李 忠,林 新,李欽艷,鐘瑩瑩,梁文慶,宋 斌
(1.梅州市農(nóng)林科學(xué)院,廣東 梅州 514071;2.梅州市農(nóng)林科學(xué)院微生物研究所,廣東 梅州 514071;3.梅州市華康生物有限公司,廣東 梅州 514071;4.廣東省微生物研究所,廣東 廣州 510070)
靈芝(Ganoderma lingzhi),在分類學(xué)上隸屬于真菌界(Fungi)擔(dān)子菌門(Basidiomycota)傘菌綱(Agaricomycetes)多孔菌目 (Polyporales)靈芝科(Ganodermataceae)靈芝屬 (Ganoderma)[1],在我國(guó)的使用至今已有6 800多年[2],被稱為神草、瑞草等。2019年11月25日被國(guó)家衛(wèi)生健康委和國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)管總局正式認(rèn)可靈芝既是食品又是中藥材[3]。科學(xué)研究表明,靈芝活性成分復(fù)雜,有多糖、三萜類化合物、核苷酸、生物堿、甾醇等[4-6],具有增強(qiáng)免疫力、抗腫瘤、保護(hù)肝臟、抗衰老、鎮(zhèn)靜等多種功效[5-6],臨床可應(yīng)用于預(yù)防和治療免疫性疾病,如高血壓、腫瘤、失眠、糖尿病、關(guān)節(jié)炎、哮喘、厭食等[4,6-7]。
針對(duì)新冠肺炎疫情,廣東省中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會(huì)提出薄蓋靈芝為確診輕型新冠肺炎病例中醫(yī)藥辨證施治的重要方藥之一[8],林志彬[7]提出靈芝可作為抗冠狀病毒的候選藥進(jìn)行研究。據(jù)中國(guó)食用菌協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),2019年度靈芝產(chǎn)量為5.2萬(wàn)噸,同比增加10.61%[9],靈芝產(chǎn)品的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)銷售平穩(wěn)增長(zhǎng),其開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景也越來(lái)越廣闊。
作為短平快的特色優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)室內(nèi)靈芝栽培,在縣域經(jīng)濟(jì)調(diào)整、梅州精準(zhǔn)扶貧[10]和鄉(xiāng)村振興中起著重要作用。2020年初對(duì)梅州未對(duì)接農(nóng)村科技特派員的238個(gè)精準(zhǔn)扶貧省定貧困村調(diào)查統(tǒng)計(jì),共有36個(gè)村開(kāi)展靈芝栽培作為脫貧致富產(chǎn)業(yè),占調(diào)查村的15%。
針對(duì)梅州精準(zhǔn)扶貧過(guò)程中存在的靈芝生產(chǎn)菌種、不同栽培處理和收粉季節(jié)選擇對(duì)孢子粉產(chǎn)量的影響進(jìn)行比較,統(tǒng)計(jì)分析不同處理靈芝的生產(chǎn)優(yōu)勢(shì),探討栽培季節(jié)選擇與靈芝孢子粉產(chǎn)量的關(guān)系,以期為靈芝的產(chǎn)業(yè)振興和健康發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。
梅州本地種:梅州市農(nóng)林科學(xué)院微生物研究所分離的本地靈芝菌種(編號(hào):MW-ML01.9908)。經(jīng)過(guò)栽培馴化,菌絲體繼代培養(yǎng),每隔3個(gè)月轉(zhuǎn)管1次,4℃~6℃冰箱保藏。生物學(xué)特性為菌絲濃密、雪白,子實(shí)體紅褐色,菌蓋厚實(shí)且呈腎形,孢子粉產(chǎn)量多。
