李 勇,厲 芳,謝春芹,樊繼德,史新敏,張俊保
(1.江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,江蘇徐州221121;2.江蘇康盛農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司,江蘇銅山221116;3.江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇句容212499)
金針菇(Flammulina velutipes) 工廠化栽培是金針菇產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要趨勢。十多年來,隨著金針菇工廠化栽培技術(shù)的推廣,加之市場需求不斷增加,栽培工藝和設(shè)施日趨完善,金針菇工廠化栽培規(guī)模不斷擴(kuò)大,工廠化比例快速提升。據(jù)報(bào)導(dǎo),截至2019年,全國大小金針菇工廠化企業(yè)達(dá)150家左右,金針菇工廠化率62%以上,工廠化栽培金針菇產(chǎn)量達(dá)161.94萬噸[1]。金針菇是工廠化栽培量最大的品種,栽培金針菇后的廢棄物即菌渣量在不斷增加[1],金針菇菌渣的再利用成為研究的熱門。
而另一方面,由于金針菇菌絲對(duì)培養(yǎng)基的降解和利用能力相對(duì)較弱,在配制工廠化栽培金針菇培養(yǎng)基時(shí),為提高產(chǎn)量,一般需添加較高比例的氮素營養(yǎng),且工廠化栽培金針菇一般只采收一潮菇。因此,其菌渣營養(yǎng)成分相較于農(nóng)法栽培金針菇菌渣而言,營養(yǎng)更加豐富,具有更高的利用價(jià)值。據(jù)測定,工廠化栽培金針菇菌渣中17種氨基酸總量達(dá)8.49%、含有粗蛋白11.29%、鈣1.77%、氮1.30%、磷0.72%、鉀0.78%等以及復(fù)雜的微生物代謝產(chǎn)物[2],營養(yǎng)成分種類和含量均高于一般食用菌品種菌渣。
目前,金針菇菌渣主要是發(fā)酵還田或作為鍋爐燃料使用,利用率低,造成大量資源浪費(fèi)。部分企業(yè)生產(chǎn)的菌渣甚至到處堆放,造成嚴(yán)重環(huán)境污染。隨著我國食用菌栽培規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大,栽培原料日趨緊張,價(jià)格不斷上漲,菌渣資源化利用已引起業(yè)內(nèi)高度關(guān)注。近年來,雖有一定金針菇菌渣利用的研究和報(bào)道,但缺少有效利用途徑,菌渣成為很多金針菇企業(yè)的負(fù)擔(dān)和一大污染源。為進(jìn)一步推動(dòng)產(chǎn)業(yè)節(jié)本增效和實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展,其高效利用途徑有待進(jìn)一步深入研究和探討。
羊肚菌(Morehella sextelata)是近年來新開發(fā)的食用菌高端品種,具有重要的食(藥)用價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值、科研價(jià)值和生態(tài)功能。羊肚菌具栽培周期短、用工少、經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)勢,近幾年呈爆發(fā)式增長。據(jù)報(bào)導(dǎo),2019年中國羊肚菌的產(chǎn)量增長至41 010.3 t,出口量達(dá)9.67 t,成為羊肚菌生產(chǎn)和出口第一大國[3]。在羊肚菌栽培過程中,外源營養(yǎng)袋(又稱營養(yǎng)轉(zhuǎn)化袋)技術(shù)是羊肚菌栽培的關(guān)鍵核心技術(shù),也是羊肚菌栽培的最大成本支出項(xiàng)目。目前廣泛用于制作羊肚菌營養(yǎng)袋的主要原料以小麥和木屑等原材料為主,按目前每公頃投放27 000袋~30 000袋外源營養(yǎng)袋;常規(guī)營養(yǎng)袋原料配比小麥用量60%~70%計(jì)算,每公頃需消耗小麥4 050~5 250 kg以上,折合成本超過9 300元[4]。
為降低羊肚菌生產(chǎn)成本,提高羊肚菌栽培經(jīng)濟(jì)效益,實(shí)現(xiàn)金針菇菌渣資源化高效利用,減少金針菇企業(yè)環(huán)境污染,試驗(yàn)結(jié)合科研生產(chǎn)實(shí)踐,利用工廠化栽培金針菇菌渣代替部分小麥制作羊肚菌營養(yǎng)袋進(jìn)行試驗(yàn),以獲得低成本、出菇產(chǎn)量高的營養(yǎng)袋優(yōu)選配方,為金針菇菌渣資源化循環(huán)利用提供設(shè)計(jì)參考。
