全 文 :姬松茸镉累积特性研究 Ⅰ . 培养料镉污染对子实体的效应
黄建成 , 李开本 , 何锦星 , 余应瑞 , 林衍铨
(福建省农业科学院植物保护研究所 , 福建 福州 350013)
收稿日期: 2006- 06- 11初稿 ; 2006- 08- 27修改稿
作者简介: 黄建成 ( 1964- ) , 男 , 副研究员 , 主要从事食 (药 ) 用菌育种与栽培研究 ( E-mail: h uang jc12@ sina. com)。
基金项目: 福建省科技厅重大招标项目 ( 2003- N- 011)
摘 要: 对福建省姬松茸主产区培养料镉污染状况进行调查分析与测定 ,研究培养料配方镉污染对子实体的效应。
结果表明: 培养料中镉污染程度为: 过磷酸钙> 干牛粪> 稻草 ; 培养料配方中镉含量随堆料、 菌丝吸收而累积并
富集到子实体中。 配方中镉含量与子实体中的镉含量呈显著正相关 ; 回归方程 y= - 4. 01+ 94. 01x1+ 54. 32x 2+
679. 46x 3 , 为子实体镉总量 ( y ) 与栽培配方中稻草比例中镉含量 ( x 1 )、 牛粪比例中镉含量 (x 2 )、 过磷酸钙比例
中镉含量 ( x3 ) 的关系 , 且主导因子为过磷酸钙 ; 培养料配方中牛粪对子实体产量及氨基酸总量起重要的作用。
关键词: 姬松茸 ; 培养料 ; 镉 ; 累积 ; 相关与回归
中图分类号: S 646. 11 文献标识码: A
Cadmium accumulated characteristic in Agaricus Blazei Murrill
Ⅰ . Effects of Cadmium pol lution in medium materials on fruit body
HUAN G Jian-ch eng , L I Kai-ben, HE Jin-xing , YU Ying-rui, L IN Yan-quan
( Institute of Plant Protection , Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuz hou , Fujian 350013, China )
Abstract: Th e cadmium po llution in medium mate rials o f Agaricus Blazei Mur rill w as investig ated and analyzed in
main production area of Fujian Prov ince, and the effect of cadmium pollution in medium ma teria ls on f ruit body
w as studied. The result show ed that the cadmium content o f Ca H2 ( PO4 ) 2 w as highe r than tha t o f dry cow dung ,
that of rice str aw w as the low est. Cadmium w as abso rbed by mycelium and accumula ted in fruit body ,
consequently. The content of cadmium in medium composition w as po sitiv ely co rr elated to the content cadmium in
fruit body. Regula tion equa tion ( y= - 4. 01+ 94. 01x 1+ 54. 32x 2+ 679. 46x3 ) indicated the rela tionship among
cadmium content in fruit body ( y ) and the cadmium content o f rice straw ( x 1 ) , cow dung ( x2 ) , CaH2 ( PO4 )2
( x 3 ) in cultiv a tion compositions. The value o f leading factor w as CaH2 ( PO4 ) 2. Meanwhile, impo rtant effects o f cow
dung in medium ma teria ls on th e yield of fruit body and the amount of amino acids, prov iding theo retic base fo r the
cultiv ation standa rdiza tion o f Agaricus Blazei Murrill .
