我國(guó)食用菌栽培與利用的歷史與現(xiàn)狀

我國(guó)食用菌栽培與利用的歷史與現(xiàn)狀

食品產(chǎn)業(yè)是我國(guó)的一個(gè)重要農(nóng)業(yè)遺產(chǎn)和近年來發(fā)展起來的新興企業(yè)。在新時(shí)代下,我國(guó)需發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)去發(fā)展食用菌產(chǎn)業(yè),而進(jìn)一步提高食用菌產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力是其發(fā)展趨勢(shì)。探討食用菌栽培技術(shù)的改良和發(fā)展前景以及對(duì)食用菌栽培技術(shù)的研究和推廣,應(yīng)以綠色食用菌標(biāo)準(zhǔn)化為基本原則,緊跟市場(chǎng)的發(fā)展要求,走經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)環(huán)保相結(jié)合的可持續(xù)發(fā)展的道路。1食用菌的起源我國(guó)是世界上認(rèn)識(shí)和利用食用菌最早的國(guó)家之一。公元前475~221年戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的《列子》一書就有“朽壤之上,有菌芝者”的記載﹔公元前239年的《呂氏春秋》記載了浙江的香菇“味之美者,躍駱之菌”;公元前73年的《禮記》、553~540年的《齊民要術(shù)》、1250年的《菌譜》、1313年的《王楨農(nóng)書》、1500年的《廣菌譜》等都有食用菌的記載。我國(guó)也是栽培食用菌最早的國(guó)家。據(jù)記載,人類最早栽培的食用菌是木耳,大約公元600年栽培于中國(guó);金針菇栽培于公元800年,同樣起源于中國(guó);香菇栽培起源于1150~1200年的浙江龍泉、慶元和景寧一帶;草菇栽培于200多年前起源于廣東南華寺。我國(guó)雖然是人工栽培食用菌最早的國(guó)家,但是應(yīng)用科學(xué)方法栽培起步則較晚,20世紀(jì)30年代才從法國(guó)引進(jìn)菌磚開始食用菌的科學(xué)栽培。目前,我國(guó)食用菌栽培技術(shù)經(jīng)過多年的研究和發(fā)展,已形成了相對(duì)完善的配套栽培的技術(shù),特別是對(duì)高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值或有藥理作用的野生食用菌馴化培植,非常值得人們高度重視和研究。2蘑菇育種2.1進(jìn)行品種的獲得,獲得最廣大消費(fèi)者所需的新品種人工選育是采用人工的方法有目的地選擇并累積自發(fā)的、有益的、變異的過程,并獲取人們所需的新品種。該方法是解決食用菌生產(chǎn)上需要新優(yōu)品種的途徑之一,也是其它育種方法的基礎(chǔ)。露水雞樅就是通過人工選育出來的新的食用菌品種［１］。2.2食用菌育種手段雜交育種是一種遺傳物質(zhì)在細(xì)胞水平上的重組過程。因?yàn)槭秤镁墚a(chǎn)生有性孢子所以能通過有性雜交育種,從而獲得具雙親優(yōu)良性狀的新品種。雜交育種是目前食用菌新品種選育中使用的最廣泛、收益最明顯的育種手段,我國(guó)自20世紀(jì)80年代起,通過雜交育種培育出香菇(Lentinusedodes(Berk.)Sing)、金針菇(Flammu-linavelutipes)、木耳(Auriculariaauricular)等食用菌新品種相繼投入生產(chǎn),使我國(guó)迅速發(fā)展為食用菌生產(chǎn)大國(guó)［２］。