设施箱式栽培与蚯蚓粪覆土对竹荪品质的影响

杨泽鑫，付相茹，顾文智，肖惠，蒋素容，李首成*
（四川农业大学农学院，成都611130）
四川农业大学学报,2017年第2期

　　竹荪（Dictyophpra spp.）隶属真菌门（Eumycota），担子菌亚门（Basidomycotia），腹菌纲（Gesteramycetes），鬼笔目（Phalales），鬼笔科（Phallaceae），竹荪（Dictyophora）属[1]。竹荪是一种珍贵的食药两用的隐花菌类，营养丰富，含有多种氨基酸和丰富的维生素，滋味鲜美、香味浓郁，有“山珍之王”之称。我国也是最先对进行驯化、人工栽培竹荪的国家，同时竹荪的经济价值之高，目前已成为我国食用菌产业的新兴之秀[2]。
　　竹荪子实体由菌盖、菌裙、菌柄、菌托四部分组成。与其他担子菌一样，竹荪生活史也是从担孢子萌发开始的，经过菌丝生长阶段和子实体发育阶段，直至产生新的担孢子。子实体分化的最适温度为25～32℃，最适发菌温度为25℃，常用栽培基质以木屑为主料辅以其他农业废弃物和少量复合肥[3]。目前，竹荪人工栽培模式已呈现多样化，竹荪生产主要通过两条途径：一是野生资源的保护和人工促进野生竹荪繁殖生长；二是人工栽培，包括室内床式栽培、箱式栽培、室外畦式栽培、坑式栽培、袋式栽培及竹荪林内竹苑栽培。连作障碍是很多作物中都普遍存在的问题，在竹荪生产中表现较为突出[4]。竹荪在同一块地中连续多年种植后，即使在正常的条件下，竹荪的产量还是会降低、品质也会下降、生长状况越变越差，竹荪连作两年后则出现竹荪量下降40％[5]。竹荪连作后土壤养分变化不大，但病虫害加剧，各种有害微生物数量增多，影产响竹荪菌丝对养分的吸收，进而影响竹荪产量和质量[5]。因此，现阶段对传统的竹荪栽培方式进行优化、改进是提高竹荪品质和产量的必由之路。目前，采用箱式栽培竹荪的研究较少，且用塑料筐作为载体，做法粗犷，缺少环保性和推广性，本试验尝试采用竹筐作为设施箱式栽培载体，同时搭建层架，遮阳网，环境条件可控，节约空间。
　　同时，食用菌通过覆土，有明显的增产效益，能改善食用菌的质量，增强食用菌抗病能力，促进菌丝生长效应，还可以增加土壤肥力[6]。蚯蚓粪具有良好的孔性、通气性、排水性和较高的持水量；富含氮、磷、锌等大量元素和其他微量元素；同时氨基酸有机质含量和腐殖质含量都高达30％左右，以及丰富的益微生物群[7]，从而使蚯蚓粪在栽培食用菌的应用中有着显著的发展前景。
　　因此，本试验依托雅安市芦山县“4.20”强烈地震灾后重建项目，在四川雅安市进行棘托竹荪引种的试验的基础上，配合芦山灾后重建竹荪生态产菌业产业化开发示范基地建设开展项目做好基础研究工作。通过箱式栽培竹荪，以及引入蚯蚓粪作为覆土材料，研究其对竹荪高产调控途径和其营养成分的影响，通过对其生产指标和营养指标进行统计学分析，找出最佳的栽培模式，进一步优化设施，充分利用蚯蚓粪的性能优势来探究设施化栽培竹荪，并形成栽培体系的可能性。
　　1 材料和方法
　　1.1 供试材料
　　1.1.1 菌种
　　供试菌种为棘托竹荪（棘托竹荪89），引自福建省古田县隶属古田县科技局管辖的古田科兴食用菌研究所。
　　1.1.2 覆土材料
　　壤土，选用四川农业大学雅安校区教科研示范基地的普通壤土；蚯蚓粪，选用四川省雅安市当年牛粪源养殖蚯蚓产出的蚯蚓粪肥。将壤土和蚯蚓粪先期分别进行阳光暴晒，并粉碎成最大直径不超过1.5cm的颗粒状，然后添加水分使湿度保持在60%～65%之间。
　　1.1.3 栽培料
　　栽培原料为当年从中小型加工企业或农户处收购的废弃竹屑、杂木屑、干谷壳（要求干燥、不霉烂），生石灰、石膏和尿素（市售）。
　　1.2 试验设计