三明京大種:福建省三明真菌研究所購(gòu)買引進(jìn),經(jīng)過(guò)馴化試驗(yàn)穩(wěn)定并已用于企業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)的菌種(編號(hào):MW-SMJD.1012)。菌絲體繼代培養(yǎng),每隔3個(gè)月轉(zhuǎn)管1次,4℃~6℃冰箱保藏。生物學(xué)特性為菌絲濃密、雪白,子實(shí)體紅褐色,菌蓋呈腎形,菌柄短,孢子粉產(chǎn)量多。
母種培養(yǎng)基(PDA培養(yǎng)基):馬鈴薯汁20%、葡萄糖2%、瓊脂2%,加水至1 000 mL。PDA培養(yǎng)基制作方法為取去皮馬鈴薯200 g,切碎成丁,加水1 000 mL煮沸20 min,紗布過(guò)濾,再加20 g瓊脂和20 g葡萄糖,充分溶解后補(bǔ)足水至1 000mL,分裝入21mm×200mm試管中,每試管約10 mL,121℃滅菌30min后取出,試管擺斜面至冷卻,在超凈工作臺(tái)內(nèi)定量接入平板尖端菌絲,室溫培養(yǎng)。
原種培養(yǎng)基:麥粒(玉米粒)99%、石膏1%。麥粒(玉米粒)配方制作方法為麥粒(玉米粒)除雜、除壞,清水浸泡24 h,撈起后沸水煮20 min~30 min,顆粒無(wú)白心時(shí)即可撈起,晾干至表面無(wú)水,加入石膏拌勻(實(shí)際生產(chǎn)中可加適量木屑),混合裝袋(瓶),每袋(瓶)高12 cm為宜,121℃滅菌 90 min,冷卻后在超凈工作臺(tái)內(nèi)定量接入平板尖端菌絲,室溫培養(yǎng)[11]。
栽培料配方:木屑88%、麥麩6%、玉米粉5%、石膏0.75%、滑石粉0.25%。在實(shí)際工廠化生產(chǎn)栽培靈芝過(guò)程中,保證靈芝質(zhì)量和產(chǎn)量的同時(shí),原材料要來(lái)源方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠,成本要可控,制作工藝要簡(jiǎn)易方便、可批量生產(chǎn)。其栽培方法為按栽培料配方準(zhǔn)備各培養(yǎng)料,提前0.5 d預(yù)濕木屑,按料水比1∶1.5加水拌勻,裝袋,每袋折合干料分別為260 g、340 g,100℃常壓滅菌15 h,自然冷卻后在接種室內(nèi)定量接入菌種,室溫培養(yǎng)。待菌絲定植八成左右后,按量運(yùn)送至舊寨村有機(jī)靈芝種植基地開(kāi)展室內(nèi)靈芝代料栽培[12-13]。3月中旬開(kāi)始分批次開(kāi)袋出菇,待芝蓋白色生長(zhǎng)圈基本消失呈鮮紅褐色時(shí)移入規(guī)格為200 cm×100 cm×195 cm的收粉架中,棉布密封,保證濕度,定期通風(fēng),上架40 d后依次采收孢子粉和子實(shí)體。
選用靈芝常用的3種處理方式,2019年在同一栽培場(chǎng)所進(jìn)行室內(nèi)靈芝代料栽培比較試驗(yàn)。
試驗(yàn)場(chǎng)地選擇在梅州市大埔縣三河鎮(zhèn)舊寨村(精準(zhǔn)扶貧省定貧困村)有機(jī)靈芝栽培基地,該基地占地面積有15 000m2,最大可栽培赤靈芝菌包10萬(wàn)袋。不同處理的栽培規(guī)格及數(shù)量見(jiàn)表1。
表1 不同處理Tab.1 Different treatments
1.4.1 菌種母種、原種和菌包的主要農(nóng)藝性狀觀察與記錄
觀察并記錄靈芝母種、原種菌絲長(zhǎng)滿時(shí)間,觀察菌絲的長(zhǎng)勢(shì)、濃密度、顏色、氣生菌絲量、邊緣整齊度等主要農(nóng)藝性狀的實(shí)際情況。
1.4.2 不同模式下靈芝農(nóng)藝性狀觀察及相關(guān)參數(shù)統(tǒng)計(jì)
測(cè)量栽培袋物理性狀,觀察栽培袋定植時(shí)間,測(cè)量并記錄菌絲生長(zhǎng)速度、滿袋時(shí)間及菌絲的長(zhǎng)勢(shì)、整齊度等情況。觀察開(kāi)袋后原基形成時(shí)間、上架成熟時(shí)間、采收時(shí)間。
觀察子實(shí)體生物學(xué)性狀,包括菌蓋顏色、菌蓋面積、菌柄長(zhǎng)度,并記錄靈芝(孢子粉)產(chǎn)量,計(jì)算污染率、生物學(xué)效率、經(jīng)濟(jì)效益等數(shù)據(jù)。
