甘孜州高原羊肚菌人工栽培现状分析*
2021-12-06赵航轲唐明先羊玉蓉降初拉尔布
赵航轲,唐明先,陈 杭,马 薇,羊玉蓉,降初拉尔布,唐 瑶
(甘孜州农业科学研究所,四川 康定 626000)
羊肚菌 (Morchella esculenta) 属子囊菌亚门(Ascomycota)盘菌纲(Discomycetes)盘菌目(Pezizales)羊肚菌科(Morchellaceae)羊肚菌属(Morchella),其口感细腻,外观独特,是一种具有较高商业价值的食用菌[1]。羊肚菌是世界市场上最受欢迎的食用菌之一[2],目前在中国栽培的品种有梯棱羊肚菌[3]、六妹羊肚菌和七妹羊肚菌[4]。
羊肚菌具有重要的食用及药用价值,根据报道,羊肚菌子实体中碳水化合物含量最高,其次是蛋白质类和脂质类[5],其营养价值是香菇和木耳的2倍左右,且富含多种人体必需氨基酸[6],超出联合国粮食及农业组织标准[7]。羊肚菌子实体含有丰富的大量元素及微量元素,其中锌和铁元素为人体必需微量元素,其含量分别超出了猴头菇40倍和12倍,且富含VB1、VB2等维生素,对人体内物质代谢有重要的调节作用[7]。研究表明羊肚菌发酵产物可以有效提高蛋白消化率和谷物蛋白质中的游离氨基酸含量,能够丰富谷类淀粉的营养成分[8]。最新研究表明,羊肚菌具有抗肿瘤、免疫调节活性[9]和肝蛋白活性[10],具有神经保护[11]和抗氧化作用[12],可用于多种疾病的辅助治疗[13]。
1 羊肚菌发展现状
羊肚菌具有重要的食(药)用价值,其经济价值在世界范围内得到了显著的体现,大量的野生羊肚菌在中国、印度、巴基斯坦、土耳其及北美市场进行交易。羊肚菌每年的贸易额可能在500万美元~1 000万美元[14]。在中国,羊肚菌的年出口量在过去5年里增长了5倍,从18.1万千克增加到90.0万千克,平均出口价格为1 024元/kg[15];印度羊肚菌价格大约为14 000卢比/kg~15 000卢比/kg[16]。野生羊肚菌远远不能满足市场需求,因此室外人工栽培以及室内设施羊肚菌商业化栽培技术急需突破。
近年来国内不同地区和不同海拔高度均有羊肚菌人工栽培。中国羊肚菌栽培的规模栽培从2012年的200 hm2开始,到2016年迅速扩大到1 560 hm2[17]。四川、重庆、云南、湖北、山西、河南和贵州是国内羊肚菌栽培的主要省份,2016年新鲜羊肚菌田间栽培产量为3 000 t,但与 3 000余万吨的其他栽培食用菌相比不到万分之一,差异显著[18]。随着国内羊肚菌人工栽培技术不断成熟,北方地区羊肚菌的设施化栽培、林地栽培也取得初步成功[19],但到目前为止,室内栽培仍未成功。
2 甘孜州羊肚菌发展现状及存在问题
2.1 甘孜州羊肚菌发展现状
甘孜州位于四川省西南部,青藏高原东南缘,幅员面积15.3 km2,是我国第二大藏区的重要组成部分[20]。该地区林草覆盖率99%,沿大渡河流域海拔1 200 m~3 000 m,降雨充沛、气候多变,蕴含着丰富的食用菌资源[21]。据统计分析,目前该地区有冬虫夏草 (Ophiocordyceps sinensis)、灵芝 (Ganoderma lucidum)、羊肚菌、松茸(Tricholoma matsutake)等300多种食用菌,是松茸和冬虫夏草的重要产地,年产松茸2 000 t,虫草10 t,占全国虫草产量的8%,其他食用菌资源也较丰富[22],如牛肝菌(Boletus edulis)、珊瑚菌(Ramaria botrytoides)、棕灰口蘑(Tricholoma terreum) 等,年产量均在100 t~300 t,对当地经济发展具有重要作用[23]。
