以平菇菌渣为主复合基质栽培铁皮石斛的试验研究

摘要 [目的]研究平菇菌渣复合基质对铁皮石斛生长特性和多糖含量的影响。[方法]高效液相色谱法检测以棉籽壳为主原料平菇菌渣中棉酚，测定菌渣复合基质孔隙度和蒸发速率，比较不同基质对铁皮石斛株高、鲜重、干重、干鲜比和多糖含量的影响。[结果]菌渣复合基质未检测出棉酚有毒成分，基质大小孔隙比从大到小依次为JZ（菌渣）<E1（V菌渣∶V松鳞∶V碎石=8∶1∶1）<E2（V菌渣∶V松鳞∶V碎石=6∶2∶2）<E3（V菌渣∶V松鳞∶V碎石=4∶3∶3）<SL（松鳞）。E2、E3大小孔隙比分别为1∶1.1、1∶0.8，铁皮石斛长势好，多糖含量高;大小孔隙比过小（JZ、E1）或过大（SL）影响铁皮石斛干重、干鲜比和多糖含量。有效保湿时间JZ>E1>E2>E3>SL，E2、E3有效保湿时间为3 d左右。[结论]菌渣复合基质是铁皮石斛栽培的高效保湿透气基质，同时揭示大小孔隙比与保湿时间、铁皮石斛产量和质量的相关性。

关键词 平菇菌渣;复合基质;大小孔隙比;铁皮石斛;多糖

中图分类号 S 567.23+9  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2022）12-0149-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.12.038

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Experimental Study on Cultivation of Dendrobium officinale with P.ostreatus Residue as Main Composite Substrate

TAN Shan-cai1，2，TAN Chang-jin3，WU Xiao-lan1

（1.Tongren Polytechnic College，Tongren，Guizhou 554300;2.Key Open Laboratory of Traditional Chinese Veterinnary Medicine，Tongren，Guizhou 554300;3.Xinjiang Medical University，Urumqi，Xinjiang 830000）

Abstract [Objective]To study the effects of compound substrate mainly made up by P.ostreatus residue on growth characteristics and polysaccharide content of Dendrobium officinale.[Method] The content of the gossypol of P.ostreatus residue mainly made up by cottonseed hull was determinated by HPLC.The porosity and evaporation rate of the bacterial residue composite matrix were determined，and the effects of different matrices on the plant height，fresh weight，dry weight，dry-fresh ratio and polysaccharide content of Dendrobium officinale were compared.[Result]No toxic components of gossypol in P.ostreatus residue were detected.The matrix size void ratio from large to small was JZ（P.ostreatus residue）< 1（P.ostreatus residue∶pine bark∶gravel = 8∶1∶1，V/V/V）<E2（P.ostreatus residue∶pine bark∶gravel = 6∶2∶2，V/V/V）<E3（P.ostreatus residue∶pine bark∶gravel=4∶3∶3，V/V/V）<SL （pine bark）.The void ratio of E2 and E3 were 1∶1.1 and 1∶0.8 respectively，Dendrobium officinale had good growth and high polysaccharide content;too small （JZ，E1） or too large （SL） matrix size void ratio affected the dry weight，dry-fresh ratio and polysaccharide content of Dendrobium officinale.The effective moisturizing time was JZ>E1>E2>E3>SL，and the effective moisturizing time of E2 and E3 was about 3 d.[Conclusion]The compound substrate mainly made up by P.ostreatus residue is an efficient moisture-retention and breathable substrate for Dendrobium officinale cultivation.Simultaneously，it was suggested that there was a correlation between the size of the void ratio and the lasting time of the available moisture，and yield and quality of Dendrobium officinale.

Key words P.ostreatus residues;Compound substrate;Void ratio;Dendrobium officinale;Polysaccharide

铁皮石斛（Dendrobium officinale）为兰科石斛兰属多年生草本植物，适宜在凉爽、湿润、通气、利水、半阴半阳的环境生长，通常生长于海拔达1 000 m以上的山地岩石、树皮粗糙长有苔藓树木及林下腐殖土中[1]。林下中药材种植是充分利用土地资源发展仿野生种植、生态种植的有效策略[2]。贵州省大力发展林下经济，实施铁皮石斛、黄精、天麻等中药材林下规模化种植，规划2025年种植规模达16.67万hm2[3]。

我国食用菌产业快速发展，成为世界上食用菌第一生产大国，每年至少产生1 000万t菌渣[4]。食用菌产业为贵州省一项支柱产业和农业特色优势产业，2021年食用菌规模突破5亿棒，产量突破160万t，产生上百万吨菌渣[5]。菌渣是由棉籽壳、麦麸、玉米芯、稻草秸、木屑等原料栽培食用菌后废弃的固体物质，含丰富的粗蛋白、粗纤维、氨基酸以及氮、磷、钾等元素，广泛应用于有机肥料、菌糠饲料、二次种菌栽培料、生态修复材料、燃料、养殖垫料等[6]。

食用菌菌渣疏松，总孔隙和持水孔隙大，蒸发慢，相对松树皮、碎石，保水性较强[7-10]。栽培铁皮石斛基质的主要原料为松鳞、木屑和碎石，通气及利水较好，但保水性差。规模化的栽培需要大量的松鳞，必然造成人为地破坏植被，浪费植物资源，影响生态环境。该研究以栽培平菇的菌渣为原料，添加一定量松鳞和碎石栽培铁皮石斛，旨在大规模的林下栽培铁皮石斛中高效利用菌渣资源，寻找一种高效保湿利水透气的种植基质，提高菌渣利用度、拓展其综合利用途径。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试材。

