不同顆粒度桑枝屑代料栽培靈芝產(chǎn)量和品質(zhì)差異

張 波，譚 偉，周 潔，李小林，葉 雷，楊學(xué)圳

（四川省食用菌研究所，成都 610066）

0 引言

靈芝為擔(dān)子菌綱多孔菌目靈芝科的一類大型真菌，《本草綱目》將其視為食藥兼用的珍品，有延年益壽的功效，藥用價(jià)值極高[1]。靈芝產(chǎn)業(yè)具有投資小、周期短、見效快的特點(diǎn)，近年來，其種植面積在國內(nèi)不斷擴(kuò)大，已成為有些地區(qū)的主要經(jīng)濟(jì)支柱[2]。中國已有5000多年的種桑養(yǎng)蠶歷史，而桑蠶產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)為桑樹，據(jù)統(tǒng)計(jì)，桑園平均年產(chǎn)桑枝大于15 t/hm2[3]。因此，該產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)增長的同時(shí)也產(chǎn)生大量的廢棄桑枝。桑枝以往常被農(nóng)戶用作燃料，或多被廢棄于野外，既浪費(fèi)資源又污染環(huán)境。研究表明，桑枝含有大量的木質(zhì)素和纖維素，還含有多種活性物質(zhì)（如桑枝多酚等），可作為食用菌的栽培原料[4-5]。因此，采用桑枝栽培食用菌既可“變廢為寶”又綠色經(jīng)濟(jì)，具有極大的應(yīng)用前景。目前，涌現(xiàn)出的一大批桑蠶副產(chǎn)品中，桑枝靈芝就在其中[6-7]。而且，靈芝轉(zhuǎn)化利用桑枝纖維素和木質(zhì)素，實(shí)現(xiàn)其營養(yǎng)、生殖生長的同時(shí)，可吸收桑枝中某些有效成分，同時(shí)促進(jìn)其子實(shí)體多糖的形成，進(jìn)而提高靈芝的藥用價(jià)值[8]。

近年來，有關(guān)桑枝栽培靈芝的研究較多，主要涉及栽培技術(shù)和配方篩選。蔡愛群等[9]研究表明，桑枝可作為代料栽培珍稀食用菌松杉靈芝的優(yōu)質(zhì)原材料，并篩選出碳氮營養(yǎng)適宜的配方。鄒丹蓉[10]以不同桑枝屑含量的培養(yǎng)基栽培密紋靈芝，發(fā)現(xiàn)以70%桑枝屑代替普通木屑的配方可提高子實(shí)體產(chǎn)量及菌蓋直徑；另外，一年生桑枝屑栽培密紋靈芝，其產(chǎn)量高于多年生桑枝屑。以桑枝為原料栽培靈芝的配方篩選和優(yōu)化研究中，分析指標(biāo)除了靈芝菌絲生長速度、子實(shí)體形態(tài)特征、產(chǎn)量和生物學(xué)效率外，還包括子實(shí)體活性物質(zhì)含量，如多糖、三萜和黃酮含量等。有研究表明，桑枝栽培的靈芝子實(shí)體多糖高于普通雜木30%以上，充分證明桑枝作為培養(yǎng)基質(zhì)，對靈芝子實(shí)體活性成分有促進(jìn)作用[11]。而李瑞雪等[12]研究發(fā)現(xiàn)，靈芝可將桑枝中的1-脫氧野尻霉素富集到自身子實(shí)體，其含量大于0.6%。

