基质配比与氮钙调控对平菇产量及抗氧化活性的协同优化机制研究

本研究针对农业废弃物资源化利用和食用菌高效生产需求，系统评估了棉籽壳、杂草等不同基质配比及尿素/碳酸钙(CaCO3)添加对Pleurotus sajor-caju M2345和P. ostreatus M2191产量与抗氧化活性的影响。发现25%柳叶菜+75%棉籽壳基质在旱季可实现870.31g高产（生物效率145.1%），4%石灰与1%尿素为最佳补充方案，DPPH自由基清除率最高达81%，为可持续食用菌栽培提供了经济环保的新策略。

　　

【研究背景】
在全球粮食安全与营养健康双重挑战下，食用菌因其高蛋白、低脂肪和丰富的生物活性物质成为食品与医药领域的研究热点。平菇（Pleurotus spp.）作为栽培最广泛的食用菌之一，其生长效率与功能成分受基质成分的显著影响。然而，当前栽培实践中存在三大痛点：一是传统秸秆基质木质素含量高导致转化效率低下；二是氮源补充不当易引发污染；三是水生杂草等新型基质潜力尚未充分挖掘。埃塞俄比亚每年产生大量农田杂草和水生植物（如水葫芦Eichhornia crassipes），这些废弃物既可能传播病原体，又蕴含丰富的纤维素资源。如何通过基质工程和营养调控实现"变废为宝"，同时提升平菇的产量与功能品质，成为亟待解决的科学问题。

【研究方法】
Debre Berhan大学的研究团队选取P. sajor-caju M2345和P. ostreatus M2191两个菌株，设计13种基质配方（含棉籽壳、杂草、柳叶菜Epilobium hirsutum等），采用双季节栽培模式（雨季与旱季）。通过测定菌丝定殖时间、原基形成周期等生长参数，结合生物效率（Biological efficiency, BE）和DPPH自由基清除率评估，系统分析不同基质配比的影响。针对高产基质进一步开展尿素（0-3%）和碳酸钙（0-6%）梯度实验，采用甲醇提取-离心法测定抗氧化活性。数据通过单因素方差分析（ANOVA）处理。

【研究结果】

3.1 菌丝生长特性
PDA培养基上菌丝10天完成定殖，白色棉絮状菌丝体在含柳叶菜的基质中扩展最快（旱季14天）。100%棉籽壳（T1）和含25%水葫芦的基质（T13）同样表现出色，而100%杂草（T2）定殖需20天。

3.3.5 产量与生物效率
旱季栽培中，25%柳叶菜+75%棉籽壳（T10）使P. sajor-caju获得创纪录的870.31g产量（BE 145.1%），较雨季提高41%。P. ostreatus在同等基质下产量达641.87g（BE 107%），而75%杂草+25%棉籽壳（T5）表现最差（BE仅12.01%）。

3.4 石灰调控效应
4% CaCO₃使P. sajor-caju在T6（50%杂草+50%棉籽壳）和T8（75%柳叶菜+25%棉籽壳）产量最大化，但P. ostreatus在T6中2%石灰即达峰值。过量石灰（6%）导致产量下降15-20%。

3.5 尿素补充影响
1%尿素使两菌种产量提升18-22%，但3%尿素完全抑制P. ostreatus生长（污染率100%），P. sajor-caju产量骤降47%。

3.6 抗氧化活性
100%棉籽壳栽培的P. sajor-caju显示最高DPPH清除率（81%），而P. ostreatus在50%柳叶菜基质（T9）中活性最强。石灰添加使杂草基质抗氧化活性降低，但提升柳叶菜基质活性达35%。

【研究意义】
该研究首次揭示水生植物柳叶菜作为平菇栽培基质的突出优势：其低木质素特性（4.5-12.3%）显著提升菌丝定殖效率，与棉籽壳以25:75配比组合时，生物效率突破145%，较传统杂草基质提高10倍。提出的"1%尿素+4%石灰"补充方案，既规避了高氮污染风险，又通过pH调节和钙离子供应激活木质纤维素酶系。从应用角度看，研究为非洲地区农田杂草和水生植物资源化提供了可行路径，同时开发的旱季高产模式（较雨季增产30%）对气候适应性栽培具有指导价值。发表于《Kuwait Journal of Science》的这项成果，为全球可持续食用菌生产提供了兼具经济效益与生态价值的解决方案。