不同栽培方式和菌株对香菇CO2释放量的影响.pdf

食用 菌 学报 收稿 日 期 原稿 修改 稿 基 金项目 国家重点研发课题 现代农业产业技 术体系建设专项 和上海市现代农业 产业技术体系建设 沪农科 产字 第 号 作 者简 介 曲 扬 女 在读硕 士 主要研究方向为食用菌遗传育种 本文 通 信作者 不同栽培方式和菌株对香菇 释放 量 的影响 曲 扬 章炉军 于海龙 宋春艳 张美彦 谭 琦 尚晓冬 上海海洋大学食品学院 上 海 上海市农业科学院食用菌研究所 农业农村部南方食用菌资源利用重点实验室 国家食用菌工程技术研究中心 国家食用菌加工技术研发分中心 上海市农业遗传育种重点开放实验室 上海 摘 要 监测工厂化栽培模式下香菇 菌棒和透气袋菌包 释放 量 并比较了刺孔以及不 同 类型菌株 长菌龄 中高温型品种 短菌龄 高温型品种和中短菌龄 中低温型品种 对 释放 量 的影响 结果表明 与菌棒比较 透气袋菌包的 释放总量在菌丝长满菌包时较高 但在 培养全过程中少 与未刺孔菌棒比较 刺 孔菌 棒 释放 量 产量在栽培过程中分别增加 与长菌 龄 菌株比较 短菌龄菌株 的释 放 量在 少 为 而在 分别多 为 本研究的结果可为香菇工厂化栽培过程中菌株选择以及环境参数 的调控提供参考 关键 词 香 菇 工厂化栽培 菌棒 透气袋菌包 菌龄 刺孔 呼吸 香菇 是一种食药同源的大型真菌 不仅是人们日常生 活中的美味食材 而且具 有很高的营养 药用价值 近年来 我国香菇产量不断增加 年已突 破 万吨 居各 类食用菌 之首 占我国食用菌总产量的 由于传 统栽培模式存在从业人员老龄化以及效率低的问题 香菇栽培正在从以往的 千家万户 生产模式向 工厂化制棒 生态化出菇 模式进行转型升级 以香 菇栽 培发源地浙江丽水地区为例 年工厂 化制棒量已达四分之一 节本增效 亿元 工厂 化制 棒采用高密度的设施化培养 环境条件有别于传统栽培模式 目前对菌棒高密度培养所需环 境 因子的认知仍处于不断的探索阶段 缺乏针对性的系统研究 通过调节设施设备可以使温度 光照 空气湿度等环境因子达到跟传统培养相同的条件 浓度虽 然也可以调节 但频繁的通风换气 将导致温度和相对湿度的变化 特别是在培养房内外温差较大的季节 过高的培养密度使通风和温度 控制难以协调 造成能源消耗剧增 笔者采用自制的密闭系统监测香菇培养过程中 释放量 比 较工厂化栽培模式中菌棒和透气袋 菌包培养阶段 释放量 的差异 并比较了刺孔以及不同类型菌株 长菌龄 中高温型品种 短菌龄 高 温型品种和中短菌龄 中低温型品种 对 释放量 的影响 为香菇工厂化栽培过程中菌株选择以及环 境参数的调控提供参考 材料 与 方法 供 试菌 株 香菇 菌株 七河 号 中低温型 菌龄 由山东七河生物科技股份有限 公司 提供 沪香 中低温型 菌龄 申 香 中高温 型 菌龄 和 高温型 菌 龄 由上海 市农业科学院食用菌研究所良种繁育中心提供 食 用 菌 学 报 第 卷 培 养料 杂 木屑 麦 麸 石膏 含水 量 释放量 测定 释放量 测定在自制的气密箱里进行 气密箱用 板 粘贴 而成 内部放入 浓度测 定仪 德国 公司 外面套上密封袋 该装置 大小可依据所选择密封袋的大小进行调节 且方便易携带 将 个香菇菌棒 透气袋菌包 放入气密箱中 封口后 每隔 读取一 次 浓度 值 测定 获得 个测定 值 每次测定设置 个重复 根据 浓度值 绘制线性回归曲线 拟合 曲线的斜率值 表示单 位时间内的 浓度增 长量 根据 的分子 量 标准状况下气体的摩尔体积 以及密闭空间的体积 即可计算出单位时间内的 释放量 每 次测定后往气密箱内扇入新鲜空气以 排除残留的 防止箱 内 浓度的起始值偏高影响测定结果 以 释放量 折算当日的释 放量 计算每千克培养料 湿重 每日的 释放量 计 算公式如下 日释放 量 拟合曲线斜率值 密 封 箱 的体积 的 摩 尔 质量 固定值 每 小 时 分钟数 固定值 