謝正林，楊生琴，謝春芹，李 迪，許俊齊，凡軍民，劉 念

（1.江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 句容 212400；2.延安市延長(zhǎng)縣黑家堡鎮(zhèn)初級(jí)中學(xué)，陜西 延長(zhǎng) 717100）

金針菇 （Flammulina velutipes） 隸屬傘菌目（Agaricales） 白蘑科（Tricholomataceae） 小火焰菌屬（Flammulina）[1]，因其具有很高的食（藥） 用價(jià)值，尤其賴氨酸含量特別高[2]，故而深受當(dāng)今社會(huì)廣大消費(fèi)者的喜愛。

光照是食用菌生長(zhǎng)發(fā)育中一個(gè)重要的環(huán)境因素，不僅在食用菌菌絲體由營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)轉(zhuǎn)入生殖生長(zhǎng)的階段起重要作用，而且對(duì)子實(shí)體的生長(zhǎng)也有明顯的作用[3]。金針菇屬厭光性真菌[4]，菌絲體在黑暗條件下即可生長(zhǎng)，但子實(shí)體分化階段必須有光照刺激，且有研究表明，光照能較強(qiáng)地抑制白色金針菇菌蓋大小，可以有效提高白色金針菇的商品價(jià)值[5]。

LED光源為新型的半導(dǎo)體光源，因其具有光效高、發(fā)熱低、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，故已被廣泛地運(yùn)用于農(nóng)業(yè)照明系統(tǒng)中[5]，因此需要探究LED光源對(duì)白色金針菇工廠化生產(chǎn)的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗(yàn)菌種

白色金針菇菌種由江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院食用菌教學(xué)工場(chǎng)提供。

1.1.2 電子材料

紅、黃、藍(lán)、綠、白5種顏色LED 5050燈帶各若干；雙聯(lián)開關(guān)、電線若干。

1.1.3 儀器

裝瓶機(jī)H-6000，北京煜晟曦包裝器材有限公司；光照度計(jì)TES-1330A，TES/泰仕電子工業(yè)股份有限公司；接種機(jī)CM-152，北京煜晟曦包裝器材有限公司；接觸調(diào)壓器TDGC2-5KVA，浙江德力西電器有限公司；高壓滅菌鍋GXMQ-B-4.8JS，連云港國(guó)鑫成套設(shè)備食用菌有限公司；電子稱ACS-D11，深圳市三峰電子科技有限公司；搔菌機(jī)EMC-16，日本田中技研工業(yè)株式會(huì)社。

1.2 方法

1.2.1 搔菌瓶制備

將拌好的栽培料裝入栽培瓶，每瓶料重約690 g～730 g。122℃滅菌1 h后，出爐入冷卻室，次日接種，接種量為22 g～28 g。接種后移入培養(yǎng)室培養(yǎng)24 d，然后經(jīng)搔菌機(jī)搔菌。

1.2.2 子實(shí)體分化的調(diào)控

將搔菌后的栽培瓶移入培養(yǎng)庫(kù)，每庫(kù)8 352瓶，每庫(kù)為一個(gè)處理；試驗(yàn)組除光因素以外，其他條件按日常調(diào)控參數(shù)進(jìn)行控制，直至出菇。

1.2.3 子實(shí)體分化的LED光因素優(yōu)化

1） 確定各因素最佳值

光質(zhì)選擇：將搔菌入庫(kù)的栽培瓶置于5個(gè)庫(kù)房，每個(gè)庫(kù)房分別用紅、黃、藍(lán)、綠、白5種顏色的燈帶，培養(yǎng)至第4天開始光照，每天8 h，連續(xù)3 d。測(cè)量出菇后每瓶單產(chǎn)和A級(jí)菇率（A級(jí)菇標(biāo)準(zhǔn)為菇帽5 mm～7 mm，菌柄長(zhǎng)度為15 cm～16 cm，菇體白色，菌蓋圓整，菇根整齊不松散，無(wú)畸形菇，無(wú)腐爛變質(zhì)，無(wú)病蟲害，無(wú)黃斑），確定最適光照顏色[6]。