然而，桑枝顆粒度對靈芝生長的影響鮮見報(bào)道。因此，研究基于以往桑枝靈芝栽培技術(shù)，設(shè)計(jì)了5個(gè)不同的桑枝屑粒徑處理，常規(guī)方法代料栽培靈芝。比較不同粒徑桑枝屑代料栽培靈芝產(chǎn)量和品質(zhì)的差異，以期明確桑枝木屑栽培靈芝的最適顆粒度大小，一方面豐富桑枝靈芝代料栽培技術(shù)參數(shù)，另一方面為更好實(shí)現(xiàn)蠶桑-靈芝產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試菌株‘川圓芝1號’，來源于四川省食用菌研究所。試驗(yàn)所用栽培基質(zhì)原料包括桑枝屑、玉米粉、麩皮和石膏。有機(jī)原料新鮮、干燥、未霉變、未生蟲，無機(jī)化學(xué)原料正品。桑枝屑由粉碎機(jī)粉碎成不同大小的顆粒，顆粒大小以粉碎機(jī)篩孔孔徑大小衡量。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 桑枝采用粉碎機(jī)先進(jìn)行初級粉碎，即顆粒度≥20 mm，隨后在粉碎機(jī)上套篩，篩孔分別為20、18、14、12、8 mm，對粉碎的桑枝進(jìn)行過篩，最終獲得顆粒度為 20 mm(D20)、18 mm(D18)、14 mm(D14)、12 mm(D12)和8 mm(D8)的桑枝屑（圖1）。以桑枝屑和玉米芯作為碳源，輔料為麩皮、玉米粉、石膏，調(diào)整不同顆粒度用量比例，進(jìn)行靈芝代料栽培，共設(shè)計(jì)5個(gè)處理（表1）。各處理10袋，每個(gè)處理3次重復(fù)，考慮破袋或污染等因素，實(shí)際制作250袋（50袋/處理×5個(gè)處理），以確保有足夠試驗(yàn)菌袋。

圖1 不同顆粒度桑枝屑

表1 不同顆粒度桑枝屑及其添加量試驗(yàn)處理設(shè)計(jì)

1.2.2 試驗(yàn)方法 采用袋式熟料栽培方法開展試驗(yàn)。使用料袋規(guī)格17 cm×33 cm×0.005 cm聚丙烯有底菌袋；按照靈芝生產(chǎn)上常規(guī)栽培方法拌料、裝袋、接種、發(fā)菌和出芝管理等，重點(diǎn)控制供試各處理栽培基質(zhì)含水量均勻，每袋裝料量、供試菌種菌齡、接種時(shí)間和接種量一致。出芝試驗(yàn)于四川省金堂縣趙家鎮(zhèn)平水橋村16組進(jìn)行。

1.2.3 測定指標(biāo) 采用定期劃線法測定菌絲生長速度，于2019年4月10日對靈芝菌絲生長位置進(jìn)行第一次劃線，2019年4月20日測定菌絲生長速度。2019年6月10日對靈芝子實(shí)體進(jìn)行采收測定，子實(shí)體性狀主要測定成熟子實(shí)體菌蓋大小、菌蓋厚度及菌柄長度：其中，每個(gè)處理隨機(jī)選擇5～10朵長勢均勻的靈芝，分別測定其橫徑和縱徑；用電子游標(biāo)卡尺測定厚度；用直尺測定菌柄長度。每個(gè)處理隨機(jī)選擇3朵鮮靈芝，測定其子實(shí)體的質(zhì)量；測定每個(gè)菌袋靈芝子實(shí)體的平均干品質(zhì)量。選擇長勢良好的子實(shí)體烘干、粉碎，2019年7月以蒽酮水提法測定靈芝子實(shí)體多糖含量，以齊墩果酸測定法測定靈芝子實(shí)體三萜酸含量。

1.2.4 分析方法 菌絲生長速度、子實(shí)體性狀及產(chǎn)量等數(shù)據(jù)，采用Excel和SPSS 13.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并用最小顯著性差異法(P＜0.05)進(jìn)行差異分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 菌絲生長速度