每 天 小 时 数 固定值 个标准大气压下 气体体 积 固定值 菌棒 菌 包 数 量 菌棒 菌 包 的 培养 料质量 不 同栽 培方式 释放量 测定 菌棒和 透气袋菌包 释放量 测定 菌棒 透气袋菌包制备和培养参照李玉等 的方法 聚 乙烯塑料袋 装 培 养料 湿重 带透气膜的聚乙烯塑料袋 装 培养料 湿 重 接种香菇菌株 七河 号 后 控制培养温度 相对湿 度 浓度在 以内 培养 期间参照 方 法每 日定时测定 释放量 培 养至第 天时 增加培养房光照 光照强度为 与透气 袋 菌包不同 菌棒在培养阶段需要刺孔 第一次刺孔的时间为菌棒接种孔处的菌丝生长至背面连接在 一起时 在菌棒接种孔两侧距离菌丝生长边缘 处 各刺 排 孔 每排 个孔 孔间距 孔 深 培养至菌棒表 面瘤状物明显并均匀分布时 进行第 次刺孔 在菌棒上间隔 刺 排 孔 每 排 个孔 孔 间距 孔深 每次刺孔后培养房内 浓度控 制在 以内 刺孔 后测 定一次 释放量 刺孔菌 棒 释放量 测定 香菇菌株 七河 号 接种菌棒 培养条件 刺孔方式和数据测定方法同 和 以未刺 孔的 菌棒作为对照 每日定时测定 释放量直至第一潮出菇结束 菌 棒培养 后 进入 出菇管理阶段 先在 冷库中低温刺激 随后脱袋在水中浸泡 直至菌棒重量达到制棒时重量的 移 入出菇 房 后测定一次 释放量 出 菇房相对湿度为 温度为 浓度 控制 在 以内 光照 强度 每天早晚对菌棒喷雾状水 保持菌棒表面湿润 接 种第 天采菇 统 计产量 不 同类 型菌株 释放量 测定 香菇菌株 七河 号 沪 香 申香 和 分别接 种透气袋菌包 培养期间每日定时测 定 释放量 由于不 同类型菌株的菌龄不同 培养和测定的天数不同 透气袋菌包培养条件和数据 测定方法同 和 统计分 析 本研究中所有实验均设置 次重复 所得结果以平均值 标准差表示 利用 软件对 数 据进行单因素方差分析 和 检验 为差异 显著 以不同小写字母表示 第 期 曲 扬 等 不同栽培方式和菌株对香菇 释放 量 的影响 结果 与 分析 不 同栽 培方式对 释放量 的影响 菌棒和 透气袋菌包 释放量 如图 所示 在 的 培养 周期内 菌棒的 释放量 呈现先升高后下降的趋势 第 天之前 释放量 一直低于 后 菌丝 定植 变得洁白粗壮 浓密旺盛 释放量 呈增加趋 势 第一次刺孔之后达到最大值 为 之后呈 下降趋势 菌棒 释放量 变化曲线存 在两个明显的峰值 分别是在两次刺孔之后产生 第一次刺孔 之 后 释放量 明显增加 是刺孔 前的两倍 第二次刺孔 之 后 释放量 增加 为 与菌棒 相比 透气袋菌包的 释放量 曲线没有出现明显的峰值 在菌丝长满菌包时 约 以 及转 色开始后 约 释放 量较 高 分别为 图 不同 栽 培方式 日释放量变化曲线 由表 可知 在 的 培养 周期内 菌棒 释放量 为 透气袋 菌包 释放量 比 菌棒少 菌丝长 满菌棒约为 比 透气 袋菌包多 但这个阶段两种栽培方式 释放总 量 无显著差异 并且透气袋菌包的 释放量在培养前期 第 天 均高于菌棒 图 且增长速度 快 菌丝长满菌包前 开始下降 而菌棒 释放量 持续升高直至菌丝长满菌袋 特别是在菌棒刺孔 之后 释放量 显著升高 给通风 制冷设备带来很大的压力 表 不同 栽 培方式 释放 量 栽培方 式 满袋期 释放 量 释放 总 量 菌 棒 透气袋 菌包 数据 为 平均值 标准差 同一列不同小写字母表示差异 显著 菌棒 透 气 袋菌包菌丝长满时间分别为 培养 期 食 用 菌 学 报 第 卷 刺孔对 菌棒 释放量 的影响 由图 可知 香菇菌株 七河 号 培养至第 天进行第一次刺孔时 释放量 达到 刺孔 后 释放量 达到原来的 倍 开 始缓 慢下降 第一次刺孔后的 内 刺 孔菌 棒 释放量 均高于对照的未刺孔菌棒 直到第 天略低 培养第 天 刺孔菌棒 释放量 降低到 此时对菌棒进行第二次刺孔 刺 孔 后 释放量较刺孔前增加 了 但远 低于 