Вплив різних субстратів на ріст, урожайність та поживний склад двох грибів гливи (Pleurotus ostreatus та Pleurotus cystidiosus)

Ха Тхі Хоа

1 Департамент тропічного землеробства та міжнародного співробітництва, Національний університет науки і техніки Пінгтунг, Пінгтунг 91201, Тайвань.

Чун-Лі Ван

2 Департамент рослинницької промисловості, Національний університет науки і техніки Пінгтунг, Пінгтунг 91201, Тайвань.

Чонг-Хо Ван

Анотація

Види Pleurotus є багатим джерелом білка, мінеральних речовин (P, Ca, Fe, K та Na) та вітамінів (тіамін, рибофлавін, фолієва кислота та ніацин) [11]. Окрім харчової цінності, було підкреслено їх лікувальну цінність для діабетиків та при терапії раку [12]. Численні види грибів містять широкий спектр метаболітів, таких як протипухлинна, антигенотоксична, антиоксидантна, гіпотензивна, антиагрегуюча, антигіперглікемічна, антимікробна та противірусна дії [13]. Кілька видів гливи дуже важливі в галузі медицини. Pleurotus cystidiosus (PC) є сильним антиоксидантом [14], тоді як Pleurotus ostreatus (PO) також має протипухлинну активність [15].

Великі кількості невикористаних лігноцелюлозних побічних продуктів доступні в тропічних і субтропічних районах. Ці побічні продукти зазвичай залишають гнити в полі або утилізують шляхом спалення [6]. Використання місцево доступних лігноцелюлозних субстратів для вирощування гливи є одним із рішень для перетворення цих неїстівних відходів у прийнятну їстівну біомасу з високими ринковими та поживними цінностями [6]. В даний час в Азії (включаючи Тайвань) основним субстратом, що використовується для промислового вирощування гливи, є SD. Використання великої кількості SD для вирощування грибів спричиняє зменшення лісистих площ, тоді як інформація про потенційне використання інших місцевих ресурсів відсутня [16]. Потенційний дефіцит SD та високий потенціал залишків агровідходів є причинами, через які нам потрібно визначити альтернативи для сталого вирощування гливи. Дослідження було проведено для порівняння впливу різних агровідходів на ріст, урожайність та поживний склад глив PO і PC. Кінцева мета - знайти найкращі формули субстрату для ефективного вирощування гливи PO та PC.

МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ

Грибний матеріал та підготовка до нересту.

Два види гливи PC (штам AG 2041) та PO (штам AG 2042), отримані з Лабораторії фізіології рослин та мікроорганізмів із доданою вартістю (Департамент рослинницької промисловості, Національний університет науки і техніки Pingtung [NPUST], Тайвань), вирощували на картоплі сахарозне агарне середовище (PSA) при 28 ℃ для звичайної субкультури та підтримується на PSA при 4 ℃ максимум 3 місяці. Нерести готували у поліпропіленових пластикових пляшках об’ємом 850 мл, наповнених 600 г акації SD, доповненої 9% рисовими висівками, 1% цукру, 1% карбонату кальцію, 0,03% хлориду амонію, 0,03% сульфату магнію та 0,03% фосфату калію ( у перерахунку на суху вагу) та 60

65% вмісту води, а потім стерилізують при 121 ℃ протягом 5 годин. Після охолодження до кімнатної температури по 10 міцелієвих дисків (діаметр 1 см) кожної гливи були засіяні в кожну пляшку стерилізованого нересту. Нерест інкубували при 28 ℃ до повного заселення субстрату.

Підготовка субстрату та щеплення.

Три лігноцелюлозні субстрати, включаючи цукровий очерет (SB), кукурудзяну качан (CC) та SD (виготовлені з деревини акації), були отримані з округу Пінгтунг, Тайвань. SB і CC сушили, а потім подрібнювали до 0,5

Гранули довжиною 1,5 см і замочують окремо у воді протягом 4 годин. Після зливу надлишкової води з цих матеріалів вони були використані для заміни SD. Для того, щоб визначити придатні субстрати та відповідні співвідношення для вирощування двох глив PO і PC, використовують сім формул субстрату, включаючи SD, CC, SB окремо та в поєднанні 80: 20, 50: 50 співвідношення між SD та CC; SD та SB (на сухій вазі) досліджували. Субстрат 100% SD використовували як контрольну обробку. Після змішування матеріалів із зазначеною пропорцією їх додавали 9% рисових висівок, 1% цукру, 1% карбонату кальцію, 0,03% хлориду амонію, 0,03% сульфату магнію та 0,03% фосфату калію. Вміст води в кінцевій суміші доводили до приблизно 65%. Кожну формулу лігноцелюлозного субстрату після додавання поживної та дистильованої води заповнювали в поліетиленові поліетиленові пакети розміром 10 × 23 см і стерилізували в автоклаві при 121 ℃ протягом 5 годин. Вага кожного мішка становила приблизно 1 кг. Для кожної формули субстрату використовували двадцять чотири мішки для культури. Після охолодження субстратів до кімнатної температури їх інокулювали 2 г нересту на мішок.

