白雪萍+朱學軍

摘要：在杏鮑菇子實體生長發(fā)育時期開展了不同光條件下的光調(diào)控試驗，旨在探尋子實體期的不同光條件與子實體形態(tài)、單菇質(zhì)量之間的函數(shù)關(guān)系。通過相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)子實體形態(tài)指標中對單菇質(zhì)量起決定性作用的是菌蓋直徑和菌柄長度；此外，選擇了合適的建模方法建立了杏鮑菇產(chǎn)量模型，并通過對產(chǎn)量模型的分析提出了一種適宜于寧夏南部山區(qū)栽培環(huán)境的光照強度調(diào)控策略。

關(guān)鍵詞：杏鮑菇子實體；產(chǎn)量模型；光調(diào)控試驗；控制策略

中圖分類號： S646.04 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）11-0194-04

杏鮑菇（Pleurotus eryngii）是一種大型的肉質(zhì)傘菌，口感獨特，含有豐富的植物蛋白，氨基酸、多糖等成分，是一種集食用、藥用和食療于一體的珍稀食用菌品種[1]。光照是食用菌生長發(fā)育過程中一個關(guān)鍵的因素，可以影響子實體的形態(tài)和品質(zhì)，不同的光照強度和光周期都會對食用菌的生長發(fā)育產(chǎn)生一定的影響作用。在實際生產(chǎn)中，光的調(diào)控基本依賴人工經(jīng)驗，嚴重制約了杏鮑菇的周年化、工廠化栽培[2]。以地方氣候差異為背景，針對寧夏彭陽食用菌標準化示范基地栽培環(huán)境中光照對子實體的作用機理及生長規(guī)律的研究，最終形成光調(diào)控模型及調(diào)控策略就顯得十分必要，對提高珍稀食用菌的品質(zhì)和產(chǎn)量具有重要的意義，同時也為工廠化周年栽培食用菌提供了技術(shù)支撐。

1 光調(diào)控試驗實施

1.1 光調(diào)控試驗實現(xiàn)方法

目前，應用較廣泛的光調(diào)控研究方法有直接觀測法、試驗指標測定法及生物提取分析法。直接觀測法指的是在不同光條件處理下，觀測食用菌的菌絲密度、原基面積及數(shù)量、子實體顏色等。試驗指標測定法即在光處理下測得各指標（菌柄長度、菌柄直徑、菌蓋直徑及厚度、單菇質(zhì)量）數(shù)據(jù)。生物提取分析法是在不同的光條件處理下生物量、胞內(nèi)外多酚含量、胞內(nèi)外提取物抗氧化性及生物酶活性的分析[3-4]。

1.2 杏鮑菇子實體光調(diào)控試驗實施

1.2.1 試驗材料及培養(yǎng)料組成

試驗中所用的杏鮑菇子實體菌種是由寧夏彭陽食用菌標準化栽培示范基地提供，供試杏鮑菇栽培處理基配方：木屑35%、玉米芯35%、麩皮15%、玉米粉5%、米糠10%，處理料含水量65%；主要環(huán)境因子：溫度為14～16 ℃、相對濕度為75%～90%、CO2濃度為 1 500 ～ 2 500 ppm，各環(huán)境因子的檢測是通過環(huán)境因子無線遠程監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)。

1.2.2 不同光照度處理下子實體的培養(yǎng)試驗

在菇棚中放置5個試驗箱，其中4個試驗箱分別設置3、5、7、15的LED燈，光照度分別為80、150、200、300 lx，黑暗組做對照組。光周期設置為8 h/d，定期測定子實體形態(tài)（菌柄長度、菌柄直徑、菌蓋直徑）、單菇質(zhì)量數(shù)據(jù)，分析得到光照度對子實體生長發(fā)育的影響。

1.2.3 不同光周期處理下子實體的培養(yǎng)試驗

在菇棚中放置5個試驗箱，分別設置光周期為8 h（開1 h關(guān)2 h）、12 h（開 1 h 關(guān)1 h）、16 h（開2 h關(guān)1 h）、24 h（一直開），黑暗做對照組。光照度設置為150 lx，定期測定子實體形態(tài)（菌柄長度、菌柄直徑、菌蓋直徑）、單菇質(zhì)量數(shù)據(jù)，分析得到光周期對子實體生長發(fā)育的影響。