第一次刺孔后的峰值 刺孔 后 即下 降至刺孔前的水平 且继续下降并略低于对照 从培养第 天开始 刺孔菌棒与对照相比 释放量 无显著差异 刺孔与未刺孔菌棒在整个培养阶段 累 积释放 量分别为 蓝色部分表示刺孔菌棒比未刺孔菌棒 释放 量 多 红色部分表示刺孔菌棒比未刺孔菌棒 释放 量 少 图 刺孔与未刺孔菌棒培养阶段的 释放 量 如图 所示 菌 棒在低温刺激 后 释放量 明显下降 小于 后 搬出 冷库 进行开袋 补水 后刺孔菌棒 释放量略有下降 随后迅 速升高 在出菇前 内均低于未刺孔菌 棒 出菇后则无明显差异 图 刺孔和未刺孔菌棒出菇期 释放 量 第 期 曲 扬 等 不同栽培方式和菌株对香菇 释放 量 的影响 如表 所示 培 养 时刺孔菌棒质量为 与装料 时的质量相比减少了 而未刺 孔 菌棒质量为 仅减少 刺孔菌棒需通过浸泡的方式进行补水 使 菌棒质量达到制棒时 的 以 上 才能 获得较高的产量 刺孔菌棒产量显著高于未刺孔菌棒 表 刺孔和未刺孔菌棒质量变化及产量 处理 菌棒泡水前质量 菌棒泡水后质量 子实体 数量 产 量 刺孔 未刺孔 数据 为 平均值 标准差 同一列不同小写字母表示差异显著 不 同类 型菌株对 释放量 的影响 如图 所示 不同类型香菇菌株 释放量的变化情况差异明显 从 整个培养周期来看 长菌龄 品种 申香 释放量 均高于其他菌株 第 天达到最大值 显著高 于同时期的 其他类型菌株 满袋 第 天 后逐渐减弱 至转色前 第 天 低于其他类型菌株 在转色初始阶段存 在另一个较小的 释放高 峰 随后的转色和后熟期 第 天 释放量 始终低于其他类型菌 株 维持在 高温型 短 菌龄品种 的 释放量 在满袋前 第 天 达到 峰值 在该水平一直维持到转色前期 第 天 出现另一个释放高峰 随后的转色及后熟期 第 天 仍 处于 较高水平 释放量 维持在 高于其 他类型菌株 适于工厂化 生产的中短菌龄品种 沪香 和 七河 号 的 释放量 变化趋势一致 满袋前 释放 量处 于 申香 和 之间 转色 初期 第 天 最高 转色后期及后熟期 第 天 又 处于 申 香 和 之间 图 培养过程中不同类型菌株 日释放量变化曲线 食 用 菌 学 报 第 卷 如表 所示 种不 同类型菌株发菌至转色初期均为 而 转色 至后熟阶段短菌龄 中短菌龄 长菌 龄菌株分别为 长菌龄 菌株 申香 的 释放量显著高于其 他菌株 为 其次是 中短菌龄菌株 沪香 和 七河 号 短菌龄菌株 最 低 只有 中短菌 龄菌株 释放量 最高 其次是短菌龄菌株 长菌龄菌株最低 菌丝进 入转色 至后熟期 短菌龄菌株 释放量 最高 达到 其次是 中短菌龄菌株 而长菌龄菌株最低 短 菌龄菌株和长菌龄菌株 的 累积释放量没有显著差异 个中 短菌龄菌株在 的 累 积释放量均有显著差异 表 不同类型菌株培养过程中 释放 量 不 同阶 段 不 同菌 株 释 放 量 沪 香 七河 号 申香 发菌 阶 段 瘤状物 形成 转色初 期 转色 后熟 累 积量 数 据 为 平均值 标准差 同一行不同小写字母表示差异显著 菌株结束培养进入出菇环节 未测定 讨论 食用菌 作为异养型生物 通过分解培养料获得营养 在呼吸过程中会吸收 并释放 丁湖广 等 观察了香菇生长的不同阶段对 的反应 发 现培养期间 浓度为 时 菌丝生 长发育良 好 当 浓度高 于 时 菌丝活 力下降 生长缓慢 变色萎缩 子实体 发育过程中通过控制 浓度可 以调节菌盖直径和菌柄长度的比例 浓度过高会影响正常发育 造 成菇蕾退化或菌柄 过长 早期有 关食用菌呼吸的研究采用气相色谱法 发现 浓度之和保持在 左 右时 不 同品 种香菇菌丝在培养期间对通风强度有不同的需求 之后的 研究多采用闭路装置和密闭系统的方法 闭路装置利用气体的流动性 通过循环装置吸取培养环境中的气体进行测定 郭家选等采用闭路装置 型 红外分 析仪测定了 种培养料中食用菌菌丝的 释放量 发 现环境中 浓度低 刺 激菌丝 