線性混合模型和二次模型都達到極顯著水平（P<0.01），失擬項P=0.1347>0.001，說明該試驗結果與數學模型擬合較好，可以采用該回歸模型來推測試驗結果。方程相關系數R2=0.9837，表明該方程能夠很好地反映真實試驗值，可以采用此模型來分析產量的變化。由表3可知，X1X3、X2X3、X3X4的影響差異極顯著，X1X2、X2X4的影響差異不顯著。

2.2 配方中主料成分變化對栗蘑產量的影響

當木屑、棉籽殼、麩皮、谷糠任意一個為固定水平時，另外三個組分的交互作用對產量的影響見圖1-圖4。

由圖1可知（A為木屑，B為棉籽殼、C為麩皮、D為谷糠，圖2、圖3、圖4同），當栽培料中木屑的占比為45%時，麩皮與谷糠的交互作用明顯大于棉籽殼與麩皮、棉籽殼與谷糠的交互作用，棉籽殼的質量分數對栗蘑產量的影響很小，此時制約栗蘑產量的因素主要是栽培料中的含氮量。隨著麩皮質量分數的增加，產量逐漸上升。

表3 產量的二次多項回歸模型方差分析

由圖2可知，當栽培料中棉籽殼的占比為40%時，高產區主要集中在木屑和谷糠質量分數較高的區域，結合3D圖可以看出產量有極大值。

由圖3可知，當栽培料中麩皮的質量分數為8%時，棉籽殼質量分數對產量的影響不大，隨著谷糠含量的提高，產量迅速增加，這是由于谷糠可同樣作為氮源來促進栗蘑產量。

圖1 棉籽殼、麩皮、谷糠的交互作用對栗蘑產量的影響

圖2 木屑、麩皮、谷糠的交互作用對栗蘑產量的影響

圖3 木屑、棉籽殼、谷糠的交互作用對栗蘑產量的影響

圖4 木屑、棉籽殼、麩皮的交互作用對栗蘑產量的影響

由圖4可知，當栽培料中谷糠的質量分數為15%時，高產區集中在木屑質量分數較高的區域，隨著木屑質量分數的上升，產量逐漸下降。

2.3 高產配方及驗證試驗

根據回歸方程分析得出高產配方為木屑45%，棉籽殼39%，麩皮8%，谷糠8%，葡萄糖1%，輕質碳酸鈣1%，料含水量65%。根據優化出的最佳配比配制G1栗蘑栽培料，在其他條件不變的前提下配制30袋進行生產驗證。驗證得到的平均袋產量為152.07 g，與預測值較為接近，說明此模型擬合度較高，可應用于描述試驗中栗蘑G1品種的不同栽培料配比得到的平均袋產量結果。

3 小結

選擇合適的食用菌培養料配方是食用菌栽培過程中極為重要的一部分，它影響著食用菌的產量和成本。筆者首先根據原料來源的廣泛性，確定了適宜栗蘑G1的四種主要栽培料為木屑、棉好殼、麩皮和谷糠。利用最優混料設計方法擬合出各個栽培料與平均產量的二項式方程，通過求解方程的最大值得到了最適宜栗蘑G1的栽培料配比：木屑45%，棉籽殼39%，麩皮8%，谷糠8%，葡萄糖1%，輕質碳酸鈣1%，含水量65%。驗證試驗得到的實際平均單產與預測平均單產接近，說明該配比適合栗蘑G1的栽培生產。在實際生產中，還應考慮到各原料在不同地區和時間的采購價格，因地制宜，結合原料成本與實際產出計算利潤最大值，實現生產效益最大化。