沈霞

摘要：木屑是灰樹花主要栽培基質(zhì)，為緩解菌林矛盾，以蘆葦、五節(jié)芒、斑茅和芒萁為栽培基質(zhì)，以灰樹花子實(shí)體產(chǎn)量為考核指標(biāo)，通過混料設(shè)計優(yōu)化灰樹花培養(yǎng)基配方，以期能篩選替代木屑基質(zhì)的栽培基質(zhì)和最佳配方。結(jié)果表明，五節(jié)芒和芒萁通過合適配比，可以替代木屑栽培灰樹花；最佳配方為45%五節(jié)芒、30%芒萁、5%麥麩，18%玉米粉、2%石膏，平均每袋產(chǎn)量為130.28 g，與對照配方平均每袋產(chǎn)量（130.47 g）持平。

關(guān)鍵詞：灰樹花；菌草；D-最優(yōu)混料設(shè)計；栽培基質(zhì)；配方優(yōu)化

中圖分類號：S646文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A論文編號：cjas2020-0021

The Optimized Formula of Grifola frondosa Cultivation with JUNCAO

Shen Xia

（Meizhou Normal Branch， Jiaying University， Meizhou 514721， Guangdong， China）

Abstract： Sawdust is the main culture medium of Grifola frondosa. To alleviate the contradiction between fungi and forests， the medium formula of G. frondosa was optimized through mixed material design with Phragmitas communis， Miscanthus floridulus， Saccharum arundinaceum and Dicranopteris dichotoma， and the yield of G. frondosa fruiting bodies was used as the assessment index， so as to screen the cultivation substrate and the best formula that could replace the sawdust substrate. The result showed that the appropriate proportion of Miscanthus floridulus and Dicranopteris dichotoma could replace sawdust to cultivate G. frondosa. The best formula was 45% Miscanthus floridulus， 30% Dicranopteris dichotoma， 5% wheat bran， 18% corn flour， and 2% gypsum， and the average yield per bag was 130.28 g， which was the same as that of the control formula （130.47 g）.

Keywords： Grifola frondosa； JUNCAO； D-optimal Mixing Design； Culture Medium； Formulation Optimization

0引言

灰樹花（Grifola frondosa）又名貝葉多孔菌、栗子蘑等，隸屬于擔(dān)子菌綱非褶菌目多孔菌科樹花菌屬，營養(yǎng)豐富且生物活性物質(zhì)含量高，具有很高的食藥價值，素有“食用菌王子”的美稱[1-4]。

當(dāng)前規(guī)?；耘嗷覙浠ǖ呐囵B(yǎng)基主料是木屑和棉籽殼。隨著食用菌產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，木屑和棉籽殼供不應(yīng)求。為緩解菌林矛盾，促進(jìn)食用菌產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，選擇合適的栽培基質(zhì)替代木屑，降低生產(chǎn)成本和提高經(jīng)濟(jì)效益，將具有重要的研究意義。菌草營養(yǎng)豐富，適合食藥用菌菌絲體和子實(shí)體生長的需要，形成了草業(yè)-菌業(yè)耦合開發(fā)新態(tài)勢[5-7]。林占熺等[8-9]對芒萁等多種菌草的營養(yǎng)成分進(jìn)行了測定，認(rèn)為多種菌草的碳水化合物、蛋白質(zhì)等組分含量較高，可替代木屑栽培香菇、平菇、木耳、靈芝等食藥用菌。如蘆葦是分布最廣泛的菌草，蘆葦除纖維素外主要營養(yǎng)成分比木屑高；九節(jié)芒是栽培香菇、靈芝等多種食用菌的優(yōu)質(zhì)牧草；斑茅的主要成分含量多數(shù)比雜木屑高；芒萁的野生資源極為豐富，粗蛋白、磷、鉀、鈣、鎂的含量均比闊葉樹雜木屑高[10]。菌草多年生且再生能力強(qiáng)，資源總量豐富。目前，已有利用菌草栽培技術(shù)取代木屑或棉籽殼成功栽培食用菌的報道，如劉歡等[11]利用菌草栽培榆黃蘑，薛志香、劉欣怡和雷雅婷等[12-14]利用菌草栽培平菇，劉欣怡和王錦鋒等[15-16]利用菌草栽培赤芝，盧政輝[17]利用菌草栽培秀珍菇。目前菌草栽培香菇、靈芝等技術(shù)已經(jīng)較為成熟，且菌草栽培的竹蓀等具有較高的營養(yǎng)價值[18-20]，而關(guān)于灰樹花菌草栽培基質(zhì)的研究報道較少。

