红托竹荪工厂化栽培技术研究*

陈翠翠，巩玉辉，方 晔，张 军

（贵州金蟾大山生物科技有限责任公司，贵州 毕节 553300）

红托竹荪（Dictyophora rubrovalvata Zang,ji et liou），隶属于担子菌门（Basidiomycota）腹菌纲（Gasteromycetes）鬼笔目（Phallales）鬼笔科（Phallaceae）竹荪属（Dictyophora），是一种珍贵食用菌，被称为“菌中皇后”[1-2]。红托竹荪是贵州特有的一种清香型竹荪，其子实体洁白，细嫩爽口，营养丰富，含有大量的氨基酸、蛋白质、维生素等营养物质，具有抗肿瘤、治疗慢性气管炎、降低血压和胆固醇等多种药用功能[3-6]。红托竹荪因具有独特的风味而受到人们的喜爱，市场需求量日益增加。为提高其产量与周年化生产效率，研究红托竹荪的工厂化栽培有利于突破地域限制，扩大产业规模。

红托竹荪作为贵州省特色食用菌，人工栽培面积不断扩大，目前多采用林下栽培和大棚栽培，但均受季节的影响较大。在贵州地区通常只能于2月份进行覆土栽培，6月～10月出菇；出菇时间相对集中，子实体无法实现周年化供应；栽培过程中受环境的影响易感染病虫害，且难以控制。为解决红托竹荪周年化生产和病虫害问题，对其生物学特性及栽培现状进行了概述；同时，贵州金蟾大山生物科技有限责任公司于2021年初开始研究红托竹荪工厂化栽培，结合研究成果及实践经验，对部分生产关键技术进行了总结提炼。

1 红托竹荪生物学特性

红托竹荪为藏穆先生在1976年发表于《云南植物研究》中的一个新品种，是一种木腐菌，对木质素分解能力强，菌丝体可以有效分解腐树枝、竹叶等获取营养[7]。在实际生产中，红托竹荪能够广泛利用多种营养物质，单糖、双糖及糖醇等都可用作其生长的碳源，多种无机氮和有机氮也能被较好地吸收利用[2]；人工栽培中，木屑、竹木屑、棉籽壳、甘蔗渣及豆粕粉等农副产品均可以作为其菌包原材料。

红托竹荪的生活史包括孢子、菌丝体、菌蕾和子实体4个阶段[8]。孢子一般在育种阶段应用较多，而工厂化栽培中多采用组织分离方法获得二级菌丝体并扩繁。正常的菌丝洁白、浓密、顶端整齐，当遇到温差刺激、强光照射、机械损伤、营养不适合等环境因素变化，菌丝会出现变红或变紫的现象，这也成为一个可简单判断红托竹荪菌丝的方法。菌丝体可以不断分解培养料基质，吸收、贮存和运输营养，当菌丝积累足够养分并达到生理成熟后，深入地表的菌丝便通过高度组织化形成菌索，在适宜条件下前端逐渐膨大，形成原基[9]。原基在无光且无机械损伤时颜色洁白，受到太阳直射或机械损伤后则发生色变，变为红色或紫褐色[10]。原基经过分化形成菌蕾（即幼小的子实体），菌蕾不断生长形成成熟的子实体。子实体按照形态发生特征可以分为原基分化期、球形期、卵形期、破口期、菌柄伸长期和成熟自溶期[9]。

经过栽培试验发现，通风以及湿度对原基的形成具有较大影响。其中温度为影响原基生长的主要因素。覆土后温度高形成原基时间早，温度低会延迟原基形成时间；扭结后原基在适温范围内温度高生长速度快，温度低生长速度越慢。此外发现，覆土材料是红托竹荪工厂化栽培中的关键性因素之一。在其营养生长阶段没有土壤菌丝也能很好地生长，但进入生殖生长阶段后不覆土就难以形成子实体，因此覆土是红托竹荪栽培过程中必不可少的步骤。

2 红托竹荪栽培现状及主要问题

20世纪90年代初，由于市场对红托竹荪的需求大幅增加，其人工栽培技术进入了高速发展期，从传统的室内砂锅栽培转变为大棚畦床式栽培，实现了竹荪的规模化栽培[11]。90年代中期至今，大多采用中棚栽培模式，利用阔叶树干、枝桠等进行栽培，取得了显著效益。21世纪以来，随着研究所及企业对其研究力度的不断加大，红托竹荪菌种制作、代料栽培技术、层架立体栽培技术、红托竹荪液体菌种制备技术等都有重大突破，为红托竹荪工厂化发展提供了技术支撑。工厂化、规模化生产是栽培技术的转折和升级，也是红托竹荪栽培技术发展的一个新阶段[3]。

