喬 俊,王焮興,馬琳靜,趙建國(guó)**,支彩艷,張學(xué)忠
(1.山西大同大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,山西大同037009;2.石墨烯林業(yè)應(yīng)用國(guó)家林業(yè)和草原局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山西大同037009;3.河南省南陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,河南南陽(yáng)473002)
羊肚菌(Morchella spp.)是一種珍稀菌蕈,屬于子囊菌亞門(mén)(Asomycota),其結(jié)構(gòu)與盤(pán)菌(Pezizales)相似,子囊帽部分呈褶皺網(wǎng)狀,形態(tài)酷似羊肚而得名。羊肚菌含有豐富的蛋白質(zhì)、多糖、多種維生素、微量元素及20多種氨基酸,既是宴席上的珍品,又是久負(fù)盛名的食補(bǔ)良品,具有很高的營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值[1-3]。
羊肚菌的人工栽培技術(shù)是羊肚菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展的研究熱點(diǎn),美國(guó)學(xué)者Ower[4]最早實(shí)現(xiàn)了羊肚菌的工廠化栽培,但該技術(shù)由于產(chǎn)量不穩(wěn)定、病害嚴(yán)重等問(wèn)題,導(dǎo)致羊肚菌栽培企業(yè)難以為繼。四川省林科院在2000年發(fā)明了外援營(yíng)養(yǎng)袋栽培技術(shù),在大田栽培模式中獲得了較高的羊肚菌產(chǎn)量,并逐步在國(guó)內(nèi)進(jìn)行推廣[5]。然而在北方地區(qū)進(jìn)行羊肚菌人工栽培,還需結(jié)合北方氣候、設(shè)施等特點(diǎn)進(jìn)行技術(shù)調(diào)整和優(yōu)化,才能取得理想效果。通過(guò)將北方地區(qū)暖棚栽培羊肚菌的多年實(shí)踐進(jìn)行梳理和總結(jié),為開(kāi)拓羊肚菌在國(guó)內(nèi)規(guī)?;耘喾e累研究基礎(chǔ)。
在大同、朔州和晉中展開(kāi)羊肚菌人工栽培實(shí)踐。此三地屬華北地區(qū),海拔在1 000 m~2 500 m,屬溫帶半干旱氣候,春季干旱多風(fēng),夏季較涼爽,秋季溫和,冬季干燥寒冷。全年溫差較大,平均氣溫在4.6℃~6.8℃之間。年日照時(shí)數(shù)2 300 h~2 900 h,年降水量380 mm~460 mm。降水多集中于7月~9月,春季和冬季的降水量極少,只占全年的15%左右。相對(duì)濕度達(dá)50%~60%,年均蒸發(fā)量約為2 000 mm。風(fēng)力在8級(jí)以上的大風(fēng)天數(shù)為20 d~40 d,無(wú)霜期 100 d~130 d[6]。
選擇經(jīng)人工馴化的六妹羊肚菌(Morchella sextelata)、梯陵羊肚菌(Morchella importuna) 以及北方地區(qū)野生羊肚菌(Morchella sp.)進(jìn)行制種。采集新鮮的羊肚菌子實(shí)體,試驗(yàn)室無(wú)菌條件下以組織培養(yǎng)的方法,經(jīng)多次提純獲得羊肚菌菌絲體作為母種[7-8]。在規(guī)?;耘嗲?,將羊肚菌母種接種到原種培養(yǎng)基(小麥74.5%、稻殼20%、過(guò)磷酸鈣1%、石膏1%、石灰0.5%、腐殖土3%),20℃培養(yǎng)21 d得到羊肚菌原種,再由原種進(jìn)一步擴(kuò)繁制備成用于播種的栽培種(栽培種基質(zhì)配比與原種相同)[9-10]。