羊肚菌(Morehella sextelata) 菌株,編號(hào)M.sex.21,由江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所園藝研究室提供。
制作羊肚菌營養(yǎng)袋原料主料包括工廠化栽培金針菇菌渣、小麥、木屑顆粒、腐殖土等;輔料為磷鉀肥、石灰粉、石膏粉等;營養(yǎng)袋包裝材料為 12 cm×28 cm聚丙烯袋和扎繩等。試驗(yàn)用金針菇菌渣,由江蘇康盛農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司提供;木屑顆粒,由江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所果樹研究室提供。
試驗(yàn)供試配方(重量比)見表1。
表1 供試配方Tab.1 Experimental formula
本次試驗(yàn)在拱形棚內(nèi)進(jìn)行,棚體東西走向,棚長40 m,棚寬6 m,中間留寬30 cm操作道,南北向建畦,畦寬1 m。試驗(yàn)共5個(gè)處理,每個(gè)處理試驗(yàn)面積10 m2,每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)。
1.5.1 營養(yǎng)袋制作方法
金針菇采收第1批菇后,選擇無污染菌渣進(jìn)行壓碎,晾曬至足干(約12%~16%)儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?019年11月10日,按照表1原料配方準(zhǔn)確稱量出各種原料。將菌渣、木屑、腐殖土、磷鉀肥和石灰粉混合均勻后,間歇加水預(yù)濕至含水量70%待用。2019年11月11日,用小火把小麥煮透至無白心,瀝干水分并攤晾至表面基本無水后,加入石膏粉并拌勻,然后與上述預(yù)濕料充分混合。用12 cm×28 cm規(guī)格聚丙烯袋,裝料后每袋平均單重約為0.35 kg,經(jīng)121℃高壓滅菌 150 min[5]。
1.5.2 接種和營養(yǎng)袋擺放方法
羊肚菌適宜接種時(shí)間各地有一定差異。在我國黃淮地區(qū),羊肚菌最佳接種時(shí)間為10月底至11月底。接種時(shí),把菌種均勻撒在畦面上,覆蓋厚1 cm土即可。每667平方米接種量80 kg~100 kg。本次試驗(yàn)接種時(shí)間為2019年10月28日~11月12日,菌絲已基本布滿菌床面,即可開始擺放營養(yǎng)袋。掀起畦面覆蓋的黑色地膜,把滅菌后的營養(yǎng)袋用鋒利刀片在同一側(cè)面斜向均勻劃三道3.5 cm~5.0 cm長口,劃口向下扣在畦面并壓實(shí),營養(yǎng)袋和營養(yǎng)袋之間間隔35 cm左右,后重新覆上黑色地膜避光發(fā)菌。每個(gè)處理擺放60個(gè)營養(yǎng)袋。2020年1月26日,在開始催菇時(shí)撤去營養(yǎng)袋。
在羊肚菌營養(yǎng)袋發(fā)菌階段,主要檢測不同處理營養(yǎng)袋的發(fā)菌速度、菌絲濃度、營養(yǎng)袋污染數(shù)量和菌核形成數(shù)量差異等;出菇階段主要檢測初菇時(shí)間、出菇密度和產(chǎn)量形成差異等。
不同處理營養(yǎng)袋對(duì)菌絲生長的影響見表2。
由表2可知,處理2和處理3發(fā)菌速度最快,但發(fā)菌速度差異不明顯,菌絲滿袋時(shí)間比對(duì)照提前7 d;其次是處理1和處理4,說明添加一定比例金針菇菌渣,可顯著提高營養(yǎng)袋發(fā)菌速度。但在放置營養(yǎng)袋后的最初2 d,從土壤羊肚菌菌絲進(jìn)入營養(yǎng)袋的速度觀察,處理1和對(duì)照處理發(fā)菌速度最快,在放置營養(yǎng)袋后的次日,即可在營養(yǎng)袋內(nèi)明顯看到絲狀羊肚菌菌絲進(jìn)入,但之后發(fā)菌速度明顯變慢。處理1菌絲最濃密且分布均勻,形成分生孢子也相對(duì)較多;其次是處理5(CK)、處理2和處理3,處理4菌絲生長最弱,表明隨著菌渣添加量增加,菌絲濃度卻降低。處理5(CK) 菌絲濃度和處理1相比區(qū)別不明顯,但處理5(CK)畦面菌絲成片狀分布,濃度明顯不均勻。菌核作為羊肚菌營養(yǎng)生長過程中營養(yǎng)的主要累積區(qū),其數(shù)量是影響羊肚菌產(chǎn)量的最主要因素之一。在各處理中,處理1形成菌核數(shù)量最多。處理4和處理3最早,其次是處理2和處理1,處理5(CK)最晚,并表現(xiàn)為畦邊緣部退菌時(shí)間遲于畦中部退菌時(shí)間。
