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茯苓栽培研究現狀及綠色栽培新技術展望*

2024-01-08 00:51唐瑞丹王文博普天麗
中國食用菌 2023年6期
關鍵詞:松木菌核松樹

唐瑞丹,王文博,普天麗,楊 培,顧 雯,俞 捷

(云南中醫藥大學中藥學院,云南昆明 650500)

中藥材茯苓為多孔菌科(Polyporaceae) 真菌茯苓[Poria cocos(Schw). Wolf] 的干燥菌核,始載于《神農本草經》[1]。茯苓又稱松腴、茯菟、不死面、赤苓等,被譽為“除濕之圣藥”“仙藥之上品”,是中藥“八珍之一”[2],具有利水滲濕、健脾、健胃、寧心安神等功效[3]。茯苓是我國最常用的中藥之一,也是許多中成藥的原料,有“十方九茯苓”之說[4]。據2020 版《中華人民共和國藥典》記載,以茯苓為原料生產的中藥飲片、中成藥達239 種,主要有參苓白術系列、藿香正氣系列、桂枝茯苓膠囊、健脾生血顆粒等,可見其配伍運用廣泛[5]。茯苓主要含有三萜類、多糖類、甾體、膽堿、氨基酸、揮發油等,以及以鉀鹽為代表的微量元素[6],具有抗腫瘤、免疫調節、抗炎等藥理活性[7-9]。

茯苓作為常用的大宗藥材之一,其保健功能和藥用價值深受人們重視,隨著市場需求量日益增加,栽培茯苓逐漸成為產區農民的重要經濟來源之一,是鄉村振興的有力抓手。云南2020 年茯苓栽培面積超過4 300 hm2,產量達3.4 萬噸,實現農業產值4.2 億元。全國最大茯苓集散地湖南省靖州縣,全縣栽培面積超過4 600 hm2,全產業鏈綜合產值達41.7億元,占全縣GDP 的40%以上,共帶動2.38 萬戶5.7萬余人從事茯苓生產、加工,產業前景較為樂觀[10]。

茯苓栽培是產業發展的上游環節,其健康發展不僅影響產業鏈健康,更是中藥材產業助推鄉村振興的關鍵因素。通過總結茯苓的栽培分布情況及栽培技術現狀,分析產業存在的問題及解決措施,以期為促進茯苓產業發展提供參考。

1 茯苓栽培分布情況

我國地域遼闊、地勢復雜,優越的自然條件使茯苓廣泛分布,云南省、福建省、湖南省、河南省、廣西壯族自治區、安徽省、湖北省、四川省、貴州省等地均有栽培,其中湖北省、湖南省、安徽省、云南省為主產區[11]。湖北省主要集中在羅田縣、英山縣、麻城市等地;湖南省主要集中在靖州縣;安徽省主要集中在岳西縣、霍山縣及金寨縣;云南省主要集中在楚雄州雙柏縣、臨滄市雙江縣、大理州永平縣、麗江市永勝縣,以及普洱市思茅區、景東縣、景谷縣等地區。

此外,朝鮮、韓國、馬達加斯加、南非、緬甸等國也都有茯苓栽培[12-14],其中緬甸、馬達加斯加等國栽培的茯苓經加工后銷回國內。

2 茯苓栽培的主要技術方法

2.1 茯苓菌種制作方法

一般采取無性繁殖的方法獲取茯苓栽培菌種。用于茯苓栽培的菌種按不同的階段一般分為3 類,即母種(一級種、試管種)、原種(二級種)、栽培種(三級種),原種與栽培種均由母種依次擴大培養后獲得[15]。茯苓各級菌種詳見圖1。

圖1 茯苓各級菌種示意圖Fig.1 Schematic diagram of Poria cocos strains at all levels

如圖1 所示,茯苓母種的制備多采用馬鈴薯-瓊脂培養基。其配方包含馬鈴薯、葡萄糖、瓊脂等。按常規方法配制培養基,pH 自然,然后將培養基分裝于容器內,滅菌后做成斜面培養基或者平板培養基。在培養基中接入菌種,待菌絲長滿即得母種。

