三十烷醇、石膏和过磷酸钙对香菇菌丝生长的影响

2021-09-12方志荣彭书东王柯穆姬宏超张守武清源

南方农业·上旬 2021年8期

方志荣彭书东王柯穆姬宏超张守武清源

摘要通过在固体培养基上香菇菌丝体生长的单因素试验确定三十烷醇、石膏和过磷酸钙的三水平，通过袋栽培养料中菌丝体生长的正交试验优化培养料中三种辅料的比例。试验结果表明，三十烷醇微乳剂溶液、三十烷醇粉剂溶液二者均能促进香菇菌丝体的生长，而且其促进生长的浓度相同，建议实际食用菌生产中直接采用三十烷醇微乳剂进行稀释，以便提高工作效率。通过正交试验获得三种辅料的最佳组合为：石膏含量4%、过磷酸钙含量1.5%的500 g湿袋料中，加入50 mL 1.5 mg·L-1 三十烷醇微乳剂溶液，在此条件下，袋料培养基中香菇菌丝体生长速率最快。

关键词三十烷醇;石膏;过磷酸钙;香菇菌丝;生长

中图分类号：Q939;S646 文献标志码：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.22.009

香菇[Lentimus edodes （Berk）Singer]又名香蕈，为担子菌门蘑菇纲蘑菇目类脐菇科微香菇属真菌，是目前国内外需要量最大的食用菌之一。其香气沁脾，味道鲜美，营养十分丰富，含有一般蔬菜所缺乏的维生素D源（麦角留醇），被人体吸收后经阳光照射，能转变成维生素D，可增强人体的抵抗力。香菇中含有30多种酶，可纠正人体酶缺乏症[1]。香菇中的有效成分，能增强人体的免疫及抗菌能力，具有抗肿瘤、抗氧化和抗衰老作用，具有明显的保肝促肝等作用，具有较高的保健价值[2]。截至2018年末，我国香菇总产量达到1.043 2×107吨，占全球香菇总产量的95%以上，产值超过1 000亿元，创造相关就业岗位上千万个，香菇产业对于解决我国的“三农问题”发挥了重要作用[3]。“十四五”时期是我国实现第二个“百年目标”的起步期，也是检验精准脱贫、推动乡村振兴、深化供给侧结构性改革的重要历史节点，我国香菇产业发展面临消费需求升级、产业结构升级、经营体系升级的巨大挑战，必须提供高质量产品、完善高效益产业体系和高效完备生产经营体系[3]。菌丝体是子实体生长的基础，其生长情况直接影响香菇子实体的产量与品质。因此，探索有效促进香菇菌丝体生长速率及长出粗壮浓密的菌丝的方法对香菇产业的发展具有重要的意义。

三十烷醇（Triacontanol）是由30个碳原子组成的长链脂肪醇，化学名称为正三十烷醇，简称三十醇，英文缩写为TA，其化学式为CH3（CH）28CH2OH，是一种天然、无毒、高效的植物生长调节剂，已广泛应用于农作物增产、花卉培养、食用菌栽培，并取得了良好的效果[4]。已有的研究表明，三十烷醇能促进蛹虫草[5]、裂褶菌[6]、蜜环菌[7]等多种菌丝体的生长。姚占芳等研究表明，三十烷醇对香菇菌丝生长、子实体发育及半纤维素酶、羧甲基纤维素酶、愈创木酚氧化酶的活性均有影响，三十烷醇通过提高菌丝生长速率、胞外酶活性，从而使香菇产量增加了21%[8]。刘成荣等研究表明，三十烷醇与多种植物生长调节物质共同作用可以促进香菇菌丝体的生长和子实体发生，并提高香菇子实体蛋白质和糖类的含量[9]。

石膏和过磷酸钙是食用菌生产中常用的两种辅料。石膏又叫硫酸钙，不仅可以补充培养基（料）中的硫、钙元素，而且可以加速培养培养料中基质分解，促进料中可溶性磷、钾的释放，供给菌丝吸收利用;硫酸钙亦可作为缓冲剂，使培养料pH值不发生大的变化[10]。过磷酸钙，不仅可以补充培养（基）料中磷素、钙元素，而且可以促进微生物的分解活动，有利于培养料的发酵腐熟[10];过磷酸钙也可以作为发酵过程中氨的吸收剂，减少发酵过程中氨态氮的损失[11];磷元素本身又是子实体生长发育不可缺少的物质，有促进菌丝健壮生长的效果[10，12]。香菇生產配方中，常将石膏和过磷酸钙作为辅料配合使用[13-15]，但是将三者配合起来使用的研究甚少。本文通过三十烷醇、石膏、过磷酸钙对香菇菌丝生长影响的研究，优化出三者的最佳组合，为香菇原种、栽培种的培育及栽培料的配制提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 供试香菇菌丝