湯倩倩［３］通過用紫外線照射后的杏鮑菇單核菌絲進(jìn)行單孢雜交,經(jīng)過拮抗試驗(yàn)以及比較分析,最后篩選出有一定優(yōu)勢(shì)的新菌株,作為以后育種研究的優(yōu)質(zhì)親本材料或進(jìn)一步擴(kuò)大試驗(yàn)栽培以推廣應(yīng)用。2.3其他化學(xué)劑誘變劑誘變育種是利用物理或化學(xué)因素處理細(xì)胞群體,激發(fā)其中少數(shù)細(xì)胞的遺傳物質(zhì)發(fā)生變異,從中選出具有優(yōu)良性狀的菌株。紫外線、X射線等都是常用的誘變劑,還有常用的化學(xué)劑,如氯芥、2-氨基嘌呤等。姚太梅［４］研究指出,育種時(shí)通常選用在生產(chǎn)中應(yīng)用過且發(fā)生了自然變異的菌株,或?qū)φT變劑敏感的菌株,或生長(zhǎng)快速、營(yíng)養(yǎng)要求低、出菇早、適應(yīng)性強(qiáng)等性狀的菌株等都能收到較好效果;訾惠君等［５］利用紫外線誘變育種和馴化的方法獲得高耐鹽性突變菌株,開拓了耐鹽平菇誘變育種新途徑。2.4rapd在可擴(kuò)充基因分析中的應(yīng)用基因工程又稱遺傳工程,是利用DNA重組技術(shù)的方法,把DNA作為組件,在細(xì)胞外將一種外源DNA和載體DNA重新組合連接,最后將重組體轉(zhuǎn)入宿主細(xì)胞,使外源基因DNA在宿主細(xì)胞中隨細(xì)胞的繁殖而增值,或最后得到表達(dá),最終獲得基因表達(dá)產(chǎn)物或改變生物原有的遺傳性,其包括DNA分子標(biāo)記技術(shù)、基因分離與克隆和遺傳轉(zhuǎn)化。DNA分子標(biāo)記技術(shù)經(jīng)常用于雜交親本的選擇、雜交種鑒定及親子遺傳相關(guān)性分析,一般報(bào)道中以RAPD標(biāo)記的較多。林范學(xué)等［６］運(yùn)用PAPD技術(shù)對(duì)源于2個(gè)香菇雙核菌株的孢子單核體、原生質(zhì)體單核體及其雜交后代進(jìn)行了基因組DNA多態(tài)性分析,為親本的選配及雜種的鑒定提供了可靠的依據(jù)。通過基因的分離與克隆可以獲得所需要的目的基因,其也是基因工程的基礎(chǔ)。于曉玲［７］以香菇L26基因組DNA為模板,根據(jù)以往報(bào)道的RAS、GPD啟動(dòng)子相關(guān)序列設(shè)計(jì)引物,利用PCR方法克隆了RAS、GPD1和GPD2這幾個(gè)香菇啟動(dòng)子片斷,通過DNA序列的測(cè)定和相關(guān)軟件的分析,分離出適用于香菇轉(zhuǎn)基因的高效表達(dá)啟動(dòng)子,為建立香菇外源基因表達(dá)系統(tǒng)提供了順式元件。遺傳轉(zhuǎn)化和表達(dá)系統(tǒng)的建立是基因工程育種的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。陳美元等［８］構(gòu)建了雙孢蘑菇Agaricusbisporus耐熱的相關(guān)基因的雙元表達(dá)載體,通過農(nóng)桿菌的介導(dǎo)轉(zhuǎn)化雙孢蘑菇非耐熱菌株‘8213’,經(jīng)潮霉素抗性篩選和PCR鑒定,獲得了一批轉(zhuǎn)基因菌株,并通過試驗(yàn)表明大部分轉(zhuǎn)基因菌株耐熱性明顯提高?；蚬こ逃N為那些受常規(guī)育種方法限制的食用菌種類的育種帶來了巨大希望。