2020年1月23日,隨機(jī)抽取各處理20袋營養(yǎng)袋,觀測其蟲害和雜菌污染情況,統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。
表3 營養(yǎng)袋不同處理蟲害和雜菌污染情況Tab.3 The pollution of main pests and miscellaneous bacteria in different treatment of nutrition bags
由表3可知,在營養(yǎng)袋蟲害調(diào)查中,發(fā)現(xiàn)主要是以螨蟲、跳蟲和菌蛆等土傳害蟲危害為主。處理1跳蟲數(shù)量最大,可能與翻地前上茬作物莖葉殘留未清除干凈有關(guān),菌蛆在營養(yǎng)袋放置1周左右時(shí)即有發(fā)生;處理4蟲害數(shù)和雜菌污染袋數(shù)最低;處理5(CK)蟲害數(shù)最多,雜菌污染袋數(shù)也最高,占調(diào)查總袋數(shù)的15%;處理4和處理3蟲害數(shù)和雜菌污染袋數(shù)皆明顯低于處理5(CK)。隨小麥添加量的增加,羊肚菌營養(yǎng)袋污染率明顯上升,這可能和小麥添加量大使培養(yǎng)料營養(yǎng)豐富和小麥的特殊香味有關(guān)。此外,處理5(CK) 和處理1畦面綠苔比處理4和處理3略濃,說明小麥添加比例和綠苔形成相關(guān);且在營養(yǎng)袋小麥添加比例較大時(shí),鼠害也明顯增多。
羊肚菌出菇期管理、子實(shí)體采收標(biāo)準(zhǔn)和方法等按羊肚菌大棚栽培常規(guī)田間管理進(jìn)行[6],分別記錄原基形成時(shí)間和羊肚菌子實(shí)體采收結(jié)束時(shí)間。隨機(jī)取20個(gè)子實(shí)體,記錄平均單菇重量,并記錄各處理鮮菇產(chǎn)量。各處理出菇期和產(chǎn)量形成情況,見表4。
由表4可知,5種處理的羊肚菌營養(yǎng)袋配方均能正常出菇,但各處理原基形成時(shí)間差異較明顯,其中處理3和處理4原基出現(xiàn)時(shí)間最早,比處理5(CK) 提前11 d出菇;其次是處理2和處理1,處理5(CK) 出菇時(shí)間最遲;處理4采收結(jié)束時(shí)間最遲,其次是處理2和處理3,處理5(CK) 采收結(jié)束時(shí)間最早。平均單菇重量處理4和處理5(CK)區(qū)別較大,其他處理區(qū)別不明顯。產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,處理1、處理2和處理3平均產(chǎn)量分別為0.368 kg·m-2、0.345 kg·m-2。和 0.316 kg·m-2,和對(duì)照0.377 kg·m-2產(chǎn)量差異不明顯,處理4產(chǎn)量最低,為0.224 kg·m-2。但處理5(CK) 前期產(chǎn)量高,產(chǎn)量相對(duì)較集中,子實(shí)體發(fā)生期相對(duì)較短[7-8]。
表4 不同處理出菇期和產(chǎn)量情況Tab.4 The emergence time and yield of different treatments
羊肚菌外源營養(yǎng)袋是提供羊肚菌菌絲生長和子實(shí)體發(fā)育的主要營養(yǎng)來源,直接影響羊肚菌菌絲體營養(yǎng)積累和產(chǎn)量形成。在目前羊肚菌無基料栽培技術(shù)體系下,對(duì)營養(yǎng)袋培養(yǎng)基原料進(jìn)行深入研究和不斷優(yōu)化,是實(shí)現(xiàn)羊肚菌高產(chǎn)、高效栽培的關(guān)鍵[9]。