　　试验于2016年在四川农业大学雅安校区教科研示范基地进行，在试验基地搭建大棚，大棚东西走向，棚长10m，棚宽6m，高2.2m。距地0.5m处设0.4m宽通风口，通风口加0.18mm×0.18mm防虫网，在最外层挂遮阳网，形成三阳七阴的栽培环境。试验场地属于亚热带湿润季风气候区，湿度较大，日照偏少，风力较小，年降雨量在1700mm以上，年均下雨日长218d，年均日照时数为1020h，年平均日照率为23%，年平均湿度为79%。培养基配方主料：30%谷壳，42%竹屑，28%杂木屑；辅料：0.5%生石灰，0.5%石膏，0.5%尿素（占主料百分比）；pH为5.5～6.0；碳氮比约为33∶1。试验采用栽培箱规格（A）×覆土材料（B）两因素随机区组试验设计。
　　栽培箱规格（A）设置3个水平：30cm×30cm×50cm的竹筐（A1）、30cm×30cm×100cm的竹筐（A2）、30cm×30cm×150cm的竹筐（A3）3种不同规格的竹筐，四周（无顶）密布镂空孔隙，箱子与箱子距离约40cm。覆土材料（B）设置2个水平：以蚯蚓粪作为竹荪栽培的覆土材料（B1）和以壤土作为覆土材料（B2）。
　　每个处理一个栽培箱，试验设置3次重复，共计3×2×3=18个栽培箱。
　　按试验配方先将培养原料混合、拌匀。在空地上，先铺一层10cm左右高度的培养料，然后，撒一层尿素、石膏并浇水，继续铺培养料，一般堆至3～5层，堆顶呈龟背形，浇足水分，一般以100kg干料浇150kg水为宜，使培养料含水量在65%左右。覆上塑料膜，建堆发酵，当堆温达到60℃以上温度开始下降时，开始进行翻堆，最好在晴天翻堆以减少热量散失。堆料期间要求翻堆3～5次，做到上下、内外培养料位置互换，达到发酵均匀一致，发酵30～40d，当发酵结束后，确认无氨味即可播种。
　　在栽培箱里均匀铺一层土壤，然后按照层播法播种，每箱铺料与播种相间隔，铺一层培养料播种一层菌种，共计3层培养料两层菌种，铺料要仔细，不松不紧，均匀。播种为点式播种，要求竹荪菌种为块状，均匀分布，每层共计5～6个点，每个点接种适量块菌块，每个菌块四周细撒一层薄麸皮料，以促进菌丝萌发。3种栽培箱所用栽培料分别为16、32、48kg，所用菌种分别为0.5、1.0、1.5kg，栽培面积分别为0.15、0.3、0.45m2，3种栽培箱平均用料均相同。完成铺料与播种后，及时覆盖上处理好的覆土材料，覆土厚度为3～4cm，以不露出栽培料为宜，覆土后铺上些许稻草并洒适量的水，以达到保湿作用。最后，将栽培箱置于大棚中进行培养。
　　播种后7d检查菌种萌发、生长并开始吃料，播种30d箱面可见竹荪菌丝。播种60d后箱面就会长出米粒大小的菇蕾，此后菇蕾不断增多并长大。在竹荪整个生长发育过程中，要经常保持通风换气以保持空气清新，同时根据栽培料水分含量，及时调整灌水，以保证竹荪生长中对水分的需求。此后竹荪菌蛋相继开伞，当竹荪菌裙伸至最长时，及时采收（否则竹荪会逐渐开始萎缩，自溶至淌滴，品质也随之下降），用小刀割断菌索，将竹荪朵移至试验室测定指标。
　　1.3 项目测定与方法
　　1.3.1 竹荪生产指标测定
　　竹荪营养生长期：从菌种萌发之日算起，到长出第一个针状原基时的时长。竹荪采摘周期：从采菇开始到菇潮结束之间内的时长。
　　1.3.2 竹荪产量及栽培性状测定
　　收获成熟期内的竹荪，分别称量每个处理产出竹荪鲜重以及单个子实体重量、长度，包括竹荪菌柄、菌盖和菌裙；之后放入烘箱中，在60℃下，烘干至恒重后，分别称量每个处理产出竹荪干重，计算含水量，再根据栽培箱单位栽培体占地面积，计算出每公顷干重产量。
　　产量=竹荪总干重（g）/栽培箱占地面积（m2）×667（m2）
　　1.3.3 生物学效率的测定
　　生物学效率是指食用菌鲜重与所用的培养料干重之比，常用百分数表示，竹荪的生物学效率用以下公式计算：