菌種培養(yǎng)料為小麥74.5%、稻殼20%、過(guò)磷酸鈣1%、石膏1%、石灰0.5%、腐殖土3%、小麥浸泡24 h,含水量調(diào)至60%~65%,pH 7~8,裝入500 mL菌種瓶,用封口膜套上,橡筋封口、裝筐。
營(yíng)養(yǎng)袋的配比與菌種培養(yǎng)料基本類(lèi)似,一般用小麥、稻殼、碎木屑等泡脹后按小麥67.5%、稻殼20%、碎木屑10%、石灰2.5%的比例混合均勻,然后裝入聚丙烯或聚乙烯塑料袋中(規(guī)格13 cm×26 cm×8 cm)。每袋裝料約0.5 kg~0.6 kg,松緊適當(dāng)。裝好后,扎緊袋口高壓蒸氣滅菌后備用[11]。
農(nóng)業(yè)大棚設(shè)施一般分為暖棚和冷棚,我國(guó)南方地區(qū)多使用冷棚,北方地區(qū)多建有暖棚。暖棚設(shè)施多為半拱形,坐北朝南建設(shè),見(jiàn)圖1。
如圖1所示,暖棚的東、西、北三面為圍護(hù)墻體,采用土墻或磚墻結(jié)構(gòu),坡面覆蓋透光棚膜;支撐柱體為溫室建造梯形砼柱,坡面為琴弦式骨架結(jié)構(gòu),主骨架用熱鍍鋅鋼管,骨架間敷設(shè)鋼筋和鍍鋅鋼絲;坡面的棚膜外側(cè)用保溫棉被覆蓋并與電動(dòng)卷簾機(jī)相連,可根據(jù)需要收放棉被;棚內(nèi)設(shè)有霧噴、灌溉等設(shè)施。暖棚設(shè)施雖然造價(jià)比冷棚高,但保溫效果好,抗雪載、風(fēng)載能力更強(qiáng)。在冬季,棚內(nèi)無(wú)需加溫就能維持一定的溫度水平,以保障作物生長(zhǎng)需要。暖棚的使用壽命可達(dá)20年左右,運(yùn)營(yíng)成本相對(duì)較低,經(jīng)濟(jì)耐用。
圖1 北方地區(qū)暖棚設(shè)施Fig.1 The greenhouse facilities in northern area of China
栽培羊肚菌的土壤以沙壤土為優(yōu),能保水且有一定的透氣性。土壤貧瘠不影響其生長(zhǎng),土壤pH在6.5~8.5羊肚菌都能正常生長(zhǎng)[12]。土壤需無(wú)農(nóng)藥殘留、重金屬等危害,以免影響羊肚菌的品質(zhì)。
考察當(dāng)?shù)貧v史氣溫變化情況,預(yù)估合適的羊肚菌栽培時(shí)機(jī)。當(dāng)氣溫連續(xù)數(shù)天低于20℃即可栽培。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),大同、朔州、晉中三地可在每年12月上旬~次年1月上旬播種。栽培之前需充分翻耕棚內(nèi)土壤,翻耕時(shí)加入石灰(約75.00 g·m-2~112.44 g·m-2),翻耕后強(qiáng)光暴曬2 d~3 d,用以殺滅土壤中的雜菌和蟲(chóng)卵。準(zhǔn)備栽培時(shí),先充分灌溉土壤,待土壤濕度適宜時(shí),翻地整畦,畦面寬80 cm~120 cm,兩畦之間留作業(yè)道,寬30 cm,深25 cm。每667平方米施羊肚菌菌種約200 kg(約350袋)。播種時(shí)將菌種捏散,均勻撒播在畦面上,并覆土3 cm~5 cm。有條件可加入草木灰、火燒泥土作為營(yíng)養(yǎng),以提高羊肚菌的出菇率[13]。播種完畢后在每個(gè)畦面搭設(shè)高0.8 m~1.2 m的小拱棚,并覆黑色地膜用以遮光和保濕,小拱棚頂部戳適量透氣孔換氣。
播種后一般7 d~15 d左右有肉眼可見(jiàn)的白色菌絲長(zhǎng)滿(mǎn)地面,此時(shí)可放置營(yíng)養(yǎng)袋進(jìn)行外源營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充。營(yíng)養(yǎng)袋用裁紙刀縱向劃開(kāi)兩道口子,開(kāi)口沖下放置在畦面上。營(yíng)養(yǎng)袋呈“品”字放置,每個(gè)袋一般可供給周?chē)?0 cm左右范圍營(yíng)養(yǎng),所以袋與袋間隔30 cm~50 cm放置即可。營(yíng)養(yǎng)袋用量一般每667平方米1 600袋~1 800袋。
