不同比例葡萄枝条培养料配方对4种食用菌生长及品质的影响

Effects of different proportions of a grape branch culture formula on the growth and quality of four edible fungi

摘要

目的 研究以葡萄枝条废弃物为主要培养料的不同配方对4种食用菌生长和品质的影响，为葡萄枝条循环利用提供科学依据。 方法 利用不同比例（38%、48%、58%、68%和83%）葡萄枝条代替常规配方中的玉米芯栽培姬菇（Pleurotus cornucopia）、平菇（Pleurotus ostreatus）、火平（Pleurotus ostreatus）和秀珍菇（Pleurotus pulmonarius）。分析不同配方对培养料理化性质、子实体生长特性、产量、经济效益和营养成分的影响。 结果 与CK（玉米芯配方）相比，随葡萄枝条添加量的增加，培养料各理化指标含量越高、菌丝满袋时间越短、子实体中营养物质含量略高于或显著高于对照，但子实体形态、生物学效率和经济效益呈降低趋势。采用模糊数学隶属函数法综合分析，葡萄枝条添加量为58%时，姬菇和秀珍菇分别增产18.09%和8.5%，葡萄枝条添加量为48%时，平菇和火平分别增产7.7%和13.5%，菌丝满袋时间、子实体形态、生物学效率、经济效益、营养物质综合排名最高。 结论 葡萄枝条可作为培养料用于4种食用菌的栽培，姬菇和秀珍菇在葡萄枝条添加量为58%时最佳，平菇和火平在葡萄枝条添加量为48%时最佳。

Abstract

Objective The effects of different formulations using grape stalk waste as the main culture material on the growth and quality of four edible fungi were studied to provide a scientific basis for replacing traditional maize cob culture material. Method Different percentages (38%，48%，58%，68% and 83%) of grape stalks were used to replace maize cobs in conventional formulations for the cultivation of Pleurotus cornucopia，P.ostreatus，P.ostreatus and P.pulmonarius.The effects of the different formulations on the physico-chemical properties，substrate growth characteristics，yield，economic efficiency and nutrient composition of the cultures were analyzed. Result Compared with CK (maize cob formulation)，the higher the content of each physicochemical index of the culture material，the shorter the full bag time of mycelium，and the content of nutrients in the seeds were slightly or significantly higher than the control with the increase of grape stalks addition，but the seed morphology，biological efficiency and economic efficiency showed a decreasing trend.Using the comprehensive analysis of fuzzy mathematical subordinate function method，the yield of P.cornucopia and P.pulmonarius increased by 18.09% and 8.5%，respectively，when grape stalks were added at 58%.When grape stalks were added at 48%，the yield of P.ostreatus and P.ostreatus increased by 7.7% and 13.5% respectively，with the highest overall ranking of mycelium full bag time，substrate morphology，biological efficiency，economic efficiency and nutrients. Conclusion Grape stalks can be used as culture material for the cultivation of four edible mushrooms，with P.cornucopia and P.pulmonarius performing best at 58% grape stalk addition，and P.ostreatus and P.ostreatus at 48% grape stalk addition.

Graphical abstract

关键词

理化性质 / 产量 / 生物学效率 / 经济效益 / 营养成分

Key words

physicochemical properties / yield / biological efficiency / economic efficiency / nutritional components

Author summay

高迎东，硕士研究生。E-mail： [e-mail]

平菇和火平学名糙皮侧耳（Pleurotus ostreatus）；姬菇学名黄白侧耳（Pleurotus cornucopiae）；秀珍菇学名肺形侧耳（Pleurotus pulmonarius）；4种食用菌具有极强的适应性，在宁夏栽培广泛^［1-2］，农作物秸秆、棉籽壳、木屑、锯末和玉米芯等均可作为其培养料。随着食用菌产业的发展壮大，栽培原料出现价格逐年上涨的趋势，制约产业的发展。研究发现，葡萄枝条中储存着丰富的营养物质和矿质元素，包含纤维素、果胶、木质素、可溶性糖、蛋白质、灰分、氮、磷、钾和碳等^［3-5］，还有较高的酚类物质，具有抗氧化和抑菌等作用^［6-7］，非常适合食用菌的栽培。宁夏葡萄修剪后每年可产生22.57万t葡萄枝条^［8］，若加以回收用于栽培食用菌，不仅能使资源充分利用，而且在改善生态环境的同时，还能创造可观的经济价值。

