吴 琪 邢 鹏,2 刘顺才 郑雪平 夏志兰*
姬松茸人工栽培的历史、现状与发展前景
吴 琪1邢 鹏1,2刘顺才1郑雪平3夏志兰1*
(1. 湖南农业大学园艺园林学院,湖南长沙 410128;2. 长沙斌辉农业科技开发有限公司,湖南长沙 410128;3. 苏州润正生物科技有限公司,江苏昆山 215321)
简要介绍姬松茸的生物学特性、人工栽培历史及高产栽培技术。根据文献,综述其栽培技术发展进程和主要内容,资源利用和精深加工等方面的研究现状和主要成果,并从培养料、发酵技术与产品质量、菌株选育,以及生产经营模式等4个方面展望我国姬松茸的发展前景。
姬松茸;高产栽培;资源利用;发展前景
姬松茸(Murrill)隶属于真菌门、担子菌亚门、伞菌纲、伞菌目、伞菌科、蘑菇属。原产于美国、巴西和秘鲁等国家,是一种珍稀的食、药兼用菇类[1]。其子实体盖嫩柄脆,味纯清香,口感鲜美,具杏仁香味,高蛋白、高碳水化合物、高矿物质及低脂肪,营养保健价值高[2]。研究表明,姬松茸中的多糖、类固醇及外源凝集素等生物活性物质,具有抗癌、抗菌、降血脂、提高免疫力等功效[3],是“晚期癌症患者的救星”[4],引起了美食行业、保健品行业和医药界的极大兴趣。
姬松茸是一种适于夏秋季节生长的好气性草腐菌,属中高温型真菌。菌丝生长阶段的最适生长温度为22~23 ℃,适宜含水量为60%左右、酸碱度6.0~7.0。在此培养条件下培养,菌丝浓密、生长势强;在室温16~26 ℃均能出菇,25 ℃以上子实体生长快;在空气相对湿度85%~95%时,子实体经济性状好、产量高[5]。
特别需要指出的是,姬松茸的菌种稳定性差,种性易退化,经冷藏保存后的菌种转接时菌丝难以生长。一般情况下,姬松茸菌种需在10 ℃以上的条件下保存[6]。
有研究表明,姬松茸能够降解棉籽壳、玉米芯和农作物秸秆等培养基中木质纤维素复合体中的全部组分作为其生长发育所需的碳源[7];氮源以禽畜粪便、菜籽饼、麸皮和米糠为主[8]。
姬松茸又称巴西蘑菇,它是由日裔巴西人古本隆寿于1965年夏天在巴西圣保罗发现并分离得到的菌株,其被赠送给日本三重大学农学部的岩出亥之助教授。此后两人分别在巴西和日本两国进行了园地栽培(古本氏)和室内栽培(岩出)的研究。1972年古本隆寿首先获得人工栽培试验成功;与此同时,岩出亥之助教授在室内进行高垄栽培法研究,经过几年试验性栽培,于1975年也获得了成功,确立了现在的室内栽培法[9]。据报道,早在20世纪90年代初期巴西就已经开展了姬松茸的商业化栽培,其产品主要以鲜销、出口为主;如今,日本,中国大陆、台湾,以及韩国等地均陆续实现了姬松茸的工厂化生产[10]。
我国的姬松茸人工栽培始于1991年,鲜明耀赴日本考察并带回了姬松茸菌株,于当年开展栽培试验,摸索出了一套适合我国气候条件的栽培技术[11, 12]。1992年福建省农业科学院引进了姬松茸菌种栽培,获得成功,并对其生物学特性、栽培工艺等开展了较多的研究[13]。江枝和等明确以42%稻草、27%棉籽壳、23%牛粪、7%麦麸为培养料栽培姬松茸生物学效率可达67.6%;以料厚13.5 kg/m2,播种量6%,采用面播、箱栽或床栽的产量高,达5.963 kg/m2;在姬松茸培养料中加入864菌液堆制发酵,较未加入864菌液的产量高,平均增产54.38%,并得出姬松茸栽培料最适C/N为29︰1[14]。之后,福建、四川、浙江和北方一些地区先后进行姬松茸规模化栽培,取得了较好的效益,其产品远销日本等国[15]。