原種的配方原料多含松木屑、玉米粉、麩皮、麥粒、黃豆粉、石膏粉等。配制方法:將麥粒泡軟后與松木屑、黃豆粉、玉米粉、石膏粉等混勻,加入適量水拌勻;分裝到500 mL 的菌種瓶中,經高溫高壓滅菌;待菌種瓶冷卻至室溫后接種。在無菌條件下,將母種塊接種于菌種瓶中心位置,隨后進行菌絲培養,待菌絲滿瓶即為原種。

栽培種由原種經擴大培養后獲得,可直接用于栽培[16]。栽培種的配方及制作方法與原種相似。首先將混合好的栽培料裝于聚丙烯袋中滅菌,冷卻后將原種接種于栽培袋中,1 瓶原種可接20~40 袋栽培種。接種后約30 d 菌絲長滿栽培袋,隨后即可用于栽培。

2.2 接種方法

接種通常有肉引、木引、菌絲引3 種方法[17-18]。隨著茯苓栽培方法的不斷優化,肉引、木引等傳統接種方法也逐漸優化為嫁接法,有的地方也稱誘引法[25]。常用接種方法詳見圖2。

圖2 茯苓接種示意圖Fig.2 Schematic diagram of Poria cocos inoculation method

如圖2 所示,菌絲引法所用的茯苓菌絲母種由組織分離獲得,該方法緩解了茯苓供銷緊缺及栽培時大量消耗鮮苓作種的矛盾,高產穩產,是當前大面積栽培廣泛采用的方法。嫁接法(誘引法) 有2 種方式:1) 在接栽培種時,將鮮茯苓菌核塊同步植入栽培種同側(即段木前端);2) 接種栽培種后,待菌絲生長至段木另一端后,在未接種端(即段木后端) 植入1塊幼嫩的茯苓菌核,以此為“基核”誘使菌絲體進一步聚集、紐結形成個體較大的新生菌核。以上2 種方法結合使用成為“雙引法”,可使無效菌核率大幅降低,且易于栽培管理,經濟收益更高。

2.3 栽培方法

目前茯苓主要以松木段木栽培為主,其次還有松樹蔸(即松樹砍伐后留下的樹樁) 栽培和袋料栽培[19-24]。各栽培方法詳見圖3。

圖3 茯苓栽培方法示意圖Fig.3 The schematic diagram of Poria cocos cultivation method

如圖3 所示,段木栽培常以松樹為材料,其中以樹齡為15~20 年的馬尾松(Pinus massoniana Lamb)最好,此時樹干的直徑約為15~20 cm。將松樹砍倒后先修去枝丫,后順著樹干間隔削下5 條寬約3 cm的樹皮,深度以露出木質部為宜。待樹干開始出現細小裂紋時,將其鋸成30~50 cm 長的木段。隨后將木段轉運至栽培場地,呈“井”字形堆放,待段木上出現較密集的曬裂紋,用手敲擊木料時可聽到“咚咚”的聲響,兩端無松脂分泌時即可使用。栽培場地應選擇有坡度的荒地,以便排水,土質盡量選擇沙壤土。栽培時先需要挖窖,窖寬50~60 cm,窖深20~30 cm,太深容易積水,太淺后期木頭暴露容易燒菌。擺放木料時粗細木頭交替使用,粗木頭用于接種,細木頭用于連接。接種時將栽培袋面積較大的一面劃開露出菌種,將菌種接種在段木的一端,緊貼兩根木頭端面,用塑料薄膜蓋住菌種避免雨水滲透造成污染,最后覆土使其呈魚背形,兩邊挖好排水溝。

松樹蔸栽培要求松蔸直徑在12 cm 以上,干度70%以上,松脂已基本去除。在接種前1~3 個月,在松蔸主干部分以及側根上間隔削去3~6 條樹皮,樹皮寬為3~4 cm、厚度為0.5~1.0 cm,未削去的樹皮為筋,使松蔸充分暴曬。選擇晴天接種,主要采用蔸側接種,將茯苓栽培袋面積較大的一面劃開塑料薄膜露出菌種,將菌種緊貼在松蔸削皮留筋處,用薄膜蓋住菌種避免雨水滲透造成污染。接種后覆土,覆土要求將整個松蔸蓋住,不得有暴露部分。

