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杏鲍菇子实体生长期光调控模型研究

白雪萍+朱学军

摘要：在杏鲍菇子实体生长发育时期开展了不同光条件下的光调控试验，旨在探寻子实体期的不同光条件与子实体形态、单菇质量之间的函数关系。通过相关性分析，发现子实体形态指标中对单菇质量起决定性作用的是菌盖直径和菌柄长度；此外，选择了合适的建模方法建立了杏鲍菇产量模型，并通过对产量模型的分析提出了一种适宜于宁夏南部山区栽培环境的光照强度调控策略。
关键词：杏鲍菇子实体；产量模型；光调控试验；控制策略
： S646.04 文献标志码： A
：1002-1302（2016）11-0194-04
杏鲍菇（Pleurotus eryngii）是一种大型的肉质伞菌，口感独特，含有丰富的植物蛋白，氨基酸、多糖等成分，是一种集食用、药用和食疗于一体的珍稀食用菌品种[1]。光照是食用菌生长发育过程中一个关键的因素，可以影响子实体的形态和品质，不同的光照强度和光周期都会对食用菌的生长发育产生一定的影响作用。在实际生产中，光的调控基本依赖人工经验，严重制约了杏鲍菇的周年化、工厂化栽培[2]。以地方气候差异为背景，针对宁夏彭阳食用菌标准化示范基地栽培环境中光照对子实体的作用机理及生长规律的研究，最终形成光调控模型及调控策略就显得十分必要，对提高珍稀食用菌的品质和产量具有重要的意义，同时也为工厂化周年栽培食用菌提供了技术支撑。
1 光调控试验实施
1.1 光调控试验实现方法
目前，应用较广泛的光调控研究方法有直接观测法、试验指标测定法及生物提取分析法。直接观测法指的是在不同光条件处理下，观测食用菌的菌丝密度、原基面积及数量、子实体颜色等。试验指标测定法即在光处理下测得各指标（菌柄长度、菌柄直径、菌盖直径及厚度、单菇质量）数据。生物提取分析法是在不同的光条件处理下生物量、胞内外多酚含量、胞内外提取物抗氧化性及生物酶活性的分析[3-4]。
1.2 杏鲍菇子实体光调控试验实施
1.2.1 试验材料及培养料组成
试验中所用的杏鲍菇子实体菌种是由宁夏彭阳食用菌标准化栽培示范基地提供，供试杏鲍菇栽培处理基配方：木屑35%、玉米芯35%、麸皮15%、玉米粉5%、米糠10%，处理料含水量65%；主要环境因子：温度为14～16 ℃、相对湿度为75%～90%、CO2浓度为 1 500 ～ 2 500 ppm，各环境因子的检测是通过环境因子无线远程监测系统实现。
1.2.2 不同光照度处理下子实体的培养试验
在菇棚中放置5个试验箱，其中4个试验箱分别设置3、5、7、15的LED灯，光照度分别为80、150、200、300 lx，黑暗组做对照组。光周期设置为8 h/d，定期测定子实体形态（菌柄长度、菌柄直径、菌盖直径）、单菇质量数据，分析得到光照度对子实体生长发育的影响。
1.2.3 不同光周期处理下子实体的培养试验
在菇棚中放置5个试验箱，分别设置光周期为8 h（开1 h关2 h）、12 h（开 1 h 关1 h）、16 h（开2 h关1 h）、24 h（一直开），黑暗做对照组。光照度设置为150 lx，定期测定子实体形态（菌柄长度、菌柄直径、菌盖直径）、单菇质量数据，分析得到光周期对子实体生长发育的影响。
2 试验数据处理分析
本试验基于Matlab数据处理软件强大的数据分析及绘图功能，结合试验测得的子实体形态（菌柄长度、菌柄直径、菌盖直径）、单菇质量数据，绘制不同光照度下子实体生长曲线及子实体生长过程中的残差法奇异数据分析，对比分析光照度对子实体各形态参数、单菇质量间的作用关系[5]。
2.1 不同光照度下子实体形态的奇异数据分析
光照度为500 lx时，对测得的形态、单菇质量数据进行奇异数据分析如图1至图4。同理可得其他各光照度下的各参数奇异数据分析。结果表明，人工测量采集的菌柄长度、菌柄直径、菌盖直径、单菇质量数据均在置信区间以内，无奇异数据，可靠性较高，可以用于各形态参数的生长分析。
2.2 不同光照度与子实体形态数据曲线拟合分析
采用LED光质，设置4种不同光照度处理等数量的子实体，运用Matlab数据处理软件对不同光照度和子实体形态（菌柄长度、菌柄直径、菌盖直径）、单菇质量数据进行曲线拟合[6]分析（图5、图6）。同理可在不同光周期下进行奇异数据及曲线拟合分析，结果表明人工测量采集的菌柄长度、菌柄直径、菌盖直径、子实体重量数据均在置信区间以内，无奇异数据，可靠性较高，可以用于各形态参数的生长分析，并且子实体生长过程中光周期对各形态及单菇质量均具有显著的影响。
3 光调控模型的建立
3.1 子实体各形态指标与单菇质量的相关性分析
各形态指标与单菇质量的相关系数在0.869～0.914之间，各形态指标之间相关性都达到了极显著水平（表1）。单菇质量（Y）与几个形态指标相关程度依次为菌盖直径（X1）>菌柄长度（X3）>菌柄直径（X2）。
3.2 子实体产量模型的构建
上述分析表明光照度、光周期对杏鲍菇的形态及单菇质量均有显著影响，并且通过相关性分析发现单菇质量与菌盖直径和菌柄长度的关系最为密切。考虑到光照度及光周期对子实体形态和产量的影响，可以运用多元线性回归方程来建立杏鲍菇在不同光照度和光周期下的产量模型P（Q，H）[7-11]。
5 结论
在杏鲍菇子实体生长发育过程中，本研究对不同光照度和光周期下子实体的菌柄长度、菌柄直径、菌盖直径、子实体单菇质量等数据进行了残差法奇异数据、曲线拟合的分析，并进行了子实体各形态指与单菇质量的相关性分析、光照度PID控制器进行仿真分析。在此基础上，构建了子实体光调控产量模型，提出了適宜于宁夏彭阳食用菌标准化生产示范基地的光调控策略。研究结果表明，光照度和光周期对杏鲍菇子实体的生长发育均具有重要的影响，设计的光照度控制器响应快、稳定性较高，建立的光调控产量模型对实际生产具有预测及指导意义。因此，该研究将为杏鲍菇工厂化生产提供理论指导及技术支撑，对食用菌经济效益的发展具有促进作用。
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