在上述背景下,全国各地纷纷因地制宜开展了姬松茸高产栽培技术的试验研究。有结果表明,姬松茸可以利用富含木质纤维素等化合物的农林业废弃料,如稻草、棉籽壳、牧草、锯木屑、牲畜粪、鸡粪、米糠、麦麸等作为生长发育的主要营养来源[16]。赵红萍等利用新疆玛纳斯县丰富的作物秸秆和牲畜粪便等作培养料设计了7个不同配方进行大棚栽培试验,筛选出了较佳的栽培料配方为棉秆42%、棉籽壳20%、牛粪32%、辅料6%,其单位面积产量高达10.7 kg/m2,生物学效率可达53.5%,生产1千克鲜菇培养料成本仅需2元左右,为当地菇农栽培姬松茸提供了依据[17]。郭卫华等以玉米芯部分替代稻草进行了正交试验,获得最佳栽培料配方为每平方米玉米芯4.5 kg、稻草5.12 kg、牛粪4.65 kg、麸皮1.18 kg、石灰0.075 kg、过磷酸钙0.375 kg、尿素0.15 kg、石膏0.15 kg,其每平方米产量为6.29 kg,生物学效率可达40.71%,且产量和生物学效率均显著高于对照稻草栽培料[18]。卓琴等利用玉米秸秆、甘蔗渣2种为主料的基质进行姬松茸产量比较试验,结果:出菇快,每平方米产量分别高达10.77 kg和10.30 kg,生产上可根据这两种主料当年当地的产量和市场销售价格进行优选[19]。
覆土是姬松茸栽培过程中的一个重要环节,覆土材料以及处理方式的选择会直接影响子实体的产量和品质。台湾中兴大学的Jiunn-Nan Chu等人利用当地的Typic Paleudult(CCe)、Typic Udorthent (Tq)、Oxyaquic Paleudult(TSp)三种覆土材料,以进口的泥炭土为对照进行姬松茸栽培试验,结果以Tq、TSp作为姬松茸覆土材料能显著提高产量,TSp还能使姬松茸子实体提前14~27天采收[20]。利用当地的覆土材料,能够降低栽培成本,提高经济效益。D. C. ZIED等开展姬松茸覆土材料与产量、子实体单朵重量相关性的试验研究,得出的结论是:不同的覆土材料及材料的处理方法对姬松茸产量、子实体数量的影响差异并不显著,仅对单朵重量有显著性影响[21]。因此,利用新的覆土材料及覆土方法,必须经过小规模试验后确定,他地的经验只能借鉴,不能照搬照抄。
近年来,姬松茸中多糖活性物质的药用价值被媒体争相报道,称其为未来最具有商业开发价值和利用前景的珍稀药用真菌之一[22]。因此国内外研究者纷纷对姬松茸栽培技术、资源利用,以及深加工等方面进行探讨与研究。
据统计,我国的食用菌产量从1978年的5.8万吨增长到2013年的3 169.7万吨,成为我国重要的经济作物[23]。栽培基料是为食用菌菌丝体、子实体生长发育提供碳源、氮源、水分,以及微量元素等营养物质的有机、无机混合物[24]。栽培基料将直接影响食用菌的产量和品质。在过去,人工栽培姬松茸一般是利用经过一次或二次发酵的作物秸秆和畜禽粪等作为栽培基料[25]。但随着食用菌产业的不断发展壮大,市面上的稻草、棉籽壳、玉米芯、畜禽粪等栽培原材料供不应求,价格不断上涨。我国每年大约产生菌渣650多万吨,而这些营养丰富的菌渣往往被丢弃或燃烧,不仅造成资源的浪费,而且引起霉菌和害虫滋生,造成环境污染[26]。近几年对于菌渣栽培不同种类食用菌的可行性研究已成为业内热点,以菌渣作为食用菌栽培原料既能合理地利用菌渣的营养成分,又能有效缓解原材料供应不足的压力,提高菇农因栽培成本上升而降低的栽培积极性。目前关于菌渣栽培姬松茸的试验研究,主要以杏鲍菇、金针菇、平菇和双孢蘑菇的菌渣为主,多为工厂化生产、仅出过一潮菇,来源丰富且含有大量营养物质可供再利用的废菌料。陈政明利用双孢蘑菇下脚料连茬栽培姬松茸,切实可行地缓解了栽培双孢蘑菇、姬松茸争夺原料的矛盾,降低了姬松茸栽培成本,提高了培养料生物转化率[27]。国外也开展了这方面的研究,并证实利用平菇菌渣和麦麸搭配所制成的培养基能够成功栽培姬松茸[28]。程翊等通过分析杏鲍菇菌渣成分,发现只采一潮菇的菌渣含有较丰富的营养物质,经堆制发酵可用于栽培姬松茸[29]。现在报道较多的是针对某一种类菌渣作为姬松茸栽培料的配方试验,而对于不同种类菌渣栽培姬松茸的生物学效率和经济效益的比较试验在国内尚未见详细报道,有待开展这方面的筛选试验。另外,不同种类的菌渣中所含的营养成分差别很大,不同种类食用菌对营养物质的要求也各不相同[30]。因此在利用某一种类的菌渣作为姬松茸栽培料时应该对其有机质和碳、氮、磷、钾的含量,及C/N比、pH、持水力和电导率等理化性质进行检测分析[31]。旨在为菌渣种类的合理选择及其适量添加提供参考,以期筛选出最佳培养基配方。