释放 环境 中 浓度高 抑制 释放 且不 同种类的食用菌菌丝 释放量 有差 异 肖生美 采用密闭系统法 利用 土壤碳 通量测定系统测定双孢蘑菇和秀珍侧耳培养 内 的 释放量 在这些 测定方法中 气相色谱法测定精准 但取样困难 并且耗时 分析复杂 闭路 装置法的组装过程复杂 中间环节较多 可能会造成气体的流失 密闭系统法原理简单 但不能用于测 定培养料内部的 释放量 综合分析以上几种测定方法后 本 研究设计了一种简易的气密箱 并按 照单位时间内的 浓度增 长量计算一定时期内的 释放量 避免取样过程和气体流 动造成的 误差 第 期 曲 扬 等 不同栽培方式和菌株对香菇 释放 量 的影响 香菇栽 培环境中的 含量直接影响菌丝的新陈代谢 呼吸 速率越快 消耗糖分等物质就越 多 有机物在新陈代谢过程中被用作呼吸的底物 并在有氧条件下被彻底氧化 大部分释放出的能量 被转移到 中 从而 在生物体内产生可用能量 空 气中 含量增 加时 含量相 对减少 影响香 菇的正常呼吸作用 导致菌丝缺氧而生长缓慢 不同栽培方式会采用不同措施增加通氧量 日本的透 气袋菌包采用透气膜保证袋内外气体交换 等发现 在香菇菌丝 的 培养 过程中 透气 袋菌包内部的 水平与 菌株类型 代谢活动 发育阶段 透气膜微孔的大小有关 食用菌产量 子 实体大小和污染严重程度均受透气膜透气性的影响 为了获得最佳的产量 每个菌株需要给予不同的 通气量 本研究 中 与菌棒比较 透气袋菌包栽培香菇 释放量 较少 并且整个培养周期 释放 量波 动较为平缓 对通风 控温设备压力相对较小 在培养前期透气袋菌包 释放量 高于菌棒 说明 透气袋菌包在发菌前期的气体交换优于菌棒 菌棒由于前期没有刺孔 仅能通过接种孔进行空气交换 菌丝呼吸受到限制 生长速度缓慢 这种现象在刺孔后得到改善 并迅速形成 释放量高峰并维持 数天 我 国食用菌传统栽培方式使用菌棒 为了满足菌丝生长对 的需要 在 菌棒中菌丝生长过半时采 用刺孔的方式增加菌棒内部的 之后随着菌丝满袋及菌丝的生长状况调节刺孔的深度和数量 等发现塑料袋的通气 程度对香菇产量和生物转化率均有影响 通气性最好处理的香菇产量反而 最低 推测与培养料内水分散失过多有关 的 含水 量与中低孔隙度塑料袋相结合有利于提高香菇 产量 本研究 发现刺孔会引起香菇菌棒在培养过程中大量失水 需要进行补水才能获得较高的产 量 未刺孔的菌棒由于水分无法从刺孔处散失 棒内含水量较高 影响菌丝正常呼吸 导致菌棒松软 易 断裂 造成采菇困难 另外 未刺孔菌棒子实体的数量少 品质差 不同菌棒产量差异较大 本研究发现短菌龄品种从转色开始至培养结束的呼吸强度均显著高于长菌龄品种 菌龄越长 整 个培养期的呼吸消耗越大 另外 并非所有菌株都适合工厂化制棒培养 如本研究使用的 申香 其发菌 阶段 释放量 显著高于其他菌株 在工厂化高密度培养时容易造成菌包缺氧 温度过高 因而 抑制菌丝生长 工厂化栽培时可通过菌丝的 释放量 来选择合适的菌株 并指导培养期间通风换气 频率 参考文献 中国食用菌协会关于 印发全国食用菌 年度产 量 产值统计调查结果的函 叶 晓星 陈 丽 朱星考 等 庆元加快香菇产业转型升级实践及成效 食用菌 张 金霞 陈 强 黄晨阳 等 食用菌产业发展历史 现状与趋势 菌物学报 耿 立 龚凤 萍 张应香 香菇菌棒工厂化生产中的主要污染形式及其相互关系 食药用菌 李玉 张振 宇 尚晓冬 等 香菇菌棒工厂化生产及其问题浅析 食用菌 黄毅 香菇工厂化栽培的难点 食 药 用菌 李 玉 尚晓 冬 宋春艳 等 香菇工厂化栽培长棒模式与透气袋模式的比较 食药用菌 丁湖广 丁 荣辉 影响香菇高产优质的关键因素 林产化工通讯 食 用 菌 学 报 第 卷 郭 家选 赵 永厚 沈元月 几种食用菌菌丝呼吸生理的研究 中国生态农业学报 肖生美 食用菌栽培过程碳素物质转化及 排放规律的研究 福 州 福 建 农林大学 中文编 辑 汪 虹 英文编辑 费理文