由不同處理靈芝菌絲生長速度統(tǒng)計(jì)分析（表2）可見，桑枝屑顆粒度為14 mm時(shí)，靈芝菌絲生長速度最快，達(dá)6.27 mm/d；而桑枝屑顆粒度為8 mm時(shí)，菌絲生長速度僅為5.43 mm/d，顯著小于其他桑枝屑處理。靈芝菌絲生長速度最快D14處理高出最慢D8處理15.47%，但與其他處理無顯著差異。且桑枝屑顆粒度為12 mm時(shí)靈芝菌絲生長速度也較快，大于6.00 mm/d。可見桑枝屑顆粒度為8～14 mm有助于靈芝菌絲生長。

表2 不同處理靈芝子實(shí)體性狀指標(biāo)及產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)

2.2 靈芝子實(shí)體形態(tài)指標(biāo)及產(chǎn)量

不同處理靈芝子實(shí)體性狀比較表明，桑枝屑栽培的靈芝子實(shí)體性狀明顯受顆粒度大小的影響（圖2）。供試處理靈芝菌蓋橫徑范圍為8.44～9.49 cm，差異不顯著；而各處理靈芝菌蓋縱徑極差達(dá)3.59 cm，偏大。其中，處理D18的縱徑最大，顯著大于處理D14和處理D20。由此可見，桑枝屑顆粒度為8 mm時(shí)，橫、縱徑偏大。處理D12靈芝菌柄最長，顯著長于處理D14。靈芝菌蓋厚度以桑枝屑顆粒度為20 mm處理最大，且顯著厚于桑枝屑顆粒度為12、14、18 mm的3個(gè)處理，但與最小桑枝屑顆粒度處理(8 mm)靈芝菌蓋厚度無顯著差異。

圖2 不同處理靈芝子實(shí)體性狀

供試處理靈芝單朵鮮重范圍為65.65～95.59 g/朵，以桑枝屑顆粒度為18 mm時(shí)最大，與處理D12無顯著差異，高出最小單朵鮮重處理(D14)45.61%。另外，供試處理干芝產(chǎn)量由小到大依次為D14（23.28 g/袋）＜D12（26.02 g/袋）＜D20（26.06 g/袋）＜D8（29.10 g/袋）＜D18（34.10 g/袋）。與靈芝單朵鮮重一致，平均干芝產(chǎn)量以桑枝屑顆粒度為18 mm時(shí)最大，高達(dá)34.10 g/袋，顯著高于其他處理；而顆粒度為14 mm時(shí)，平均干芝產(chǎn)量最小?？梢?，以較大顆粒度的桑枝屑(18 mm)栽培靈芝，提高產(chǎn)量效果最顯著。

2.3 子實(shí)體活性物質(zhì)含量

研究結(jié)果表明，供試桑枝屑顆粒度栽培的靈芝，子實(shí)體三萜酸和多糖含量差異較大（圖3）。各處理靈芝子實(shí)體多糖含量范圍為0.90～1.20 g/100 g，變化規(guī)律不明顯，以顆粒度為18 mm時(shí)最高，與處理D20無顯著差異，而顯著高于其他3個(gè)處理。各處理靈芝子實(shí)體三萜酸含量隨桑枝屑顆粒度增大呈先上升后降低的趨勢。桑枝屑栽培的靈芝，以顆粒度為14 mm時(shí)子實(shí)體三萜酸含量最豐富，其次為桑枝屑顆粒度為18 mm時(shí)，2個(gè)處理顯著高于其他3個(gè)處理。

