宋 崴，王 翔，馬玉敏，張玉萍，王 芳

（山西省生物研究院有限公司，山西 太原 030006）

羊肚菌(Morchella)因子實(shí)體布滿蜂窩狀小孔，形似羊肚而有此名，是一種珍稀的食藥用真菌[1-3]。羊肚菌內(nèi)氨基酸、維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)極為豐富，口感良好，在食用菌市場(chǎng)非常受歡迎[4]。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，人們生活水平也得以提升，對(duì)羊肚菌的食用需求也越來越高。很多學(xué)者對(duì)羊肚菌如何栽培進(jìn)行了多方面研究，目前已經(jīng)可以人工栽培[5]。有研究表明，經(jīng)覆土栽培菌糠腐爛后林地，次年觀察到該林地區(qū)域有大量羊肚菌生長(zhǎng)[6]，也有學(xué)者在進(jìn)行羊肚菌栽培時(shí)，向栽培土壤里添加了木屑等混合物，羊肚菌產(chǎn)量得到了一定的提升[7]。這些都說明栽培基質(zhì)對(duì)羊肚菌生長(zhǎng)十分重要，而基質(zhì)中的微生物在栽培生長(zhǎng)中起到了重要作用[8-10]。有研究表明，羊肚菌的根際微生物與其生長(zhǎng)存在相互作用[11-12]。有學(xué)者對(duì)羊肚菌種植土壤的細(xì)菌群落進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)群落結(jié)構(gòu)的豐富程度與羊肚菌生長(zhǎng)發(fā)育有密切關(guān)系[13]。也有研究發(fā)現(xiàn)，羊肚菌生長(zhǎng)處的土壤細(xì)菌和放線菌數(shù)量較未生長(zhǎng)處更多，同時(shí)存在一些特定類真菌[6]。LAMBERS等[14]研究認(rèn)為，土壤微生物對(duì)土壤生態(tài)環(huán)境存在多方面的影響，同時(shí)微生物的代謝產(chǎn)物也影響著土壤其他生物因子和生態(tài)因子的互作[15-16]。

現(xiàn)在隨著羊肚菌栽培的規(guī)模和范圍不斷擴(kuò)大，其生產(chǎn)也逐漸趨于規(guī)?；N植。目前在山西地區(qū)缺乏因地制宜的相關(guān)配套栽培技術(shù)，不同栽植菌基土壤對(duì)山西地區(qū)羊肚菌生產(chǎn)的影響也未見到相關(guān)報(bào)道。同時(shí)，香菇等食用菌栽培后產(chǎn)生的菌糠逐年增加，如何進(jìn)行循環(huán)利用也成為一項(xiàng)現(xiàn)實(shí)課題。本研究將香菇菌糠、有機(jī)肥、草炭分別作為栽植羊肚菌的基質(zhì)配方添加劑，種植羊肚菌后比較其相關(guān)性質(zhì)差異，以期摸索適合山西地區(qū)的羊肚菌栽培方式和食用菌生產(chǎn)肥料的循環(huán)利用途徑，從而為山西地區(qū)羊肚菌生產(chǎn)及生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

羊肚菌菌種選用六妹羊肚菌（Morchella sextelata），菌種由山西省生物研究院有限公司食用菌研發(fā)中心提供。草炭、有機(jī)肥、香菇菌糠來自山西省生物研究院食用菌菌種基地。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2020年11月在山西省生物研究院食用菌菌種基地試驗(yàn)大棚進(jìn)行羊肚菌不同栽培基質(zhì)種植試驗(yàn)，栽培基質(zhì)共設(shè)置4個(gè)處理，分別為CK.不添加任何物質(zhì)的大棚土壤；CT.大棚土壤+草炭，體積比為5∶1；JK.大棚土壤+香菇菌糠，體積比為5∶1；YJ.大棚土壤+有機(jī)肥，體積比為5∶1。每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。栽培期間保持種植大棚干凈、通風(fēng)，保持土壤濕潤(rùn)，采用微噴裝置進(jìn)行水分管理。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

參考KELLY等[17]和魯如坤[18]的方法檢測(cè)羊肚菌采集期間的土壤pH、含水量、有機(jī)碳、全氮和堿解氮。對(duì)羊肚菌采集期間的栽培基質(zhì)參考關(guān)松萌[19]方法檢測(cè)土壤蔗糖酶、脲酶、過氧化氫酶和多酚氧化酶活性。采集羊肚菌時(shí)對(duì)種植栽培基質(zhì)的土壤細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量采用稀釋涂布平板法測(cè)定[20-22]。并使用王齊贊等[23]和LISA等[24]PCR-DGGE方法（略作調(diào)整）分析配方栽培基質(zhì)細(xì)菌和真菌群落多樣性[23-24]。同時(shí)使用ICP-MS法測(cè)定采集的羊肚菌子囊果中Ca、K和Mg礦質(zhì)元素含量[25]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2007和SPSS 19.0對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；用Quantaty one 4.6.2軟件對(duì)所得電泳圖片進(jìn)行分析，用Shannon-Wiener指數(shù)和辛普森指數(shù)表示土壤微生物群落多樣性。