Інкубація та збір врожаю.

Інокульовані субстрати зберігали в інкубаційній кімнаті при 28 ℃ та 60 ℃

70% відносної вологості в темних умовах. Після того, як поверхня субстратів була повністю покрита міцелієм, субстрати перенесли в приміщення для посіву, в якому підтримували температуру 24 ℃ і підтримували при відповідній вологості близько 90% або вище. Для всіх формул субстрату з кожного з мішків для культури збирали по три зливи грибного ПК та шість зливів грибного РО, коли згорнуті поля грибних капелюшків починали вирівнюватися. Час від щеплення до першого врожаю та загальний час збирання (від першого до останнього врожаю) спостерігали та реєстрували. При кожному змиві збирали плодові тіла, зважували і вимірювали розмір грибів. Довжину і товщину лопатки, діаметр капелюшка та кількість ефективних плодових тіл на гроно вимірювали під час першого, другого та третього змивів, а також визначали засоби. Наприкінці періоду збору врожаю накопичені дані використовувались для розрахунку загального врожаю та BE. BE - співвідношення маси свіжого плодового тіла (г) на суху масу субстратів (г), виражене у відсотках.

Аналіз субстрату.

Зразки субстрату сушили в сушильній шафі при температурі 40 ℃ до постійної ваги і подрібнювали до порошкоподібних зразків. Вміст загального вуглецю (С) визначали згідно з повідомленням Нельсона та Соммерса [17], а вміст загального азоту (N) проводили на зразку 0,2 г методом Кельдала після 96% розпаду H2SO4 гарячим способом [18]. Потім було розраховано співвідношення C/N кожного субстрату. Електролітну провідність (ЕК) та рН визначали за методами Cavins et al. [19] за допомогою pH-метра (UltraBasic-UB10; Denver Instrument, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США) та вимірювача EC (SC-2300, електропровідник; Suntex Instrument Co. Ltd., Нью-Тайбей, Тайвань); 20 г субстрату змішували з 200 мл води (співвідношення 1: 10) для змочування зразка до насичення, струшували протягом 15 хв і залишали на 60 хв і фільтрували перед проведенням вимірювань. Вміст мінеральних елементів (P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn та Cu) аналізували за допомогою атомно-емісійної спектрофотометрії ICP за допомогою приладу Varian 725-ES (Varian, Санта-Клара, Каліфорнія, США) після вилучення елементів в 0,1 N розчині кислоти HCl. Ці інструменти були виготовлені HORIBA Jobin Yvon (Лонгжумо, Франція).

Аналіз плодового тіла.

Зразки грибів сушили в сушильній шафі при температурі 40 ℃ до постійної маси для розрахунку вмісту вологи, а потім подрібнювали у зразки енергії для іншого аналізу. Зразки аналізували на поживний склад (жир, вуглеводи, клітковина та зола) за допомогою процедур Асоціації офіційних аналітичних хіміків [20]. Вміст білка (N × 6,25) у зразках оцінювали за макро-методом Кельдаля [18]. Жир визначали екстракцією відомої маси порошкоподібного зразка етиловим ефіром за допомогою апарату Сокслета. Вміст золи вимірювали спалюванням при 600 ± 15 ℃. Загальну кількість вуглеводів розраховували різницею. Енергію розраховували за наступним рівнянням: Енергія (ккал/100 г) = 4 × Білок + 4 × Вуглеводи + 9 × Жир. Вміст мінеральних речовин (P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn та Cu) аналізували за допомогою атомно-емісійної спектрофотометрії ICP за допомогою приладу Varian 725-ES після екстракції елементів у кислотному розчині 0,1 N HCl.

Експериментальне проектування та аналіз даних.