　　生物学效率（%）=竹荪鲜重（g）/培养料干重（g）
　　1.3.4 竹荪多糖的测定
　　将每个处理烘干之后，粉碎、过筛（0.18mm×0.18mm），采用苯酚-硫酸比色法测定[8]多糖含量。
　　1.3.5 竹荪多酚的测定
　　将每个处理烘干之后，粉碎、过筛（0.18mm×0.18mm），采用福林-肖卡法[9]分别测定多酚含量。
　　1.3.6 竹荪可溶性蛋白的测定
　　将每个处理烘干之后，粉碎、过筛（0.18mm×0.18mm），采用考马斯亮蓝法[10]分别测定可溶性蛋白含量。
　　1.4 数据分析
　　利用Microsoft Excel 软件进行试验原始数据的录入和初步分析；后通过SPSS_20.0软件进行数据方差分析（LSD法）及交互作用分析等。
　　2 结果与分析
　　2.1 不同栽培箱与覆土材料对竹荪产量与栽培性状的影响
　　从表1可以看出，试验中不同的栽培箱与覆土材料对竹荪产量和生物转化率的影响均达到了显著水平。随着栽培箱长度的增加，产量与生物转化率先上升后降低，A2显著高于A3和A1，其中以A2B1组合的产量以及生物转化率最高，分别为184.46kg/667m2和23.70%。对含水量的影响不显著，各处理的含水量均在90%左右。
　　从竹荪的栽培性状来看，不同的栽培箱与覆土材料对子实体单重与菌柄长度均达到显著水平，从栽培箱规格来看，对子实体单重的影响为A3>A2>A1，对菌柄长度的影响为A2>A3>A1。同时，各处理中，选择蚯蚓粪作为覆土材料的处理的栽培性状明显优于传统的壤土覆土。
　　综合比较，A2规格的栽培箱以及B1蚯蚓粪覆土的组合栽培对竹荪有明显的增产作用，且栽培性状也比较良好。
　　2.2 不同栽培箱与覆土材料对竹荪生产周期的影响
　　比较不同处理间竹荪的生长周期情况，从表2可以看出，不同的栽培箱与覆土材料条件下，不同处理的营养生长期与采摘周期都有显著性差异。栽培箱对营养生长期的影响为A1>A3>A2，A2的营养生长期比A1平均缩短了10d左右；同时，在各处理中，在同样栽培箱A条件下，蚯蚓粪覆土处理的营养生长期均要短与壤土覆土的处理。收获竹荪的总鲜重也是蚯蚓粪覆土的处理要多于壤土覆土处理。
　　比较不同处理的采摘周期，从栽培箱规格来看，对采摘周期的影响为A2>A1>A3，以A2的采摘周期最长，比A3延长了8～9d。综合来看，以A2B1组合营养生长期最短且采摘较长。
　　2.3 不同栽培箱与覆土材料对竹荪营养品质的影响
　　由表3可知，不同处理对竹荪多糖、多酚及可溶性蛋白的影响均到达显著水平。对比栽培箱规格对竹荪营养品质的影响，多糖和可溶性蛋白的含量以A2栽培箱处理最高，A1和A3差异不显著；多酚的含量为A3>A2>A1。A1处理下，蚯蚓粪覆土处理的多糖、多酚和可溶性蛋白含量要略高于壤土处理；A2、A3处理下，营养物质含量差异不显著。可见，适当大小的栽培箱可增加竹荪的营养物质含量，同时蚯蚓粪对营养物质的影响不明显。
　　3 讨论与结论
　　3.1 讨论
　　3.1.1 不同栽培箱与覆土材料对竹荪产量、栽培性状及生产周期的影响
　　本试验通过对棘托竹荪生长特性、产量、性状、生产周期及营养指标的测定，探究设施栽培模式与蚯蚓粪肥作为覆土材料，对棘托竹荪生产性能的影响作了评价，分析其的对竹荪的不同生长特性影响的差异。结果表明，适当的栽培箱长度对竹荪的产量以及农艺性状有一定的影响，同时搭配蚯蚓粪覆土的栽培模式，可有效地提高栽培效率，增产增收。