铁皮石斛幼苗（1年生）和松鳞（3～4 cm）购买于贵州健神农业科技发展有限公司;平菇菌渣和碎石（2～3 cm）由铜仁市梵净山食用菌菌种繁育工程技术研究中心提供，菌渣由棉籽壳、麦麸、木屑（7∶2∶1）的原料栽培平菇后废弃固体物质。

1.1.2 试剂。棉酚对照品（上海源叶生物科技有限公司，批号B20869，纯度≥97% ）;D-葡萄糖对照品（上海源叶生物科技有限公司，批号Y19F11J108781，纯度 ≥ 98% ）;乙腈（色谱纯，Tedia Company，Inc.）;苯酚、硫酸、甲醇、乙醇，化学纯，贵州铜仁市科仪化玻站;超纯水自制。

1.1.3 仪器。

Agilent1260高效液相色谱仪（美国安捷伦公司）;色谱柱Eclipse Plus C18 （4.6 mm×150 mm，5 μm）;LDZF-75L-I立体式高压蒸汽灭菌器（上海申安医疗器械厂）;T-10紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限公司）;CPA225D电子天平（赛多利斯斯泰迪有限公司）;TDZ5-WS低速离心机（东旺化玻仪器有限公司）;超纯水仪New Human Power Ⅰ （Human Corporation）。

1.2 试验方法

1.2.1 菌渣中棉酚的提取与测定。

平菇菌渣中主要成分是棉籽壳，棉籽中含有游离棉酚，对生物心脏、肝脏、生殖系统和免疫等具有一定的危害[11-12]。棉籽壳或棉籽粕中可能具有一定的棉酚，因此利用菌渣复合基质栽培铁皮石斛前，利用高效液相色谱检测确定其是否含有棉酚。

1.2.1.1 棉酚对照品溶液的配制。精密称取棉酚对照品5.104 mg于25 mL容量瓶，甲醇溶解，定容至刻度，得0.204 mg/mL 棉酚对照品溶液。

1.2.1.2 样品溶液的制备。精密称取5.001 g菌渣3份，分别置于250 mL具塞锥形瓶中，按料液比1∶15加入70%丙酮，在40 ℃下超声提取2次，每次50 min（功率250 W，频率50 Hz）[13]，合并滤液，50 ℃下旋干，甲醇溶解，转入10 mL容量瓶，定容至刻度，冷藏，待测。

1.2.1.3 色谱条件。色谱柱Eclipse Plus C18 （4.6 mm×150 mm，5 μm），流动相为甲醇-0.2%磷酸溶液（85∶15），流速1.0 mL/min，检测波长235 nm，柱温25 ℃，进样量10 μL[14]。

1.2.2 以菌渣为主复合基质孔隙度的测定。试验设计5组：菌渣组（JZ）;松鳞组（SL）;试验组中各组分按体积配比，菌渣∶松鳞∶碎石（8∶1∶1，E1）、菌渣∶松鳞∶碎石（6∶2∶2，E2）、菌渣∶松鳞∶碎石（4∶3∶3，E3）。

基质总孔隙度、通气孔隙度、持水孔隙度采用环刀法测定[15]。将环刀底部用不带孔的底盖扣紧，装满基质，然后扣上带孔的顶盖，称重（m1），填装基质紧实度接近栽培铁皮石斛基质紧实度;带孔的顶盖居上，将环刀浸泡在水中24 h后，取出环刀，用吸水纸吸干其表面的水，称重（m2），将环刀带孔的顶盖朝下，倒置在铺有滤纸的漏斗上，静置至没有水渗出为止，称环刀、基质及其中持有水的重（m3）。重复3次。基质总孔隙度、通气孔隙度和持水孔隙度分别按以下公式计算：

TP=m2-m1V×100%（1）

AP=m2-m3V×100%（2）

WP=（TP-AP）×100%（3）

式中，TP为基质总孔隙度（%）;m1为环刀和基质质量（g）;m2为充分吸水后，环刀、基质和水的质量（g）;V为环刀的容积（cm3）;AP为基质通气孔隙度（%）;m3为环刀倒置排水后，环刀、基质及其中持有水的质量（g）;WP为基质持水孔隙度（%）。

1.2.3 以菌渣为主复合基质蒸发速率的测定。

基质最大持水量的测定方法参考李志刚等[15]报道的环刀法，略有改动。将高11 cm、外口径16.5 cm 花盆底部内表面（有3个大小相等的圆形小孔）盖上3层医用纱布，分别装入等体积高度为10 cm的基质（JZ、SL、E1、E2、E3），紧实度与栽培铁皮石斛的基质接近，称重m1;用托盘盖住花盆上端，在托盘上表面加石头，托盘与基质上表面相距1 cm，将花盆2/3体积浸在水中24 h后，取出静置，花盆底部没有水流出时，去掉石头和托盘，称重（m2）;放入人工大棚中，使其自然蒸发，每隔1 d称重1次，连续测5次。分别计算各基质的含水率，用每天基质失水率代表蒸发速率，重复3次。2019年8月测各基质蒸发速率，每隔1 d测1次，每次13：00测，温度平均（37.8±0.56）℃。基质蒸发速率（v）按以下公式计算：