目前，对葡萄修剪枝条栽培食用菌的研究越来越多，陈娇娇等^［9］利用不同配方的葡萄枝条生料栽培姬菇，姬菇均能正常生长。表明用葡萄枝进行姬菇的生料栽培是可行的，而且生料栽培不需要灭菌，在一定程度上降低了生产成本，有效提高了经济效益。黄卫华等^［10］把葡萄枝条和杂木屑作为主料栽培黄金菇。经研究发现葡萄枝条代替部分杂木屑栽培黄金菇，均能正常生长，且当葡萄枝条含量为39%时产量最佳。汤燕姗^［11］利用葡萄枝条栽培平菇，试验结果表明葡萄枝条可以代替部分传统培养料栽培平菇。不仅降低食用菌栽培料成本，提高食用菌栽培效益，减少食用菌生产对硬杂木屑的依赖，而且为栽培平菇提供了更多的原料资源。徐剑波等^［12］利用不同比例废弃葡萄冬季修剪枝条为主料栽培香菇。研究发现废弃葡萄冬剪枝条为主料配方栽培香菇是可行的，菌丝萌发时间和满袋时间均快于传统栽培料，且以废弃葡萄冬剪枝条为主料栽培的香菇总产量和生物学效率也均高于传统栽培料，当葡萄枝条含量为40%时，菌丝萌发最快、满袋时间最短、香菇产量最高、生物学效率最佳。以上的研究都主要集中在品种的选育、配方的筛选以及对食用菌生长周期、产量和经济效益等方面，但对食用菌的营养品质、工厂化生产的栽培工艺等方面的研究较少。为了探究葡萄枝条作为主要培养料工厂化栽培以上4种食用菌与传统培养料在生长和品质上的差异，本研究以常规玉米芯配方为对照，以不同比例葡萄枝条添加量为处理，研究培养料理化性质变化特性以及对食用菌农艺性状、产量、生物学转化率、经济效益和营养成分的影响。采用模糊数学隶属函数法展开综合评价，探讨其代替部分玉米芯栽培4种食用菌的可行性及适宜的配比，以期为4种食用菌筛选出最佳的葡萄枝条培养料配方。

1 材料与方法

1.1 供试菌株及培养料来源

糙皮侧耳P.ostreatus栽培菌株为平菇1820和火平；黄白侧耳P.cornucopiae栽培菌株为姬菇101；肺形侧耳P.pulmonarius栽培菌株为秀珍菇260；均由宁夏科衡农业科技发展有限公司提供。葡萄枝条由宁夏中青生物科技有限公司提供，玉米芯、麸皮和玉米粉等均购于宁夏科衡农业科技发展有限公司。要求原料新鲜、干燥且无霉变。

1.2 培养基

1.2.1 母种培养基

斜面试管采用PDA培养基（马铃薯200 g、葡萄糖20 g、蛋白胨4 g、琼脂20 g、酵母膏2 g、硫酸镁0.5 g、磷酸二氢钾1 g、维生素B₁ 1 mg）。将原液注入试管中，每支10 mL。放入高压灭菌锅，125 ℃灭菌2 h，摆斜面，冷却定型。接菌种，7 d左右菌丝长满。

1.2.2 原种培养基

根据试验培养基需求量，按照玉米芯49%、棉籽壳30%、麸皮15%、玉米粉4%、石膏1%、糖1%的比例称取各组分，混合均匀后加水预湿24 h，使培养料含水量达64%，pH调节至7~8。装入12 cm×32 cm×0.025 mm聚丙烯塑料袋中，每袋装料300 g，120 ℃高压蒸汽灭菌4 h，冷却至30 ℃以下接种培养，20 d左右菌丝满袋。

1.2.3 栽培种培养基

葡萄枝条34%、玉米芯15%、棉籽壳30%、麸皮14.5%、玉米粉4%、糖1%、石膏1%、石灰0.5%。称取完毕，混合均匀后加水预湿24 h，使培养料含水量达64%左右，pH调节至7~8。装入18 cm×36 cm×0.025 mm聚丙烯塑料袋中，每袋装料600 g，120 ℃高压蒸汽灭菌4 h，冷却至30 ℃后接种培养，30 d左右菌丝满袋。

1.2.4 培养料配方

以纯玉米芯配方为对照（CK为宁夏科衡农业科技发展有限公司食用菌室所使用的培养料配方），用不同比例的葡萄枝条部分或全部代替玉米芯进行常规栽培，培养料配方见表1。

1.3 栽培方法

将葡萄枝条和玉米芯粉碎为长4~6 mm的小段，提前预湿2 d，之后与麸皮、玉米粉、石膏、石灰按照原料配方进行配料，调节pH 7~8，装入18 cm×36 cm×0.025 mm聚丙烯塑料袋中，每袋装干料0.6 kg，每个配方70袋，设3次重复。高压灭菌，110 ℃维持6 h，待菌袋冷却至室温后接种。接种完毕，转移至干燥且黑暗环境的菇房培养，室温控制在18~25 ℃之间，二氧化碳浓度保持1 000 mg/L以内。菌丝满袋后，进行出菇管理，调节光照20 Lux左右，温度控制在15~25 ℃之间，湿度在85%~90%，出菇房通风15 min/h，使二氧化碳浓度保持在800 mg/L以内^［13］。