觀測(cè)栽培場(chǎng)所溫度、濕度,記錄日常工作情況,包括出芝管理、上架管理、采收情況等,形成有機(jī)靈芝栽培基地工作記錄。
所有數(shù)據(jù)應(yīng)用Excel進(jìn)行處理和分析,差異顯著性采用LSD法進(jìn)行分析。
試驗(yàn)參照生產(chǎn)栽培企業(yè)實(shí)際情況,選擇在室溫下觀察2個(gè)靈芝菌株的母種和原種的生長(zhǎng)情況,詳見(jiàn)表2、表3。
表2 靈芝菌種在母種培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)狀況Tab.2 Mycelial growth of Ganoderma lingzhi strains on stock culturemedia
表3 靈芝菌種在原種培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)狀況Tab.3 Mycelial growth of Ganoderma lingzhi strains onmother spawnmedia
由表2、表3可以看出,梅州常用的2個(gè)靈芝菌種在母種、原種培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)狀況差異不大。雖然在菌絲生長(zhǎng)速度方面三明京大種有一定的優(yōu)勢(shì),但總體上2個(gè)菌種均生長(zhǎng)旺盛,菌絲長(zhǎng)勢(shì)良好、濃密、潔白、邊緣整齊。對(duì)于氣生菌絲而言,梅州本地種菌株在原種培養(yǎng)基上的數(shù)量多于母種培養(yǎng)基,而三明京大種母種培養(yǎng)基上的數(shù)量反而多于原種培養(yǎng)基上的數(shù)量。
3種處理的靈芝栽培袋菌絲滿袋情況見(jiàn)圖1。
圖1 長(zhǎng)滿菌絲的靈芝菌包Fig.1 The Ganoderma lingzhi bag overgrown withmyclium
如圖1所示,目前梅州靈芝(栽培袋)菌包生產(chǎn)企業(yè)大部分是訂單式生產(chǎn),除自留栽培外,大部分菌包待菌絲長(zhǎng)滿后,銷售到各栽培基地(或村示范基地等)后進(jìn)行開(kāi)袋出菇栽培。按實(shí)際情況,栽培袋菌絲生長(zhǎng)情況在梅州市微生物研究所中車栽培示范基地觀測(cè),開(kāi)袋出菇及后期對(duì)比試驗(yàn)則在舊寨村栽培基地觀測(cè)。
3種處理靈芝菌絲的生長(zhǎng)情況見(jiàn)表4。
表4 不同處理栽培袋中菌絲生長(zhǎng)情況Tab.4 Mycelial growth situation of cultivation bags in different treatments
由表4可知,不同處理靈芝菌包的定植能力都較強(qiáng),菌絲長(zhǎng)勢(shì)濃密、潔白、整齊。菌絲生長(zhǎng)速度有差異,但差異不顯著。
3種處理靈芝菌包的物理性狀及靈芝菌株生長(zhǎng)狀況見(jiàn)表5和圖2。
表5 不同處理栽培袋的物理性狀和生長(zhǎng)狀況參數(shù)Tab.5 Physical properties and growth parameters of cultivation bags in different treatments
圖2 不同處理靈芝在各階段所需要的時(shí)間Fig.2 Time required of Ganoderma lingzhi ateach stage in different treatments
由表5和圖2可知,從污染率來(lái)看,處理3污染率較高,達(dá)3.405%,但都在塑料袋制種正常污染率10%的范圍內(nèi)[14]。另外,由于菌包的規(guī)格差異較大,因此各處理物理性質(zhì)和滿袋天數(shù)差異較大,但不影響后期開(kāi)袋至子實(shí)體成熟各階段的所需時(shí)間,均在 (36.5±1)d。
3種處理靈芝子實(shí)體的農(nóng)藝性狀及相關(guān)參數(shù)分析見(jiàn)表6。