供试香菇菌丝为品种“香菇238”的菌丝，由冕宁万树食用菌产业发展有限公司提供。

1.2 不同来源、浓度的三十烷醇的配制与稀释

粉剂溶液的配制与稀释：试验所用三十烷醇粉剂（纯度为90%）购于河南神雨生物科技有限公司，其溶液配制参照纪兰英[16]的方法：称取三十烷醇粉剂和平平加各0.5 g倒入500 mL的锥形瓶中，再加100 mL 95%乙醇和100 mL纯水，摇匀后水浴加热至溶解。待溶液冷却后用蒸馏水稀释至500 mL即配成浓度为1 000 mg·L-1的母液。取一定量的母液稀释成浓度为0.5 mg·L-1、1.0 mg·L-1、1.5 mg·L-1、2.0 mg·L-1、2.5 mg·L-1三十烷醇粉剂溶液。

微乳剂溶液的稀释：三十烷醇微乳剂购于四川润尔科技有限公司，其有效成分总含量为0.1%，即为有效浓度1 000 mg·L-1的母液，本试验取一定量的母液稀释成浓度为0.5 mg·L-1、1.0 mg·L-1、1.5 mg·L-1、2.0 mg·L-1、2.5 mg·L-1三十烷醇微乳剂溶液。

1.3 固体培养基上香菇菌丝体生长的单因素试验

1）基础培养基

250 g马铃薯（去皮），葡萄糖20 g，硫酸镁0.5 g，琼脂40 g，蒸馏水1 000 mL。

2）单因素试验步骤

基础培养基+石膏、过磷酸钙→配成一定含量石膏和过磷酸钙的培养基→100 mL的上述培养基中加入10 mL不同浓度的三十烷醇粉剂（乳剂）溶液→摇匀→培养基高压灭菌、倒平板→菌饼接种→25 ℃暗培养→观察菌丝体的形态、测定菌丝体的生长速率。

3）三十烷醇浓度对香菇菌丝生长的影响

向100 mL含石膏3.0%、过磷酸钙1.0%的培养基中加入10 mL浓度为0.5 mg·L-1、1.0 mg·L-1、1.5 mg·L-1、2.0 mg·L-1、2.5 mg·L-1三十烷醇粉剂（乳剂）溶液，探讨不同浓度的三十烷醇对香菇菌丝生长的影响。

4）石膏含量对香菇菌丝体的影响

向100 mL含1.0%过磷酸钙和一定含量石膏的培养基中加入10 mL浓度为1.5 mg·L-1三十烷醇粉剂（乳剂）溶液，探讨0、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%含量的石膏对香菇菌丝体生长的影响。

5）过磷酸钙含量对香菇菌丝体的影响

向100 mL含3.0%石膏和一定含量过磷酸钙的培养基中加入10 mL浓度为1.5 mg·L-1三十烷醇粉剂（乳剂）溶液，探讨0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%含量的过磷酸钙对菌丝体生长的影响。

6）菌丝体生长速率测定及菌丝形态的观察方法

培养7 d后用游标卡尺沿4个方向测量菌丝的生长长度[16]。生长速率（mm/d）的计算采用以下公式[17-18]：菌丝生长速率=菌丝生长长度/菌丝生长天数，式中菌丝生长长度为mm。观察菌丝的洁白度、浓稠、粗壮情况等。

1.4 袋料香菇菌丝体生长的正交试验

1）试验步骤

取30 kg干木屑、15 kg麦麸与45 kg清水混合均匀→按照正交表中的石膏和过磷酸钙的含量配制500 g的袋料，同时加入50 mL三十烷醇粉剂（乳剂）溶液 →混匀后装袋（15 cm×30 cm的聚丙烯袋）→菌饼接种→25 ℃暗培养→菌丝长满菌袋培养基上表面后，测定菌丝体的生长速率。