根据调查,2017年~2020年甘孜州政府计划将羊肚菌产业打造成本州主要农业特色产业之一,在沿大渡河流域的三县一区,即康定、泸定、丹巴、海螺沟,规划发展羊肚菌基地约2 333.3 hm2。甘孜州2012年在“院州”(四川省农科院与甘孜州)农业科技合作的支持下,羊肚菌作为新兴产业在该区域进行试验栽培并取得成功。较高的经济价值、相对简易的栽培技术、显著的海拔梯度提供的较长黄金供货周期以及丰富的旅游消费市场,使得栽培面积迅速扩大,从2013年的6.67 hm2发展到2018年的960 hm2,形成了沿大渡河流域1 300 m~2 600 m以羊肚菌为主的百公里产业带。该区域羊肚菌相比低海拔区域味道香浓,肉质肥厚、筋道,单个折干率高于金堂等地区。2017年该地区被授予“高原羊肚菌之乡”,目前羊肚菌人工栽培已成为带动该区域农户致富的特色产业。
2.2 甘孜州羊肚菌人工栽培存在的问题
随着羊肚菌产业的快速发展,甘孜州羊肚菌栽培面积迅速扩大,但由于土地面积有限,重茬土地的连续使用、菌种质量无保障和小作坊式制作菌种模式造成营养袋严重污染、各县区气候环境存在差异、栽培户无法准确判断播种时间及建立配套的栽培管理模式等问题,导致甘孜州羊肚菌种源混乱、抗逆性差、产量和品质差异明显。为恢复羊肚菌市场,建立栽培户信心,解决羊肚菌菌种质量、土地轮作、栽培技术等问题迫在眉睫。
2.2.1 缺乏系统选育高产稳产的优良菌种
优良的羊肚菌菌种是羊肚菌能否栽培成功的关键,甘孜州具有独特的地理环境,野生羊肚菌资源丰富。目前本单位研究人员通过人工驯化初步筛选出羊肚菌潜力菌株5株~8株,但尚未进行系统的品性对比和菌种选育推广,能高产但难以实现稳产。目前部分栽培品种来自平原地区,难以适应高原环境,菌株抗逆性较差、对温度和光照变化敏感,且产生退化现象。如梯棱羊肚菌在高原环境适应能力远低于六妹羊肚菌,在极端环境下容易发生死菇和烂菇现象而导致大面积减产。因此选育高产稳产且抗逆性较强的优良菌株迫在眉睫。
2.2.2 未能因地制宜建立配套人工栽培技术体系
甘孜州海拔跨度较大,全州因海拔高度不同而形成众多小气候环境,且不同海拔地区的土壤环境及理化因子均存在差异,不同气候环境下羊肚菌播种时期、栽培模式、外源营养、管理条件直接影响羊肚菌产量和品质。目前该区域虽能按照当地气候条件初步进行羊肚菌栽培,但尚未根据具体环境条件建立系统的栽培技术体系,是导致羊肚菌产量差异较大的重要因素。
2.2.3 存在较多技术误区且尚未建立正确的栽培观念
羊肚菌人工栽培,需要优良的菌种、适宜的栽培设施、外源营养输送及良好的环境条件,这些因素导致成本相对较高。部分栽培户采用自给自足的方式制备外源营养袋,通过简易的常温常压方式进行灭菌以降低成本,但在菌种及外源营养制备及灭菌操作中存在误区。例如,灭菌时一次灭菌量过大,导致营养袋之间相互挤压形成局部真空,未能充分灭菌,最终营养袋施加后,杂菌大面积爆发,导致羊肚菌严重减产。在接种、养菌过程中因环境简陋,放置方式不合理,不能按照菌丝生长需求控制温湿度和通氧量,导致菌丝老化和污染严重。栽培设施搭建时,部分农户采用简易木质结构,抗积雪和大风能力较差,导致羊肚菌减产甚至绝收。较多的栽培技术误区,直接影响栽培户的栽培热情,一定程度影响该地区羊肚菌产业推广和创收。
2.2.4 缺乏有效的病虫害防治措施
羊肚菌由于其特殊的子囊果特征和粗放的栽培模式,导致在出菇季节时常会因高温、高湿环境诱导白斑病、红腿病、跳虫和白蚁等病虫害爆发。同时近几年因种源混乱,造成品种抗逆性差,导致病虫害发生的几率和覆盖面积大幅度增加,严重影响羊肚菌品质和产量。然而,通过化学药物防止措施会使子实体有药物残留,不符合食品安全标准。因此,目前只能通过搭建防虫网、放置鼠夹以及控制温湿度等简单的物理方式进行防治,但难以实现行之有效的控制,尤其对病害防治效果微乎其微。
