喬 婷,祁 鵬,趙瑞華,3,賀曉龍,3*,高小朋,3*
(1. 延安大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,陜西延安 716000;2. 陜西省微生物研究所,陜西西安 710043;3. 陜西省區(qū)域生物資源保育與利用工程技術(shù)研究中心,陜西延安 716000)
羊肚菌(Morchella spp.)隸屬子囊菌門、盤菌綱、盤菌目、羊肚菌科,是一種世界性分布、食藥兼用的珍稀菌類[1-2]。近年來,我國羊肚菌人工栽培技術(shù)發(fā)展迅速,多數(shù)生產(chǎn)者發(fā)現(xiàn)土壤類型會對羊肚菌子實體形成產(chǎn)生影響。有文獻(xiàn)記載[3-6],羊肚菌在石灰或白堊質(zhì)土壤、腐殖質(zhì)土、黑黃色壤土、沙泥混合土、櫟壤土中均有生長,尤喜在火燒跡地及舊蘋果園土壤生長。趙永昌等[7]研究表明磷、鉀、鋅是羊肚菌子實體形成的必要因素。TAN等[8]通過分析播種后未出菇的土壤的理化性質(zhì),表明其并不是主要影響因素。唐杰等[9]指出羊肚菌由于從土壤中吸收自身生長喜好的礦質(zhì)元素而不斷積累次級代謝產(chǎn)物,導(dǎo)致土壤微生物結(jié)構(gòu)的變化,從而影響產(chǎn)量。魏晶晶等[10]研究表明,栽培羊肚菌可以通過提高淺層土壤pH 值,有效增加土壤表層的有機(jī)質(zhì)、土壤速效氮和全磷含量、土壤蔗糖酶和W 酶活力,從而改良土壤。關(guān)于不同栽培基質(zhì)影響羊肚菌子實體發(fā)生的主要因素和機(jī)理,仍有待進(jìn)一步深入研究[11]。
本研究分析3 種不同土壤對羊肚菌產(chǎn)量、營養(yǎng)成分以及出菇前后土壤理化特征的影響,有利于指導(dǎo)羊肚菌人工栽培以及商業(yè)化模式中針對性地補充營養(yǎng)元素,為促進(jìn)羊肚菌生長發(fā)育和增產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)提供了理論支撐。
供試菌種由陜西省微生物研究所真菌研究中心提供,菌株為六妹羊肚菌(M.sextelata)。
50 mL Titrette 數(shù)字滴定器,普蘭德(上海)貿(mào)易有限公司;721G 可見分光光度計,上海棱光儀器有限公司;FP6410 火焰光度計,上海精密科學(xué)儀器有限公司;pHS-3C pH 計,上海雷磁儀器有限公司;DDSJ-308F 電導(dǎo)率儀,上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司;AA3 流動分析儀,水爾分析儀器(上海)有限公司。
1.2.1 土壤采集方法
分別在播種前和出菇后,在G 土、N 土、Q 土中采用隨機(jī)取樣的方法取15 個重復(fù)土樣,篩去石塊、可見植物殘體和土壤動物等后裝入大離心管[12],分別標(biāo)記為G原土(播種前德國腐殖質(zhì)土)、G土(出菇后德國腐殖質(zhì)土)、N 原土(播種前陜西省微生物研究所院內(nèi)花壇中自然土)、N 土(出菇后陜西省微生物研究所院內(nèi)花壇中自然土)、Q 原土(播種前秦嶺山中林下腐殖沙壤土)、Q 土(出菇后秦嶺山中林下腐殖沙壤土),將樣品放入液氮中保藏備用。
1.2.2 羊肚菌栽培方法
羊肚菌菌種及營養(yǎng)袋的制作:分別按照栽培種和營養(yǎng)袋培養(yǎng)基配方提前測量所需原材料含水量,按照配比稱取4.2 kg(21×200 g)干小麥,提前24 h用熱水浸泡小麥至無白芯,瀝干水分,按比例加入提前稱好的干土、谷殼、細(xì)木屑、蛭石,攪拌均勻,然后將KH2PO4、MgSO4溶于水中攪拌均勻,調(diào)整水分為63%,pH為8,裝袋,121 ℃滅菌2 h,無菌條件下冷卻至20 ℃,待用。
菌種接種、培養(yǎng):將生長良好的母種接入冷卻好的菌種袋中,置于23 ℃條件下,黑暗培養(yǎng)30 d,待菌袋表面產(chǎn)生菌核時,取出備用。
播種:選用46 cm×35 cm×16 cm 的塑料筐,將3 種不同栽培基質(zhì)均勻鋪放在塑料框中,鋪滿塑料筐高度的2/3,然后將羊肚菌顆粒菌種掰碎后播撒在培養(yǎng)料基質(zhì)上,并覆蓋一層同種栽培基質(zhì)[13-14]。
菌絲生長階段管理:將播種完成的塑料筐置于室內(nèi)15 ℃~20 ℃,環(huán)境濕度為50%~60%,黑暗培養(yǎng)50~60 d,氣溫升至13 ℃左右,隨即搬運至試驗棚進(jìn)行出菇管理。