光照時(shí)間的選擇：將搔菌入庫(kù)的栽培瓶置于4個(gè)庫(kù)房的白色LED燈帶下，培養(yǎng)至第4天開始光照，每天分別照射4 h、6 h、8 h、10 h，連續(xù)3 d。測(cè)量出菇后的每瓶單產(chǎn)、A級(jí)菇率，確定最適光照時(shí)間。

光照強(qiáng)度的選擇：將搔菌入庫(kù)的栽培瓶置于4個(gè)庫(kù)房的白色LED燈帶下，培養(yǎng)至第4天開始光照，每天照射8 h，用變頻器調(diào)節(jié)燈帶的光照強(qiáng)度，連續(xù)3 d。測(cè)量出菇后的每瓶單產(chǎn)、A級(jí)菇率，確定最適光照強(qiáng)度[7]。

電光源照射到作業(yè)臺(tái)面上的光通量為一個(gè)固定值。作業(yè)臺(tái)面照度值，與電光源距作業(yè)臺(tái)面垂直高度，遵循平方反比定律和余弦定律[8]。作業(yè)臺(tái)面照度值（Eh） 公式為：

式中：Lφ為電光源照射到作業(yè)臺(tái)面上的光通量；H為電光源距作業(yè)臺(tái)面垂直高度；cosθ為照度測(cè)試點(diǎn)與電光源照射角的余弦值。

當(dāng)照度測(cè)試點(diǎn)選定在電光源垂直正下方時(shí)。照度測(cè)試點(diǎn)與電光源之間的照射角θ=1，照度測(cè)試點(diǎn)與電光源照射角的余弦值cosθ=1。下同。

2）子實(shí)體分化光因素的正交試驗(yàn)

通過單因素所選擇的中心點(diǎn)，各在其前后取一值，采用L9（34）正交表對(duì)光質(zhì)、光照時(shí)間、光照強(qiáng)度進(jìn)行正交試驗(yàn)[9]，確定的因素水平表如表1。

表1 LED光因素正交試驗(yàn)因素水平表Tab.1 Level table of LED light factors orthogonal test

1.2.4 金針菇子實(shí)體生長(zhǎng)的調(diào)控

將搔菌后的栽培瓶，入培養(yǎng)庫(kù)，每庫(kù)8 352瓶，每庫(kù)為一個(gè)處理，栽培瓶套筒前按日常調(diào)控參數(shù)控制，培養(yǎng)菇蕾高出瓶口1.5 cm，即可進(jìn)行套筒；套筒后試驗(yàn)組除光因素以外，其他條件按日常調(diào)控參數(shù)進(jìn)行控制[10]。

1.2.5 套筒后子實(shí)體生長(zhǎng)不同光質(zhì)LED光源條件優(yōu)化

光質(zhì)選擇：將套筒后的金針菇栽培瓶，分別置于紅、黃、藍(lán)、綠、白5種不同顏色光照的庫(kù)房中[11]，每個(gè)庫(kù)房為1個(gè)處理；培養(yǎng)至第2天開始光照，每次照射6 h，第1次照射完間隔24 h后第2次照射，第2次照射完間隔24 h后第3次照射，共照射3次。計(jì)算出菇后的每瓶單產(chǎn)、A級(jí)菇率，確定最適光照顏色。

光照時(shí)間的選擇：將套筒后的栽培瓶置于4個(gè)白色LED燈帶下的庫(kù)房中，每個(gè)庫(kù)房為1個(gè)處理；培養(yǎng)至第2天開始光照[12]，每次照射依次為2 h、4 h、6 h、8 h，第1次照射完間隔24 h后第2次照射，第2次照射完間隔48 h后第3次照射，共照射3次，觀察出菇后的每瓶單產(chǎn)、A級(jí)菇率，確定最適光照時(shí)間。

光照強(qiáng)度的選擇：將套筒后的栽培瓶置于4個(gè)不同光照強(qiáng)度的白色LED燈帶下的庫(kù)房中，每個(gè)庫(kù)房為1個(gè)處理；培養(yǎng)至第2天開始光照，每天照射6 h[13]，第1次照射完間隔24 h后第2次照射，第2次照射完間隔48 h后第3次照射[14]，共照射3次。觀察出菇后每瓶單產(chǎn)、A級(jí)菇率，確定最適光照強(qiáng)度。