目前工厂化红托竹荪栽培仅局限在菌棒的生产，栽培环节采取大棚栽培（地面栽培、床架栽培）和林下仿野生栽培2种模式；根据播种时对菌种的处理又可分为菌棒填埋式栽培和碎料式栽培。传统红托竹荪栽培一般有2个时期：1）当年2月～3月播种，7月～10月出菇后采收；2）当年12月播种，次年6月～9月出菇后采收。

贵州地区的大棚栽培和林下栽培已经取得了较好的经济效益，但受到环境因子（温度和湿度）、病害、虫害或连作障碍的影响，部分区域的红托竹荪栽培稳定性差。近年来严重影响产量的是问题是红托竹荪菌蛋腐烂病害的普遍发生。病害发生初期，菌蛋表面出现水渍状液体，后表皮开始腐烂，感染多种真菌，导致大面积污染，造成畸形菇或者无法出菇，引起减产甚至绝收。同时顺季大棚栽培和林下栽培造成集中出菇，每年的6月～9月贵州竹荪产量逐日提高但价格逐日降低；而10月份受到气候影响竹荪产量逐步降低价格逐步升高；11月份竹荪价格可达150元/kg，冬季价格最高可达300元/kg。

区域连作障碍和顺季栽培引起的价格波动成为制约贵州红托竹荪产业发展的瓶颈，因此借助食用菌工厂化栽培系统发展红托竹荪菌棒生产、出菇一体化的生产工艺是对贵州红托竹荪产业发展的再升级。

3 红托竹荪工厂化栽培研究

食用菌工厂化生产是集模拟生态环境、智能化控制、自动化机械作业于一体的生产方式[12]。其目的是提高周年复种指数，提高设施和设备的使用效率，提高资金周转使用率；是可在短时间内获得可观经济效益的一种新型的、集现代农业企业化管理的栽培方法[13]。红托竹荪作为贵州省特色食用菌，工厂化栽培模式可开发其潜在的经济价值。针对病虫害，工厂化栽培以物理防治为主，化学防治为辅，可以有效保障产品质量、降低农药残留，提高食品安全性。

贵州金蟾大山生物科技有限责任公司于2017年成立，2018年开始投产。以生产固体菌种为主，同时开展液体菌种生产技术研究。到2020年红托竹荪液体菌种生产技术成熟且稳定，开始应用于生产，达到年产3 500万棒的规模。2020年之后由生产固体菌种为主转变为生产液体菌种。同时，在2018年至2022年期间对红托竹荪的大棚栽培模式和林下栽培模式进行了试验研究。2021年初，开始研究红托竹荪工厂化栽培技术，研究内容包括：1）工厂化品种选育；2）红托竹荪液体菌种生产技术；3）菌棒配方优化；4）培养温度优化；5）覆土材料的优化；6）工厂化出菇参数的调控；7）工厂化生产病害综合防治。

3.1 生物学特性研究

3．1．1 栽培温度

经试验测试发现，红托竹荪属中高温型品种，菌丝生长温度范围在5℃～30℃，最适温度范围为20℃～25℃，32℃高温下菌丝不会死亡但停止生长；43℃条件下培养2 h菌丝产生色素，由白色变为红色或者暗红色，且很快衰退或死亡。子实体形成的温度为10℃～27℃，分化温度为16℃～27℃，最适温度为20℃～22℃。温度是影响菌丝生长与子实体生长发育最主要的因素之一[10]。通过培养箱栽培试验证明，在10℃、15℃、20℃、25℃恒温条件下，菌丝可扭结形成原基，说明红托竹荪属于恒温结实性食用菌，不需要温差刺激即可以扭结形成原基，在适温范围内，原基随温度升高生长速度加快。

3．1．2 栽培湿度

菌丝阶段培养料的湿度应维持在60%～65%，因红托竹荪分解木质素的能力强，在生长过程中会产生生理水，此湿度条件下即可以满足生长需求，不需要另外补充水分。菌棒覆土之后栽培室中空气湿度维持在90%～95%；菌丝接近地表时，在保证土壤湿度为22%～25%的情况下可以降低空间湿度，维持在85%～90%，加大通风量，保证空气均匀流动，增加空气中氧气的含量，以促进原基扭结；原基扭结之后，维持子实体生长发育阶段所需要的湿度为80%～85%。

