石墨烯在食用菌人工种植中的应用（中）

主讲嘉宾

乔俊，副教授。2011年12月南开大学环境科学专业博士毕业；2011年7月~2012年8月，山西省生态环境研究中心环境化学部任工程师；2012年9月至今，大同大学化学与环境工程学院任教。近年来，主要从事碳纳米材料在环境中的生物效应、污染环境的生物修复等研究工作。截至目前，主持并完成科研项目5项，参与各类科研项目6项，发表学术论文25篇。

4 核心提示 石墨烯促进植物生长的机理及安全性

石墨烯可穿透种子表皮，促进种子水分含量增加和萌发。石墨烯可促进植物根部水通道蛋白基因表达，促进根系生长。石墨烯表面的亲水、疏水基团产生桥联作用促进植物对水分的吸收。石墨烯促进根部细胞内线粒体增多，提高植株ATP能量水平。

石墨烯促进幼苗生长。石墨烯比表面积大，能提高土壤对养分元素的吸持力。可提高根系细胞外电化学势梯度，促进离子进入根系细胞。

人类的日常食品中含有炭纳米颗粒，草木灰中含有大量的石墨烯，检测表明石墨烯属无毒物质。

美国麻省理工大学的邢宝山教授最新研究发现，利用14C标记的石墨烯处理水稻时，部分石墨烯可在水稻体内代谢为CO2由叶片排出，且最终在水稻种子中未检出残留的石墨烯。

5 核心提示 食用菌简介

食用菌是指子实体硕大、可供食用的蕈菌(大型真菌)，通称为蘑菇。中国已知的食用菌有350多种。蕈菌是指能形成大型的子实体或菌核组织的高等真菌类的总称。蕈，字从艹从覃，覃亦声。“覃”意为“幽深”。“艹”与“覃”联合起来表示“生长在原始森林里的菌菇”。本义是深山老林里生长的野菇。蕈菌生长在基质上或地下，其子实体的大小足以让肉眼辨识和徒手采摘。

世界上现存蕈菌大概有140000种，然而迄今已辨识的只有15000种左右（约占估计总量的10%）。蕈菌生产和消费居于世界领先地位的中国，估计有1500～2000种可食蕈菌，已辨识的981种。截至目前，已经驯化92种，60种进行了商业规模的栽培。蕈菌大致分两类：大多数属于担子菌类；极少数属子囊菌类。

常见的食用菌包括侧耳、香菇、木耳、银耳、金针菇、猴头菇、双孢菇、草菇、滑菇、鸡腿菇、白灵菇、杏鲍菇。

珍稀的食用菌包括茶树菇、竹荪、巴西菇、块菌（松露）、榆黄蘑、灰树花。

药用菌包括灵芝、茯苓、猪苓、冬虫夏草、蛹虫草（北虫草）、毒鹅膏菌。

6 核心提示 石墨烯在食用菌种植中的应用之香菇

在香菇菌棒制作过程中加入石墨烯，各组添加石墨烯增效肥的菌棒菌丝基本已经长满菌袋，整体呈白色；而未添加石墨烯增效肥的菌棒，菌丝并未布满整个菌袋。菌棒注水过程中添加石墨烯，石墨烯增效肥原液稀释25倍后辅助施加普通化肥的溶液注入香菇菌棒，可对香菇产量增产16.3%，石墨烯增效肥对香菇增产具有一定的效果。J组石墨烯添加量为原液稀释25倍时，香菇产量比注水的D组增加了2 kg；而I组石墨烯原液稀释25倍并施化肥时，香菇产量比注水的D组增加了4.2kg（大约增产了16.3%）。有趣的是，当注水时添加石墨烯增效肥和普通化肥的混合物后，都比仅注入石墨烯增效肥更能促进香菇产量提高。例如：I比J高；E比A高；F比B高；G比C高。说明石墨烯与化肥共同添加可对化肥起到节肥增效的效果，能使化肥充分发挥效果，促进香菇产量提高。试验中观察到，石墨烯增效肥添加后，部分菌棒生长的香菇菇型较好。

香菇人工栽培多采用袋装菌棒、遮荫棚内立体栽培模式。菌棒出菇第一潮后，可对菌棒补水进行第二潮或第三潮催蕾。2017年初，在西峡县盛煌食品有限公司进行规模为4万袋的香菇菌棒实验。将石墨烯分别在香菇菌棒制作阶段和菌棒注水阶段加入，比较两种石墨烯添加方式对香菇生长的影响。在菌棒制作过程中加入石墨烯，可对香菇菌棒中菌丝生长有明显的促进作用，缩短菌丝布满整个菌袋的时间。接种40天后，添加石墨烯（75~200mg/kg）的菌棒菌丝基本已经长满菌袋，整体呈白色。产量方面，添加石墨烯溶胶的菌棒可使香菇增产18～27%。在菌棒注水过程中添加石墨烯研究表明，石墨烯添加量为0.2g/L时，可使香菇增产13.6%；石墨烯添加量为0.2g/L并配合普通化肥后，可使香菇增产22.7%。研究发现，仅添加普通化肥并不能提高香菇产量，但石墨烯与化肥共同添加则能充分发挥化肥的效果，促进香菇产量明显提高。