2 結(jié)果與分析

2.1 羊肚菌不同栽培土壤的理化性質(zhì)差異

土壤酸堿度對(duì)土壤養(yǎng)分起著重要作用，其如不在合適的范圍會(huì)對(duì)土壤養(yǎng)分產(chǎn)生負(fù)面影響。對(duì)4種栽培羊肚菌土壤進(jìn)行p H測(cè)定（圖1），4種土壤的pH在7.51~7.65，CK最低，YJ最高，但4種土壤間無顯著差異。這可能是由于4種土壤均以生土為主要成分，添加成分尚未對(duì)土壤pH產(chǎn)生較大影響。土壤含水量的變化趨勢(shì)（圖1）與p H相似，4種土壤的含水量變化在15.21~18.05%，且4種土壤間含水量無顯著差異。

土壤有機(jī)碳含量可表征土壤肥力，整體來看，4種土壤的有機(jī)碳含量變化明顯，其中CK最低，為11.11 g/kg，且顯著低于其他處理（P＜0.05）。CT處理含量為23.98g/kg,JK處理含量為26.83 g/kg，二者間無顯著差異。YJ處理含量達(dá)36.01 g/kg，且顯著高于其他處理（P＜0.05）。全氮能反映土壤的氮素供應(yīng)水平，是土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。土壤全氮的含量變化趨勢(shì)與有機(jī)碳含量相似。CK全氮含量最低，為6.18 g/kg，顯著低于其他3種處理。CT和JK處理含量分別為7.71、7.79 g/kg，且二者間無顯著差異。YJ處理含量最高，為9.27 g/kg，顯著高于其他處理（P＜0.05）。CK堿解氮含量為58.60 mg/kg,顯著低于其他處理。CT、JK和YJ處理的堿解氮含量在78.22~87.60 mg/kg，三者間無顯著差異。

2.2 羊肚菌不同栽培土壤的酶活性差異

土壤酶活性強(qiáng)弱可敏感反映土壤生化反應(yīng)和物質(zhì)循環(huán)強(qiáng)度。由圖2可知，4種處理土壤的蔗糖酶變化在48.03~57.11 mg/（100 g·h）,且相互之間無顯著差異。脲酶的活性變化趨勢(shì)與蔗糖酶不同。CK脲酶活性為12.80 mg/（100 g·h），顯著低于其他處理。CT、JK和YJ處理的脲酶活性分別為23.60、24.90、28.10 mg/（100 g·h），相互之間無顯著差異。4種處理土壤間的過氧化氫酶差異顯著（P＜0.05）。CK最低且顯著低于其他處理，YJ處理 過 氧 化 氫 酶 活 性 達(dá)19.11 mg/（100 g·h），顯著高于其他處理。同時(shí)JK處理過氧化氫酶活性顯著高于CT處理。多酚氧化酶活性的變化趨勢(shì)與過氧化氫酶活性略有不同。JK和YJ處理的酶活性分別為6.78、7.06 mg/（100 g·h），二者間無顯著差異，但均顯著高于CK和CT處理。此外，CT處理的多酚氧化酶活性顯著高于CK。

2.3 羊肚菌不同栽培土壤的微生物數(shù)量和多樣性差異

土壤微生物在一定程度上調(diào)節(jié)著土壤生態(tài)系統(tǒng)的功能，影響著土壤養(yǎng)分循環(huán)和物質(zhì)分解轉(zhuǎn)化。不同處理下4種土壤的微生物數(shù)量變化規(guī)律不同。從圖3可以看出，CK細(xì)菌數(shù)量最低且顯著低于其他3種處理。CT、JK和YJ處理的細(xì)菌數(shù)量變化在（5.83~6.33）×106cfu/g，相互間無顯著差異。CK和CT處理的真菌數(shù)量無顯著差異，但顯著低于JK和YJ，后二者的真菌數(shù)量無顯著差異，分別為14.00×103、16.14×103cfu/g。此外，4種土壤的放線菌數(shù)量略有不同，但相互之間均無顯著差異。

