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茯苓栽培研究现状及绿色栽培新技术展望*

2024-01-08唐瑞丹王文博普天丽

中国食用菌 2023年6期
关键词:松木菌核松树

唐瑞丹,王文博,普天丽,杨 培,顾 雯,俞 捷

(云南中医药大学中药学院,云南昆明 650500)

中药材茯苓为多孔菌科(Polyporaceae) 真菌茯苓[Poria cocos(Schw). Wolf] 的干燥菌核,始载于《神农本草经》[1]。茯苓又称松腴、茯菟、不死面、赤苓等,被誉为“除湿之圣药”“仙药之上品”,是中药“八珍之一”[2],具有利水渗湿、健脾、健胃、宁心安神等功效[3]。茯苓是我国最常用的中药之一,也是许多中成药的原料,有“十方九茯苓”之说[4]。据2020 版《中华人民共和国药典》记载,以茯苓为原料生产的中药饮片、中成药达239 种,主要有参苓白术系列、藿香正气系列、桂枝茯苓胶囊、健脾生血颗粒等,可见其配伍运用广泛[5]。茯苓主要含有三萜类、多糖类、甾体、胆碱、氨基酸、挥发油等,以及以钾盐为代表的微量元素[6],具有抗肿瘤、免疫调节、抗炎等药理活性[7-9]。

茯苓作为常用的大宗药材之一,其保健功能和药用价值深受人们重视,随着市场需求量日益增加,栽培茯苓逐渐成为产区农民的重要经济来源之一,是乡村振兴的有力抓手。云南2020 年茯苓栽培面积超过4 300 hm2,产量达3.4 万吨,实现农业产值4.2 亿元。全国最大茯苓集散地湖南省靖州县,全县栽培面积超过4 600 hm2,全产业链综合产值达41.7亿元,占全县GDP 的40%以上,共带动2.38 万户5.7万余人从事茯苓生产、加工,产业前景较为乐观[10]。

茯苓栽培是产业发展的上游环节,其健康发展不仅影响产业链健康,更是中药材产业助推乡村振兴的关键因素。通过总结茯苓的栽培分布情况及栽培技术现状,分析产业存在的问题及解决措施,以期为促进茯苓产业发展提供参考。

1 茯苓栽培分布情况

我国地域辽阔、地势复杂,优越的自然条件使茯苓广泛分布,云南省、福建省、湖南省、河南省、广西壮族自治区、安徽省、湖北省、四川省、贵州省等地均有栽培,其中湖北省、湖南省、安徽省、云南省为主产区[11]。湖北省主要集中在罗田县、英山县、麻城市等地;湖南省主要集中在靖州县;安徽省主要集中在岳西县、霍山县及金寨县;云南省主要集中在楚雄州双柏县、临沧市双江县、大理州永平县、丽江市永胜县,以及普洱市思茅区、景东县、景谷县等地区。

此外,朝鲜、韩国、马达加斯加、南非、缅甸等国也都有茯苓栽培[12-14],其中缅甸、马达加斯加等国栽培的茯苓经加工后销回国内。

2 茯苓栽培的主要技术方法

2.1 茯苓菌种制作方法

一般采取无性繁殖的方法获取茯苓栽培菌种。用于茯苓栽培的菌种按不同的阶段一般分为3 类,即母种(一级种、试管种)、原种(二级种)、栽培种(三级种),原种与栽培种均由母种依次扩大培养后获得[15]。茯苓各级菌种详见图1。

图1 茯苓各级菌种示意图Fig.1 Schematic diagram of Poria cocos strains at all levels

如图1 所示,茯苓母种的制备多采用马铃薯-琼脂培养基。其配方包含马铃薯、葡萄糖、琼脂等。按常规方法配制培养基,pH 自然,然后将培养基分装于容器内,灭菌后做成斜面培养基或者平板培养基。在培养基中接入菌种,待菌丝长满即得母种。