3.4.1 菌絲生長(zhǎng)管理
羊肚菌是中低溫菌,喜陰喜濕是管理上的大原則。在菌絲生長(zhǎng)期間的管理,要做到避光、保濕、保溫、適當(dāng)交換空氣。低溫菌絲也能生長(zhǎng)且不怕凍,但溫度過(guò)低生長(zhǎng)緩慢。溫度過(guò)高菌絲易老化,不能出菇。所以管理上,保持土壤濕度20%左右,土壤溫度夜間不要低于3℃,白天土壤溫度不超過(guò)18℃。環(huán)境溫度不超過(guò)20℃。菌絲階段對(duì)二氧化碳比較耐受,小拱棚每天煽動(dòng)兩側(cè)黑膜,交換棚內(nèi)空氣,大棚可在棚內(nèi)外氣溫接近時(shí),1周換一次空氣。若土壤發(fā)干,可溝內(nèi)補(bǔ)水,維持土壤濕度。
3.4.2 催菇管理
根據(jù)北方三地栽培經(jīng)驗(yàn),播種后60 d~70 d,土壤最低溫度穩(wěn)定在6℃~8℃以上,即可進(jìn)行催菇。大同、朔州地區(qū)催菇時(shí)機(jī)一般在3月初,晉中地區(qū)可提前至2月下旬。催菇前,大棚內(nèi)要搭設(shè)遮陽(yáng)網(wǎng),避免后期陽(yáng)光灼傷幼菇。營(yíng)養(yǎng)袋和黑膜拱棚此時(shí)可以撤掉,撤黑膜前一定要搭好遮陽(yáng)網(wǎng)。準(zhǔn)備工作結(jié)束后,可進(jìn)行充分灌溉催菇。溝內(nèi)細(xì)流灌水,讓水流動(dòng)時(shí)充分下滲,溝內(nèi)的水不要淹沒(méi)過(guò)畦面。如果缺水較嚴(yán)重,可溝內(nèi)灌溉2次。溝內(nèi)補(bǔ)水后,用霧化噴頭對(duì)畦面進(jìn)行補(bǔ)水,每次5 min~10 min,補(bǔ)2次~3次,每次間隔30 min~60 min。催菇補(bǔ)水作業(yè)每個(gè)棚盡量在1 d~2 d內(nèi)完成,所有大棚催菇作業(yè)要在5 d內(nèi)完成。
3.4.3 出菇期間管理
催菇作業(yè)1周后,一般能看到原基(菇蕾) 形成,見(jiàn)圖2。
如圖2所示,暖棚內(nèi)人工栽培的羊肚菌原基發(fā)育良好、數(shù)量較多。原基的數(shù)量與羊肚菌產(chǎn)量息息相關(guān),大量原基發(fā)育是羊肚菌高產(chǎn)的重要前提。
圖2 暖棚內(nèi)羊肚菌原基情況Fig.2 Morel primordia in the greenhouse
羊肚菌出菇期間管理要做到給光、保濕、保溫、通風(fēng)。
1)光照。原基形成需要光照刺激,所以要盡量延長(zhǎng)大棚內(nèi)散射光的時(shí)間,但光照過(guò)強(qiáng)容易灼傷幼菇,所以要有遮陽(yáng)網(wǎng)。外界陰天時(shí)可以在維持溫度的前提下,白天可將棉簾全部打開(kāi)見(jiàn)光。中午光照過(guò)強(qiáng)可放下大部分棉簾,留50 cm左右的縫隙繼續(xù)給予散射光。
2)濕度。土壤濕度維持在20%左右,土壤表面不要發(fā)干,空氣濕度在80%左右。菇蕾和幼菇期間,要盡量避免澆水,澆水會(huì)導(dǎo)致幼菇死亡。幼菇長(zhǎng)大后,有一定的抗性,此時(shí)如果土壤發(fā)干,可用霧噴的方式,在上午8:00~8:30、午后15:30~16:30期間,間隔 20 min,霧噴 5 s~10 s,3 次/d~4 次/d,如果當(dāng)天補(bǔ)水還顯不足,可第2天再依此方法補(bǔ)水。