1.2.6 套筒后光因素的正交試驗(yàn)

通過單因素所選擇的中心點(diǎn)，各在其前后選取一值[15]，采用L9（34）正交表對(duì)光照顏色、光照時(shí)間、光照強(qiáng)度進(jìn)行正交試驗(yàn)。確定的因素水平表見表2。

表2 套筒后LED光因素正交試驗(yàn)因素水平表Tab.2 Level table of LED optical factors orthogonal test after rolling paper

2 結(jié)果與分析

2.1 不同光質(zhì)因素對(duì)子實(shí)體產(chǎn)量及A級(jí)菇率影響

2.1.1 不同光質(zhì)對(duì)白色金針菇產(chǎn)量及A級(jí)菇率的影響不同光質(zhì)對(duì)白色金針菇產(chǎn)量及A級(jí)菇率的影響見圖1。

圖1 不同光質(zhì)對(duì)白色金針菇產(chǎn)量及A級(jí)菇率的影響Fig.1 Yield and A grade mushroom rate of Flammulina velutipes under different light quality

通過圖1分析得出，搔菌后藍(lán)光照射產(chǎn)量最高，可達(dá)395 g/瓶，但A級(jí)菇率為87%，次于黃光的A級(jí)菇率89%，但黃光組產(chǎn)量低于藍(lán)光照射組。綜合產(chǎn)品效益及對(duì)金針菇商品價(jià)值的要求，故選擇藍(lán)色光照為較佳的光質(zhì)。

2.1.2 最適光照時(shí)間篩選結(jié)果

不同光照時(shí)間對(duì)白色金針菇產(chǎn)量及A級(jí)菇率的影響，見圖2。

圖2 不同光照時(shí)間下白色金針菇的產(chǎn)量及A級(jí)菇率Fig.2 Yield and A grade mushroom rate of Flammulina velutipes under different lighting time

圖2分析得出，當(dāng)光照時(shí)間10 h，金針菇產(chǎn)量最高可達(dá)401 g/瓶，但A級(jí)菇率僅有63%，商品價(jià)值過低。而光照時(shí)間6 h時(shí)的產(chǎn)量?jī)H次于10 h，A級(jí)菇率最高為67%。所以選擇光照時(shí)間6 h為最佳光照時(shí)間。

2.1.3 最適光照強(qiáng)度篩選結(jié)果

不同光照強(qiáng)度下白色金針菇的產(chǎn)量及A級(jí)菇率情況見圖3。

圖3 不同光照強(qiáng)度下白色金針菇的產(chǎn)量及A級(jí)菇率Fig.3 Yield and A grade mushroom rate of Flammulina velutipes under different light intensities

從圖3分析得出，當(dāng)LED光照強(qiáng)度為439 lx時(shí)產(chǎn)量最高，A級(jí)菇率相比其他試驗(yàn)組保持在最高水平，其次為290 lx試驗(yàn)組，而124 lx試驗(yàn)組A級(jí)菇率及單瓶產(chǎn)量最低。綜合商品價(jià)值與產(chǎn)量，選擇439 lx為最佳金針菇光照強(qiáng)度。

2.1.4 子實(shí)體生長(zhǎng)階段光因素的優(yōu)化

通過L9（34）正交表得出試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 搔菌后LED光因素正交試驗(yàn)結(jié)果表Tab.3 Results of LED light factor orthogonal experiment after scratching treatment

由表3可知，在9個(gè)處理的直觀分析中，第6個(gè)組合條件下產(chǎn)量最高，為395 g/瓶，其次是第5組，而且第5組菇型最好，即A級(jí)菇率最高，第9組次之。所以第6個(gè)組合未必就是最優(yōu)組合。通過直觀分析，可知對(duì)于產(chǎn)量來(lái)說，3個(gè)因素的R1值大小依次為A＞C＞B，說明在光質(zhì)、光照時(shí)間、光照強(qiáng)度3個(gè)因素中，對(duì)金針菇產(chǎn)量的影響大小依次是光質(zhì)＞光照時(shí)間＞光照強(qiáng)度；對(duì)于菇型來(lái)說3個(gè)因素的R2值大小依次為C＞B＞A。再?gòu)母鱾€(gè)因子不同水平對(duì)產(chǎn)量效應(yīng)分析來(lái)看，各個(gè)因子影響產(chǎn)量的順序依次是A2＞A3＞A1、B3＞B1＞B2、C3＞C2＞C1；各個(gè)因子影響菇型的順序依次是A2＞A3=A1、B1＞B2＞B3、C1＞C2＞C3。因此根據(jù)工廠化生產(chǎn)對(duì)產(chǎn)量及品質(zhì)的要求，確定最佳條件組合為A2B1C2，即白光，光照時(shí)間6 h，光照強(qiáng)度為290 lx。