2 試驗數(shù)據(jù)處理分析

本試驗基于Matlab數(shù)據(jù)處理軟件強大的數(shù)據(jù)分析及繪圖功能，結(jié)合試驗測得的子實體形態(tài)（菌柄長度、菌柄直徑、菌蓋直徑）、單菇質(zhì)量數(shù)據(jù)，繪制不同光照度下子實體生長曲線及子實體生長過程中的殘差法奇異數(shù)據(jù)分析，對比分析光照度對子實體各形態(tài)參數(shù)、單菇質(zhì)量間的作用關(guān)系[5]。

2.1 不同光照度下子實體形態(tài)的奇異數(shù)據(jù)分析

光照度為500 lx時，對測得的形態(tài)、單菇質(zhì)量數(shù)據(jù)進行奇異數(shù)據(jù)分析如圖1至圖4。同理可得其他各光照度下的各參數(shù)奇異數(shù)據(jù)分析。結(jié)果表明，人工測量采集的菌柄長度、菌柄直徑、菌蓋直徑、單菇質(zhì)量數(shù)據(jù)均在置信區(qū)間以內(nèi)，無奇異數(shù)據(jù)，可靠性較高，可以用于各形態(tài)參數(shù)的生長分析。

2.2 不同光照度與子實體形態(tài)數(shù)據(jù)曲線擬合分析

采用LED光質(zhì)，設置4種不同光照度處理等數(shù)量的子實體，運用Matlab數(shù)據(jù)處理軟件對不同光照度和子實體形態(tài)（菌柄長度、菌柄直徑、菌蓋直徑）、單菇質(zhì)量數(shù)據(jù)進行曲線擬合[6]分析（圖5、圖6）。同理可在不同光周期下進行奇異數(shù)據(jù)及曲線擬合分析，結(jié)果表明人工測量采集的菌柄長度、菌柄直徑、菌蓋直徑、子實體重量數(shù)據(jù)均在置信區(qū)間以內(nèi)，無奇異數(shù)據(jù)，可靠性較高，可以用于各形態(tài)參數(shù)的生長分析，并且子實體生長過程中光周期對各形態(tài)及單菇質(zhì)量均具有顯著的影響。

3 光調(diào)控模型的建立

3.1 子實體各形態(tài)指標與單菇質(zhì)量的相關(guān)性分析

各形態(tài)指標與單菇質(zhì)量的相關(guān)系數(shù)在0.869～0.914之間，各形態(tài)指標之間相關(guān)性都達到了極顯著水平（表1）。單菇質(zhì)量（Y）與幾個形態(tài)指標相關(guān)程度依次為菌蓋直徑（X1）>菌柄長度（X3）>菌柄直徑（X2）。

3.2 子實體產(chǎn)量模型的構(gòu)建

上述分析表明光照度、光周期對杏鮑菇的形態(tài)及單菇質(zhì)量均有顯著影響，并且通過相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)單菇質(zhì)量與菌蓋直徑和菌柄長度的關(guān)系最為密切?？紤]到光照度及光周期對子實體形態(tài)和產(chǎn)量的影響，可以運用多元線性回歸方程來建立杏鮑菇在不同光照度和光周期下的產(chǎn)量模型P（Q，H）[7-11]。

5 結(jié)論

在杏鮑菇子實體生長發(fā)育過程中，本研究對不同光照度和光周期下子實體的菌柄長度、菌柄直徑、菌蓋直徑、子實體單菇質(zhì)量等數(shù)據(jù)進行了殘差法奇異數(shù)據(jù)、曲線擬合的分析，并進行了子實體各形態(tài)指與單菇質(zhì)量的相關(guān)性分析、光照度PID控制器進行仿真分析。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了子實體光調(diào)控產(chǎn)量模型，提出了適宜于寧夏彭陽食用菌標準化生產(chǎn)示范基地的光調(diào)控策略。研究結(jié)果表明，光照度和光周期對杏鮑菇子實體的生長發(fā)育均具有重要的影響，設計的光照度控制器響應快、穩(wěn)定性較高，建立的光調(diào)控產(chǎn)量模型對實際生產(chǎn)具有預測及指導意義。因此，該研究將為杏鮑菇工廠化生產(chǎn)提供理論指導及技術(shù)支撐，對食用菌經(jīng)濟效益的發(fā)展具有促進作用。

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