姬松茸的栽培方式主要有袋栽、箱栽和床栽3种。由于床栽成本低,方便省工,更适合我国的栽培条件,是以往大面积推广的栽培方式[32]。但床式栽培管理过程中姬松茸极易感染胡桃肉状菌而造成产量下降[33]。许多研究者开始转向袋栽和箱栽的栽培工艺研究。有报道称,在夏季利用熟料袋栽姬松茸,不仅操作技术简单、省工省时,而且能获得较好的经济效益[34]。刘安全等采用箱式栽培姬松茸,提高了姬松茸的生物学效率,同时还解决了规模发酵与分散栽培的生产问题[35]。箱式栽培的姬松茸方便购买、运输,使得小规模生产姬松茸的菇农可以直接购买经过配制和高温发酵处理的培养料,免去了繁琐的拌料、发酵等程序,有效地降低了生产风险和人工成本。但是目前市面上还没有出售专门用于栽培食用菌的箱子,亟待有关方面研发。
姬松茸属中温偏高型菌类,自然栽培多在春末夏初至秋季进行,鲜菇的供应时间仅4~5个月[36, 37]。近年来,随着人们营养保健意识的增强,姬松茸的市场消费量逐渐增加,季节性鲜菇的供应量根本满足不了市场需求,因此许多生产者陆续开展姬松茸的工厂化周年栽培以满足全年供应的市场需求[38]。郭倩等率先利用双孢蘑菇工厂化栽培设施床栽姬松茸获得了成功,其子实体的产量和品质均高于自然栽培模式[39]。据易菇网报道,目前义龙新区龙广珍稀食用菌现代高效农业示范园区投入资金700余万元,新建钢架大棚45栋用于生产姬松茸,其产品已大量上市。随着国内姬松茸工厂化生产的快速发展,其工厂化周年栽培的关键技术及环境调控应进行深入的研究。
在传统意义上,姬松茸的栽培以采收子实体为主要目的,采摘的子实体主要用于鲜菇、干菇或者盐渍产品的销售。近年来,随着对姬松茸药用价值研究的不断深入,发现从新鲜的或干的姬松茸子实体中提取的多糖物质具有抗肿瘤、提高免疫力等功效[40]。国外有研究称,每100克姬松茸子实体干粉用热水提取法获得的水解性多糖为0.9克[41]。人工栽培的姬松茸子实体生长周期往往长达半年之久,并且生物学效率不高,产量低下,难以满足市场所需[42]。值得一提的是,国外有研究发现姬松茸深层发酵的产物中同样具有提高免疫力、抗肿瘤、抗氧化和抗病毒作用的有效物质,其菌丝体的蛋白质和多糖含量甚至比子实体还要高[43]。姬松茸生产者纷纷进行产品输出转型,姬松茸液体深层发酵技术越来越受到人们的重视。该技术与传统的子实体生产方法相比具有明显的优越性,液体发酵所得产品的质量稳定,短时间内就能获得大量的菌丝体。另外,液体发酵的培养条件易于控制,发酵时间短,有利于大规模工业化生产推广[44]。在姬松茸菌丝工业化发酵过程中,菌丝体的生物产量和品质与专用母种培养基的纯度和生长活性密切相关[45]。所以国内需大量开展姬松茸母种培养基筛选优化的工作。另外,液体深层培养还需有先进的发酵仪器设备,以及有效控制发酵过程中各项参数的专业知识,因为发酵罐一旦感染,造成的后果不堪设想。建议开展姬松茸深层液体发酵生产菌丝体前,先接受专业技能的培训与学习,切不可盲目投资生产。
姬松茸作为一种新引进的食用菌品种,在我国人工栽培历史不长,起步较晚,近年来通过专家学者的不断努力,进展较快。纵观姬松茸人工栽培、食药用价值的研究现状,对我国姬松茸的发展前景试作如下展望。
我国是食用菌生产大国,每年都会产生大量的食用菌菌渣。相较于越来越昂贵的作物秸秆和畜禽粪,以菌渣作为今后姬松茸生产栽培的原材料,不仅有利于环保,实现有效处理食用菌菌渣,而且还能降低生产成本,具有广阔的发展前景。