小麥?zhǔn)悄壳把蚨蔷耘嘀胁捎玫闹饕囵B(yǎng)基,但利用小麥作為營養(yǎng)袋培養(yǎng)基存在一定局限性和不足;且小麥?zhǔn)褂帽壤^高,會(huì)增加栽培成本,延遲出菇期,加重病蟲害和雜菌污染,也造成資源浪費(fèi),不利于羊肚菌產(chǎn)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展[10]。本次試驗(yàn)中,在制作羊肚菌營養(yǎng)袋時(shí)添加一定量小麥,對(duì)羊肚菌產(chǎn)量形成也表現(xiàn)出一定增產(chǎn)作用,但小麥用量分別為15%、30%、45%和60%時(shí),羊肚菌產(chǎn)量同步增長不顯著。其原因可能是羊肚菌生長發(fā)育過程中,對(duì)營養(yǎng)的消耗量有限,在營養(yǎng)袋培養(yǎng)基中添加過多營養(yǎng)反而不利于實(shí)現(xiàn)高產(chǎn),且隨著小麥用量增加,反而造成營養(yǎng)袋中后期發(fā)菌速度慢、病蟲害和污染袋數(shù)明顯增加、退菌慢、出菇遲等問題。羊肚菌菌絲體對(duì)基質(zhì)類型和基質(zhì)營養(yǎng)成分等的變化具有高度敏感性。添加一定量菌渣后對(duì)羊肚菌菌絲發(fā)菌速度的促進(jìn)作用,可能與金針菇菌渣中所含的復(fù)雜代謝產(chǎn)物和原料通透性等因素有關(guān)。
試驗(yàn)表明,添加15%~45%金針菇菌渣,代替部分小麥,同樣達(dá)到了高產(chǎn)栽培效果,且每公頃可節(jié)省小麥用量750 kg~2 100 kg,節(jié)省成本1 800元~5 100元,出菇期提前6 d~11 d,營養(yǎng)袋污染率減少1.67%~3.89%,同時(shí)節(jié)省了寶貴的糧食資源。由于菌渣原料和小麥原料的密度差異,在添加一定比例菌渣后,也減少了營養(yǎng)袋整體投料量。同時(shí),添加一定量金針菇菌渣后,因蟲害數(shù)和營養(yǎng)袋污染率明顯下降,栽培過程中也可以減少甚至完全不用農(nóng)藥,更利于實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)。待出菇結(jié)束后,把營養(yǎng)袋內(nèi)培養(yǎng)料直接還田,以節(jié)省用工成本,投產(chǎn)比效益和生態(tài)效益明顯[11-12]。團(tuán)隊(duì)另一項(xiàng)研究顯示,在土壤有機(jī)質(zhì)含量相對(duì)較低的田塊,把金針菇菌渣進(jìn)行徹底發(fā)酵腐熟,每667平方米施入1 500 kg~2 000 kg并深翻后用作有機(jī)底肥栽培羊肚菌,與無底肥栽培相比,產(chǎn)量可提高15%以上。
試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),在相同土壤條件和相同設(shè)施環(huán)境條件下,同一處理或同一處理的不同重復(fù),菌絲特征、發(fā)菌速度、菌絲濃度、分生孢子和菌核數(shù)量等表現(xiàn)也存在一定差異,這也反映出羊肚菌的易變性和不穩(wěn)定性[9]。同時(shí),受羊肚菌菌絲孕育、萌動(dòng)、子實(shí)體分化和整個(gè)生長期環(huán)境等多種因素及其協(xié)調(diào)性影響,試驗(yàn)的羊肚菌菌絲體生長和子實(shí)體發(fā)育等生物學(xué)特征也會(huì)受到即時(shí)因素影響,可能不能完全反應(yīng)出營養(yǎng)袋金針菇菌渣配方的真實(shí)效果。不同品種的羊肚菌對(duì)營養(yǎng)袋基質(zhì)的適應(yīng)和分解利用能力也可能存在差異,目前營養(yǎng)袋配方還缺乏營養(yǎng)成分組成和栽培產(chǎn)量等系統(tǒng)化數(shù)據(jù)支撐,部分結(jié)論和其中機(jī)理尚不完全明確,今后還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)羊肚菌營養(yǎng)生理和營養(yǎng)袋化學(xué)成分差異效應(yīng)等方面的基礎(chǔ)性研究,以便為羊肚菌栽培提供更多、更有實(shí)際參考價(jià)值的實(shí)踐和理論支撐。
綜合考量制作成本、栽培出菇產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益等因素,表明利用工廠化栽培金針菇后的菌渣代替部分小麥制作羊肚菌營養(yǎng)袋是完全可行的,是金針菇菌渣高效利用的有益探索。但在利用金針菇菌渣制作羊肚菌營養(yǎng)袋時(shí),除綜合考慮廢棄物資源化利用、成本投入和優(yōu)化基質(zhì)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)等因素的同時(shí),還必須掌握好營養(yǎng)袋最佳放置時(shí)間,完善菌絲培養(yǎng)和營養(yǎng)積累環(huán)境,盡量減少菌絲營養(yǎng)消耗,提升催菇和保育等環(huán)節(jié)的整體管理水平,才能達(dá)到理想的栽培效果。