2.1.5 正交試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證

通過對(duì)組合A2B1C2進(jìn)行驗(yàn)證，得出優(yōu)化后的金針菇產(chǎn)量為399 g/瓶，A級(jí)菇率高達(dá)（93±1）%，皆高于其他試驗(yàn)組。

2.2 套筒后光因素對(duì)子實(shí)體生長(zhǎng)的影響

2.2.1 最適光質(zhì)顏色的篩選結(jié)果

不同光質(zhì)對(duì)白色金針菇產(chǎn)量及A級(jí)菇率的影響見圖4。

圖4 不同光質(zhì)下白色金針菇的產(chǎn)量及A級(jí)菇率Fig.4 Yield and A grade mushroom rate of Flammulina velutipes under different light quality

通過分析圖4得出，金針菇套筒后藍(lán)光照射最好，每瓶產(chǎn)量395 g/瓶，A級(jí)菇率92%，其次為黃色光質(zhì)試驗(yàn)組，綠色光質(zhì)組A級(jí)菇率及單瓶產(chǎn)量最低。因此藍(lán)色光質(zhì)組相比其他試驗(yàn)組存在相對(duì)較大優(yōu)勢(shì)，故在金針菇套筒后應(yīng)選擇藍(lán)色光質(zhì)。

2.2.2 最適光照時(shí)間篩選結(jié)果

不同光照時(shí)間下白色金針菇的產(chǎn)量及A級(jí)菇率情況見圖5。

圖5 不同光照時(shí)間下白色金針菇的產(chǎn)量及A級(jí)菇率Fig.5 Yield and A grade mushroom rate of Flammulina velutipes under different lighting time

從圖5可以看出，套筒后光照時(shí)間4 h與光照時(shí)間6 h產(chǎn)量相差不大，分別為389 g/瓶和383 g/瓶，而且A級(jí)菇率較為接近，但對(duì)于工廠化大規(guī)模生產(chǎn)金針菇來(lái)說，光照時(shí)間4 h不但利于降低能耗，而且可以增產(chǎn)，因此可選擇4 h為最佳光照時(shí)間。

2.2.3 最適光照強(qiáng)度篩選結(jié)果

不同光照強(qiáng)度下白色金針菇的產(chǎn)量及A級(jí)菇率情況見圖6。

由圖6分析可知，不同光照強(qiáng)度對(duì)白色金針菇套筒后產(chǎn)量和A級(jí)菇率皆有一定影響。當(dāng)光照強(qiáng)度為439 lx時(shí)產(chǎn)量最高，且A級(jí)菇率也最高，雖與290 lx試驗(yàn)組A級(jí)菇率相近，但產(chǎn)量明顯偏高。由此分析認(rèn)為439 lx為最佳光照強(qiáng)度。

圖6 不同光照強(qiáng)度下白色金針菇的產(chǎn)量及A菇率Fig.6 Yield and A grade mushroom rate of Flammulina velutipes under different light intensities

2.2.4 套筒后光因素的優(yōu)化

套筒后LED光因素正交試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 套筒后LED光因素正交試驗(yàn)結(jié)果表Tab.4 Orthogonal test results of LED light factors after rolling paper