在得到的土壤細(xì)菌DGGE電泳圖中，CT和JK處理的條帶數(shù)和條帶亮度均很相似，表明二者的細(xì)菌群落多樣性較為相似。CK的條帶數(shù)最少，條帶亮度也最弱，說明CK的細(xì)菌群落多樣性較低。同時(shí)，YJ的條帶數(shù)最多，表明YJ的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)多樣性較高（圖4）。從表1可以看出，4種處理土壤的細(xì)菌群落多樣性不同。CK的香農(nóng)指數(shù)（H）、辛普森指數(shù)（D）都較低，YJ的香農(nóng)指數(shù)、辛普森指數(shù)高于其他處理，也表明YJ的細(xì)菌群落多樣性較高。

表1 不同種植土壤的細(xì)菌群落多樣性Tab.1 Bacterial community diversity in different planting soils

由不同處理土壤真菌DGGE電泳圖譜可見（圖5），YJ的條帶數(shù)最多，表明其真菌群落結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。CK的條帶數(shù)最少，說明其真菌群落結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。JK的條帶數(shù)目高于CK和CT，表明JK的土壤也有較為豐富的真菌群落。CT的條帶數(shù)量高于CK，但低于JK和YJ，表明CT的真菌群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度較CK有一定程度的增加。由表2可知，不同處理下的真菌群落多樣性不同。YJ的香農(nóng)指數(shù)和辛普森指數(shù)均較高，說明YJ的真菌群落多樣性較高。其次是JK的多樣性較高，CK的多樣性指數(shù)最低。

表2 不同種植土壤的真菌群落多樣性Tab.2 Diversity of fungal communities in different planting soils

2.4 不同栽培土壤中羊肚菌子囊果的礦質(zhì)元素含量

羊肚菌子囊果中含有許多礦質(zhì)元素，對(duì)羊肚菌子囊果營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和品質(zhì)起著重要作用。對(duì)不同栽培基質(zhì)中獲得的羊肚菌子囊果進(jìn)行了鈣、鉀、鎂元素含量的測(cè)定，可以看到添加不同的基質(zhì)后礦質(zhì)元素含量獲得了一定的提升。添加有機(jī)肥后，羊肚菌子囊果中鈣、鉀、鎂元素含量分別達(dá)到了944.20、25 857.90、1 838.40 mg/kg（表3）。

表3 羊肚菌子囊果中礦質(zhì)元素含量Tab.3 Mineral element content of Morchella capsule mg/kg

2.5 不同栽培土壤理化性質(zhì)、酶活性和羊肚菌的礦質(zhì)元素含量的相關(guān)性

羊肚菌經(jīng)由土壤栽培而生長(zhǎng)發(fā)育，所以，土壤的理化性質(zhì)和土壤的酶活性可能與羊肚菌的生長(zhǎng)具有一定的相互作用。通過SPSS 19.0對(duì)栽培羊肚菌不同土壤的理化性質(zhì)和羊肚菌子囊果礦質(zhì)元素含量進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見表4。土壤含水量與羊肚菌子囊果中鈣、鉀含量存在顯著正相關(guān)性，全氮含量與羊肚菌子囊果中鎂含量存在顯著正相關(guān)性，堿解氮含量與羊肚菌子囊果中鈣、鎂元素含量存在顯著負(fù)相關(guān)性?？梢娡寥览砘再|(zhì)與羊肚菌子囊果生長(zhǎng)發(fā)育存在密切相關(guān)。

表4 土壤理化性質(zhì)與羊肚菌子囊果礦質(zhì)元素的相關(guān)性Tab.4 Correlation between soil physical and chemical properties and mineral elements in Morchella capsule

土壤酶活性與土壤微生物、土壤理化性質(zhì)存在密切關(guān)聯(lián)，因此，也可能與羊肚菌的生長(zhǎng)具有一定的相互作用。通過SPSS 19.0對(duì)栽培羊肚菌不同土壤的酶活性和羊肚菌子囊果礦質(zhì)元素含量進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見表5。蔗糖酶、過氧化氫酶活性與羊肚菌子囊果中鉀元素含量顯著正相關(guān)，多酚氧化酶活性與羊肚菌子囊果中鈣元素含量顯著正相關(guān)。可見土壤酶活性與羊肚菌子囊果生長(zhǎng)發(fā)育存在密切相關(guān)。

表5 土壤酶活性與羊肚菌子囊果中礦質(zhì)元素的相關(guān)性Tab.5 Cor relation between soil enzyme activity and mineral elements in Morchella capsnle