2.5食用菌生物活性和脫毒能力的考察所謂植物脫毒,是將植物莖尖生長(zhǎng)尖端組織進(jìn)行分離,將分離組織置于特定培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng),從而獲得脫離原體病毒、病菌的新生種苗。具體到食用菌的脫毒繁種,嚴(yán)格說來,一般的組織分離并不能達(dá)到使菌種脫毒的目的。這是由于子實(shí)體已生長(zhǎng)至中后期,攜帶病毒、病菌的概率相當(dāng)高,故脫毒效果不明顯。而將食用菌尖端生長(zhǎng)點(diǎn)進(jìn)行脫毒,效果理想,配合對(duì)成熟的菌絲體不同的階段、不同形態(tài)的自然生成物的分離技術(shù),選用不同的基質(zhì),使接入種有條件的進(jìn)行選擇性生長(zhǎng),并經(jīng)過2~4次循環(huán),使該菌種徹底的擺脫原來攜帶的病毒、病菌,恢復(fù)其原本生物特性。已經(jīng)報(bào)道的脫毒方法有菌絲尖端脫毒法和原基組織脫毒法［９］。3栽培材料的選擇3.1食用菌的利用充分利用一切條件和資源,以工農(nóng)業(yè)廢料進(jìn)行食用菌人工栽培,是節(jié)約材料、防止浪費(fèi)的一項(xiàng)重要措施。劉月廉等［１０］曾經(jīng)以富貴竹的廢葉和廢莖為栽培料來培養(yǎng)洛巴伊口蘑、杏鮑菇、姬松茸和香菇,并以棉籽殼作對(duì)照,得出這幾種食用菌在以富貴竹廢料培養(yǎng)的生長(zhǎng)速度各不相同,其中姬松茸對(duì)富貴竹廢料的利用率最好,可代替棉籽殼培養(yǎng);劉秉儒等［１１］以檸條粉碎料為主料,添加一定比例的玉米芯作為栽培料,提高了菌種的生長(zhǎng)速度,縮短了生產(chǎn)周期,提高了生物學(xué)轉(zhuǎn)化率,最后得出檸條占58%、玉米芯占20%的配方為最優(yōu)栽培方案;林金榜［１２］以葡萄枝為主要原料,并添加一定的輔料,栽培食用菌,與現(xiàn)有技術(shù)相比,培養(yǎng)基中無需添加糖,降低了成本和簡(jiǎn)化了工藝;施安輝等［１３］研究發(fā)現(xiàn),醋糟可代替棉籽殼栽培平菇,原種培養(yǎng)基配方為醋糟45%,棉籽殼45%,麩皮29%,葡萄糖1%,pH7.0左右,栽培料配方為醋糟52%,棉籽殼42%,麩皮6%。此外,中藥廠藥渣廢料利用也是值得關(guān)注的。中國(guó)的中藥廠藥渣廢料比較豐富,如在江蘇連云港市藥業(yè)集團(tuán)下屬制藥廠到處可見中藥渣廢料,可以把它有效的利用于食用菌的栽培。南京曉莊學(xué)院藥用菌物研究所的張李陽教授曾經(jīng)研究過以藥渣培養(yǎng)食用菌,并取得了一定的成果;劉博群等［１４］以中藥渣、香蕉皮、麩皮、木屑和石灰為原料,經(jīng)粉碎、暴曬、配料和滅菌培養(yǎng)出高品質(zhì)的平菇,節(jié)約了生產(chǎn)成本,縮短了培植周期,提高了菌菇產(chǎn)量,降低了染菌率,實(shí)現(xiàn)了環(huán)境經(jīng)濟(jì)的雙豐收。3.2合理利用食用菌栽培食用菌的下腳廢料經(jīng)過合適處理也能用作栽培料。香菇栽培過程中出現(xiàn)的污染菌袋以及出菇結(jié)束后廢棄的菌棒可以代替牛糞栽培食用菌［１５］。根據(jù)食用菌之間的溫型和分解能力的不同進(jìn)行合理的搭配。劉克全等［１６］成功地利用草菇的廢料再栽培雙孢食用菌;李蓉等［１７］利用平菇的廢料栽培草菇試驗(yàn)也取得了顯著的效益;劉秋喜［１８］將第一次培養(yǎng)完食用菌的培養(yǎng)基與一定比例的增配料混合,充分混勻后,進(jìn)行蒸汽滅菌,然后冷卻無菌分袋,可得到用于再次培養(yǎng)食用菌的二次培養(yǎng)基。