筆者以木屑基質(zhì)為對照，選取在國內(nèi)分布廣泛、野生資源極為豐富的蘆葦、五節(jié)芒、斑茅和芒萁4種菌草基質(zhì)，采用混料設(shè)計中最常用的單純形格子設(shè)計法[21]，按照Design-Expert 8.0.6.1軟件設(shè)計，進(jìn)行各成分優(yōu)化組合，以期能篩選替代木屑栽培灰樹花的菌草栽培基質(zhì)和比較優(yōu)化的配方，為緩解菌林矛盾和菌草業(yè)的進(jìn)一步開發(fā)利用提供參考。

1材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)材料

1.1.1菌種、主料和輔料灰樹花菌株G5，由華南師范大學(xué)微生物研究室提供。培養(yǎng)基主料為蘆葦（Phragmitascommunis）、五節(jié)芒（Miscanthus floridulus）、斑茅（Saccharum arundinaceum）、芒萁（Dicranopteris dichotoma）和雜木屑，輔料為玉米粉、麥麩和石膏。

1.1.2培養(yǎng)基對照配方為75%雜木屑（主料）、5%麥麩，18%玉米粉、2%石膏，料含水量60%，pH自然。

1.2混料設(shè)計灰樹花的培養(yǎng)基配方

采用混料設(shè)計中的單純形格子設(shè)計法，利用 Design-Expert 8.0.6.1軟件，選用Mixture的Simplexlattice Design功能，對培養(yǎng)基主料的成分進(jìn)行優(yōu)化，條件為：0≤A（木屑）≤100%，0≤B（蘆葦）≤100%，0≤C（五節(jié)芒）≤100%，0≤D（斑茅）≤100%，0≤E（芒萁）≤100%；A+B+C+D+E=100%。采用5因素二階單純形格子設(shè)計對A、B、C、D、E 5種主料進(jìn)行優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，有15組配比方案；為減少實(shí)驗(yàn)誤差，每組實(shí)驗(yàn)點(diǎn)做2次實(shí)驗(yàn)，即15個重復(fù)，共30組配比設(shè)計方案，配比設(shè)計見表1。按表1所示的30組配比方案配制主料，主料占總料干重的75%，其余與對照配方一致。

1.3栽培實(shí)驗(yàn)

各培養(yǎng)料（主料和輔料）于烘干箱烘干30 min，測定含水量。根據(jù)表1設(shè)計的實(shí)驗(yàn)配方比例和含水量準(zhǔn)確稱量添加，加水拌至含水量60%左右，混料均勻，然后用17.5 cm×33 cm×0.05 cm的聚丙烯袋裝袋，每袋菌包裝物料濕重1000 g（含水量60%，物料干重400 g，其中主料300 g、輔料100 g），按照混料設(shè)計規(guī)定的30組配比，每組裝袋10包。將裝好的菌袋置于滅菌鍋內(nèi)滅菌，在121℃滅菌85 min，冷卻至30℃以下后移至接種箱中，將準(zhǔn)備好的灰樹花栽培種接種于菌袋，每袋接種10 mL，接種完畢后移至培養(yǎng)室，在23～26℃培養(yǎng)至出原基，去掉接種口膠帶，移入出菇室。出菇室溫度保持在20℃左右，相對濕度90～95℃，通風(fēng)。子實(shí)體成熟時及時采收，采收后統(tǒng)計出菇產(chǎn)量（本實(shí)驗(yàn)只統(tǒng)計第1茬菇），計算各組生物轉(zhuǎn)化率[式（1）]。

