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覆土基质特性对蘑菇菌丝产量的影响及其微生物多样性研究

蔡为明  
【摘要】: 覆土是蘑菇子实体形成和生长发育的场所,是蘑菇栽培的重要物质基础之一。本文以双孢蘑菇和双环蘑菇作为对象,开展蘑菇覆土专用菌种基质配方及其应用技术研究,开发覆土菌丝促生扩繁技术;通过对不同覆土基质理化性状分析,以及从不同蘑菇生育阶段覆土可培养细菌消长动态、磷脂脂肪酸(PLFA)和细菌DGGE图谱变化特征三个方面对覆土微生物的群落结构与多样性的变化特性进行分析研究,建立了基于理化特性、微生物消长和PCR-DGGE指纹技术的蘑菇优质覆土评价技术体系,并在生产中得到应用和验证。具体结果如下: 1不同覆土基质理化性状分析及其对蘑菇生长的影响 泥炭持水率高,并且具有均匀、合适的空隙度,结构稳定,反复喷水能保持良好的结构等特性,十分有利于菌丝与子实体的生长发育,是一种良好覆土材料;实验所选取的三种工农业废料,均是较好的覆土替代材料。研究表明: (1)覆土的持水率是影响蘑菇产量的重要因素。(2)蘑菇覆土的空隙度是影响蘑菇菌丝生长的重要理化因素之一,但并非影响蘑菇生长发育的决定性因素。(3)覆土电导率和pH值随机分布偏离系数C值的大小,反映了覆土中蘑菇菌丝的生长量和生长活性,从而进一步可反映出蘑菇子实体形成量和产量。 蘑菇产量与覆土持水率正相关,综合覆土成本因素,生产应用以50%泥炭覆土为佳。 2蘑菇覆土专用菌种基质配方及其应用技术 试验证明,最佳覆土专用菌种基质配方为V配方;双孢蘑菇覆土专用菌种菌丝长满瓶后在18℃~20℃下的适宜后熟培养时间为10d,高温型双环蘑菇为15d。砻糠田土和泥炭覆土以混播法为好,适宜播种量为2.5kg/m~3;砻糠河泥覆土可采用面播法播种(播种量1.5kg/m~3),覆土层宜用钉耙打孔、出菇管理前覆一薄层细泥。砻糠田土和泥炭应用覆土菌种可增产15%~20%,砻糠河泥应用覆土菌种可增产12%以上。 3不同材料覆土可培养细菌的消长动态 覆土层中的细菌数量随着双孢蘑菇和双环蘑菇菌丝的生长而增多;覆土中的细菌数于原基形成时达到首个峰值,进入子实体生长期后,覆土层中的细菌数明显下降,均于子实体采收时为低谷,细菌数分别较原基形成时下降19.63%~52.00%和18.03%~54.55%,采收后随着蘑菇菌丝的恢复生长,细菌数又迅速回升,表明覆土中细菌的消长与蘑菇菌丝生长量和代谢强弱成正相关。 覆土中的细菌与蘑菇菌丝存在营养共生关系,细菌量随着蘑菇菌丝在覆土层中生长而显著增加;出菇后,蘑菇菌丝转入生殖生长,至蘑菇采收期,覆土中的细菌量显著下降;采收后的菇潮间隔期,随着蘑菇菌丝恢复生长,细菌量随之显著增加;不同覆土间的细菌量与蘑菇菌丝生物量正相关。 4应用磷脂脂肪酸(PLFA)分析法研究蘑菇覆土中的微生物多样性与群落结构 蘑菇生长生育过程中覆土中的细菌PLFAs总量和真菌(蘑菇菌丝)PLFAs总量的变化特征相一致,细菌总生物量随着蘑菇菌丝总生物量的增降而增降;同时,研究表明覆土中细菌的生长繁殖不仅与蘑菇菌丝生物量相关,还与蘑菇菌丝代谢活动的强弱有关。在实验分析确定的20种PLFAs(C14~C20)成分中,仅二种细菌PLFA成分的相对丰度随覆土中的蘑菇菌丝生长量的增多而显著提高,而覆土中的大多细菌PLFA成分的相对丰度在蘑菇菌丝生长发育过程中则显著下降,表明蘑菇菌丝有选择地诱导和促进某些细菌类群在覆土中生长繁殖,而相对抑制和减弱了覆土中其它类群细菌的生长繁殖。基于PLFA数据的群组分析结果表明,蘑菇生长不同阶段的覆土层微生物群落结构有显著差异,并且覆土层中微生物结构多样性呈现一种连续、系统的变化。 5不同材料覆土中的微生物多样性分子特征 不同覆土材料、不同蘑菇栽培期的覆土中的细菌DGGE图谱的条带数量和亮度存在差异,表明其中的种群结构和各种群的细菌数量均存在差异。各覆土的DGGE条带数和亮度均随着蘑菇的生长发育而增多、增强,说明蘑菇的生长发育诱导、改变了覆土中细菌的群落结构和各种群的细菌数量,DGGE分析得出的不同蘑菇生育阶段覆土细菌数量与群落结构的变化特征与可培养细菌和PLFA分析结果基本一致。蘑菇高产覆土的细菌DGGE图谱显示,有3个特异性序列所对应的细菌种群受蘑菇生长发育激发,而大量生长繁殖,表明蘑菇与覆土中这3个特异性序列所对应的细菌存在选择性的共生互养关系。 6优质蘑菇覆土评价体系的建立及其应用 根据上述研究结果,构建了基于覆土理化特性、微生物消长和微生物多样性分子特征的优质覆土评价技术体系,在我国当前栽培条件下,优质覆土应具备以下特性:(1)在0~-17.28kPa牵力下,具有高扬的水分释放曲线,持水率高于50%;(2)覆土团粒结构均匀一致,空隙度AFP(1)在6%~10%之间;(3)蘑菇菌丝穿透覆土层后(覆土后9d左右),覆土的电导率随机分布偏离度系数C值高(大于9)、可培养细菌数量比初始值增长100倍以上;(4)覆土细菌DGGE图谱存在3个特异性条带,其亮度随着蘑菇菌丝在覆土中的培育而增强。选取符合上述蘑菇优质覆土评价标准的100%泥炭和1:1的泥炭/田泥混合覆土进行生产性中试应用表明,增产显著。


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