Експерименти проводились в лабораторії фізіології рослин та мікроорганізмів із доданою вартістю, Департамент рослинницької промисловості, NPUST на Тайвані протягом сезону осінь-зима 2014 р. (Липень - грудень). Експеримент був організований у рандомізованому повному проекті блоку з трьома повторностями та двадцятьма чотирма мішками для культури. Односторонній дисперсійний аналіз (ANOVA) проводили за допомогою багаторазових тестів Дункана для порівняння середніх значущих відмінностей (p Таблиці 1 та 2). 2). Що стосується загальної кількості С, значення цього параметра було найвищим у формулі основи 100% SB (55%), а найнижчим у 100% CC (39,98%). Формула субстрату 100% SB показала найбільший загальний N (1,20%), тоді як 100% SD (контрольний субстрат), 80% SD + 20% CC, 80% SD + 20% SB показав найнижчий загальний N (0,86%, 0,88%, та 0,95% відповідно). Вміст N поступово збільшувався із зменшенням кількості SD у формулі субстрату (табл. 1). В експерименті співвідношення C/N формул субстрату суттєво варіювалось від 34,57 до 51,71, і найвище значення було отримано в контрольній формулі субстрату. Значення рН субстратів коливались від 6,7 до 6,93, що підходить для вирощування гливи. Найвищі значення рН були отримані із 100% SD, 80% SD + 20% CC, 80% SD + 20% SB (6,93, 6,91 та 6,88 відповідно). Значення ЕС суттєво змінювались серед формул субстрату і становили від 2,88 до 4,20 (мСм/см). Найвище значення ЕС зафіксовано у субстрату, що містить 100% SB (4,20 мСм/см). При збільшенні CC та SB у формулах субстрату співвідношення C/N та значення pH субстратів зменшувались порівняно із субстратом, що містить 100% SD; проте ЕС формул субстрату збільшився.

Таблиця 1

Засоби з однаковим стовпчиком, за яким слідують однакові літери, суттєво не відрізняються при p ≤ 0,05 згідно з тестом багаторазового діапазону Дункана.

SD, тирса; SB, bagasse з цукрової тростини; CC, кукурудзяна качан.

Таблиця 2

Засоби з однаковими стовпцями, за якими слідують однакові літери, суттєво не відрізняються при p ≤ 0,05 згідно з тестом багаторазового діапазону Дункана.

SD, тирса; SB, bagasse з цукрової тростини; CC, кукурудзяна качан.

Основний вміст мінеральних речовин (Ca, Cu, Fe, K, Mg, Mn, P та Zn) у формулах субстратів, які використовувались у цьому дослідженні, значно варіював (табл. 2). Продажі-Кампос та ін. [22] підтвердили у своєму дослідженні, що ці елементи природним чином присутні у всій сировині, яка використовується для підготовки субстрату для вирощування. Формули субстратів, що містять CC або SB за нормами 50% та 100%, були багатими вмістом мінералів порівняно з субстратами, що містять 100% SD (крім Fe, Cu Zn та Mn). Серед формул субстрату 100% SB містила максимальну кількість Са (521,28 мг/100 г). Вміст Ca у субстраті із залученням 100% CC був другим за величиною і не суттєво відрізнявся від вмісту Ca у субстратах, що містять 50% SB та 50% CC. Загалом вміст Cu і Zn у всіх формулах субстратів був низьким. Вміст Fe у формулі субстрату коливався від 53,47 до 65,89 (мг/100 г), а найвище значення було отримано при субстраті 100% CC (65,89 мг/100 г). Субстрат 100% SB та 100% CC також давав найвищі значення К (2673,79 та 2457,49 мг/100 г), Mn (8,02 та 8,31 мг/100 г) та Р (221,90 та 217,42 мг/100 г) відповідно. Зростаюча тенденція вмісту мінеральних речовин спостерігалася, коли SD у формулах субстрату поступово замінювали SB або CC.

Вплив різних формул субстрату на морфологічні параметри.

Було досліджено сім різних типів субстратів, щоб визначити ріст, урожайність, поживний склад двох глив PO і PC. Результати, наведені в таблиці 3, показали, що існували суттєві відмінності в морфологічному показнику як гливи PO, так і ПК, вирощених на семи формулах субстрату. Колонізація грибного PO була завершена між 30.03

40.06 днів після інкубації, тоді як загальний період колонізації ПК гливи варіювався від 48.25 до 55.02 днів. Обидва гливи PO і PC зайняли більше часу (35.08

55,02 днів відповідно) для завершення колонізації в субстратах, що містять 100% CC та 50% CC порівняно з іншими формулами субстрату.

Таблиця 3

Засоби в межах однієї колонки кожної гливи, за якими слідують одні й ті самі літери, суттєво не відрізняються при p ≤ 0,05 згідно з тестом багаторазового діапазону Дункана.

PO, Pleurotus ostreatus; ПК, Pleurotus cystidiosus; SD, тирса; SB, bagasse з цукрової тростини; CC, кукурудзяна качан.

Зростання міцелію в цьому дослідженні був набагато повільнішим, ніж дані Дамарде та ін. [26] той період колонізації гливи тривав три тижні, а плодові тіла з’явилися через 2

3 дні. Тоді як Бугіо [27] виявив, що гливи PO (Jacq. Ex. Fr.) Куммер взяв 43,25

53,00 днів для формування голівки шпильки після щеплення нересту у разі використання пшеничної соломи та листя сорго. Результати цього дослідження узгоджуються з висновками Бугарського та ін. [28], який виявив, що перше плодове тіло відбулося в різні дні залежно від субстратів.