1.4回歸模型分析、主料配比優(yōu)化及驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)

選取木屑（A）、蘆葦（B）、五節(jié)芒（C）、斑茅（D）、芒萁（E）5個影響因素，以灰樹花子實(shí)體的產(chǎn)量為響應(yīng)值（Y），建立產(chǎn)量與主料中各成分的二次回歸方程，得出三元等值圖和3D圖，分析主料中各成分對灰樹花子實(shí)體的產(chǎn)量的影響。利用Design-Expert 8.0.6.1軟件，通過Mixture方法Optional功能進(jìn)行響應(yīng)面分析，對回歸分析出的最優(yōu)主料配方進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。

2結(jié)果與分析

2.1混料設(shè)計實(shí)驗(yàn)結(jié)果與方差分析

30組配方的混料設(shè)計實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2，二元回歸方程的方差分析見表3?；覙浠ㄗ訉?shí)體的產(chǎn)量與主料配方的二元回歸方程如式（2）。

從表3的方差分析可以看出，灰樹花子實(shí)體產(chǎn)量的線性混合模型與二元回歸模型的P<0.0001，表明所選的2個實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ途_(dá)到極顯著水平，表明2個模型的擬合度較好，較好地擬合了產(chǎn)量與主料配方的關(guān)系；多元相關(guān)系數(shù)R2=0.9942，表明該模型與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有99.42%的符合度；校正相關(guān)系數(shù)R2Adj=0.9888，表明該模型對實(shí)際情況擬合較好，具有較高的可信度。

2.2主料培養(yǎng)基配方的比例變化對產(chǎn)量的影響

木屑、蘆葦、五節(jié)芒、斑茅和芒萁5種培養(yǎng)基主料中，2種主料比例為0時，另外3種主料之間交互作用對產(chǎn)量的影響見圖1。

從圖1-①可知，木屑與五節(jié)芒的交互作用大于木屑與蘆葦、五節(jié)芒與蘆葦?shù)慕换プ饔?，表明木屑對產(chǎn)量的影響最大，五節(jié)芒次之；結(jié)合混料設(shè)計的3D圖，可以看出產(chǎn)量有最大值，隨著木屑含量的增加，產(chǎn)量增加，五節(jié)芒對產(chǎn)量有相同的影響，而蘆葦則相反，出現(xiàn)負(fù)相關(guān)。從圖1-⑤、⑧、⑩可知，五節(jié)芒對產(chǎn)量的影響最大，與產(chǎn)量正相關(guān)，說明五節(jié)芒可以代料栽培灰樹花。從圖1-⑨可知，蘆葦、斑茅和芒萁三者交互作用差，蘆葦（負(fù)相關(guān)）>斑茅（正相關(guān)）>芒萁（正相關(guān)）。從圖1-⑩可知，五節(jié)芒與芒萁的交互作用明顯大于五節(jié)芒與斑茅、芒萁與斑茅的交互作用，結(jié)合混料設(shè)計的3D圖，當(dāng)五節(jié)芒與芒萁的添加量適宜時，其產(chǎn)量有最大值。因此，以木屑基質(zhì)為對照，5種培養(yǎng)基主料的交互作用強(qiáng)弱為蘆葦（負(fù)相關(guān)）>斑茅（負(fù)相關(guān)）>芒萁（負(fù)相關(guān)）>五節(jié)芒（負(fù)相關(guān)）>木屑。五節(jié)芒和芒萁相對于木屑而言，會降低灰樹花的產(chǎn)量，但兩者搭配可以達(dá)到替代木屑栽培灰樹花的效果，如配方14（131.75 g/袋）和配方29（128.82 g/袋）。