4植物的消毒食用菌培養(yǎng)基(料)的消毒滅菌是指對(duì)培養(yǎng)基(料)中的微生物進(jìn)行殺滅,它是對(duì)食用菌純培養(yǎng)的必要條件,一般采用熱力滅菌、拌藥消毒等方法。4.1不同菌種的滅菌方法熱力滅菌是利用高溫使菌體蛋白質(zhì)變性,從而失去活性,達(dá)到滅菌的目的。熱力滅菌常采用濕熱滅菌的方法對(duì)培養(yǎng)基質(zhì)進(jìn)行滅菌,因?yàn)闊嵴羝拇┩噶?qiáng),蛋白質(zhì)的凝固點(diǎn)隨含水量的增加而降低。根據(jù)采用不同的儀器、溫度、時(shí)間及壓力等指標(biāo)分為高壓蒸汽滅菌、常壓滅菌、常壓間歇滅菌、發(fā)酵殺菌(巴氏消毒)等方法。吳俊勇等［１９］設(shè)計(jì)了一種新型食用菌常壓滅菌灶房,此灶房充分利用了熱能,節(jié)能、環(huán)保、操作簡(jiǎn)便,特別適合于我國(guó)農(nóng)村食用菌生產(chǎn)企業(yè)。4.2食用菌的消毒在食用菌的生料栽培的過程中,對(duì)培養(yǎng)料進(jìn)行拌料時(shí),通常要加入0.1%多菌靈粉殺菌劑,以殺死雜菌或抑制雜菌的生長(zhǎng)。然而多菌靈是一種廣譜、內(nèi)吸性的殺菌劑,對(duì)食用菌的生長(zhǎng)有不同程度的影響,不少菇農(nóng)因?yàn)橛昧坎划?dāng),抑制了食用菌菌絲的生長(zhǎng)發(fā)育,造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。尤其是該藥用量多了,還會(huì)累積在菇體內(nèi),對(duì)食用者的身體有害,所以,在食用菌栽培中盡可能少或慎用多菌靈［２０］?？嗣轨`是一種食用菌消毒新藥,其殺菌效果優(yōu)于多菌靈,對(duì)綠霉菌的預(yù)防、治療效果可達(dá)100%,解決了多菌靈、乳油對(duì)綠霉菌抑制不理想常導(dǎo)致栽培失敗的問題［２１］。近幾年,也有一些新型消毒劑被研發(fā)用于食用菌的拌藥消毒。張躍華等［２２］在已有基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究過氧化氫脲、過硫酸氫鉀、酸性高氧化還原電位水、過碳酸鈉、過硼酸鈉、臭氧、過氧化鈣等一系列含活性氧的新型消毒劑對(duì)在食用菌生產(chǎn)中的作用、消毒劑量、使用方法等,結(jié)果顯示過氧化氫脲水溶液具有強(qiáng)烈的殺菌、消毒作用,其水溶液可用于食用菌生產(chǎn)環(huán)境及物品的消毒,亦可以拌入培養(yǎng)料中,用于降低培養(yǎng)料中的微生物數(shù)量。在堆制培養(yǎng)料時(shí),也常常加入1%~2%的生石灰,這不僅有消毒滅菌的作用,同時(shí)還可以調(diào)節(jié)培養(yǎng)料的pH值。5蘑菇的接種5.1食用菌的接種接種室的建造原則為密閉遮光,設(shè)緩沖間、工作服、拖鞋;有紫外線燈,接種室小于9m２,高2.5m以下,室內(nèi)濕度不可過大,室內(nèi)墻壁、工作臺(tái)要光滑,有酒精燈、酒精棉球、接種工具等,門用推拉門。劉連強(qiáng)等［２３］設(shè)計(jì)出一種食用菌簡(jiǎn)易接種室,它由接種室主體和空氣凈化系統(tǒng)2部分組成,其中接種室主體由金屬支架、進(jìn)氣通道和外塑料膜組成,外被塑料膜是包被在金屬支架的一層塑料膜,通過拉鏈聯(lián)接,可進(jìn)入人員,兩側(cè)設(shè)置有2個(gè)帶有濾膜的出氣窗。