Вплив різних формул субстрату на характеристики плодового тіла.

Була значна різниця в діаметрі шапки обох глив, вирощених за різними формулами субстрату (табл. 3, рис. 2). У випадку глинистого гриба гливи діаметр капелюшка був найбільшим (86,74 мм) у формулі субстрату 100% CC, а найменший діаметр (70,62 мм) був зафіксований на контрольному субстраті 100% SD. У випадку з гливою гливи найвище значення діаметра шапки (106,24 мм) було отримано із субстрату, що містить 100% CC, а найменший діаметр капелюшка спостерігався при формулах субстрату 80% SD + 20% SB та 100% SD (95,04 і 95,68 мм відповідно).

Довжина і товщина стрижня гливи PO і PC гливи суттєво відрізнялися на різних субстратах (табл. 3, рис. 2). У випадку грибного PO довжина палиці варіювалась від 35,28 до 39,21 мм, тоді як товщина палиці варіювалась від 8,52 до 11,06 мм. Довжина дріжджа грибного ПК становила від 46,06 до 57,84 мм, а товщина палички - від 35,08 до 44,02 мм. Значення довжини стержня грибів PO та PC, вирощених на формулі контрольного субстрату, були однаковими або значно вищими, ніж у інших експериментальних субстратів, тоді як значення товщини були однаковими або меншими. З іншого боку, товщина шапки обох глив PO і гливи, вирощених на формулі контрольного субстрату, була нижчою, ніж у інших формул субстрату (дані не наведені). У формулах субстрату з 50% CC, 100% CC та 100% SB, товарна якість грибів PO та PC була покращена за рахунок скорочення довжини грибної палички та збільшення діаметра шапки гриба. Субстрати, що містять 100% CC та 50% CC, також дали хорошу товарну якість гливи за рахунок більшої товщини гриба.

Ефективне плодове тіло - їстівна частина гриба. Середня кількість ефективних плодових тіл на гроно демонструвала значну різницю між різними формулами субстрату (табл. 3, рис. 2). Результат показав, що максимальна кількість плодових тіл грибного РО (10,32 плодових тіл/пучок) була зафіксована при субстраті 100% SD, а потім за іншими формулами субстрату (7,93

8,55 плодових тіл/пучок), тоді як максимальна кількість плодових тіл грибного ПК була отримана з формул субстрату 100% SD, 100% SB, 100% CC, 50% CC + 50% SD, 80% SD + 20% CC (2,32, 2,09, 2,23, 2,27 та 2,12 плодових тіл/грона відповідно). Найменша кількість ефективних плодових тіл ПК гливи спостерігалася у субстрату, що містить 50% SB. Ефективні плодові тіла на гроно не тільки залежали від типів субстрату, але й від видів гливи. Між двома вешенками гриб PO мав вищі ефективні плодові тіла, ніж гриб PC. Мондаль та ін. [29] вказав, що ефективні плодові тіла гливи P. florida становлять від 8,5 до 37,25 плодових тіл/пучок, і це залежить від типів субстратів, що використовуються для вирощування.

Вплив різних формул субстрату на врожайність та BE.

Урожайність є однією з основних цілей грибних культиваторів. Як гливи, так і ПК, вирощені на різних субстратах, продемонстрували значну різницю в термінах врожаю грибів (табл. 4). Грибний ПО мав шість флешів, тоді як грибний ПК мав лише три флеші. Значно найвищий урожай грибів PO та PC був отриманий з першого змиву, а потім другого змиву, і тренд поступово знижувався при наступних змивах. Загальний урожай грибного PO коливався від 232,54 до 270,60 г/мішок. Формули субстрату 100% CC давали найвищий загальний вихід (270,60 г/мішок), а потім формули субстрату, що містять 50% CC та 100% SB (258,82 та 257,70 г/мішок, відповідно). Субстрати, що містять 100% CC, 50% CC та 100% SB, мали більш високі значення врожаю грибного PO майже на всіх промивах, і, отже, їх загальний вихід був вищим, ніж у інших формулах субстрату. У випадку грибного ПК найвищий загальний урожай був отриманий із формул субстрату 100% CC та 100% SB (201,14 та 195,56 г/мішок відповідно), а потім субстрату, що містить 50% CC (191,72 г/мішок). Контрольна формула субстрату (100% SD) давала найнижчий урожай грибів (181,59 г/мішок); однак він суттєво не відрізнявся від отриманого з субстратів, що містять 50% SB, 20% SB і 20% CC.