原种的配方原料多含松木屑、玉米粉、麸皮、麦粒、黄豆粉、石膏粉等。配制方法:将麦粒泡软后与松木屑、黄豆粉、玉米粉、石膏粉等混匀,加入适量水拌匀;分装到500 mL 的菌种瓶中,经高温高压灭菌;待菌种瓶冷却至室温后接种。在无菌条件下,将母种块接种于菌种瓶中心位置,随后进行菌丝培养,待菌丝满瓶即为原种。

栽培种由原种经扩大培养后获得,可直接用于栽培[16]。栽培种的配方及制作方法与原种相似。首先将混合好的栽培料装于聚丙烯袋中灭菌,冷却后将原种接种于栽培袋中,1 瓶原种可接20~40 袋栽培种。接种后约30 d 菌丝长满栽培袋,随后即可用于栽培。

2.2 接种方法

接种通常有肉引、木引、菌丝引3 种方法[17-18]。随着茯苓栽培方法的不断优化,肉引、木引等传统接种方法也逐渐优化为嫁接法,有的地方也称诱引法[25]。常用接种方法详见图2。

图2 茯苓接种示意图Fig.2 Schematic diagram of Poria cocos inoculation method

如图2 所示,菌丝引法所用的茯苓菌丝母种由组织分离获得,该方法缓解了茯苓供销紧缺及栽培时大量消耗鲜苓作种的矛盾,高产稳产,是当前大面积栽培广泛采用的方法。嫁接法(诱引法) 有2 种方式:1) 在接栽培种时,将鲜茯苓菌核块同步植入栽培种同侧(即段木前端);2) 接种栽培种后,待菌丝生长至段木另一端后,在未接种端(即段木后端) 植入1块幼嫩的茯苓菌核,以此为“基核”诱使菌丝体进一步聚集、纽结形成个体较大的新生菌核。以上2 种方法结合使用成为“双引法”,可使无效菌核率大幅降低,且易于栽培管理,经济收益更高。

2.3 栽培方法

目前茯苓主要以松木段木栽培为主,其次还有松树蔸(即松树砍伐后留下的树桩) 栽培和袋料栽培[19-24]。各栽培方法详见图3。

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

如图3 所示,段木栽培常以松树为材料,其中以树龄为15~20 年的马尾松(Pinus massoniana Lamb)最好,此时树干的直径约为15~20 cm。将松树砍倒后先修去枝丫,后顺着树干间隔削下5 条宽约3 cm的树皮,深度以露出木质部为宜。待树干开始出现细小裂纹时,将其锯成30~50 cm 长的木段。随后将木段转运至栽培场地,呈“井”字形堆放,待段木上出现较密集的晒裂纹,用手敲击木料时可听到“咚咚”的声响,两端无松脂分泌时即可使用。栽培场地应选择有坡度的荒地,以便排水,土质尽量选择沙壤土。栽培时先需要挖窖,窖宽50~60 cm,窖深20~30 cm,太深容易积水,太浅后期木头暴露容易烧菌。摆放木料时粗细木头交替使用,粗木头用于接种,细木头用于连接。接种时将栽培袋面积较大的一面划开露出菌种,将菌种接种在段木的一端,紧贴两根木头端面,用塑料薄膜盖住菌种避免雨水渗透造成污染,最后覆土使其呈鱼背形,两边挖好排水沟。

松树蔸栽培要求松蔸直径在12 cm 以上,干度70%以上,松脂已基本去除。在接种前1~3 个月,在松蔸主干部分以及侧根上间隔削去3~6 条树皮,树皮宽为3~4 cm、厚度为0.5~1.0 cm,未削去的树皮为筋,使松蔸充分暴晒。选择晴天接种,主要采用蔸侧接种,将茯苓栽培袋面积较大的一面划开塑料薄膜露出菌种,将菌种紧贴在松蔸削皮留筋处,用薄膜盖住菌种避免雨水渗透造成污染。接种后覆土,覆土要求将整个松蔸盖住,不得有暴露部分。