1.4 培养料理化性质分析

将灭菌后的菌袋按不同配方分别选取3袋，60 ℃烘箱烘干至恒质量，用粉碎机粉碎成粉末后过40目筛备用。用H₂SO₄-H₂O₂微波消煮测全氮^［14］、全磷^［15］、全钾^［16］，碱解扩散法测定碱解氮^［17］、钼锑抗比色法测定速磷^［18］、火焰光度法测速钾^［19］，丘林法测有机质^［20］，pH计测定pH值，电导率仪测定EC。

1.5 子实体生长情况及营养成分测定

记录每个配方下4种食用菌菌丝满袋的时间，用游标卡尺分别测量子实体菌盖和菌柄的直径及厚度，电子秤称量每一袋菌袋前四潮的单袋产量并计算生物学转化率：

\mathrm{生物}\mathrm{学转}\mathrm{化率}(\mathrm{\%})=\frac{\mathrm{单袋}\mathrm{子实}\mathrm{体鲜}\mathrm{质量}}{\mathrm{菌袋}\mathrm{干质}\mathrm{量}}\times \mathrm{100}\mathrm{\%}

随机采取第一潮子实体样品1 kg，0.2 kg鲜样采用《GB 5009.157-2016 食品中有机酸的测定》测定有机酸，0.8 kg在50 ℃烘箱烘干至恒质量，用粉碎机粉碎成粉末后过40目筛备用。子实体中粗蛋白含量参照《GB/T 15673-2009 食用菌中粗蛋白含量的测定》测定、子实体中粗多糖参照《NY/T 1676-2008 食用菌中粗多糖含量的测定》测定、子实体中灰分参照《GB 5009.4-2016 食品中灰分的测定》测定。

1.6 数据分析

试验数据的收集、整理和分析采用Microsoft Excel 2016进行，用IBM SPSS Statistics 26.0进行单因素方差分析，（经邓肯法显著性测定，不同小写字母表示差异显著P<0.05），采用Origin 2022绘图。

2 结果与分析

2.1 葡萄枝条对培养料理化性质的影响

添加不同比例的葡萄枝条对培养料理化性质影响显著（表2）。同CK比较，添加一定量的葡萄枝条，可使培养料中全氮、全磷、全钾、速氮及速磷的含量增加，同时也可使速钾、有机质的含量及EC降低。说明与玉米芯相比，葡萄枝条能为培养料补充更多的氮源，但同时也降低了培养料中的碳水平。这与Yu^［21］用玉米芯代替橡树锯末制作的培养料研究结果一致。食用菌获得高产的前提是培养料中的碳氮比必须适宜，氮含量过高反而会抑制子实体的生长发育，造成减产现象^［22］。培养料适宜的碳氮比和密度是影响其降解和子实体生长的关键因素^［23-24］。

葡萄枝条添加量对培养料的pH影响见图1。葡萄枝条代替部分玉米芯对培养料的pH影响差异不显著（6.31~6.38），当玉米芯全部被葡萄枝条代替时pH差异显著并达到峰值（6.51），表明添加葡萄枝条对培养料具有很好的缓冲作用，有利于菌丝的正常发育和子实体的生长。

2.2 不同配方培养料对子实体农艺性状及产量的影响

菌丝的生长需要丰富的营养物质和氧气，以及适当的pH、温度和湿度。本研究表明葡萄枝条添加量对4种的食用菌菌丝满袋时间均具有显著影响（图2）。4种食用菌菌丝在供试培养料上均能良好生长，且随着葡萄枝条添加量的增加，菌丝满袋时间逐渐减少，且差异显著。当葡萄枝条添加量为83%时，菌丝满袋时间均最短。姬菇菌丝满袋时间比对照提高16.98%，平菇提高22.21%，火平提高19.8%，秀珍菇提高18.29%。当葡萄枝条添加量为38%时，菌丝满袋时间均最长，但与对照差异不显著。从试验结果可知，在相同的培养条件下，添加葡萄枝条可使培养料中的营养物质更加丰富，从而影响菌丝的生长速度，这与前文结果一致。

