劉巖巖，李 紅，劉 賀，趙玉梅，劉俊杰*

（1.遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所，遼寧沈陽(yáng) 110161；2.撫順市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)及扶貧開(kāi)發(fā)促進(jìn)中心，遼寧撫順 113006；3.撫順市先進(jìn)裝備制造業(yè)發(fā)展促進(jìn)中心，遼寧撫順 113000）

黑木耳（Auricularia auricula）又稱木耳、云耳、光木耳、木娥等，屬于一種中溫型菌類，適合在潮濕溫暖的氣候條件下生長(zhǎng)。在自然條件下，多數(shù)發(fā)生在雨后，在枯死的樹(shù)干或樹(shù)樁上生長(zhǎng)，其子實(shí)體常覆瓦狀疊生[1]。遼寧省內(nèi)森林資源較為豐富，黑木耳栽培原料目前可以滿足生產(chǎn)需求。但是隨著黑木耳產(chǎn)業(yè)不斷快速發(fā)展，生態(tài)保護(hù)政策的深入貫徹，產(chǎn)業(yè)發(fā)展與資源短缺的矛盾日益凸顯，嚴(yán)重阻礙了黑木耳產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。替代料栽培配方的篩選與優(yōu)化迫在眉睫，已經(jīng)成為目前產(chǎn)業(yè)發(fā)展急需解決的問(wèn)題?；疑P(guān)聯(lián)度分析是一種統(tǒng)計(jì)分析方法，是按趨勢(shì)進(jìn)行分析，對(duì)樣本量的多少?zèng)]有過(guò)分要求，也不需要典型的分布規(guī)律，計(jì)算量小，且不致出現(xiàn)關(guān)聯(lián)度的量化結(jié)果與定性分析不一致的情況，對(duì)樣本的評(píng)價(jià)更加客觀、合理，保證研究結(jié)果更加全面、準(zhǔn)確，目前已在香菇、杏鮑菇、雙孢菇等育種研究中和其他農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，但在黑木耳育種和栽培研究中應(yīng)用的報(bào)道不多[2-3]。利用不同農(nóng)作物秸稈替代料進(jìn)行黑木耳栽培已有成功案例，各地科研院所和相關(guān)企業(yè)的行業(yè)專家也一直在研究替代黑木耳栽培的生產(chǎn)原料[4]。該試驗(yàn)以3 種不同替代料栽培的黑木耳為研究對(duì)象，通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)度法分析不同農(nóng)作物秸稈栽培黑木耳對(duì)其營(yíng)養(yǎng)成分的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1供試材料。供試菌株為黑29（遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所保存）。供試培養(yǎng)料為遼寧地區(qū)的硬雜木屑，無(wú)雜質(zhì)，無(wú)霉變，直徑0.8～1.2 cm。玉米秸稈揉絲狀、無(wú)霉變，豆秸秸稈長(zhǎng)度1 cm，無(wú)霉變，產(chǎn)地為遼寧省撫順市撫順縣。水稻秸稈產(chǎn)地為遼寧省撫順市清原縣，新鮮無(wú)霉變。

1.1.2培養(yǎng)基配方。（1）木屑88%，麥麩8%，豆粉2%，石灰1%，石膏1%；（2）玉米秸稈88%，麥麩8%，豆粉2%，石灰1%，石膏1%；（3）玉米秸稈44%，木屑44%，麥麩8%，豆粉2%，石灰1%，石膏1%；（4）豆秸秸稈88%，麥麩8%，豆粉2%，石灰1%，石膏1%；（5）豆秸秸稈44%，木屑44%，麥麩8%，豆粉2%，石灰1%，石膏1%；（6）稻草88%，麥麩8%，豆粉2%，石灰1%，石膏1%；（7）稻草44%，木屑44%，麥麩8%，豆粉2%，石灰1%，石膏1%。