袋料栽培是将晒干的松针、松木屑、松树枝、松木块粉碎物、玉米粉、麸皮、黄豆粉等,按照相应的配方比例混合均匀,调节好水分后装袋,作为培养茯苓的菌包。接种后,待菌丝长满菌袋即可栽培。在菌丝长势密集处划开1 个口子,将50 g 左右的新鲜茯苓菌核置于紧靠菌袋开口处,覆土厚度为5~8 cm,菌袋间隙用疏松沙土填实。

2.4 田间管理

茯苓栽培的田间管理主要包括查窖补种、水分管理、覆土管理、病虫害防治等环节。

1) 查窖补种。在接种7~10 d 后,及时检查菌丝生长情况,若菌丝未生长至基质上,或菌种被其他杂菌污染,应立即将菌包替换并补种。

2) 水分管理。若雨水较多应及时覆土,避免出现木材露出地面和菌种受雨水污染的情况;若雨水较少,适当浇水后要在窖顶加盖松针、松树枝、遮阳网等,避免出现烧菌的情况。

3) 覆土管理。在子实体形成期间,随着菌核逐渐生长膨大,地窖表面的土壤常有裂缝出现,此时若有水分渗入将导致菌核变黑腐烂;且离土表较浅的菌核常长出土面。因此需要经常检查,通过及时覆土以保护子实体。

4) 病虫害防治。茯苓生长的整个过程中易出现很多病虫害,需要及时防治。主要的方法是在栽培前对场地进行翻晒;栽培时在窖内撒入适量辛硫磷或毒死蜱;接种7~10 d 后,如果发现虫蚁,应立即用杀虫药进行消杀。

3 茯苓栽培存在的问题

3.1 资源消耗量大而转化率低

茯苓栽培中,常用松树段木进行栽培,每生产1 t 干茯苓,大约需要消耗20 m3的松木。这对松木资源及生态环境均有不利影响,因此茯苓产业在部分地区的发展受限。此外,用松树段木栽培茯苓,其生物学效率仅达到27%~36%,单窖产量一般达1.5 kg(7 kg 湿段木,含水量20%)[26]。因此研究茯苓袋料栽培技术,是实现松木资源高效利用和生态环境保护的重要突破口。

3.2 资源回收及循环利用缺乏有效途径

茯苓采收后,栽培时所用木材中的营养物质未被完全利用,这些未充分利用的木材多数沦为柴火或废弃,资源再利用价值较低,造成了极大的浪费。茯苓对木质素的降解能力较弱,所以茯苓栽培后的腐木中木质素含量仍很高,可以进行再利用,以提高资源利用率[27]。

3.3 菌种混乱且遗传性状不稳定

茯苓栽培种主要来源于农民专业户,由专业户生产后出售给栽培户。由于制种设备简陋、制种方法简单粗放,很少进行菌种的纯化、复壮。经多次的转接后,茯苓菌种中的优良性状逐渐消失,不良性状逐渐显现,菌种出现衰老和退化[28]。另外,不具备生产资质的单位开展菌种生产的过程中,常出现菌种同名异物或同物异名的现象;又因各个地区的菌种交叉混用,有的品种在多个产区进行栽培,有的产区同时栽培多个品种,各地区未结合区域特色形成具有稳定遗传性状的优良品种。这使得菌种质量逐年下滑,各地茯苓的商品质量也参差不齐。