表6 不同處理子實(shí)體主要農(nóng)藝性狀及其統(tǒng)計(jì)參數(shù)Tab.6 Fruitbodymorphology characters and its statistical parameters in different treatments
從表6可知,不同處理靈芝子實(shí)體形態(tài)外觀均為紅褐色、叢生(分支數(shù)1個(gè)~2個(gè)),腎形,菌柄較短,菌蓋邊緣規(guī)整,出芝總體較整齊。但靈芝子實(shí)體外觀大小有差異,處理1的菌蓋最小,但菌蓋最厚,菌柄較長(zhǎng),且子實(shí)體大小不一,處理2和處理3的菌蓋較大。處理2和處理3對(duì)比也有差異,處理2菌蓋較厚,而處理3出芝整齊度最好、大小均勻,菌蓋面積最大但相較而言稍薄,菌柄也最短。靈芝子實(shí)體形態(tài)特征總體良好度為:處理3>處理2>處理1。
對(duì)舊寨村栽培基地菌包實(shí)際上架數(shù)和靈芝產(chǎn)品的實(shí)際產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,3種處理靈芝的產(chǎn)量見(jiàn)表7。
由表7可知,無(wú)論是子實(shí)體還是孢子粉,顯然處理2都具有較明顯的優(yōu)勢(shì),其干品產(chǎn)量分別為23.59 g、9.48 g;處理3產(chǎn)量相比于處理2稍少,但其差異不明顯;處理1的產(chǎn)量雖明顯低于處理2和處理3,但生物學(xué)效率最高,為21.21%。
表7 不同處理靈芝的產(chǎn)量Tab.7 The yield of Ganoderma lingzhi in different treatments
在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,每個(gè)彈粉架可容納的菌包數(shù)和菌包規(guī)格導(dǎo)致不同處理生產(chǎn)下成本略有差異,但根據(jù)舊寨村生產(chǎn)實(shí)踐,每個(gè)彈粉架的人工成本相差不多。不同處理的靈芝經(jīng)濟(jì)效益詳見(jiàn)表8。
表8 不同處理靈芝的經(jīng)濟(jì)效益Tab.8 Economic benefits of Ganoderma lingzhi in different treatments
由表8可知,對(duì)各處理進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析可知,處理2的凈利潤(rùn)最高,分別為3.48元/袋、1 393.85元/架;按每架成本相同計(jì)算,處理2、處理3相比于處理1可分別增收11.62%、8.87%。
靈芝孢子是靈芝生長(zhǎng)成熟期從菌蓋的菌管中彈射出來(lái)的細(xì)小孢子,是靈芝的生殖細(xì)胞,具有靈芝的全部遺傳活性物質(zhì)[15],凝聚了靈芝的全部精華[16-17],靈芝孢子粉集中了靈芝的最有效成分[18]。梅州在實(shí)際生產(chǎn)栽培過(guò)程中主要收集第一潮孢子粉,其占整個(gè)靈芝產(chǎn)業(yè)效益的80%~90%[19],此后采收子實(shí)體僅作為副產(chǎn)品。根據(jù)梅州氣候條件,靈芝孢子粉收粉季節(jié)主要集中在6月至7月初(總共約50 d)。按旬進(jìn)行靈芝孢子粉產(chǎn)量統(tǒng)計(jì),并通過(guò)Excel二次函數(shù)曲線建立靈芝孢子粉產(chǎn)量變化幅度趨勢(shì)圖,見(jiàn)表9和圖3。
表9 不同處理和季節(jié)靈芝孢子粉產(chǎn)量Tab.9 The yield of Ganoderma lingzhi spore in different treatments and seasons
圖3 靈芝孢子粉產(chǎn)量變化趨勢(shì)圖Fig.3 Trends chart on the yield of Ganoderma lingzhi spore in different seasons