1.1.3儀器設(shè)備。常壓滅菌鍋、電熱恒溫干燥箱、精密pH 計(jì)、液相色譜儀、氨基酸分析儀等[8]。

1.2 方法

1.2.1栽培方法。采用17 cm×33 cm×0.004 cm 常壓高密度聚乙烯塑料袋栽培，每袋裝干料約600 g。經(jīng)過(guò)拌料、裝袋、滅菌、冷卻、接種，每個(gè)菌株栽培500 袋，按露地全光標(biāo)準(zhǔn)栽培模式管理，定時(shí)扎眼、催芽，觀察記錄菌絲長(zhǎng)勢(shì)、污染率、滿袋時(shí)間、子實(shí)體的農(nóng)藝性狀及潮數(shù)。

1.2.2營(yíng)養(yǎng)成分檢測(cè)。

（1）常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定。采收第1 潮商品性狀成熟、大小適中的黑木耳子實(shí)體，曬干后測(cè)定。粗蛋白含量參照GB5009.5-2016 凱氏定氮法進(jìn)行測(cè)定，粗脂肪含量參照GB5009.6-2016 進(jìn)行測(cè)定，膳食纖維含量參照GB5009.88-2014 進(jìn)行測(cè)定[5-6]。

（2）微量元素含量測(cè)定。維生素B2含量參照GB5009.85-2016 進(jìn)行測(cè)定[7]，磷含量參照GB5009.87-2016 進(jìn)行測(cè)定，鈣含量參照GB5009.92-2016 進(jìn)行測(cè)定，鐵含量參照GB5009.90-2016 進(jìn)行測(cè)定[7]，以上檢測(cè)工作由遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所和譜尼測(cè)試集體股份有限公司共同完成。

1.2.3灰色關(guān)聯(lián)度分析。

（1）參考配方的確定。根據(jù)灰色系統(tǒng)理論關(guān)聯(lián)度分析法，關(guān)鍵在于先設(shè)定參考數(shù)列。結(jié)合優(yōu)勢(shì)配方的上限指標(biāo)，耳片厚度、均產(chǎn)干耳重、粗蛋白、膳食纖維定為正向指標(biāo)，值越高越好，菌絲滿袋時(shí)間、污染率、干濕比、粗脂肪定為逆向指標(biāo)，值越低越好，維生素B2、磷、鈣、鐵定為中性指標(biāo)，并且要求參考數(shù)列的主要性狀均較優(yōu)且高于供試配方的對(duì)應(yīng)性狀，構(gòu)建一個(gè)相對(duì)理想的參考配方[9-10]。以參考配方各項(xiàng)性狀值所構(gòu)成的數(shù)列作為參考數(shù)列，記為X0（k）：X0（k）={X0（1），X0（2），…X0（n）}，供試配方各個(gè)性狀指標(biāo)所構(gòu)成的數(shù)列為比較數(shù)列Xi（k）：Xi（k）={Xi（1），Xi（2）…Xi（n）}。其中k=1，2，…，n 為單項(xiàng)指標(biāo)的序號(hào)。

（2）數(shù)據(jù)無(wú)量綱化處理。對(duì)參考數(shù)列和比較數(shù)列進(jìn)行無(wú)量綱化處理，以便于比較。由于量綱不一致，需要對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理，在關(guān)聯(lián)分析前采用Z-Score 法將農(nóng)藝性狀值按照公式Xij=（X′ij-X′i）/Si進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化變換，式中X′ij是黑木耳各農(nóng)藝性狀值原始數(shù)據(jù)，X′i是樣本算術(shù)平均值，S′i是樣本標(biāo)準(zhǔn)差，Xij是農(nóng)藝性狀值標(biāo)準(zhǔn)化處理后的變量值。

（3）計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)和關(guān)聯(lián)度。計(jì)算無(wú)量綱化處理后參考數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)化值X′0（k）與比較數(shù)列標(biāo)準(zhǔn)化值X′i（k）差異的絕對(duì)值Δi（k）=∣X′0（k）-X′i（k）∣。根據(jù)下列公式計(jì)算供試培養(yǎng)基配方的關(guān)聯(lián)系數(shù)：

ξi（k）：=[minΔi（k）+ρmaxΔi（k）]/[Δi（k）+ρmaxΔi（k）]