有研究表明,从姬松茸子实体、菌丝体和培养液中提取的多糖物质都具有显著的抗肿瘤活性及提高免疫功效[46]。与姬松茸子实体的生产相比,用液体深层发酵技术生产的姬松茸,其菌丝体和培养液生长周期更短,产量更高,是今后生产研究的新方向。
国内目前用于生产或研究的姬松茸菌种大部分来源于巴西、日本,姬松茸菌株的种质资源严重缺乏[47];另有研究称,姬松茸菌丝对重金属镉具有很强的富集作用,易造成子实体中镉超标[48]。因此今后可以借助远源杂交、辐射诱变、化学诱变、离子束生物技术诱变等方法,选育出品质好、产量高、重金属低富集,以及有效活性成分含量高的优良姬松茸菌株。
食用菌工厂化生产具有高投入、高科技、高产出的特点,是食用菌生产由传统的粗放生产向现代化工业化生产发展的必然趋势,是食用菌生产的发展方向[49]。姬松茸工厂化、自动化、标准化生产能够缩短生产周期,提高产量和品质,实现姬松茸周年均衡生产与供应,是姬松茸栽培未来的走向和发展趋势,生产经营者应当看好。
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Research progress on artificial cultivation history, situation and prospect ofMurrill
Wu Qi1,3Xing Peng1Liu Shuncai1Zheng Xueping2Xia Zhilan1
(1. Horticulture and Landscape College, Hunan Agricultural University, Changsha, Hunan 410128, China; 2. Changsha Bin Hui Agriculture Technology Development Co.Ltd., Changsha, Hunan 410128, China; 3. Suzhou Runzheng Biotechnology Co. Ltd., Kunshan, Jiangsu 215321, China)
This paper simply introduced the biological characteristics, artificial cultivation history and high-yield culture technique of. The research situation and major achievements of cultivation technique development course and its main content, resource utilization and deep processing ofwere reviewed. At the same time, the domestic development prospect regarding substrates, fermentation technology and product quality, strain screening, as well as pattern of production and management ofwere also proposed.
; high-yield cultivation; resource utilization; prospect
S646
B
2095-0934(2016)05-300-06
“十二五”农村领域国家科技计划课题:食用菌废菌渣的资源化利用技术示范(2013BAD16B0401-06)
吴琪(1992—),女,硕士在读。E-mail:783211790@qq.com
*为通讯作者:E-mail:695218379@qq.com