3)溫度。最適宜羊肚菌子實(shí)體生長(zhǎng)的土壤地表溫度是9℃~15℃,此時(shí)子實(shí)體生長(zhǎng)迅速[14]。當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)20℃,很難再誘發(fā)原基發(fā)生;環(huán)境溫度連續(xù)3 d超過(guò)25℃時(shí),整個(gè)生產(chǎn)季節(jié)將結(jié)束[14-15]。這個(gè)階段大棚內(nèi)的空氣溫度一定要控制在20℃以下。提升棚內(nèi)溫度時(shí),要特別注意緩慢升溫,可借助收放棉簾、棚內(nèi)外搭設(shè)雙層遮陽(yáng)網(wǎng)、適時(shí)霧噴等措施調(diào)節(jié)溫度。要注意,棚外遮陽(yáng)網(wǎng)不要緊貼棚膜(尤其是高溫晴朗天氣),棚外遮陽(yáng)網(wǎng)要離開(kāi)棚膜至少50 cm,否則黑色遮陽(yáng)網(wǎng)吸熱直接傳導(dǎo)到大棚里。出菇階段要注意關(guān)注未來(lái)3 d的氣溫變化,如遇異常高溫,應(yīng)在前一天通過(guò)澆水,早、晚充分通風(fēng)換氣,高溫當(dāng)天少量多次霧噴、外掛遮陽(yáng)網(wǎng)、減少開(kāi)棚時(shí)間、棚外淋水等措施來(lái)控制。
4)通風(fēng)。出菇期間需要更多氧氣,若二氧化碳濃度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致菇體只長(zhǎng)柄不長(zhǎng)蓋,所以需要通風(fēng)換氣[14]。幼菇期間避免長(zhǎng)時(shí)間冷空氣直吹,不然會(huì)造成死亡。幼菇期間可在每天或隔天早上通過(guò)風(fēng)口換氣10 min~20 min(大棚側(cè)向通風(fēng)口打開(kāi)20 cm以下,不宜過(guò)大),降溫天氣、大風(fēng)天氣減少換氣時(shí)間。菇體長(zhǎng)大后換氣時(shí)間可延長(zhǎng),每天早上和下午棚內(nèi)外溫差不大時(shí)都可以進(jìn)行通風(fēng)換氣0.5 h或更長(zhǎng)時(shí)間。要做到棚內(nèi)空氣不污濁、有霉味等。
羊肚菌生長(zhǎng)期間會(huì)遇到各種病蟲(chóng)害,常見(jiàn)的蟲(chóng)害包括:蝸牛、蛞蝓、跳蟲(chóng)、蚊蠅等[16]。一般前一季栽培玉米、瓜果等含糖量高的作物,容易發(fā)生蟲(chóng)害。因此,需要在栽培羊肚菌之前土壤充分暴曬、或者高溫燜棚,土壤施加生石灰必要時(shí)加入適量殺蟲(chóng)劑。如果出菇期間發(fā)生蚊蠅、蛾類(lèi)的蟲(chóng)害,可使用滅蚊燈利用其趨光性進(jìn)行誘殺,也可使用黃色粘蟲(chóng)板進(jìn)行誘捕。使用粘蟲(chóng)板時(shí),具體做法是將粘蟲(chóng)板懸掛在離地1.0 m~1.5 m的空中,每667平方米懸掛25張~30張粘蟲(chóng)板對(duì)蚊蠅類(lèi)害蟲(chóng)進(jìn)行誘捕[17]。出菇期間小面積的跳蟲(chóng)暴發(fā),可使用100倍稀釋的敵敵畏加蜂蜜水裝入淺盆內(nèi)進(jìn)行誘殺。對(duì)于蝸牛和蛞蝓等害蟲(chóng),可利用其對(duì)酒香和蜂蜜味道的敏感,將裝有啤酒、酵母和蜂蜜混合物的淺碟子置于田間,引誘殺滅[17]。
羊肚菌生長(zhǎng)期間常見(jiàn)的病害有軟腐病、紅體病、霉菌性枯萎病(長(zhǎng)白霉)、蛛網(wǎng)病等[17]。一般播前土壤中有農(nóng)作物廢棄料,如殘留的稻稈、玉米稈、西瓜秧較多,且播種前田地處理不徹底,則軟腐病和紅體病害較嚴(yán)重;另外,播種前使用了一定量的農(nóng)家肥(豬糞堆肥),也容易導(dǎo)致紅體病發(fā)生[17]。真菌類(lèi)的白霉病等發(fā)生的主要原因是棚內(nèi)高溫、高濕,發(fā)病時(shí)環(huán)境溫度通常大于20℃,當(dāng)環(huán)境溫度大于25℃時(shí),病情蔓延迅速,特別在25℃以上高濕狀態(tài)下,可在24 h~48 h侵染整個(gè)菇體[17]。細(xì)菌性病害(軟腐病、紅體?。┌l(fā)生后,可使用生石灰覆蓋整個(gè)發(fā)病區(qū)域,實(shí)現(xiàn)殺滅和隔離的目的。真菌病害(白霉病)發(fā)生后,應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)降溫降濕,可直接將發(fā)病的羊肚菌摘除,在棚外銷(xiāo)毀。簡(jiǎn)單的操作是“見(jiàn)白就摘”,即無(wú)論菇體大小,只要發(fā)生白點(diǎn)(霉菌性病斑) 就直接摘除[17]。