3 解决方案
3.1 深入菌种选育工作并建立标准选育技术体系
需持续进行野生羊肚菌资源的采集,深入菌种选育工作,针对前期初步筛选出的潜力菌株做进一步出菇试验;继续根据不同海拔高度和地理位置进行野生羊肚菌资源收集,进行菌种分离鉴定。通过品比试验、初筛、复筛、中试及推广试验,筛选出适合甘孜州高原人工栽培的高产稳产且抗逆性强的优良菌株,并建立标准的菌种保藏机制。同时结合当地各农业部门,严格要求各菌种制备企业,建立正规标准菌种来源、制备及销售体系,正确指引栽培户购买优良菌种,保障农户栽培利益。
3.2 利用大数据分析因地制宜建立配套人工栽培技术体系
当前羊肚菌人工栽培技术已进入瓶颈期,虽然全国羊肚菌栽培面积不断扩大,但产量和品质问题愈发严重。近年来由于羊肚菌可观的经济效益,不同地区和不同行业人员均有羊肚菌栽培,但很少按照具体栽培环境进行科学栽培。这也是目前人工栽培羊肚菌不稳定的主要原因之一。利用大数据分析,因地制宜建立甘孜州不同海拔地区配套人工栽培技术体系是实现羊肚菌高产稳产的重要途径。根据不同海拔、不同栽培环境(林下露天、小拱棚、标准大棚)、土壤类型等条件,分别采用不同方法进行羊肚菌人工栽培。播种前各栽培区域设置智能监测系统,对播种后相应栽培区域羊肚菌不同生长阶段的空气温湿度、二氧化碳含量、土壤温湿度、元素变化、外源营养袋元素变化进行实时监测,数据共享上传。根据不同监测条件进行变化的趋势分析,同时结合羊肚菌产量和品质探究不同栽培环境下羊肚菌最佳播种期、栽培模式、外源营养、温湿度控制等重要栽培条件,因地制宜,建立了标准人工栽培技术体系。
3.3 加强科学系统栽培技术培训并建立考核标准
近年来,甘孜州羊肚菌人工栽培面积不断扩大,栽培户不断增多,为节约生产成本,形成众多技术误区。虽然每年定期有羊肚菌人工栽培技术培训,但由于地域分布广、人员多、学习能力参差不齐,加之培训形式单一,导致效果不佳。新形势下应加强州及各县区农业部门合作,深入调查了解栽培户栽培羊肚菌相关技术难题,对不同海拔、不同土壤类型、不同栽培模式下栽培羊肚菌进行有针对性的技术培训,并建立考核标准,实际保证培训质量。其次对各县区栽培羊肚菌考核能力较强的栽培户进行深度培训,成为当地羊肚菌技术指导,有利于当地有效开展羊肚菌栽培,缓解因农业部门人员不足导致技术培训不到位,进而促进各地区羊肚菌产业良性发展。
3.4 建立有效的病虫害生物防治体系
目前造成羊肚菌病虫害主要原因有2个方面,一方面引种混乱,导致羊肚菌抗病虫害能力差;另一方面是无法科学控制羊肚菌栽培环境而诱发病虫害的发生。所以要进行进一步选育高产稳产抗逆性菌种,因地制宜建立标准人工栽培技术体系控制病虫害发生,同时对已出现的病虫害种类采取相关防治措施。目前以预防为主,采用简单的物理化学相结合的方式不能有效控制病害,且存在药物残留问题。新形势下应根据相关病害进行致病菌分离鉴定,通过常见的应用真菌、细菌、病毒和能分泌抗生物质的抗生菌等拮抗试验寻找抑制菌,进而从生物防治角度对病害进行有效控制。
3.5 根据土壤理化因子和微生物群落变化关系探究羊肚菌生长机理
羊肚菌属子囊真菌,目前对其生长机理尚未完全了解,是导致羊肚菌没有形成大规模工厂化生产的根本原因之一。有报道通过同位素追踪技术,探究不同生长阶段营养袋营养转化机制[24],也有报道检测羊肚菌覆土栽培后不同生长阶段土壤主要元素变化,但未分析其机理[25]。赵苗等[26]通过测定土壤总碳及过氧化氢酶的变化,将总碳与土壤酶活性进行相关性分析。尚未有关于从土壤元素及微生物群落变化相互影响来探究羊肚菌生长机理的报道。未来可通过羊肚菌不同生长阶段土壤中大量及微量元素、相关酶变化规律结合相应阶段微生物群落动态变化探究羊肚菌营养机制转化及生长机理。