4 茯苓绿色栽培技术研究进展

4.1 袋料栽培

天然林采伐限额相关政策的实施[29-30],使茯苓栽培面积受限,产业面临严峻考验。因此科研工作者进行了一系列袋料配方比例、栽培模式的探索,主要研究成果详见表1。

表1 茯苓袋料研究情况汇总Tab.1 Summary of research on substitute culture of Poria cocos

如表1 所示,目前已经筛选出部分袋料栽培配方,并将松树附属物利用起来,减少了对松树的砍伐。但较传统段木栽培,袋料栽培在生物学效率、产量稳定性方面还有待提高。

4.2 菌种选育

目前,茯苓育种技术有原生质体融合育种[44-45]、诱变育种[46-47]等。但大部分市场流通的茯苓菌种还是通过组织分离获得,即利用茯苓菌核中的菌丝体,经分离、纯化后定向选育茯苓菌种。已有文献报道我国用于培育的茯苓菌种约有40 多种[48-49]。茯苓产业发展较好的湖北省、湖南省等地区均已选育出深受农户信任的茯苓菌种,如湖南省选育的“湘靖28号”,通过靖州茯苓协会的推广宣传,在湖南省、安徽省、湖北省等地有一定影响力;湖北省中医药研究院选育主要用于栽培的“神苓1 号”,被推广至安徽省、云南省、陕西省等地[14]。

4.3 非松木速生林替代松木栽培

松木生长周期长,全国资源储备量少且易感染松材线虫等,使松树生长及茯苓栽培受到了较大影响,因此也有学者探索用非松木速生林替代松木林进行栽培。姜悦航等[50]用杜仲(Eucommia ulmoides Oliv)、泡桐(Paulownia Sieb. et Zucc)、枫香(Liquidambar formosana Hance)、香椿 [Toona sinensis(A. Juss.) Roem.] 等树种的段木进行茯苓栽培研究,采用主成分分析等方法综合评价生物学效率等一系列指标,结果显示杜仲、泡桐、枫香等均可用于栽培茯苓,其中杜仲栽培效果最佳。

4.4 高纤维素草本植物替代松木栽培

随着传统食(药) 用菌产业的发展,“菌林矛盾”逐渐凸显。以菌草作为栽培料,如巨菌草(Pennisetum giganteum)、象草(Pennisetum purpureum)、芒萁(Dicranopteris dichotoma)、五节芒(Miscanthus floridulus) 等,“以草代木”栽培食(药) 用菌的前景很好。目前菌草栽培的食(药) 用菌品种主要集中在蘑菇科(Agaricaceae)、多孔菌科(Polyporaceae)、银耳科(Tremella)、侧耳科(Pleurotaceae)、鬼笔菌科(Phallaceae)、口蘑科(Tricholomataceae)、灵芝科(Ganodermataceae)、猴头菌科(Hericiaceae) 等科的多个属种[51-52]。因此用菌草替代松木栽培茯苓也是值得尝试的新途径。

5 茯苓产业副产物的再利用

茯苓的副产物主要包括栽培遗留的腐朽木材、深加工过程产生的副产物(如茯苓皮) 等。全国每年对干茯苓的需求量超过2 万吨,根据每生产1 t 干茯苓约消耗20 m3松木计算,每年栽培茯苓需消耗松木约40 万立方米[53]。茯苓栽培后产生的腐朽木材中,纤维素和半纤维素多被分解利用,但木质素很难被分解,相对含量高达50%,若将其用于制备树脂、分散剂、表面活性剂或用于生产有机肥料,将大大提高茯苓栽培副产物的综合利用率[54-55]。但目前这部分腐朽木材除少数作为民用燃料使用外,大部分被废弃。

除此之外茯苓加工过程中会产生大量的茯苓皮,虽然茯苓皮也载入药典,但实际上市场对茯苓皮的需求较小,因此有很多茯苓皮被废弃。茯苓皮中含有三萜、多糖等化合物,可以考虑将茯苓皮添加到动物饲料或兽药中,提高动物免疫力[56-57]。

6 讨论与展望

近年来,茯苓在配方用药、保健食品、制药企业、贸易出口等方面的需求量明显增加,产业前景广阔,人工栽培茯苓成为茯苓主产区农户创收的重要途径。随着栽培面积的扩大,松树资源消耗巨大,对此应该将茯苓栽培与松树种植2 项工作齐头并进。另外,以其他原料代替松树栽培茯苓和袋料栽培技术也需重点研究。

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