Key words: Agaricus Blazei Mur rill; medium material; cadmium; co rr ela tion and regulation; accumula tion
姬松茸 ( Agaricus Blazei Murril l)又名巴西蘑
菇 , 属于担子亚门 , 层菌纲 , 伞菌目 , 蘑菇科 , 蘑
菇属 , 是一种珍稀的食 (药 ) 用菌。 1965年在巴西
从事农业研究的日裔巴西人古本隆寿采集送回日本
由岩出亥之助采用组织分离方法得到纯种 , 取名姬
松茸 , 并进行人工驯化栽培 , 1975年日本的室内高
垄栽培法首次获得成功 [1 ]。 1992年福建省农科院植
保所从日本引进菌株 ,研究试种成功 [2 ]。之后科研工
作者对其生物学特性 [3- 5 ]、栽培技术 [6- 9 ]、药效 [10 ]以
及镉污染 [11- 12 ]等方面开展研究 ,试种成功后大面积
栽培。
姬松茸含有丰富的营养物质 , 特别是含有明显
抗肿瘤活性的多糖物质 , 具有很高的营养价值和药
用价值。 但研究还发现姬松茸具有很强的富集重金
属镉的能力 , 严重影响该产业的发展 , 为此而开展
姬松茸镉污染调查、 在细胞内的累积及分布作了相
关研究 [11- 12 ] ,但对培养料中镉污染与子实体中镉含
量的关系研究则未见报道。本研究通过福建省主要
姬松茸栽培区栽培过程中镉污染分析测定 , 提出培
养料镉污染与子实体镉含量的关系 , 总结出姬松茸
镉的累积特性 , 为姬松茸生产全面达到绿色标准提
供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 供试菌株
姬松茸菌株 N 2, A 6为福建省农科院植物保
福建农业学报 21( 3): 240~ 243, 2006
Fujian Journal of A gricultural Sciences
文章编号: 1008- 0384 ( 2006) 03- 0240- 04
护研究所保藏。除了特别标注用 A- 6菌株外 ,试验
均用 N- 2菌株。
1. 2 试验地点和供试培养料配方
试验地点设在姬松茸主产区莆田南门、 莆田沟
下、 仙游凤山和栽培新区邵武下沙。配方 1: 稻草
77% ,干牛粪 15% ,磷酸过钙 1. 9% ,尿素 0. 4% ,碳
酸氢铵 1. 9% , 石灰 1. 9% ,石膏 1. 9% (莆田南门 )。
配方 2: 稻草 70% , 干牛粪 23% , 过磷酸钙 2. 5% ,
碳酸氢铵 2. 5% , 石灰 1% , 石膏 1% (莆田沟下、仙
游凤山、 邵武下沙 )。
1. 3 过磷酸钙、 牛粪配方试验
在仙游凤山以配方 2为对照 ( 1) ,设有粪无过磷
酸钙 ( 2) (用 KH2 PO4代替过磷酸钙 , 其他成分不
变 ) , 无粪无过磷酸钙 ( 3) (用 KH2 PO4代替过磷酸
钙、用碳铵代替牛粪 , 其他成分不变 ) , 研究配方中
过磷酸钙、 牛粪对姬松茸镉、 产量、 氨基酸总量的
影响。
1. 4 栽培方法
堆料采用当地蘑菇栽培的习惯堆制方法 , 堆制
后进入菇棚 (与蘑菇同 ) 再进行二次发酵 , 之后均
匀地平铺在菇床上 , 待料温降至 25℃左右时 (春季
栽培 ) 播种 (麦粒原种 ) , 每平方米用种 2瓶。菌丝
走透即开始覆土 , 栽培管理按当地常规。
1. 5 试验取样
试验前对栽培原料稻草、干牛粪、过磷酸钙、覆
土用土壤、 水质进行取样 ; 在堆料结束、 二次发酵
后、菌丝走透、采菇结束后分别对培养料取样烘干 ;
子实体则根据试验要求对不同菌株、 不同潮次及全
部收获后的干品混匀取样。
1. 6 镉测定方法
子实体、稻草、干牛粪、培养料按 GB /T5009. 15
- 2003食品中镉的测定 ; 过磷酸钙按 HG2636-
2000饲料级磷酸氢钙 ; 水质按 GB7485- 1987水质
铜、 铅、 锌、 镉的测定 ; 土壤按 GB /T17141- 1997
土壤质量铅镉的测定 (石墨炉原子吸收分光光度法
测定 )。
1. 7 氨基酸测定
按 GB- T5009. 124- 2003测定方法的食品中
氨基酸测定。
2 结果与分析
2. 1 姬松茸主要栽培原料镉污染状况
结果表明 (表 1) , 本省各主产区的栽培原料中
镉含量基本可以代表本省姬松茸栽培原料中镉污染
状况 , 其平均镉含量分别为: 稻草 0. 036~ 0. 08
mg· kg- 1 , 平均 0. 062 mg· kg- 1; 干牛粪 0. 20~
0. 50 mg· kg- 1 , 平均 0. 35 mg /kg; 过磷酸钙 0. 50
~ 0. 56 mg· kg- 1 , 平均 0. 52 mg· kg- 1 ; 覆土土壤
0. 03~ 0. 17 mg· kg- 1 , 平均 0. 10 mg· kg- 1 ; 水≤
0. 000 5 mg· kg- 1。除了水质中镉污染差异小外 ,其
他栽培原料中镉污染程度有所不同: 过磷酸钙> 干