2）试验设计

在单因素试验确定石膏、过磷酸钙含量及三十烷醇粉剂（乳剂）溶液浓度的基础上，采用三因素三水平的试验设计建立正交试验表，试验因素及水平设置见表1，研究不同石膏、过磷酸钙含量及三十烷醇粉剂（乳剂）溶液浓度组合对袋料香菇菌丝体生长速率的影响。

3）菌丝体生长速率测定

每天观察菌袋香菇菌丝生长状况，待菌丝长满培养基上表面，沿菌丝生长前沿划线，作为测定菌丝生长速率的起点，培养5 d后，再沿菌丝生长前沿划线，作为测定菌丝生长速率的终点。

4）试验结果验证

根据上述正交试验得出的最优组合，进行结果验证。

1.5 数据收集和处理

单因素试验的结果采用Excel 2016进行分析并作图。正交试验的结果采用SPSS 22.0 进行方差分析和极差分析。

2 结果与分析

2.1 固体培养基上香菇菌丝体生长的单因素试验

2.1.1 三十烷醇浓度对香菇菌丝生长的影响

从图1可见，与不加三十烷醇（三十烷醇微乳剂浓度为0 mg·L-1）相比，0.5～2.5 mg·L-1的三十烷醇微乳剂溶液均能明显地促进香菇菌丝体的生长，其促进效果随浓度的增加呈现出先增加后减少的趋势，三十烷醇浓度为1.0和1.5 mg·L-1时，香菇菌丝体的生长速率最快，二者对香菇菌丝体生长的促进效果几乎一致。与三十烷醇乳剂含量为0 mg·L-1相比，添加1.0 mg·L-1三十烷醇微乳剂溶液后菌丝体的生长速率提高了11.43%。据观察，1.0 mg·L-1三十烷醇微乳剂溶液处理的菌丝较其他几种浓度稠密、菌落整齐、菌丝粗壮。

与不加三十烷醇（三十烷醇粉剂浓度为0 mg·L-1）相比，0.5～2.5 mg·L-1的三十烷醇粉剂溶液均能明显的促进香菇菌丝体的生长，其促进效果随浓度的增加呈现出先增加后减少的趋势，当乳剂浓度为1.5 mg·L-1时，菌丝生长速率最快。与三十烷醇乳剂含量为0 mg·L-1相比，添加1.5 mg·L-1三十烷醇粉剂溶液后菌丝体的生长速率提高了12.25%。据观察，1.5 mg·L-1三十烷醇粉剂溶液处理的菌丝较其他几种浓度稠密、菌落整齐、菌丝粗壮（见图2c）。

综合考虑，选择0.5、1.0、1.5 mg·L-1作为正交试验三十烷醇溶液浓度的三水平。

2.1.2 石膏含量对香菇菌丝体的影响

不同石膏含量对香菇菌丝体的影响见图3。在三十烷醇和过磷酸钙浓度一定的情况下，石膏含量对香菇菌丝体生长速率的影响均表现为先增加后抑制的情况。当石膏含量为3.0%时，菌丝体的生长速率最快，比石膏含量为0.0%时分别提高了11.57%（微乳剂）和11.89%（粉剂）;添加5%的石膏抑制了菌丝体的生长，其生长速率低于石膏含量0.0%的处理。据此，选择2%、3%、4 %作为正交试验石膏含量的三水平。

2.1.3 过磷酸钙含量对香菇菌丝体的影响

不同过磷酸钙含量对香菇菌丝体的影响见图4。當培养基中加入三十烷醇微乳剂溶液时，过磷酸钙对香菇菌丝体生长的促进作用先增大，在过磷酸钙含量为1%时达到最大，此后这种促进作用开始减弱。当磷肥含量为1.0%时，菌丝体生长速率比磷肥含量为0%时提高了18.20%。

当培养基中加入三十烷醇粉剂溶液时，过磷酸钙对香菇菌丝体生长的促进作用先增大，在过磷酸钙含量为0.5%时达到最大，1%的过磷酸钙含量与0.5%无明显差异，此后这种促进作用开始减弱，过磷酸钙含量为2.5%，对香菇菌丝体的生长已经没有促进作用了。当磷肥含量为0.5%时，菌丝体生长速率比磷肥含量为0%时提高了6.76%。