袋料栽培是將曬干的松針、松木屑、松樹枝、松木塊粉碎物、玉米粉、麩皮、黃豆粉等,按照相應的配方比例混合均勻,調節好水分后裝袋,作為培養茯苓的菌包。接種后,待菌絲長滿菌袋即可栽培。在菌絲長勢密集處劃開1 個口子,將50 g 左右的新鮮茯苓菌核置于緊靠菌袋開口處,覆土厚度為5~8 cm,菌袋間隙用疏松沙土填實。

2.4 田間管理

茯苓栽培的田間管理主要包括查窖補種、水分管理、覆土管理、病蟲害防治等環節。

1) 查窖補種。在接種7~10 d 后,及時檢查菌絲生長情況,若菌絲未生長至基質上,或菌種被其他雜菌污染,應立即將菌包替換并補種。

2) 水分管理。若雨水較多應及時覆土,避免出現木材露出地面和菌種受雨水污染的情況;若雨水較少,適當澆水后要在窖頂加蓋松針、松樹枝、遮陽網等,避免出現燒菌的情況。

3) 覆土管理。在子實體形成期間,隨著菌核逐漸生長膨大,地窖表面的土壤常有裂縫出現,此時若有水分滲入將導致菌核變黑腐爛;且離土表較淺的菌核常長出土面。因此需要經常檢查,通過及時覆土以保護子實體。

4) 病蟲害防治。茯苓生長的整個過程中易出現很多病蟲害,需要及時防治。主要的方法是在栽培前對場地進行翻曬;栽培時在窖內撒入適量辛硫磷或毒死蜱;接種7~10 d 后,如果發現蟲蟻,應立即用殺蟲藥進行消殺。

3 茯苓栽培存在的問題

3.1 資源消耗量大而轉化率低

茯苓栽培中,常用松樹段木進行栽培,每生產1 t 干茯苓,大約需要消耗20 m3的松木。這對松木資源及生態環境均有不利影響,因此茯苓產業在部分地區的發展受限。此外,用松樹段木栽培茯苓,其生物學效率僅達到27%~36%,單窖產量一般達1.5 kg(7 kg 濕段木,含水量20%)[26]。因此研究茯苓袋料栽培技術,是實現松木資源高效利用和生態環境保護的重要突破口。

3.2 資源回收及循環利用缺乏有效途徑

茯苓采收后,栽培時所用木材中的營養物質未被完全利用,這些未充分利用的木材多數淪為柴火或廢棄,資源再利用價值較低,造成了極大的浪費。茯苓對木質素的降解能力較弱,所以茯苓栽培后的腐木中木質素含量仍很高,可以進行再利用,以提高資源利用率[27]。

3.3 菌種混亂且遺傳性狀不穩定

茯苓栽培種主要來源于農民專業戶,由專業戶生產后出售給栽培戶。由于制種設備簡陋、制種方法簡單粗放,很少進行菌種的純化、復壯。經多次的轉接后,茯苓菌種中的優良性狀逐漸消失,不良性狀逐漸顯現,菌種出現衰老和退化[28]。另外,不具備生產資質的單位開展菌種生產的過程中,常出現菌種同名異物或同物異名的現象;又因各個地區的菌種交叉混用,有的品種在多個產區進行栽培,有的產區同時栽培多個品種,各地區未結合區域特色形成具有穩定遺傳性狀的優良品種。這使得菌種質量逐年下滑,各地茯苓的商品質量也參差不齊。