牛粪> 土壤> 稻草 , 说明栽培原料中过磷酸钙受镉
污染最为严重 , 水源污染最小。从各主产区同一种
栽培原料 , 其镉污染状况也不尽相同 , 其变异系数
为: 干牛粪> 覆土土壤> 过磷酸钙> 稻草> 水。
表 1 栽培原料中镉污染状况
Table 1 Cadmium pollut ion situation in raw materials of
medium (单位: mg· kg- 1 )
地点 稻草 干牛粪 过磷酸钙 土壤 水
莆田南门 0. 05 0. 20 0. 50 0. 03 ≤ 0. 0005
莆田沟下 0. 08 0. 50 0. 50 0. 17 ≤ 0. 0005
仙游凤山 0. 036 0. 41 0. 56 0. 075 ≤ 0. 0005
邵武下沙 0. 08 0. 30 0. 50 0. 14 ≤ 0. 0005
幅度 0. 036~ 0. 08
0. 20
~ 0. 50
0. 50
~ 0. 56
0. 03
~ 0. 17 ≤ 0. 0005
平均 0. 062 0. 352 0. 515 0. 104 ≤ 0. 0005
变异系数 C. V(% ) 2. 19 13. 05 3. 00 6. 32 0
2. 2 不同配方培养料中镉的分布
根据生产栽培试验配方和主要栽培原料中镉含
量 , 计算出镉在培养料中的分布 , 结果表明 (表 2):
不同配方不同产地的主要原料中的镉含量占培养料
中的镉含量是不同的 , 其中稻草中镉占 18. 9% ~
49. 4% , 干牛粪中占 38. 5% ~ 70. 6% , 过磷酸钙中
占 6. 8%~ 12% , 堆料前培养料中镉含量 0. 078~
0. 183 5 mg kg- 1 , 而子实体中镉含量 7. 7~ 16. 0
mg· kg- 1 ,说明栽培原料经过堆制 ,菌丝吸收转化 ,
子实体中的镉富集现象极为明显。
2. 3 培养料镉污染与子实体中镉含量的相关分析
对堆料前培养料中的镉含量与子实体中的镉含
量进行相关分析 , 结果表明: 堆料前培养料中的镉
含量与子实体中的镉含量呈显著正相关 (r= 0. 974
3* > r 0. 05= 0. 950 0) ,说明堆料前培养料中的镉污染
对子实体中镉含量起决定作用 ,即培养料镉含量低 ,
子实体的镉含量将显著降低。 而覆土土壤中的镉含
量与子实体中的镉含量亦呈正相关 (r= 0. 919 1 <
r0. 05= 0. 950 0) , 虽然相关不显著 , 但相关系数值较
大 , 说明覆土土壤的镉污染对子实体中的镉含量影
响较大 , 在进行绿色栽培时应作为重要因子予以重
视。以各配方培养料中按稻草比例的含镉量 (x 1 )、按
241第 3期 黄建成等: 姬松茸镉累积特性研究 Ⅰ . 培养料镉污染对子实体的效应
干牛粪比例的含镉量 ( x2 )、按过磷酸钙比例的含镉
量 ( x 3 ) 为自变量 , 子实体含镉量 ( y ) 为依变量进
行复回归分析 , 其复回归方程为 y= - 4. 01+
94. 01x 1+ 54. 32x 2+ 679. 46x3 ,当 3个自变量均取平
均水平时 ,x 1 (因增加稻草比例导致培养料中的含镉
量 ) 增加 0. 01 mg· kg- 1时 , 子实体含镉量可提高
0. 94 mg· kg- 1 ; x 2 (因增加干牛粪比例导致培养料
中的含镉量 )增加 0. 01 mg· kg- 1时 ,子实体含镉量
可提高 0. 54 mg· kg- 1; x 3 (因增加过磷酸钙比例导
致培养料中的含镉量 )增加 0. 01 mg· kg- 1时 ,子实
体含镉量可提高 6. 79 mg· kg- 1 ; 由此可见 ,除了培
养料中本身的镉污染外 , 栽培配方对子实体中镉含
量也起重要作用 , 在进行姬松茸绿色栽培时 , 除了
跟踪测定栽培原料中镉含量外 , 配方的选择是实现
姬松茸绿色栽培又一决定因素。
表 2 镉在培养料和子实体中的分布
Table 2 The distribut ion of cadmium in the culture medium and the fruit-bodies
地点
稻草 干牛粪 过磷酸钙
总量
( mg· kg- 1 )
占培养料的
比例 (% )
总量
(m g· kg- 1)
占培养料的
比例 (% )
总量
( mg· kg- 1 )
占培养料的
比例 (% )
堆料前培养料
(mg· kg- 1)
子实体
(mg· kg- 1)
莆田南门 0. 0385 49. 4 0. 0300 38. 5 0. 0095 12 0. 0780 7. 7
莆田沟下 0. 0560 30. 5 0. 1150 62. 7 0. 0125 6. 8 0. 1835 16. 0
仙游凤山 0. 0252 18. 9 0. 0943 70. 6 0. 0140 10. 5 0. 1335 13. 0