3．1．3 CO2条件

红托竹荪为好氧型菌类，要求菌棒培养库房内CO2的体积分数≤0．25%。菌棒覆土后主要是菌丝在土壤里的生长阶段，此阶段工厂化生产中内循环与外循环风机频率可降低，此时菌丝可耐受较高浓度的CO2，因此可通过调节内、外循环风机升高空气中的CO2，但体积分数不可超过0．3%。在菌丝发生扭结的阶段需逐步补充新鲜空气，有利于促进菌丝前端不断扭结膨大，交织形成原基。原基形成后应保持空气的流通和氧气的充足，以利于原基的分化与生长。在通风不良、CO2累积过度的情况下，菌蕾容易萎缩，菌裙难以撒开。

3．1．4 光照条件

红托竹荪菌丝在完全黑暗的条件下生长良好，在极微弱光照下也能正常生长；暴露在强光下会延缓其生长速度，产生色素，并容易衰老；长期处于阳光照射下则会丧失活力。菌蕾的分化和发育阶段不需要光刺激。子实体发育阶段允许有微弱散射光，因为过分强烈的光照难以保持较高的环境湿度。

3．1．5 pH 条件

野生红托竹荪在林下腐殖层和微酸性土壤中进行生长繁殖，完成生活史[9，14]。经过栽培试验测定，培养料被菌丝分解后，pH下降至4．6，其生长发育过程中是不断利用酸以及产生酸的过程，需要偏酸性的生长环境。一般情况下，红托竹荪菌丝生长最适pH为5．5～6．0，而原基形成和子实体发育时最适pH 为 4．6～5．0。

3.2 工厂化品种选育

2019年～2022年期间，贵州金蟾大山生物科技有限责任公司通过采集野生红托竹荪资源，进行驯化栽培和菌种选育，筛选出了合适液体菌种生产且高产、优质、抗逆性强的优良品种。在生产中菌株表现出较强的均一性和稳定性，具有较好的商业价值，其菌丝体见图1。

图1 选育红托竹荪菌株的菌丝体Fig．1 Mycelia of selected Dictyophora rubrovalvata strain

3.3 液体菌种生产技术

经试验选育出的红托竹荪液体菌种被成功应用于菌棒工厂化生产，而后经不断改进技术日渐成熟，生产工艺于2020年取得突破，菌种培养周期缩短至50天之内。其具体的生产工艺流程详见图2。

图2 红托竹荪液体菌种常规的生产工艺流程图Fig．2 Flow chart of production process of Dictyophora rubrovolvata liquid culture

如图2所示，使用此液体菌种生产工艺比传统固体菌种的生产时间缩短了90天以上，接种成本降低近90%[11]。目前，已利用此项技术生产菌包超过3 500万袋，并通过了大田出菇验证。液体菌种制备技术的突破是红托竹荪工厂化生产的关键，有效促进了红托竹荪产业的发展[15]。

3.4 菌棒配方优化

食用菌生长只能通过利用外部营养源，氮源物质过多时菌丝生长速度会减慢，推迟出菇。因此合理的营养配比，对红托竹荪菌丝生长和子实体形成具有重要意义[16]。工厂化栽培红托竹荪要求菌棒覆土后原基能够快速形成，数量不能过多，原基形成后生长速度要快。因此寻找合适的碳氮比配方，对工厂化生产红托竹荪极为重要。金蟾大山生物科技有限责任公司以红托竹荪14-33、金蟾1号菌种作为试验材料，以碳氮比分别为30∶1、40∶1、50∶1、60∶1、70∶1、80∶1的配方进行栽培，重点研究不同碳氮比配方对原基形成的速度、原基数量、原基分化生长的速度及产量的影响。结果发现在碳氮比为60∶1的配方中，红托竹荪14-33和金蟾1号菌种的菌棒栽培表现一致，原基扭结数量合适，且在形成后可以快速生长，能够在100天内完成一潮菇生产，产量大于100 g/棒。

3.5 培养温度优化

温度对红托竹荪的影响非常重要，主要影响其菌丝的生长速度、子实体分化数量和品质。在10℃条件下菌丝可以萌发，但生长缓慢；适温范围内菌丝生长速度随着温度的升高而加快；超过32℃菌丝停止生长。单就菌丝生长速度而言，其最适温度为20℃～22℃，菌丝表现为纤细、生长速度较快；但在偏低温度（15℃～18℃）时，菌丝粗壮且干质量高[17]。总结实践经验发现，菌棒覆土后菌丝培养阶段温度控制在18℃～20℃为宜；菌丝扭结后应适当升高温度，控制在20℃～22℃为宜，原基形成之后应尽量保持温度稳定，才利于原基的快速生长；工厂化采收阶段的温度应控制在16℃～20℃为宜，有利于病害的防控，保证出菇质量。