综合考虑，选择0.5%、1%、1.5%作为正交试验过磷酸钙含量的三水平。

2.2 菌袋香菇菌丝体生长的正交试验结果

三十烷醇微乳剂溶液、石膏和过磷酸钙的正交结果见表2。各因素对菌丝体生长速率的影响为过磷酸钙含量>三十烷醇微乳剂浓度>石膏含量。菌丝生长速率最快的最优组合为A3B3C3，此时菌丝体的生长速率为3.0 mm·d-1。

三十烷醇粉剂溶液、石膏和过磷酸钙的正交结果见表3。各因素对菌丝体生长速率的影响为过磷酸钙含量>三十烷醇微乳剂浓度>石膏含量。菌丝生长速率最快的最优组合为A′3B3C1，此组合不在正交表中，因此需要对最优组合进行验证试验。验证试验结果为：A′3B3C1的菌丝生长速率是2.9 mm·d-1，A′3B3C3菌丝生长速率是2.8 mm·d-1，故最佳组合是A′3B3C1。

3 讨论与结论

三十烷醇微乳剂溶液、三十烷醇粉剂溶液二者均能促进香菇菌丝体的生长，而且其促进生长的浓度相近。此外，我们的试验已证实由于三十烷醇粉剂溶液配制过程中需要加入平平加、酒精等，而且需要水浴温度下加热方能促进其溶解，配制程序麻烦，因此建议实际食用菌生产中直接采用三十烷醇微乳剂进行稀释，以便提高工作效率。

三十烷醇微乳剂、石膏和过磷酸钙作为食用菌生产培养基（料）的辅料，具有提高羧甲基纤维素酶等酶活性[8]、补充培养基（料）中营养成分，促进营养料中微生物的活性与繁殖[10]等作用。单因素试验的结果表明：与三十烷醇微乳剂、石膏和过磷酸钙的两两组合相比，三者的组合更能促进香菇菌丝体的生长。正交试验极差分析的结果表明：各因素对菌丝体生长速率的影响为过磷酸钙含量>三十烷醇微乳剂浓度>石膏含量。磷元素是食用菌菌丝生长必需的元素，缺磷会导致菌丝体长势差、生长慢、菌落形状不甚规则、菌丝稀疏[12]。500 g袋料中加入50 mL 1.5 mg·L-1的三十烷醇微乳剂溶液，显著地促进了香菇菌丝体的生长。樊忠良等的研究表明，三十烷醇能抵抗平菇生料栽培中毛霉和绿色木霉的感染[19]。我们的试验也证实了1.5 mg·L-1的三十烷醇微乳剂能明显抑制木霉的产生，降低香菇菌袋感染杂菌的风险。

本研究通过正交试验得出三十烷醇微乳剂、石膏和过磷酸钙的最佳组合为：石膏含量4%、过磷酸钙含量1.5%的500 g袋料培养基中，加入50 mL 1.5 mg·L-1三十烷醇微乳剂溶液，在此条件下，菌袋培养基中香菇菌丝体生长速率最快。

参考文献：

[1] 张淇淇，周良，朱俊豪，等.香菇的药用价值及其产品开发前景[J].长江蔬菜，2020（2）：38-43.

[2] 王彦红，宿建軍.不同配方培养料栽培香菇菌丝生长比较试验[J].牡丹江师范学院学报（自然科学版），2009（2）：48-49.

[3] 曹斌.“十四五”时期推进我国香菇产业高质量发展的前景和实现路径[J].食用菌学报，2020，27（4）：25-34.

[4] 刘德盛，张群，陆东和.我国三十烷醇研究进展及其在农业上的应用前景[J].中国工程科学，2001，3（2）：91-94.

[5] 陶春雨，郑鑫，王一樵，等.三十烷醇对蛹虫草菌丝生长和多糖含量的影响[J].中国食用菌，2017，36（1）：59-62.

[6] 王凤仙.三十烷醇提高裂褶菌深层培养菌丝球产量的研究[J].中国食用菌，1990（6）：17.

[7] 周劲松，焦迎春，盛海彦，等.三十烷醇与培养液pH及培养温度的变化对黄绿蜜环菌菌丝体生长的影响[J].食用菌，2011，33（3）：8-9.

[8] 姚占芳，朱铁群.生长调节剂对香菇生长及酶活性的影响[J].吉林农业大学学报，1998（S1）：187.

[9] 刘成荣.几种植物生长调节物质对香菇生长发育的影响[J].福建农业学报，2000（4）：26-30.

[10] 韩加勤，徐洪海.食用菌常用辅料的种类与作用[J].农业知识，2005（17）：31.