由表9和圖3可知,各處理中6月中旬前后(約20 d)的孢子粉產(chǎn)量達(dá)到峰值,是收集孢子粉的最好季節(jié)。根據(jù)表9構(gòu)建靈芝孢子粉產(chǎn)量變化幅度趨勢(shì)圖,其中處理1孢子粉袋均產(chǎn)量(Y1,g)二次函數(shù)公式為:
處理2孢子粉袋均產(chǎn)量(Y2,g)二次函數(shù)公式為:
處理3孢子粉袋均產(chǎn)量(Y3,g)二次函數(shù)公式為:
根據(jù)趨勢(shì)圖多項(xiàng)式計(jì)算,處理1和處理2在6月上中旬的產(chǎn)量達(dá)到峰值,分別為11.4 g和13.2 g,而處理3的峰值在6月中下旬,為11.5 g。
孢子粉產(chǎn)量變化趨勢(shì)圖結(jié)合栽培溫度變化進(jìn)行分析,栽培基地的室內(nèi)溫度變化情況詳見(jiàn)圖4。
圖4 2019年靈芝栽培基地室內(nèi)溫度變化情況Fig.4 Indoor temperature changes of cultivation site of Ganoderma lingzhi in 2019
由圖4可知,4月底至6月栽培基地溫度穩(wěn)定在22℃~30℃,這也是靈芝出芝管理(含孢子粉收集期)的適合溫度范圍[20]。
通過(guò)對(duì)處理2和處理3的試驗(yàn)比較可以看出,在其他條件相同的情況下,2個(gè)菌株的母種、原種和栽培種的菌絲生長(zhǎng)差異均不明顯,但靈芝生長(zhǎng)各階段所需要的時(shí)間和子實(shí)體的主要農(nóng)藝性狀均有一定的差異;此外,在前期的拮抗試驗(yàn)中,兩者無(wú)明顯拮抗現(xiàn)象和菌絲倒退現(xiàn)象[21]。據(jù)此初步判斷這兩個(gè)菌株親緣關(guān)系較近,是否為異名同種菌株,需要做DNA指紋圖譜、同工酶圖譜等鑒別技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證。
通過(guò)對(duì)處理1和處理2的對(duì)比試驗(yàn)可以看出,同一品種在不同規(guī)格的栽培袋中,其母種、原種、栽培種的菌絲主要農(nóng)藝性狀無(wú)顯著差異,且其生長(zhǎng)各階段所需要的時(shí)間也基本一致,但其產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益差異明顯;同時(shí)其生物學(xué)效率也存在較大差異,特別是從處理1和處理2的孢子粉產(chǎn)量變化幅度趨勢(shì)圖(呈近平行線),可推測(cè)這與兩者培養(yǎng)料的體積和重量存在直接關(guān)系,但培養(yǎng)料的體積和重量越大是否其經(jīng)濟(jì)效益也會(huì)隨之增大,則需要進(jìn)一步通過(guò)相關(guān)試驗(yàn)論證。
通過(guò)舊寨栽培基地室內(nèi)溫度觀測(cè)和靈芝產(chǎn)量多項(xiàng)式趨勢(shì)分析推測(cè),梅州地區(qū)尤其是大埔縣6月中旬采收孢子粉能獲得更高的產(chǎn)量和收益。再按靈芝開(kāi)袋到子實(shí)體成熟約40 d、靈芝上架收集孢子時(shí)間40 d推算,則在季節(jié)選擇上梅州代料靈芝栽培技術(shù)選擇3月下旬菌包開(kāi)袋、5月上旬靈芝上架收集孢子粉可以獲得更高的產(chǎn)量和收益。需要特別注意的是每年3月下旬至4月中旬廣東會(huì)出現(xiàn)不同程度的倒春寒天氣,極易將開(kāi)袋后新出菇蕾凍死,切記應(yīng)在倒春寒期間給靈芝菌包做好保溫措施,否則會(huì)影響靈芝菌包產(chǎn)量和收益。
通過(guò)對(duì)梅州靈芝栽培常用3種處理的綜合分析可知,處理2的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益最高,具有豐產(chǎn)性和高產(chǎn)值等優(yōu)勢(shì),適合在梅州示范推廣應(yīng)用;處理3受高溫影響小,具有耐高溫的特點(diǎn),在日均氣溫高于30℃但低于33℃的情況下,仍具有較高的穩(wěn)產(chǎn)性,若考慮延長(zhǎng)采收期至7月份的栽培戶可選用處理3進(jìn)行栽培;處理1則在生物學(xué)效率方面具有優(yōu)勢(shì),可充分利用原材料。