蘑菇的子实体形态对其商业价值影响很大，形态越好越容易受到消费者的青睐。本研究表明葡萄枝条添加量对四种食用菌子实体的形态均具有显著影响（表3），添加葡萄枝条栽培的食用菌子实体形态均优于对照组，当葡萄枝条添加量为58%时姬菇和秀珍菇菌盖直径均在最佳采收范围内（2~5 cm），且厚度最厚，分别是对照的1.15和1.14倍；菌柄直径与长度均显著高于对照组；葡萄枝条添加量为48%时平菇和火平子实体菌盖直径最大，厚度最厚，分别是对照的1.15和1.31倍；但菌柄直径与和长度与对照差异不显著；葡萄枝条添加量为83%时，4种食用菌子实体菌盖直径均最小、厚度均最薄，且菌柄直径与长度均低于对照组；葡萄枝条添加量为38%和68%时，菌盖直径、厚度、菌柄直径均与对照组差异不显著。说明不同培养料配方会影响子实体的形态和大小，这与Meng等^［25］的研究结果一致。

不同配方对食用菌子实体的生物学转化率、产量及经济效益的影响见表4。本试验只统计前四潮产量，在各个处理下4种食用菌均能获得较高的产量。其中，姬菇和秀珍菇在葡萄枝条添加量为58%时的产量最高，分别为116.55 kg和116.546 kg，比对照分别提高18.09%和8.5%；平菇和火平在葡萄枝条添加量为48%时的产量最高，分别为165.9 kg和134.05 kg，比对照分别提高7.7%和13.5%，均增产效果显著。当葡萄枝条添加量为38%时平菇和火平中出现不同程度的增产而在姬菇和秀珍菇中出现减产现象，葡萄枝条添加量为68%时4种食用菌中均出现减产现象，但总体与对照差异不显著，葡萄枝条添加量为83%时产量最低。本研究中，姬菇的生物学转化率为62.61%（T₅）~92.50%（T₃），平菇为111.67%（T₅）~131.67%（T₂），火平为84.72%（T₅）~106.39%（T₂），秀珍菇为69.44%（T₅）~92.50%（T₃），说明葡萄枝条添加量为58%时为姬菇和秀珍菇的生长提供了最佳的营养物质和理化特性，葡萄枝条添加量为48%时为平菇和火平的生长提供了最佳的营养物质和理化特性。结合本试验和Carrasco^［26］的研究，发现葡萄枝条和玉米芯都是很好的碳源，但4种食用菌要获得良好的产出性能和生物学转化率，碳氮比必须符合其生长要求，而麸皮正好补充培养料中的氮源。

添加葡萄枝条的培养料可增加4种食用菌的经济效益，产值和产投比明显高于对照（表4）。食用菌的产量与其产值成正比，姬菇和秀珍菇在葡萄枝条添加量为58%时产值和产投比最高，在葡萄枝条添加量为83%时最低；平菇和火平在葡萄枝条添加量为48%时产值和产投比最高，火平在葡萄枝条添加量为68%时产值产投比最低，平菇在葡萄枝条添加量为83%时最低。姬菇、平菇、火平和秀珍菇最佳配方的产出投入比分别是对照的1.30、1.17、1.23和1.20倍。本研究说明，用葡萄枝条代替部分玉米芯栽培食用菌，不仅可以节约成本，还能增加经济效益。

2.3 不同配方培养料对子实体营养成分的影响

食用菌具有很高的营养价值，能够补充人体所需的各类营养物质^［27］。不同配方培养料及比例影响子实体的营养物质含量^［28］。本研究发现，培养料添加葡萄枝条可显著促进子实体中粗多糖和有机酸的含量，但对粗蛋白和灰分的含量影响不大（表5）。4种食用菌除秀珍菇外其余子实体中粗蛋白的含量均低于对照，出现这一现象的原因可能与食用菌本身性质及培养料中氮含量有关。姬菇和秀珍菇子实体中灰分的含量均显著低于对照，而平菇和火平子实体中灰分的含量在葡萄枝条添加量为48%时显著高于对照。据报道，食用菌中的多糖具有抗癌、增加人体免疫力的功能^［29-30］，添加葡萄枝条的4种食用菌子实体中粗多糖和有机酸的含量均显著高于对照，可见添加葡萄枝条栽培出的食用菌对人体更加有益。本研究说明培养料中添加葡萄枝条可增加食用菌子实体中营养物质含量。

2.4 4种食用菌的隶属函数综合评价

采用模糊数学隶属函数法^［31］对5种食用菌的生长特性、产量和品质特性展开综合评价，计算步骤为：（1）计算出5种食用菌在每个配方下的生长特性、产量和品质特性的隶属函数值；（2）计算出5种食用菌在每个配方下的平均隶属函数值。计算出的数值越大，表明在该葡萄枝条配比下，该种食用菌的综合评价越好。计算公式如下；