（ρ 為分辨系數(shù)，取值為0～1，一般取ρ=0.5）

根據(jù)下列公式計(jì)算關(guān)聯(lián)度。

Ri=（1/n）×∑εi（k）

（4）灰色綜合評(píng)價(jià)。黑木耳子實(shí)體農(nóng)藝性狀及營(yíng)養(yǎng)成分構(gòu)成因子的密切程度、相對(duì)貢獻(xiàn)大小存在差異，其在配方評(píng)估中的重要性并不相同，因此在評(píng)價(jià)過(guò)程中應(yīng)對(duì)相關(guān)性狀進(jìn)行權(quán)重賦值。該文采用灰色關(guān)聯(lián)度確定各性狀的權(quán)重系數(shù)，計(jì)算各性狀灰色關(guān)聯(lián)度，并進(jìn)行歸一化處理確定各性狀的權(quán)重系數(shù)。按照公式Ri=∑Wkξi（k）分別計(jì)算各配方的加權(quán)關(guān)聯(lián)度（其中Wk表示第k 個(gè)元素的權(quán)重），根據(jù)加權(quán)關(guān)聯(lián)度對(duì)參試配方進(jìn)行評(píng)價(jià)與排序，加權(quán)關(guān)聯(lián)度越大，表明供試配方與參考配方越接近，其性狀表現(xiàn)越好。

2 結(jié)果與分析

2.1 參考數(shù)列和比較數(shù)列

按照灰色關(guān)聯(lián)度分析法，先構(gòu)建一個(gè)分別在栽培性狀和子實(shí)體營(yíng)養(yǎng)成分含量等性狀方面的理想數(shù)值，而這些理想數(shù)值對(duì)應(yīng)了一個(gè)理想的參考配方。試驗(yàn)數(shù)據(jù)的平均值組成比較數(shù)列，包括菌絲長(zhǎng)滿袋時(shí)間、耳片厚度、污染率、干濕比、單包產(chǎn)量等主要農(nóng)藝性狀指標(biāo)和磷、鐵、鈣、粗蛋白、粗脂肪、膳食纖維、維生素B2等子實(shí)體營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)（表1）。

表1 不同配方黑木耳主要農(nóng)藝性狀和常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分指標(biāo)值

2.2 數(shù)據(jù)無(wú)量綱化處理

不同配方黑木耳農(nóng)藝性狀和常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分原始數(shù)據(jù)需按標(biāo)準(zhǔn)化變換方法轉(zhuǎn)化為無(wú)量綱化的相對(duì)數(shù)，先分別求出各個(gè)性狀值序列的平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差，再將該序列的各原始數(shù)據(jù)減去平均數(shù)后除以標(biāo)準(zhǔn)差，得到一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)列（表2）。其中耳片厚度、均產(chǎn)干耳重、粗蛋白、膳食纖維為正向指標(biāo)，采用上限效果測(cè)度變換；菌絲滿袋時(shí)間、污染率、干濕比、粗脂肪為逆向指標(biāo)，采用下限效果測(cè)度變換；維生素B2、磷、鈣、鐵為中性指標(biāo)，采用中性效果測(cè)度變換。

表2 無(wú)量綱化處理

2.3 差序列值

根據(jù)公式Δi（k）=∣X′0（k）-X′i（k）∣計(jì)算各配方性狀序列值與最優(yōu)序列值的差（表3），從中找出整個(gè)系統(tǒng)的二級(jí)最大差maximaxkX0（k）-Xi（k）=3.343 5，二級(jí)最小差miniminkX0（k）-Xi（k）=0。

表3 各配方性狀差序列值

2.4 灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)和關(guān)聯(lián)度計(jì)算

根據(jù)關(guān)聯(lián)系數(shù)公式：

ξi（k）=[minΔi（k）+ρmaxΔi（k）]/[Δi（k）+ρmaxΔi（k）]

其中二級(jí)最大差maximaxkX0（k）-Xi（k）=3.343 5，二級(jí)最小差miniminkX0（k）-Xi（k）=0。分辨系數(shù)ρ 取5，求得供試培養(yǎng)基配方與參考配方的關(guān)聯(lián)系數(shù)ξi（k）（表4）。根據(jù)公式Ri=（1/n）×∑εi（k）計(jì)算各性狀的關(guān)聯(lián)度，并進(jìn)行歸一化處理確定各性狀的權(quán)重系數(shù)（表5）。