邵武下沙 0. 0560 40. 7 0. 0690 50. 2 0. 0125 9. 1 0. 1375 13. 5
2. 4 镉在培养料分解过程中的累积与变迁和在不
同潮次的子实体中的消长
镉在栽培原料堆制过程中其含量逐步上升 , 特
别在二次发酵过程中其累积速度明显加快 , 在姬松
茸播种后至菌丝走透培养料中的镉累积达到高峰 ,
之后 , 随着姬松茸子实体的不断采收 , 其培养料中
镉含量呈明显下降趋势 (图 1)。从培养料分解过程
中镉的累积与变迁的结果显示: 培养料在堆制和二
次发酵过程中 , 促进微生物种群的产生 , 在进行物
质转化的同时 , 镉含量迅速上升 , 是否是微生物或
哪类微生物也参与镉的富集 , 待进一步研究。 而姬
松茸菌丝的生长则进一步加速镉的累积 , 在子实体
生长发育过程中 , 通过菌丝体把养分和镉运送到子
实体中 , 伴随着子实体的收获的潮数 , 培养料中的
镉含量呈下降趋势 ,子实体中的镉含量随之降低 ,不
同菌株呈现相同的趋势 , 但吸收水平有所差异 , 是
否与不同菌株的产量水平、 朵数有关 , 有待进一步
研究 (图 2)。
2. 5 不同配方栽培对子实体产量及品质的效应
为了探讨牛粪、 过磷酸钙对子实体含镉量、 产
量及氨基酸总量的效应 , 试验设计了 3种配方 (表
3) , 结果表明: 有牛粪无过磷酸钙配方 ( 2) 说明:
培养料中加入过磷酸钙对姬松茸子实体中镉含量有
较明显的影响 ,以 KH2 PO4代替过磷酸钙 ,子实体镉
含量降低 23. 0% ,产量下降不明显 , 仅为 1% , 而氨
基酸总量则下降 2. 59%。因此认为 , 在生产栽培过
程中用 KH2 PO4是可行的 ; 而无牛粪无过磷酸钙配
方 ( 3) 镉含量降低 26. 0% , 产量下降达 7. 4% , 而
氨基酸总量则下降 7. 0%。因此初步认为姬松茸生产
栽培中其牛粪起重要的作用。 在绿色栽培时可以通
过配方各原料的检测、 比例的调整来实现低镉 (≤
10 mg· kg- 1 ) , 高产 , 优质的目标。
图 1 培养料在分解过程中镉的消长动态
Fig. 1 The growth and decline of cadmium dur ing the
decomposition of medium materials
表 3 不同配方对子实体产量及氨基酸总量的效应
Table 3 Effect of diff erent formulae on fruit-body yield
and amino acid contents
配方 子实体镉含量
(mg· kg- 1)
产量
( kg· m- 2 )
氨基酸总量
( mg· kg- 1 )
生产配方 ( 1) 13. 0 9. 5 27. 59
有牛粪无过磷酸钙 ( 2) 10. 0 9. 4 25. 80
无牛粪无过磷酸钙 ( 3) 9. 6 8. 8 20. 58
242 福建农业学报 第 21卷
图 2 镉在不同潮次的子实体中消长动态
Fig. 2 The growth and decline of cadmium in the fruit-
body of dif ferent batches
3 小结与讨论
3. 1 福建省姬松茸栽培原料中的镉污染
主要存在于牛粪、 过磷酸钙、 覆土土壤、 稻草
中 , 但各主产区有所差异。 培养料中的镉污染由于
栽培配方而主要由牛粪和稻草所决定 , 培养料中的
镉含量与子实体中镉含量呈显著正相关 , 以各配方
培养料中稻草含镉量 ( x1 )、干牛粪含镉量 ( x 2 )、过
磷酸钙含镉 ( x3 ) 为自变量 , 子实体含镉量 ( y ) 为
依变量进行复回归分析 , 其复回归方程为 y= -
4. 01+ 94. 01x 1+ 54. 32x2+ 679. 46x 3 ,说明 3种培养
料与子实体中的镉含量有着密切的关系。 所以姬松
茸绿色食品栽培时要根据各地栽培原料中镉污染状
况进行配方调整是姬松茸绿色生产的关键措施。
3. 2 镉在培养料在分解过程中的累积与变迁和在
不同潮次的子实体中的消长
镉在栽培原料堆制过程中其含量逐步上升 , 特
别在二次发酵过程中其累积速度明显加快 , 在姬松
茸播种后至菌丝走透镉的累积达到高峰 , 之后 , 随
着姬松茸子实体的不断采收 , 其培养料中镉含量呈
明显下降趋势。 子实体中的镉含量随采收潮数而降
低 , 不同菌株呈现相同的趋势 , 但吸收水平有所差
异。在生产栽培过程中用 KH2 PO4代替过磷酸钙 ,子
实体中镉含量明显下降 , 而产量、 氨基酸总量没有
明显的影响 , 因此认为用 KH2 PO4代替过磷酸钙是
可行的降镉措施 , 而没有牛粪的则对产量、 氨基酸
总量影响甚大。
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(责任编辑: 翁志辉 )
243第 3期 黄建成等: 姬松茸镉累积特性研究 Ⅰ . 培养料镉污染对子实体的效应