4 茯苓綠色栽培技術研究進展

4.1 袋料栽培

天然林采伐限額相關政策的實施[29-30],使茯苓栽培面積受限,產業面臨嚴峻考驗。因此科研工作者進行了一系列袋料配方比例、栽培模式的探索,主要研究成果詳見表1。

表1 茯苓袋料研究情況匯總Tab.1 Summary of research on substitute culture of Poria cocos

如表1 所示,目前已經篩選出部分袋料栽培配方,并將松樹附屬物利用起來,減少了對松樹的砍伐。但較傳統段木栽培,袋料栽培在生物學效率、產量穩定性方面還有待提高。

4.2 菌種選育

目前,茯苓育種技術有原生質體融合育種[44-45]、誘變育種[46-47]等。但大部分市場流通的茯苓菌種還是通過組織分離獲得,即利用茯苓菌核中的菌絲體,經分離、純化后定向選育茯苓菌種。已有文獻報道我國用于培育的茯苓菌種約有40 多種[48-49]。茯苓產業發展較好的湖北省、湖南省等地區均已選育出深受農戶信任的茯苓菌種,如湖南省選育的“湘靖28號”,通過靖州茯苓協會的推廣宣傳,在湖南省、安徽省、湖北省等地有一定影響力;湖北省中醫藥研究院選育主要用于栽培的“神苓1 號”,被推廣至安徽省、云南省、陜西省等地[14]。

4.3 非松木速生林替代松木栽培

松木生長周期長,全國資源儲備量少且易感染松材線蟲等,使松樹生長及茯苓栽培受到了較大影響,因此也有學者探索用非松木速生林替代松木林進行栽培。姜悅航等[50]用杜仲(Eucommia ulmoides Oliv)、泡桐(Paulownia Sieb. et Zucc)、楓香(Liquidambar formosana Hance)、香椿 [Toona sinensis(A. Juss.) Roem.] 等樹種的段木進行茯苓栽培研究,采用主成分分析等方法綜合評價生物學效率等一系列指標,結果顯示杜仲、泡桐、楓香等均可用于栽培茯苓,其中杜仲栽培效果最佳。

4.4 高纖維素草本植物替代松木栽培

隨著傳統食(藥) 用菌產業的發展,“菌林矛盾”逐漸凸顯。以菌草作為栽培料,如巨菌草(Pennisetum giganteum)、象草(Pennisetum purpureum)、芒萁(Dicranopteris dichotoma)、五節芒(Miscanthus floridulus) 等,“以草代木”栽培食(藥) 用菌的前景很好。目前菌草栽培的食(藥) 用菌品種主要集中在蘑菇科(Agaricaceae)、多孔菌科(Polyporaceae)、銀耳科(Tremella)、側耳科(Pleurotaceae)、鬼筆菌科(Phallaceae)、口蘑科(Tricholomataceae)、靈芝科(Ganodermataceae)、猴頭菌科(Hericiaceae) 等科的多個屬種[51-52]。因此用菌草替代松木栽培茯苓也是值得嘗試的新途徑。

5 茯苓產業副產物的再利用

茯苓的副產物主要包括栽培遺留的腐朽木材、深加工過程產生的副產物(如茯苓皮) 等。全國每年對干茯苓的需求量超過2 萬噸,根據每生產1 t 干茯苓約消耗20 m3松木計算,每年栽培茯苓需消耗松木約40 萬立方米[53]。茯苓栽培后產生的腐朽木材中,纖維素和半纖維素多被分解利用,但木質素很難被分解,相對含量高達50%,若將其用于制備樹脂、分散劑、表面活性劑或用于生產有機肥料,將大大提高茯苓栽培副產物的綜合利用率[54-55]。但目前這部分腐朽木材除少數作為民用燃料使用外,大部分被廢棄。

除此之外茯苓加工過程中會產生大量的茯苓皮,雖然茯苓皮也載入藥典,但實際上市場對茯苓皮的需求較小,因此有很多茯苓皮被廢棄。茯苓皮中含有三萜、多糖等化合物,可以考慮將茯苓皮添加到動物飼料或獸藥中,提高動物免疫力[56-57]。

6 討論與展望

近年來,茯苓在配方用藥、保健食品、制藥企業、貿易出口等方面的需求量明顯增加,產業前景廣闊,人工栽培茯苓成為茯苓主產區農戶創收的重要途徑。隨著栽培面積的擴大,松樹資源消耗巨大,對此應該將茯苓栽培與松樹種植2 項工作齊頭并進。另外,以其他原料代替松樹栽培茯苓和袋料栽培技術也需重點研究。

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