圖3 不同處理靈芝子實(shí)體三萜酸及多糖含量

3 結(jié)論與討論

近年有關(guān)桑枝栽培靈芝的研究較多，主要涉及栽培技術(shù)和配方篩選。研究者將桑枝條粉碎成桑枝屑、切成桑枝段，作為基質(zhì)主料栽培靈芝。通過比較靈芝菌絲長勢、子實(shí)體形態(tài)、生物轉(zhuǎn)化率、子實(shí)體活性成分等獲得優(yōu)質(zhì)的基質(zhì)配方[9,13-14]。研究人員通過桑枝屑代替普通木屑栽培密紋靈芝，篩選出的優(yōu)質(zhì)配方可明顯提高靈芝子實(shí)體產(chǎn)量[10]。覃炎鋒等[8]基于響應(yīng)面法篩選桑枝屑優(yōu)質(zhì)配方，栽培的靈芝子實(shí)體多糖含量顯著高于對照，達(dá)8.35%。桑枝屑栽培食用菌過程中，顆粒度很大程度上影響著食用菌的生長，而關(guān)于顆粒度對靈芝生長的影響鮮見研究。本研究獲得干芝單產(chǎn)最高、子實(shí)體多糖和三萜酸含量也偏高的最適顆粒度桑枝屑配方，豐富了桑枝屑代料栽培靈芝技術(shù)參數(shù)，可為創(chuàng)新桑枝屑栽培靈芝技術(shù)提供數(shù)據(jù)支撐。

供試顆粒度桑枝屑對靈芝菌絲生長有明顯影響，本研究以中等顆粒度(8～14 mm)桑枝屑栽培靈芝，菌絲生長速度最快；較大顆粒度(14～20 mm)桑枝屑栽培靈芝菌絲生長速度次之；而小顆粒度(≤8 mm)桑枝屑栽培靈芝菌絲生長速度最慢。于海龍等[15]研究工廠化栽培條件下木屑顆粒度對香菇生長的影響，結(jié)果表明，木屑顆粒度在0～8 mm時(shí)，菌絲生長速度隨顆粒度的增加而增加；李正鵬等[16]研究也表明，較大顆粒度的玉米芯有利于杏鮑菇菌絲的生長。由此可見，食用菌栽培過程中，木屑、玉米芯等的原材料顆粒度較大時(shí)，培養(yǎng)料孔隙度大，有利于菌絲呼吸從而促進(jìn)菌絲生長。本研究中，桑枝屑顆粒度偏大偏小都會(huì)減緩靈芝菌絲的生長速度，而顆粒度偏小的桑枝屑可能由于透氣性較差、供氧不足等因素減緩菌絲生長。而袁衛(wèi)東等[17]研究表明，桑枝顆粒度增大會(huì)減緩黑木耳菌絲生長速度，主要由于較細(xì)的基質(zhì)空隙分布均勻、持水性更好。因此桑枝屑栽培靈芝時(shí)，顆粒度適中即可(8～14 mm)。

值得注意的是，本研究盡管以中等顆粒度(14 mm)桑枝屑栽培的靈芝菌絲生長速度最快，但該處理下靈芝單朵鮮重及產(chǎn)量較低；而桑枝顆粒度為18 mm時(shí)，靈芝單朵鮮重及產(chǎn)量最大，且子實(shí)體三萜酸和多糖含量偏高。菌絲生長及子實(shí)體成熟是2個(gè)完全不同的生長階段，對養(yǎng)分需求、外在環(huán)境變化的響應(yīng)機(jī)制也存在差異。中等顆粒度的桑枝屑(14 mm)相較于顆粒度較大的桑枝屑(18 mm)，栽培靈芝時(shí)孔隙度小，因此顆粒度14 mm桑枝屑的培養(yǎng)基積聚的空氣量小于顆粒度18 mm處理。而這些積聚于菌袋中的空氣組分不確定，難以追蹤其對菌絲生長的影響。發(fā)菌時(shí)期靈芝菌絲在顆粒度為14 mm培養(yǎng)基中生長最快，而該時(shí)期菌袋密閉。由此推測，發(fā)菌階段聚集于菌袋中的氣體可能不利于菌絲生長，導(dǎo)致顆粒度14 mm處理的靈芝菌絲生長較顆粒度18 mm處理快。而出芝階段，封口紙被去掉，菌袋內(nèi)外空氣進(jìn)行交換。相比顆粒度14 mm處理，18 mm處理因具有較大空隙度，有較大量的氧氣進(jìn)入菌袋供靈芝生長。這可能是桑枝屑顆粒度為18 mm時(shí)，單朵鮮重及產(chǎn)量最大、子實(shí)體活性物質(zhì)含量偏高的原因所在。李正鵬等[16]認(rèn)為，使用較小顆粒度的玉米芯栽培的杏鮑菇產(chǎn)量較高；但于海龍[15]研究發(fā)現(xiàn)，木屑顆粒度的增加會(huì)提高香菇產(chǎn)量。較大顆粒度盡管通氣性較好，但持水性較差；而較小顆粒度持水性好，通氣性卻差，基料呈還原狀態(tài)，兩者皆不利于食用菌生長[18]。綜上，培養(yǎng)料顆粒度對食用菌產(chǎn)量的影響因配方原材料、栽培品種、栽培方式等的不同而呈現(xiàn)差異。另外，甘麗萍等[19]篩選獲得了靈芝成品率和生物轉(zhuǎn)化率皆高的桑枝配方，解決了菌袋內(nèi)空隙偏大或過于緊實(shí)的問題；且確定了最優(yōu)的桑枝長度為1～5 cm，該參數(shù)條件下，培養(yǎng)基通透性好，利于營養(yǎng)供應(yīng)。而劉長斯等[20]在桑枝栽培靈芝的基礎(chǔ)上，添加了青蒿殘?jiān)?，通過增加培養(yǎng)料的孔隙度提高袋料的透氣性，滿足好氧型大型真菌靈芝的生長發(fā)育，進(jìn)而提高了產(chǎn)量和活性物質(zhì)含量。由此可見，栽培材料的桑枝長度或顆粒度在靈芝生產(chǎn)中不容忽視。