由表4可知，在9個(gè)處理的直觀分析中，第9個(gè)組合條件下產(chǎn)量最高，為401 g/瓶，其次是第8組，但第7組菇型最好，即A級(jí)菇率最高，第9組次之。通過直觀分析，可知對(duì)于產(chǎn)量來(lái)說，3個(gè)因素的R1值大小依次為A＞B＞C，說明對(duì)金針菇產(chǎn)量的影響大小依次是光質(zhì)＞光照強(qiáng)度＞光照時(shí)間；對(duì)于菇型來(lái)說，3個(gè)因素的R2值大小依次為A＞C＞B。再?gòu)母鱾€(gè)因子不同水平對(duì)產(chǎn)量效應(yīng)分析來(lái)看，各個(gè)因子影響產(chǎn)量的順序依次是A3＞A2＞A1、B2＞B1＞B3、C2＞C3＞C3；各個(gè)因子影響菇型的順序依次是A3＞A2＞A1、B2＞B3＞B1、C2＞C3＞C1。因此可以確定最佳條件組合為A3B2C2，即藍(lán)光，光照時(shí)間4 h，且光照強(qiáng)度439 lx為最佳組合。

2.2.5 正交試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證

通過對(duì)組合A3B2C2進(jìn)行驗(yàn)證，試驗(yàn)重復(fù)3次，得出優(yōu)化后的金針菇產(chǎn)量為400 g/瓶，A級(jí)菇率達(dá)到(95±1)%，皆高于以上9個(gè)試驗(yàn)組。

3 討論

本試驗(yàn)中通過對(duì)白色金針菇搔菌后子實(shí)體分化光因素條件的優(yōu)化，得出白色光質(zhì)，光照時(shí)間6 h，光照強(qiáng)度290 lx，為最優(yōu)的光因素調(diào)控組合；再通過對(duì)套筒后白色金針菇的子實(shí)體生長(zhǎng)光因素條件優(yōu)化，得出藍(lán)色光質(zhì)，光照時(shí)間4 h，光照強(qiáng)度439 lx，為最優(yōu)光因素調(diào)控組合。

綜合搔菌后子實(shí)體分化與套筒后子實(shí)體生長(zhǎng)的光因素優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果及試驗(yàn)過程的觀察，分析得出，搔菌后子實(shí)體分化光因素對(duì)產(chǎn)量的影響較突出，在套筒后子實(shí)體生長(zhǎng)光因素對(duì)菇型的影響較大。首先，有研究表明，食用菌菌絲可能在藍(lán)色光譜區(qū)域有一個(gè)光線受體，在菌絲生長(zhǎng)階段接受光照會(huì)不利于菌絲生長(zhǎng)而在一個(gè)特定的階段接受光照會(huì)促進(jìn)原基的形成[3]，進(jìn)而使子實(shí)體個(gè)數(shù)增加[4]，達(dá)到增加產(chǎn)量的效果。其次，在子實(shí)體生長(zhǎng)階段，隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)，子實(shí)體色澤加深且菌蓋變大，褐斑變多，菌柄變粗、變短，故而使商品價(jià)值降低[8]。與本試驗(yàn)結(jié)論相近，套筒后光照對(duì)金針菇的商品價(jià)值影響較大，尤其在菌蓋形狀方面。

此試驗(yàn)中，僅對(duì)光因素進(jìn)行了初步的探究，雖單瓶產(chǎn)量提高不大，但對(duì)于每天生產(chǎn)量為10萬(wàn)～12萬(wàn)瓶的工廠而言，卻是很可觀的效益提升。但是本試驗(yàn)還有一些欠缺，首先僅對(duì)單獨(dú)的分段即搔菌后和套筒后光因素優(yōu)化結(jié)果予以驗(yàn)證，沒有從搔菌到套筒，再到出菇整體環(huán)節(jié)的光因素予以驗(yàn)證；套筒后，光照主要影響商品品質(zhì)，在子實(shí)體調(diào)控中，需根據(jù)菇體的實(shí)際情況來(lái)確定光照條件，以達(dá)到最佳效果，對(duì)于最合適的光照條件和光照時(shí)期還有待進(jìn)一步細(xì)化；其次對(duì)于固定式的生育架，如何實(shí)現(xiàn)LED燈帶的最有效利用，另外庫(kù)房是一個(gè)高濕的環(huán)境，在使用過程中，燈帶表面會(huì)發(fā)霉生垢，影響亮度，同時(shí)燈帶的壽命相對(duì)縮短，以上相關(guān)問題仍值得繼續(xù)探究。