表4 供試培養(yǎng)基配方與參考配方關(guān)聯(lián)系數(shù)

表5 不同配方的關(guān)聯(lián)度及排序

2.5 子實(shí)體農(nóng)藝性狀

從表6 可以看出，配方3 和4 產(chǎn)出的黑木耳農(nóng)藝性狀，除耳片顏色淺于配方1，其他性狀都與配方1 無(wú)明顯差異。

表6 子實(shí)體農(nóng)藝性狀

3 結(jié)論與討論

利用灰色關(guān)聯(lián)度分析對(duì)黑木耳不同栽培基質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，克服樣本數(shù)量小、數(shù)據(jù)不充分的困難，解決僅依靠產(chǎn)量或品質(zhì)進(jìn)行單一因素評(píng)價(jià)的問(wèn)題，對(duì)樣本的評(píng)價(jià)更加客觀、合理，保證研究結(jié)果更加全面、準(zhǔn)確。

灰色關(guān)聯(lián)度分析法的關(guān)鍵在于參考配方的選擇，要求參考配方的各性狀為最優(yōu)，且較比較配方稍高。在配方比較試驗(yàn)中，應(yīng)根據(jù)被考察性狀的特性采用最優(yōu)取值與理想取值相結(jié)合來(lái)確定參考配方性狀取值，如耳片厚度、均產(chǎn)干耳重、粗蛋白、膳食纖維定為正向指標(biāo)，值越高越好；菌絲滿袋時(shí)間、污染率、干濕比、粗脂肪定為逆向指標(biāo)，值越低越好；維生素B2、磷、鈣、鐵定為中性指標(biāo)，取最優(yōu)值。

對(duì)于3 種替代料栽培的黑木耳，單從農(nóng)藝性狀分析，秸稈多處于植物成熟后階段，雖然秸稈成熟度越高，木質(zhì)化程度相對(duì)較高，但在黑木耳菌包生產(chǎn)過(guò)程中，秸稈的結(jié)構(gòu)蓬松、密度低、保水性能差等因素導(dǎo)致菌包的緊實(shí)度小，待2～3 潮耳后，菌包變松軟，而后開(kāi)始收縮，潮次減少，產(chǎn)量下降。品質(zhì)上秸稈替代料產(chǎn)出的黑木耳顏色較淺，耳片較薄，很難迎合市場(chǎng)需求。但對(duì)秸稈替代料栽培的黑木耳的磷、鈣、鐵、粗脂肪、膳食纖維、維生素B2、粗蛋白7 種營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，結(jié)合子實(shí)體顏色、耳片品質(zhì)等綜合指標(biāo)，可初步得出玉米秸稈和豆秸稈較稻草更適合部分替代料配方栽培黑木耳。玉米秸稈和豆秸稈部分替代較純木屑配方，產(chǎn)出的黑木耳含有更豐富的糖類、氮元素，尤其是豆秸稈，蛋白質(zhì)含量達(dá)到10%～12%，添加玉米秸稈和豆秸稈后配方中氮含量顯著增加，氮含量與黑木耳中的粗蛋白含量成正相關(guān)，并且秸稈含量越高，氨基酸和粗蛋白的含量增加更為明顯，但隨著秸稈添加比例增加，菌袋中氮含量逐漸提高，菌袋硬度逐漸下降，干物質(zhì)減少，污染增加，產(chǎn)量下降。如果利用玉米秸稈和豆秸稈作為替代料栽培黑木耳，添加比例不應(yīng)超過(guò)50%。稻草作為禾本植物質(zhì)地稀疏，制作出的菌棒緊實(shí)度差，保水性差，且其纖維含量較多，粗蛋白含量很少，種植出的黑木耳不僅轉(zhuǎn)潮次數(shù)少、產(chǎn)量低，其營(yíng)養(yǎng)成分和農(nóng)藝性狀也不符合市場(chǎng)需求，因此，利用稻草替代木屑種植黑木耳的配方有待進(jìn)一步研究。秸稈替代料栽培的黑木耳可利用自身的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，作為加工、功能性提取等原材料參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。