經(jīng)高溫滅菌的食用菌料棒移入接種室,接種時(shí)空氣經(jīng)過空氣凈化系統(tǒng)過濾凈化后導(dǎo)入接種室,從而降低污染提高了工作效率,同時(shí)最大程度降低熏蒸藥劑的使用,保證了接種人員的安全舒適。5.2近年來常用的環(huán)保消毒方式食用菌的接種操作需要無菌環(huán)境,所以接種室必須經(jīng)過空氣消毒,使之達(dá)到適宜接種的生物潔凈等級(jí)。但是建造生物潔凈室的投資巨大,由于中國(guó)國(guó)情的限制,大多數(shù)情況下不允許將接種室改造成生物潔凈室,所以目前國(guó)內(nèi)食用菌行業(yè)接種室的消毒主要是采用以甲醛為代表的化學(xué)藥劑薰蒸的消毒方法。然而化學(xué)藥劑薰蒸對(duì)人體的損害大,且會(huì)污染室內(nèi)和室外環(huán)境,與食用菌發(fā)展的綠色趨勢(shì)不符。下面介紹2種近年來常用的綠色環(huán)保消毒方式。紫外線消毒屬于靜態(tài)殺菌,其原理為紫外線可以破壞核酸分子中的化學(xué)鍵,使核酸或核蛋白分解或變性,使其失去正常的功能,造成細(xì)菌和病毒的死亡或變異［２４］,殺菌效率可達(dá)96%~99.9%?！癗ICOLER動(dòng)態(tài)技術(shù)”屬于動(dòng)態(tài)殺菌,可以在有人工作情況下同步對(duì)接種室殺菌,對(duì)人體無害,是近年來才被廣泛使用的消毒技術(shù)?！癗ICOLER動(dòng)態(tài)殺菌技術(shù)”采用NICOLER三級(jí)雙向高能離子體發(fā)生腔殺菌原理,殺菌過程為通過特殊的脈沖信號(hào)NICOLER發(fā)生腔產(chǎn)生逆電效應(yīng),生產(chǎn)大量的NICOLER高能離子體。在負(fù)壓風(fēng)機(jī)的作用下,污染空氣被抽進(jìn)發(fā)生腔內(nèi),空氣細(xì)菌本體及DNA被“NICOLER高能離子體”迅速分解擊破,整個(gè)殺菌過程只需0.1s,再經(jīng)過藥物浸漬型活性炭等組件二次殺菌過濾后,受控環(huán)境保持在“無菌無塵”標(biāo)準(zhǔn),空氣潔凈度可達(dá)30萬級(jí)以上［２５］。所以,NICOLER動(dòng)態(tài)技術(shù)也稱作“食品動(dòng)態(tài)殺菌機(jī)”。5.3邊檔板上的操作孔接種箱通常采用木質(zhì)結(jié)構(gòu),前后觀察窗均應(yīng)安裝玻璃,觀察窗應(yīng)保持70°傾斜面,并應(yīng)做成可以開啟的活門,便于取放物品。兩邊檔板上分別留有2個(gè)圓形操作孔,圓心距不大于50cm,操作孔要裝備有1層塑料布和1層白布的袖套。為便于散熱和換氣,兩側(cè)應(yīng)留孔經(jīng)小于8cm并用8層紗布覆蓋的通氣孔。若供電方便,可以頂板上安裝紫外線燈和日光燈各1支。使用時(shí)將需接種的瓶和菌種、酒精燈、酒精棉球、接種工具、火柴等一應(yīng)用品放入箱內(nèi),封閉后熏蒸、消毒或開紫外線燈滅菌,30min后方可使用。5.4嚴(yán)格控制菌種環(huán)剝和接種及時(shí)接種,一般48h內(nèi)接完,接種時(shí)培養(yǎng)基溫度在25~30℃為好。剝菌種采取環(huán)剝。工作人員要有無菌意識(shí),嚴(yán)禁吸煙、喝酒、大聲說話、走動(dòng)。接種要協(xié)調(diào)、熟練、輕緩、快速。