重金属对平菇菌丝生长、产量和质量的影响*

时间：2024-05-28

杨小红，胡清秀**，韩立荣

（1.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京 100081；2.湖南农业大学园艺园林学院，湖南长沙 410128）

平菇（Pleurotus ostreatus）是侧耳属（Pleurotus）中普遍栽培的糙皮侧耳、凤尾菇和白黄侧耳等食用菌的统称，是世界上栽培量最大的食用菌之一，也是我国发展速度较快、种植面积较广、经济效益较高的食用菌种类[1]。目前，国内外在平菇人工栽培、菌种选育、品种认定、液体发酵、重金属含量分析等方面做了大量的研究[2－4]，并取得了一定的进展。有关重金属对食用菌子实体产量和产品质量安全影响的研究对杏鲍菇[5]、双孢蘑菇[6]、金针菇[7]等已有报道，但关于培养料中重金属元素对平菇生长代谢、产量和食用安全性方面的研究鲜有报道。近几年的资料表明，因培养料受重金属污染而影响食用菌产量和品质的事件时有发生。因此，培养料的优劣直接影响食用菌生产和菇农的利益。为确保食用菌产品的质量，促进食用菌产业的发展，着重研究了培养料中重金属浓度对平菇子实体产量和质量的影响。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 平菇菌株

平菇（Pleurotus ostreatus）农科P1号，来源于中国农科院农业资源与农业区划研究所食用菌研究开发中心实验室。

1.1.2 栽培培养基配方

棉籽壳90%、麦麸9%、石膏粉1%，料水比为1∶1.2。

1.1.3 试剂

氯化汞（HgCl2）、氯化镉（CdCl2·2.5H2O）、三氧化二砷（As2O3）、硝酸铅 [Pb(NO3)2]为国产分析纯试剂，栽培试验用标准溶液按GB/T602－2002《化学试剂－杂质测定用标准溶液的制备》中的方法配制。

1.2 试验方法

采用常规袋栽技术，选用长30 cm、宽15 cm、厚0.04 cm的高密度聚乙烯袋，每袋装料0.5 kg（湿重），在拌料时，先将Hg、Cd、As、Pb栽培试验用标准溶液分别混匀于拌料用水中，再与培养料充分拌匀。每种重金属设10个不同浓度处理（见表1），每个处理重复10次（即10袋）。测试和分析装袋前培养基中4种重金属的含量；按常规方法栽培管理，菌丝生长期间记录菌丝生长状况及速度，出菇期间观察子实体生长过程中的形态变化；第一潮菇全部采收，统计鲜重；测定子实体中重金属的含量。根据测定结果，分析培养基中不同浓度重金属对平菇生长和产品质量的影响。

表1 平菇培养料中4种重金属的处理浓度（湿重）

1.3 试验方法

1.3.1 菌丝生长速度测定

栽培种接种后，待菌丝长过菌包肩部时开始记录，每隔4 d用记号笔在菌丝生长前端画线，直尺直接测定，计算日平均生长速度。

1.3.2 产量测定及生物学效率计算

第一潮菇采收后立即用电子天平称重。计算生物学效率。

1.3.3 重金属元素测定

装袋前收集的培养料和平菇第一潮子实体样品均经微波消解仪消解[8]后，分别按照国家标准：GB/T 5009.12－2003[9]、GB/T 5009.15－2003[10]、GB/T 5009.17－2003[11]和 GB/T 5009.11－2003[12]中的第一法测定 Pb、Cd、Hg和 As含量，并计算吸收富集系数。吸收富集系数（F）公式为：

F=m1/m2

式中：m1为子实体中重金属含量；m2为培养基中相应重金属含量。

1.4 数据分析

试验数据采用SPSS分析软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 培养料中重金属对平菇菌丝生长速度和平菇子实体产量的影响

不同重金属处理对平菇菌丝生长和平菇子实体产量的影响见表2。

由表2可以看出，培养料中添加了4种重金属后，低浓度的Pb、Cd、Hg、As（处理2～处理5）没有抑制菌丝的生长，与对照相比，菌丝生长速度差异均不显著；但在较高浓度处理（处理6～处理10）下，菌丝生长受到明显抑制，生长速度极显著降低，其中，Pb处理降低了13.85%～21.82%，Cd处理降低了13.71%～26.01%，Hg处理降低了7.69%～31.61%，As处理降低了11.05%～28.6%。

培养料中添加重金属后对平菇子实体产量的影响，与对照相比，每种重金属不同。添加Pb的处理2～处理4，其平均产量和生物学效率较对照分别提高了17.30%、27.95%、24.23%，处理5～处理10的平均产量和生物学效率与对照比无显著差异；添加Cd的处理3和处理7，其平均产量和生物学效率较对照分别提高12.45%和12.39%，处理9和处理10显著降低（分别降低14.37%、20.13%），其余处理影响不显著；添加Hg的处理3～处理5，其平均产量和生物学效率较对照分别提高了30.75%、28.29%、19.32%，处理2、处理6～处理8与对照比均无差异，处理9、处理10的平均产量和生物学效率极显著降低（分别降低22.32%、21.53%）；添加 As的处理2～处理 6，子实体产量和生物学效率随As添加浓度的增加而增加，比对照提高了15.92%～51.47%，处理7与对照相比差异不显著，处理8～处理10则较对照明显降低（分别降低33.49%、27.98%、 31.67%）。