X（µ₁）=（X_T-X_min）/（X_max-X_min），T=1，2，3，4，5，CK

X（µ₂）=1-（X_T-X_min）/（X_max-X_min），T=1，2，3，4，5，CK

式中：X_T为某一种食用菌在配方T中的测定值，X_min为最小值，X_max为最大值。出现负相关用X（µ₂）计算，否则用X（µ₁）计算。

5种食用菌在每个配方下的生长特性、产量和品质特性隶属函数分析结果见表6，姬菇各个配方综合排名由大到小依次为：T₃>CK>T₅>T₂>T₄>T₁，平菇综合排名依次为：T₂>T₁>T₅>T₃>CK>T₄，火平综合排名依次为：T₂>T₄>T₁>T₃>T₅>CK，秀珍菇综合排名依次为：T₃>T₁>T₄>T₂>CK>T₅。姬菇和秀珍菇在T₃中综合排名最高，平菇和火平在T₂中综合排名最高。

3 讨论

不同基质的理化性质影响食用菌子实体原基形成、子实体成熟和转潮间隔等的时间以及转潮次数和产量的变化^{［26，28］}。在本试验中，5种葡萄枝条培养料配方的pH值均在6.32以上，符合五种食用菌生长所需。说明添加葡萄枝条的培养料缓冲性更高，可保持培养料酸碱度的稳定性，为菌丝的生长和子实体的发育提供有利环境。5种葡萄枝条配方均可促进培养料中各个理化指标的含量，葡萄枝条添加量为83%时各指标含量最高，但碳氮比最低。每种食用菌的生长都需要适宜其栽培的培养料中的最佳碳氮比，这是在最短的生产周期内获得最高产量的基本条件。对比4种食用菌子实体的农艺性状及产量，发现葡萄枝条添加量为83%时产量和生物学效率最低，但菌丝萌发和满袋时间最快，这可能与葡萄枝条本身所含营养物质丰富及降解效率更高有关。为了更加准确地说明这一结果，未来还需进一步研究培养料木质素和纤维素含量的变化情况。栽培后的菌渣仍然具有较高的营养成分，可作为蔬菜等的栽培基质再次利用，或用于还田改良大棚土壤。姜熠等^［32］、王雪东等^［33］、李晓甜^［34］、赵自超等^［35］利用菌渣栽培草莓和瓜类蔬菜（黄瓜和甜瓜），与原土壤栽培相比，成花和坐果率、产量、品质和栽培周期均有所提升，菌渣作为栽培基质有利于生产高产量高品质的蔬菜。胡留杰等^［36］发现菌渣还可以提升土壤肥力和提高土壤质量，同时还能增强土壤潜在的抑病能力。本课题组下一步将开展菌渣复配基质栽培其它瓜类蔬菜的研究，为葡萄枝条废弃物的综合循环利用提供更加全面的理论依据。

食用菌中含有氨基酸、蛋白质、糖类、脂类、维生素、矿物质元素等多种营养成分，具有抗肿瘤、调节免疫力、降低胆固醇等药理作用，是理想的药食两用食物^［37］。不同配方培养料及比例影响子实体的营养物质含量。本研究表明，不同葡萄枝条培养料配方均可成功栽培出4种食用菌，其子实体营养物质含量与对照差异显著。栽培基质中的碳源、氮源、碳氮比以及矿物质含量可直接或间接影响食用菌产量和品质，不同品种食用菌由于生长特性不同，其营养成分积累量也会出现差异^［13］，在本研究中只说明了粗蛋白含量，为了更加准确的了解四种食用菌的品质，未来还需要进一步研究其氨基酸图谱^［38］。

4 结论

4种食用菌在供试培养材料上均可正常发菌和出菇，说明葡萄枝条可作为培养料用于4种食用菌的栽培。在本试验范围内综合比较分析，当葡萄枝条添加量为58%时，姬菇和秀珍菇菌丝满袋时间、子实体产量、经济效益和营养物质含量均显著优于对照，最适宜栽培；当葡萄枝条添加量为48%时，平菇和火平菌丝满袋时间、子实体产量、经济效益和营养物质含量均显著优于对照，最适宜栽培。葡萄枝条可用于4种食用菌的栽培，不仅能提高其产量，优化子实体形态，还能改善子实体营养成分含量，增加经济效益。葡萄枝条是4种食用菌栽培的新型优质基质，适宜在生产中应用和推广。

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基金资助

宁夏回族自治区重点研发计划项目(2021BEF02016)