2.3混料設(shè)計優(yōu)化配方的結(jié)果

根據(jù)回歸方程分析得出高產(chǎn)主料配方比例，主料最優(yōu)配比為五節(jié)芒61.86%、芒萁38.14%。為方便稱重與配料，主料最優(yōu)配比為五節(jié)芒60%、芒萁40%。經(jīng)換算后配方為45%五節(jié)芒、30%芒萁、5%麥麩、18%玉米粉、2%石膏。利用該高產(chǎn)配方重新接種50袋菌袋，在相同的環(huán)境條件下進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。平均每袋產(chǎn)量為130.28 g（只統(tǒng)計第1茬菇），生物轉(zhuǎn)化率為32.6%，與對照組（木屑栽培平均每袋產(chǎn)量為130.47 g）基本持平。方程預(yù)測產(chǎn)量為每袋131.67 g，誤差率僅1.05%，說明該模型能夠準(zhǔn)確地預(yù)測高產(chǎn)配方的產(chǎn)量。

3結(jié)論

在實(shí)驗(yàn)室栽培條件下，五節(jié)芒和芒萁通過合適配比，可以替代木屑栽培灰樹花；最佳配方為45%五節(jié)芒、30%芒萁、5%麥麩、18%玉米粉、2%石膏，平均每袋產(chǎn)量為130.28g，與對照組（木屑栽培平均每袋產(chǎn)量為130.47g）基本持平。本實(shí)驗(yàn)研究成果可為緩解菌林矛盾，用菌草代料栽培食用菌和菌草業(yè)的開發(fā)利用提供參考。

4討論

本研究通過實(shí)驗(yàn)，利用Design-Expert軟件分析得出木屑、蘆葦、五節(jié)芒、斑茅、芒萁5種主料對灰樹花產(chǎn)量的影響，其貢獻(xiàn)度由大到小依次為木屑>五節(jié)芒>芒萁>斑茅>蘆葦；以木屑基質(zhì)為對照，5種主料的交互作用強(qiáng)弱為蘆葦（負(fù)相關(guān)）>斑茅（負(fù)相關(guān)）>芒萁（負(fù)相關(guān)）>五節(jié)芒（負(fù)相關(guān)）>木屑。五節(jié)芒的貢獻(xiàn)程度雖然不如木屑，但比木屑的貢獻(xiàn)程度僅小9.96%，在菌草資源豐富的地區(qū)，五節(jié)芒還是可以替代木屑栽培灰樹花，以緩解菌林矛盾。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，五節(jié)芒比芒萁、斑茅和蘆葦更適合栽培灰樹花。曹秀明等[22]也用五節(jié)芒等菌草栽培灰樹花，表明五節(jié)芒適合栽培灰樹花。蘇貴平[23]、聶國添等[24]研究結(jié)果表明，五節(jié)芒利于其他食用菌栽培。

本研究通過回歸方程分析得出高產(chǎn)主料配方比例，并進(jìn)行了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，五節(jié)芒與芒萁合適配比后可以較好替代木屑栽培灰樹花。與木屑栽培的產(chǎn)量持平，可以完全替代木屑栽培灰樹花。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，五節(jié)芒與芒萁2種菌草的混合，碳氮比更適合灰樹花子實(shí)體生長。這也為繼續(xù)探索“以草代木”栽培灰樹花提供了參考，即單一菌草所含的營養(yǎng)物質(zhì)不夠全面，不利于栽培灰樹花；利用混合菌草的合適配比，可以為灰樹花生長提供充足營養(yǎng)，提高灰樹花子實(shí)體產(chǎn)量。

栽培基質(zhì)和栽培配方的選擇影響著食用菌的生產(chǎn)成本和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。菌草含有豐富的營養(yǎng)成分，適合食藥用菌生產(chǎn)營養(yǎng)所需；菌草分布廣泛，資源豐富，能夠大量被利用，而且可利用周期長[25]。本研究選用4種常見菌草為栽培基質(zhì)，采用混料設(shè)計的方法，篩選出適宜栽培灰樹花的優(yōu)化配方。配方主料是五節(jié)芒和芒萁，這2種菌草是南方最為豐富的菌草資源，成本遠(yuǎn)低于木屑，可以拓展灰樹花栽培原料，也為菌草代料栽培食用菌和菌草業(yè)的開發(fā)利用提供參考。

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