由以上结果可以看出，平菇对Pb的耐受性最强，在0.1 mg·kg－1～1.0 mg·kg－1的浓度范围可促进产量的提高，1.5 mg·kg－1～5.0 mg·kg－1的浓度范围对产量无影响；其次是As 和 Hg， As 在 3.0 mg·kg－1～5.0 mg·kg－1， Hg 在 1.0 mg·kg－1～2.0 mg·kg－1的浓度范围使产量明显下降；对Cd的耐受性最弱，在 0.5 mg·kg－1～0.75 mg·kg－1的浓度范围就表现出明显的抑制作用。由此可得平菇菌丝体对4种重金属耐受性的强弱次序为 Pb＞Hg＞As＞Cd。

表2 不同重金属处理对平菇菌丝生长和平菇子实体产量的影响

2.2 不同处理下平菇对重金属的富集规律

不同重金属处理下，平菇子实体中4种重金属的含量见表3。

表3 培养料中不同重金属处理对平菇子实体累积的影响（湿重）

在本试验设置的添加浓度范围内，平菇子实体中4种重金属的含量均是随着培养料中相应重金属的含量的增加而增加，说明培养料中重金属的含量直接影响食用菌产品中的重金属含量。各处理重金属富集系数最大值和平均值绘制柱状图见图1。

图1 平菇子实体对4种重金属富集能力比较

从图1可以看出，平菇对Cd的富集能力最强，富集系数最高值为1.44，平均值为0.82；对铅几乎不富集，富集系数最高值为0.121，平均值仅为0.046，且随着添加浓度增加，富集系数下降；对汞和砷的富集能力居中，其富集系数最高值和平均值分别为 0.376、0.204和 0.695、0.263。由此可得平菇对4种重金属的富集能力强弱顺序依次为 Cd＞As＞Hg＞Pb。

2.3 不同重金属处理下平菇产品质量安全性分析

依据《无公害食品食用菌》[13]（NY/T5095－2006）、《绿色食品食用菌》[14]（NY/T 749－2003）标准中对食用菌鲜品重金属限量的要求，对本菇子实体的安全性进行评价，结果（所有数据单位：mg·kg－1湿重）如下。

在本试验重金属Pb的添加范围（0.091～5.03）内，平菇子实体中Pb的含量最大值为0.175，低于无公害食品标准和绿色食品标准1.0和0.3的限量指标，再次证明平菇对Pb的弱吸收性。

培养料中Cd浓度在0.087～0.20范围内，子实体中Cd含量最高为0.170，2个标准均符合；当培养料中Cd浓度为0.350时，子实体Cd含量为0.270，超出了2标准0.2的限量指标。

Hg在培养料浓度在为0.0161～0.483范围内，子实体Cd含量最高为0.03，2个标准均符合；当培养料中Hg浓度为0.875时，子实体Hg含量为0.06，超出了绿色食品标准0.03的限量指标；当培养料中Hg浓度为1.88时，子实体Hg含量就达到0.560，远远超出无公害食品标准0.1的限量指标。

As在培养料浓度在0.0424～1.023时，子实体As最高含量为0.1652，低于2个标准的限量指标；在浓度1.964时，子实体含量为0.22，超出了绿色食品的限量指标0.2；在培养料浓度3.08时，子实体含量为0.51，接近无公害食品限量指标0.5的要求。

据上述分析，依据《无公害食品食用菌》（NY/T5095－2006）得出，培养料中4种重金属的粗略安全限量值为： Cd＜0.350， Hg＜1.88， As＜4.03。

依据《绿色食品食用菌》（NY/T 749－2003）得出，培养料中4种重金属的粗略安全限量值为：Cd＜0.350，Hg＜0.875， As＜1.964.

3 小结

通过试验发现，培养料中添加重金属后，对平菇菌丝生长速度、子实体产量和质量的影响是一致的。在本实验设置的重金属添加浓度范围内，在较低浓度下，对平菇菌丝生长的影响不显著，可显著提高平菇的产量和生物学效率，子实体中的重金属含量也在相应标准规定的范围内；但较高浓度的重金属则对菌丝的生长产生一定的抑制作用，显著降低子实体的产量和生物学效率，同时严重影响了平菇的食用安全性。所以，无论从生产成本、生产效率考虑还是从产品安全角度考虑，都需要控制食用菌栽培基质中重金属的含量，规定其安全限量值。

研究还发现，4种重金属在子实体中的累积随着培养料中相应重金属含量的增加而增加，这一结论与他人[15，16]的研究结果一致。平菇菌丝体对4种重金属耐受性的强弱次序为Pb＞Hg＞As＞Cd，平菇子实体对4种重金属的富集能力强弱顺序为 Cd＞As＞Hg＞Pb。

根据试验结果，初步获得培养料中4种重金属的粗略的安全限量值：依据 NY/T5095－2006标准，Cd＜0.35 mg·kg－1湿重， Hg＜1.88 mg·kg－1湿重， As＜4.03 mg·kg－1湿重；依据 NY/T 749－2003 标准， Cd＜0.35 mg·kg－1湿重，Hg＜0.88 mg·kg－1湿重， As＜1.96 mg·kg－1湿重。

以上所得只是很粗略的安全限量值，由于平菇对Pb的吸收富集作用很弱，试验设置的添加浓度相对偏低，因而未得到培养料安全限量值，还需进一步试验；或者将培养料和子实体中重金属含量进行一定的统计分析以获得更为准确的安全限量值。

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