　　栽培箱规格对竹荪的产量及性状存在显著的作用，结合前人的研究结果且比对本研究结果，探究总结出以下几点栽培模式对竹荪生长的影响机制：单位栽培体积不同，会对竹荪的生长造成影响。方忠玉等发现适当的增加栽培体体积可提高香菇的生产效率[11]。朱继先等也认为适当的增加栽培基质的体积，有利于提高木腐菌产量[12]。在竹荪进行营养生长时，菌丝体大量生长并在相互之间产生交联，菌丝体细胞之间的物质交流频繁，形成营养共同体。从营养体角度分析，当箱子边框增长时，箱子所承载的培养基质能形成与覆土材料及设施接接触更有效的营养共同体。当存在较大的营养共同体体积时，菌丝体之间的交流更加深入，促使菌体分泌的胞外酶含量增加，进一步引起基质降解速率和降解程度的提升，为竹荪生殖生长提供充足养分储备并源源不断地输送[13]，但并非是箱子越长越好，由于箱长过长，形成的营养共同的关联分散，交流不充分，产生的物质交换较为匮乏，而导致基质降解不够充分，同时，从培养基质与覆土材料接触面积这一角度分析时，覆土面积趋近于长条形，变得分散，覆土材料的对基质形成的营养共同体的刺激也略显不足，由此，使得菌丝营养供应不足，降低了生物转化率，打破了竹荪生殖生长与营养供给间的平衡，既不利于出菇，也易造成菌体枯萎，限制了产量形成。因此，表明适当的单位栽培体积与栽培箱长度能进一步提高竹荪的产量以及生产效率，具有一定促产作用。同时对比两种覆土材料，本研究发现用蚯蚓粪覆土，对竹荪各方面的生长情况都有有显著的改善，缩短一定的竹荪菌丝的营养生长期时间，增长了采摘周期的时间，从而有效地提高了栽培效率的同时还提高了产量，相比壤土覆土产量平均提高了8%。覆土出菇是乐动体育热门赛事 中经常使用的栽培方式，土壤对食用菌的产量和品质都有着直接的影响。覆土是对菌丝无营养状态的饥饿刺激，但是如果覆土方法不当，不仅不能发挥覆土的优势，还会带来一些负面影响[14]。因此，在选择食用菌覆土材料时，一般选用土壤肥沃、土质疏松的土壤作为覆盖物。蚯蚓粪pH中性，其团拉结构和有机质含量可保持湿度，进行正常的气体交换，在连续淋水之后仍呈多孔性保特透气性，从而能进行适当的气体交换和促进释放类激素物质的微生物群体的生存。广东省汕头地区农科所食用菌组在使用蚯蚓粪作为蘑菇覆土材料增产效果显著，一般增产率在20%以上，菌丝爬土快，比河泥或稻田土等常规覆土材料一般可提早出菇5d左右，而且菇体洁白圆整，质量好，正品率高[15]。其次，蚯蚓粪含有丰富的有机质，有益的微生物等，促进了基质的分解，进一步补充提供食用菌生长发育所需要的氮素营养、碳素营养、矿质营养，从而提高了竹荪的栽培性状以及延长了竹荪的采摘时间，弥补了在食用菌在栽培过程中，后期产量低、采摘期短等后劲不足的问题。
　　3.1.2 不同栽培箱与覆土材料对竹荪营养品质的影响
　　竹荪是一种优质的珍稀的食用菌，多酚、多糖和可溶性蛋白是其主要的几种营养物质，有很好的药用价值，是考查竹荪品质的重要指标[16]。结果表明，本试验各处理对竹荪子实体中多糖、多酚、可溶性蛋白的含量的变化趋势不一致，变化浮动范围相差不大，其中以30cm×30cm×100cm栽培箱处理下的各营养物质指标含量相对较高，同时，各处理的各项营养指标含量均达到竹荪的平均水平。
　　3.2 结论
　　栽培模式对竹荪的生产机制的影响是由多方面的因素造成的，科学、适宜的栽培模式可充分挖掘竹荪的生产潜力，达到竹荪的优质高产。在本试验中，综合比较，在30cm×30cm×100cm规格栽培箱的设施栽培模式下，用蚯蚓粪作为覆土材料产出的竹荪产量和栽培性状最好，在此条件下竹荪品质较好，综合指标较优；蚯蚓粪作为覆土材料对竹荪的生长切实存在一定促进作用，是一种理想的覆土材料，在配合合理的箱式栽培方式的模式下有着着很大的发展空间；同时，箱式栽培可以进行立体种植模式，即可在层架上放置2～3层的栽培箱，可以大大增加土地利用率，每公顷产量是单层种植的2～3倍。此外，进一步探索覆土材料的理化性状与覆土机制，以更好地发挥蚯蚓粪的优势作用，通过改良，以期在以后设施化栽培竹荪的产业化过程中，发挥的重要的作用，为竹荪的高质、高产提供参考依据。