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出菇管理:氣溫升至10 ℃~15 ℃、土壤濕度控制在30%~35%、空氣濕度控制在85%~90%,CO2濃度控制在600~1 000 ppm、保持150~300 Lux 的光照強度,整個過程溫度和通風(fēng)的調(diào)整至關(guān)重要。利用遮陽網(wǎng)和通風(fēng)盡量增加溫度至18 ℃左右,促進(jìn)原基形成,之后利用遮陽網(wǎng)和通風(fēng)使溫度控制在15 ℃左右,延長出菇時間。
采收:羊肚菌長至適宜大小即可采收,并統(tǒng)計不同栽培基質(zhì)對應(yīng)的產(chǎn)量。
1.2.3 相關(guān)成分測定
將收獲的羊肚菌子實體干制后,送至陜西省科學(xué)院土壤資源與生物技術(shù)應(yīng)用重點實驗室進(jìn)行有機(jī)碳、全氮、全磷和全鉀測試[15]。將采集的土樣測試其pH 值、電導(dǎo)率、有機(jī)質(zhì)、硝銨態(tài)氮、有效磷和速效鉀[16]。
羊肚菌子實體形成以土壤為基質(zhì),土壤基質(zhì)中營養(yǎng)成分直接關(guān)系著羊肚菌栽培成功與否。由表1可知,3 種不同土壤基質(zhì)中,菌絲都能夠正常生長,且都長滿了羊肚菌的分生孢子,但只有G 土和N 土成功出菇,出菇周期大約為90 d,其中N土產(chǎn)量達(dá)到445.4 g/㎡,G 土相比較低,為106.9 g/㎡,Q 土未成功出菇,可能因為土壤中砂石比例較高,保水性較差。
表1 羊肚菌的出菇表現(xiàn)
羊肚菌生長所需的營養(yǎng)成分主要來源于土壤和外源營養(yǎng)袋,據(jù)報道羊肚菌可能對大多數(shù)礦物質(zhì)元素有富集作用[17]。通過分析羊肚菌中營養(yǎng)元素含量變化,有助于了解土壤和營養(yǎng)袋中營養(yǎng)元素的轉(zhuǎn)移路徑。由表2 可知,羊肚菌子實體中的3 種礦質(zhì)元素,鉀的含量最高,其次是磷。推測鉀、磷是羊肚菌易于吸收的偏好元素,因此,進(jìn)行羊肚菌栽培的基質(zhì)和外援營養(yǎng)袋配比中可以適當(dāng)增加鉀和磷的含量,或?qū)⒂欣谘蚨蔷訉嶓w的形成。
表2 子實體營養(yǎng)成分分析
羊肚菌生長地通常與土壤的理化性質(zhì)與礦質(zhì)元素含量密切相關(guān)[18],通過比較出菇前后土壤理化性質(zhì)和營養(yǎng)成分的變化,可進(jìn)一步推斷羊肚菌生長過程中營養(yǎng)成分的來源。由圖3可知,出菇前,土壤pH均為中性偏弱堿性,出菇后土壤pH均略有下降,但變化不顯著。出菇后G 土基質(zhì)中硝態(tài)氮、銨態(tài)氮均下降,但有效磷、速效鉀明顯增加;出菇后N 土基質(zhì)中速效鉀略有降低,但有機(jī)質(zhì)、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、有效磷均略有增加;出菇后Q 土中有機(jī)質(zhì)、硝態(tài)氮、速效鉀均略有降低,但銨態(tài)氮、有效磷略有增加。從結(jié)果分析,3種不同土壤基質(zhì)中礦質(zhì)元素的降低,可能與羊肚菌菌絲及子實體生長吸收消耗有關(guān),但部分營養(yǎng)元素卻有不同程度的增加,這可能是菌絲將營養(yǎng)袋中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化進(jìn)入到土壤菌絲中儲存,進(jìn)而為羊肚菌子實體出菇提供營養(yǎng),但在子實體形成過程中未被完全消耗。該試驗結(jié)果為羊肚菌出菇階段提供外源營養(yǎng)提供了證據(jù)。
表3 出菇前后土壤理化性質(zhì)及營養(yǎng)成分分析
有文獻(xiàn)表明,羊肚菌生長土壤pH 值大多為中性或弱堿性。伊平昌[19]和韓鵬遠(yuǎn)等[20]的研究均表明,羊肚菌生長區(qū)土壤為中性偏堿性。趙永昌等[13]研究表明,羊肚菌生長區(qū)土壤pH 值為中性偏弱酸性。這與本文的研究結(jié)果中羊肚菌出菇前后土壤pH值基本一致。
通過對羊肚菌子實體成分的測定,可知子實體中碳、氮、磷、鉀這4 種營養(yǎng)元素的含量高低順序依次為鉀>碳>磷>氮。同時土壤中成分測定也表明,鉀、磷、氮等元素不同程度的從營養(yǎng)袋富集到羊肚菌生長區(qū)域的土壤中,這與李瑩霞[21]、趙永昌[7]、李青[22]等研究結(jié)果一致。因此在配制羊肚菌栽培基質(zhì)和營養(yǎng)袋時,適當(dāng)增加鉀和磷元素的含量,可為羊肚菌的生長和出菇提供最適的營養(yǎng)成分,有可能促進(jìn)羊肚菌菌絲的營養(yǎng)生長,進(jìn)而促進(jìn)羊肚菌的增產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。