利用废弃蘑菇基质(SMS)作为覆土提升细菌活性并改善印度钙伞(Calocybe indica)矿物质含量的研究

【字体: 时间:2025年07月25日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本研究针对夏季蘑菇栽培面临的挑战,探索了废弃蘑菇基质(SMS)替代传统壤土(LS)作为印度钙伞(Calocybe indica)覆土材料的可行性。研究人员通过分析SMS与LS的理化特性、微生物群落(MALDI-TOF鉴定)及矿物质富集效应,发现SMS虽因导电性(EC=4.05 mhos)和碳氮比(C/N=20.3)较高导致产量略低(生物效率71.59% vs LS的78.99%),但其富含芽孢杆菌(Bacillus)、普里斯特菌(Priestia)等耐热菌群,显著提升了子实体的磷(P)含量(140.8 mg/kg vs LS的4.2 mg/kg)及铜锌等微量元素。该研究为可持续农业提供了新型覆土方案,成果发表于《Scientific Reports》。

  

随着全球夏季延长,高温环境对传统蘑菇栽培品种如双孢蘑菇(Agaricus bisporus)和侧耳属(Pleurotus spp.)造成严重冲击。印度钙伞(Calocybe indica)因其耐高温(30-38°C)、长货架期(5-7天)和肉质口感成为热带地区夏季栽培的新选择。然而,其关键栽培环节——覆土(casing)长期依赖不可再生的壤土(LS),而废弃蘑菇基质(SMS)的堆积又引发环境压力。针对这一矛盾,孟加拉国独立大学环境与生命科学学院的研究团队在《Scientific Reports》发表论文,系统比较了SMS与LS对印度钙伞产量和营养品质的影响。

研究采用基质理化分析、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF)菌群鉴定、火焰原子吸收光谱(FAAS)矿物质检测等关键技术。从当地农场采集的SMS(源于锯末栽培的侧耳属)和LS经65°C巴氏消毒后,作为覆土材料用于以稻草为主料的印度钙伞栽培,通过完全随机设计比较其产出差异。

物理和化学性质的覆土材料
数据显示SMS具有更优的持水能力(WHC=43.74% vs LS的30.41%)和孔隙结构(容重0.22 g/cm3),但电导率(EC)显著高于LS(4.05 vs 0.37 mhos),这可能与其高盐环境促进中度嗜盐菌如拟杆菌(Fictibacillus halophilus)的生长有关。

覆土材料的细菌群落


MALDI-TOF鉴定显示SMS以厚壁菌门(Firmicutes,57%)为主,其中普里斯特菌(Priestia megaterium)和溶杆菌(Lysinbacillus fusiformis)占比达34%,这些菌株通过分泌水杨酸(SA)和茉莉酸调控蘑菇耐热性,并促进磷溶解。相比之下,LS中假单胞菌(Pseudomonas)占比更高(29%)。

产量与农艺性状
虽然LS组单菇重量(47.48 g)和生物效率(78.99%)显著更高,但SMS延长了采收周期(50天 vs LS的37.7天)。值得注意的是,两组在菇盖直径(6.4-6.6 cm)、菌柄粗细(2.5-2.7 cm)等形态指标上无显著差异,仅SMS组的菌柄更长(10.2 cm),这可能与基质微生物呼吸产生的CO2浓度较高有关。

矿物质含量与生物富集


SMS栽培的子实体表现出惊人的磷富集能力(140.8 mg/kg),是LS组的33.5倍,这归因于其磷溶解菌的活性。生物富集因子(BCF)分析显示印度钙伞对钾(K)具有超富集特性(BCF=3.97),但对钙(Ca)和铁(Fe)吸收效率极低(BCF<0.01),暗示这两种元素可能存在协同抑制效应。

该研究证实SMS虽暂未超越LS的产量表现,但其通过微生物-矿物质互作显著提升了蘑菇的营养价值。特别是磷含量的突破性提升,为开发功能性食品提供了新思路。未来研究可通过优化SMS与有机物的复配比例,平衡产量与可持续性需求,推动热带地区蘑菇产业的绿色转型。

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