羊肚菌原基20 d左右生長(zhǎng)為成菇,見(jiàn)圖3。
如圖3所示,羊肚菌的個(gè)體大小是不等的,采收時(shí)要觀察它的菌蓋。幼菌的菌蓋頂尖上面的棱形凹槽緊密而細(xì)小,隨個(gè)體增大,頂端近圓形凹凸部分逐漸平坦、潤(rùn)澤光亮,色澤由深褐色或黑色轉(zhuǎn)為黃褐色或肉色,菌柄肥厚呈米黃色,根部明顯膨大,這時(shí)說(shuō)明羊肚菌已成熟[18],需及時(shí)采摘,否則菌蓋勾頭下垂,既影響品質(zhì)又不利于周邊小菌的生長(zhǎng)。采收時(shí)用鋒利小刀沿羊肚菌菌柄基部水平割下,供應(yīng)鮮貨或烘干。經(jīng)多年實(shí)踐,在大同、朔州、晉中地區(qū)采用暖棚設(shè)施可抵御外界極端天氣,羊肚菌鮮品每667平方米產(chǎn)量可達(dá)250 kg以上,有的可達(dá)400 kg,經(jīng)濟(jì)效益明顯[10]。
圖3 暖棚內(nèi)羊肚菌子實(shí)體生長(zhǎng)情況Fig.3 The growth of morel fruiting bodies in the greenhouse
近年來(lái),我國(guó)羊肚菌人工栽培技術(shù)取得長(zhǎng)足進(jìn)步,羊肚菌產(chǎn)業(yè)也進(jìn)入了快速發(fā)展階段。截止2019年,我國(guó)羊肚菌栽培面積達(dá)9 333 hm2,居世界首位[19]。目前我國(guó)的羊肚菌人工栽培主要以大田栽培,外置營(yíng)養(yǎng)袋技術(shù)模式為主,并基本上做到一年一季生產(chǎn)。隨著國(guó)內(nèi)羊肚菌人工種植面積逐年增加,栽培區(qū)域由南向北逐步推廣,各地科技工作者在此期間結(jié)合本地氣候條件、農(nóng)業(yè)設(shè)施等,因地制宜地對(duì)羊肚菌人工栽培技術(shù)進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn),逐漸形成了各地羊肚菌人工栽培的技術(shù)特色,例如林下套種、搭建拱棚、大棚套小拱棚、地膜覆蓋、冷棚栽培等等。
北方地區(qū)氣候干旱少雨,但全年高溫天氣不多,比較涼爽,適合羊肚菌這種中低溫菌的生長(zhǎng)。在北方地區(qū)合理地利用本地暖棚設(shè)施,可實(shí)現(xiàn)調(diào)控棚內(nèi)的溫度和濕度,抵御極端天氣等不良影響,能夠創(chuàng)造適合羊肚菌生長(zhǎng)的條件。北方暖棚設(shè)施在冬季依靠太陽(yáng)光的照射就可以保溫,能夠維持羊肚菌生長(zhǎng)的需要。此外,北方的暖棚造價(jià)雖然較高,但比南方的冷棚更堅(jiān)固,加上棉簾、遮陽(yáng)網(wǎng)、電動(dòng)卷簾機(jī)、風(fēng)機(jī)等設(shè)施,抵御外界不利氣候條件的能力大大提高,因而能夠?qū)崿F(xiàn)羊肚菌的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)。
團(tuán)隊(duì)多年來(lái)利用暖棚設(shè)施在北方地區(qū)開(kāi)展羊肚菌人工栽培,通過(guò)對(duì)工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié),著重介紹了北方地區(qū)暖棚栽培羊肚菌的技術(shù)流程和管理要點(diǎn),以期為羊肚菌從業(yè)人員和廣大菇農(nóng)提供借鑒和指導(dǎo)。