盡管本研究明確了靈芝菌絲生長速度最快、子實(shí)體產(chǎn)量最高的桑枝屑顆粒度，在試驗(yàn)設(shè)計(jì)和研究深度方面仍需改進(jìn)和提高。本研究共設(shè)計(jì)了8～20 mm范圍內(nèi)5個(gè)顆粒度水平，而袁衛(wèi)東等[17]和馬慶芳等[21]研究不同粒徑桑枝屑和玉米芯對黑木耳生長的影響時(shí)，桑枝屑最大粒徑達(dá)到24 mm，玉米芯最小粒徑為5 mm，且培養(yǎng)料玉米芯為最小粒徑時(shí)，黑木耳產(chǎn)量最高。由此可見，本研究需設(shè)計(jì)更多桑枝顆粒度處理，以更加準(zhǔn)確地反映顆粒度這一參數(shù)對靈芝生長的影響。此外，本研究中明確了桑枝顆粒度對靈芝子實(shí)體形態(tài)、產(chǎn)量、多糖和三萜酸含量的影響，并未進(jìn)一步探索其發(fā)生機(jī)理。劉芹等[22-23]研究栽培料中不同粒徑玉米芯對平菇生長的影響，揭示了小顆粒度玉米芯培養(yǎng)料中微生物酪氨酸代謝和組氨酸代謝比大顆粒度玉米芯培養(yǎng)料更加活躍，為確定小顆粒度玉米芯栽培料栽培平菇提供了理論支撐。有研究表明，大顆粒度的培養(yǎng)料更易含有較多的雜菌（如芐星青霉素），從而增加培養(yǎng)料的污染率[24]。而且小顆粒度的玉米芯會(huì)產(chǎn)生生物促生物質(zhì)吲哚乙酸，有助于平菇菌絲生長[25]。以上關(guān)于玉米芯顆粒度的研究結(jié)論可為本研究的深入研究提供指導(dǎo)。

綜上，供試顆粒度桑枝屑栽培靈芝，對其菌絲生長、子實(shí)體發(fā)育及活性物質(zhì)形成有較大影響。以14 mm顆粒度的桑枝屑栽培靈芝，菌絲生長速度最快；而以18 mm顆粒度的桑枝屑栽培靈芝，單朵鮮重及產(chǎn)量最大且子實(shí)體多糖和三萜酸含量較高。