3 結(jié)論與討論

目前人工栽培成功的羊肚菌都是純土腐生類型[26]，有研究表明，栽植所選用的基質(zhì)對(duì)羊肚菌的種植產(chǎn)量有著顯著影響[27]。在本研究中，添加有機(jī)肥和香菇菌糠的土壤各項(xiàng)理化指標(biāo)較好。含水量對(duì)羊肚菌的感官指標(biāo)如口感等有直接影響[28]，本研究中各處理下的土壤含水量無顯著差異，這可能是因?yàn)橄愎骄?、有機(jī)肥等添加比例較低，對(duì)土壤結(jié)構(gòu)和通氣性等影響較小所致。前人經(jīng)研究證實(shí)，炭灰等改善土壤條件，提高羊肚菌產(chǎn)量[29]，本研究后續(xù)可對(duì)不同添加比例進(jìn)行比較分析，進(jìn)一步考察相關(guān)添加物對(duì)羊肚菌種植的影響。pH對(duì)土壤化學(xué)性狀和生化反應(yīng)有著直接影響[30]，本研究中各處理土壤p H值在7.50~7.70，屬于中性微堿性，有學(xué)者證實(shí)，中性微堿性土壤有利于羊肚菌生長(zhǎng)[31-32]，而在山西地區(qū)土壤pH值在7.0~7.6為宜[33-34]，這說明添加處理后土壤酸堿度較適宜。

土壤養(yǎng)分對(duì)羊肚菌生長(zhǎng)有著重要意義[35]，目前的羊肚菌栽培技術(shù)中，均為前期利用土壤養(yǎng)分，后期增加營(yíng)養(yǎng)袋補(bǔ)充元素，說明土壤中各類元素對(duì)羊肚菌栽培影響重大[36-37]。在本研究中，對(duì)照土壤與不同處理土壤的有機(jī)質(zhì)含量、全氮含量和堿解氮含量均存在差異，說明大棚土壤經(jīng)添加處理后土壤元素含量發(fā)生顯著變化，添加處理可有效改善土壤理化性質(zhì)。有研究表明，有機(jī)質(zhì)含量對(duì)羊肚菌栽植影響顯著[38]，全氮含量較高的土壤其羊肚菌子實(shí)體品質(zhì)也較好[39]，土壤中其他元素也對(duì)羊肚菌品質(zhì)影響有不可替代作用[40]。在本研究中，添加有機(jī)肥和香菇菌糠處理的4種酶活性較高，且顯著高于對(duì)照土壤，表明經(jīng)添加處理后土壤理化性質(zhì)和生物性狀向好，有利于羊肚菌種植。由相關(guān)性分析可知，種植土壤含水量、全氮含量、堿解氮含量與羊肚菌子囊果的鈣、鉀、鎂元素含量存在一定的相互關(guān)聯(lián)，同時(shí)種植土壤的蔗糖酶、過氧化氫酶和多酚氧化酶活性也與上述礦質(zhì)元素含量存在一定的影響。這說明在本研究中種植土壤經(jīng)添加一定的材料如菌糠或有機(jī)肥后在一定程度上改善了種植土壤的理化性質(zhì)和生物性狀，在一定水平上促進(jìn)了羊肚菌的生長(zhǎng)發(fā)育和品質(zhì)提升。

土壤微生物對(duì)土壤質(zhì)量起著重要作用[41]，其中細(xì)菌對(duì)土壤物質(zhì)循環(huán)分解轉(zhuǎn)化等作用巨大[42]。本研究首先對(duì)可培養(yǎng)細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)添加處理后土壤細(xì)菌數(shù)量高于對(duì)照，同時(shí)細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)多樣性也表現(xiàn)為添加香菇菌糠和有機(jī)肥土壤高于對(duì)照土壤。真菌的可培養(yǎng)計(jì)數(shù)和群落結(jié)構(gòu)分析結(jié)果也呈現(xiàn)相似變化規(guī)律，說明香菇菌糠和有機(jī)肥的添加顯著改善了土壤的微生物數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)多樣性。而土壤中較高的微生物群落多樣性對(duì)于土壤良好結(jié)構(gòu)的維持和物質(zhì)養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化作用顯著[43-44]，這也說明本研究中香菇菌糠和有機(jī)肥的添加對(duì)土壤質(zhì)量向好和羊肚菌種植有著極好的促進(jìn)作用。

可見，不同添加處理后羊肚菌菌基土壤的理化性質(zhì)和生物性狀差異明顯，其中，香菇菌糠和有機(jī)肥添加后土壤理化性質(zhì)和酶活性改善效果良好，細(xì)菌和真菌微生物多樣性顯著提升，其中，以有機(jī)肥提升效果最佳，羊肚菌子囊果品質(zhì)改善明顯，香菇菌糠次之。