接種鉤不可亂放,要一直留在菌種瓶?jī)?nèi)。熏蒸前菌種、接種工具、培養(yǎng)袋等一應(yīng)用品一次放入室內(nèi)。5.5氣霧劑煙毒以及甲醛加酸鈉消毒法近幾年,隨著食用菌生產(chǎn)由過去蘑菇、草菇、平菇的單一格局轉(zhuǎn)向常規(guī)與珍稀菇類多品種的并薦局面,部分菌種的制作容器亦由750mL玻璃瓶發(fā)展為各種規(guī)格的塑料袋,傳統(tǒng)的接種箱方式已不能適應(yīng)大規(guī)模的塑料袋制種,于是簡(jiǎn)便而迅速的開放式接種便應(yīng)運(yùn)而生。5.5.1氣霧劑煙熏法目前,使用較廣泛且有效的是福建省福州市生產(chǎn)的科達(dá)牌氣霧劑煙熏法(劑)。一般1m３空間使用3~4g氣霧劑。密閉煙熏0.5h以上,待煙霧散盡后(一般需3~4h)方可入內(nèi)接種操作。5.5.2甲醛加高錳酸鉀消毒法通過甲醛加高錳酸鉀混合反應(yīng),產(chǎn)生甲醛蒸汽來消毒接種室。但有些制種者對(duì)此用量把握不準(zhǔn),既浪費(fèi)又不安全,而且接種時(shí)不能及時(shí)散盡,對(duì)接種人員身體有害。正確的消毒方法應(yīng)按1m３空間使用40%甲醛10~12mL+高錳酸鉀5~7g混合反應(yīng)消毒30~50min,接種前如有刺鼻的甲醛氣味可用裝有氨水的瓶敞口搖幾下即可消除(如無氨水時(shí),也可用碳氨加熱)。如果連續(xù)使用開放式接種生產(chǎn)時(shí),可每隔一段時(shí)間交叉應(yīng)用上述2種方法,以提高接種室的消毒純凈度。6蘑菇的栽培6.1充分利用好閑置的空間和資源食用菌栽培場(chǎng)地應(yīng)遠(yuǎn)離污染源,有清潔水源,場(chǎng)地清潔,排水良好。天冷時(shí)應(yīng)選背風(fēng)向陽場(chǎng)地,天熱時(shí)選林地、陰坡作為栽培場(chǎng)地。而充分利用好閑置的空間資源,對(duì)節(jié)約土地是非常重要的。王桂芹［２６］研究了在葡萄架下栽培平菇,提出了夏季高效益栽培模式:室內(nèi)袋栽培菌,室外與作物套放或蔭棚下出菇;張玉杰等［２７］在氣候寒冷的大興安嶺林區(qū)進(jìn)行瓶栽試驗(yàn),篩選出金針菇品種“盧苗5號(hào)”。另外,防空洞栽培雞腿菇［２８］、柑桔園套種平菇［２９］等試驗(yàn)也都獲得了成功。6.2食用菌的利用:利用液體培養(yǎng)基+固體菌種6.2.1仿野生栽培食用菌仿野生栽培就是利用優(yōu)質(zhì)的玉米芯、棉籽殼、麥粒、木屑等農(nóng)林副產(chǎn)品,生產(chǎn)食用菌菌袋或培養(yǎng)基質(zhì),利用人工接種,培養(yǎng)大量菌絲體;菌絲體成熟后在林地全天候的天然溫度、濕度、通風(fēng)、光照的環(huán)境中培養(yǎng)出菇,恢復(fù)菌類在自然狀態(tài)下生長(zhǎng)特征,得到優(yōu)質(zhì)食用菌產(chǎn)品［３０］。仿野生食用菌的產(chǎn)品接近原生態(tài),其種植方法應(yīng)該因食用菌的種類不同而采用不同的播種方式,有條件的地方可增加簡(jiǎn)易的保濕和灌溉設(shè)施,菌絲生長(zhǎng)期間進(jìn)行適當(dāng)管理,逐步建立起不同種類食用菌的仿野生種植規(guī)范,進(jìn)行大規(guī)模栽培［３０］。6.2.2液體菌種栽培液體菌種是在生物發(fā)酵罐中利用液體培養(yǎng)基通過深層培養(yǎng)(液體發(fā)酵)技術(shù)生產(chǎn)的液體形態(tài)的食用菌菌種。與固體菌種比較,液體菌