3.6 覆土条件研究

覆土是红托竹荪生殖过程的必要条件，是工厂化栽培的关键环节。结构性差、保水性差、易板结的土壤均不利于菌丝的生长。为了探究合适的覆土条件，金蟾大山生物科技有限责任公司对覆土材料、水分含量、覆土厚度、土壤颗粒度及覆土方法等进行试验，研究其对红托竹荪菌丝生长、出菇及产量的影响。截至目前发现，相同方法下使用不同土层的土壤进行覆土会直接影响原基数量，土层深度与原基扭结呈负相关。当使用土层深度＞60 cm的土壤进行覆土后，竹荪原基不能有效扭结。这可能与深层土壤的有机质含量少、有益微生物少等因素有关系。

应选择有机质含量高、松散、持水性好的土壤，在通气性较差、板结的覆土层下，菌丝会出现生长缓慢甚至窒息死亡。在实际栽培中可通过添加一定比例的草炭土、石膏等改善土壤结构，覆土前控制土壤水分含量为22%～25%，覆土厚度为4 cm～5 cm，在此条件下可有效控制原基的扭结数量，促进原基生长。

3.7 红托竹荪原基形成综合控制

不同培养条件下，红托竹荪菌棒覆土后一般在经过18 d～22 d开始逐步形成原基。分化形成原基的数量与后期产量和病虫害防治密切相关。原基数量少则产量低，数量过多则会因分化困难导致后期有部分原基腐烂。栽培生产中原基综合控制分为以下几个方面。

3．7．1 温度控制

通过对不同温度下菌丝生长以及原基扭结的时间进行测定发现，红托竹荪原基能够在10℃～25℃条件下形成，此范围内温度越高，菌丝到达土表的时间越短，原基扭结时间越短。在10℃条件下，菌丝生长70天后可以扭结；但当温度过高，土壤中水分蒸发快，亦不利于原基生长。实际生产中，当原基扭结后以每天上升0．5℃逐渐提高环境温度为宜。

3．7．2 菌棒配方

菌棒配方的营养变化会影响菌丝的生长速度以及原基形成的数量。在相同培养条件和覆土方法下，以不同碳氮比的配方进行栽培，原基形成的数量和生长速度差异较大。因此，在菌棒制作中一定要保持碳氮比为60∶1，才能获得最大的菌丝生物量，从而有利于达成出菇阶段菌蕾的一致性和同步性。

3.7.3 通风控制

在栽培过程中发现，影响红托竹荪原基形成的最关键因素为通风量，不同通风量对菌丝生长至覆土层和原基形成的调控效果显著。原基形成前，高CO2浓度可促进菌丝向覆土层生长；菌丝接近土表后，逐渐加大通风量有利于原基形成；原基形成后，应减小通风量，尽量维持环境的稳定，以保证原基的快速生长分化；后期应根据生长状态对通风条件进行微调。

3.8 红托竹荪病虫害综合控制

红托竹荪腐烂病是其栽培过程中最严重的病害之一。2021年，贵州大学农学院从感染腐烂病的红托竹荪样品中分离得到鬼笔复膜孢酵母[18]。而后贵州金蟾大山生物科技有限公司对其进行了验证试验，结果表明该病原菌对红托竹荪的菌丝和菌棒均有致病性，出现吐黄水、子实体腐烂等现象，且致病性随温度的升高而增强。该病原微生物引起的病害具有发病快、传播快的特点，一般大棚栽培模式下，如有发病则几乎绝产。通过筛选防治药物发现，丙环唑对鬼笔复膜孢酵母的杀灭作用强。根据病原菌生长的pH、灭活温度和化学药物方面的研究，制定的现阶段防治方案为：栽培前对土壤、菇房进行巴氏杀菌（55℃、6 h），提前一周使用丙环唑弥雾对菇房进行空间消毒；栽培过程中主要注意调整土壤的初始pH约为6.0；原基形成后的关键时期使用高效氟氯氰菊酯与丙环唑对地面进行消毒。

红托竹荪菌丝和子实体的清香味较浓，易吸引蚊虫等，在整个栽培过程中均需做好防虫措施。菇房周围环境应保持清洁并且定期喷洒杀菌药和杀虫药，做好环境维护。菇房使用前要采取高温杀菌、药品熏蒸等消杀措施，并设置诱虫灯、粘虫板、防虫网等。栽培后的土壤也应先进行高温杀菌后再处理，且处理场所应远离出菇场所，防止交叉感染。

4 前景展望

红托竹荪菌棒生产和栽培在贵州可以说已经成功，而工厂化作为红托竹荪栽培发展的新方向具有显著的经济效益和社会效益，极具开发价值。从工厂化生产系统方面对红托竹荪工厂栽培进行了初步的总结，展示了该品种工厂化生产的可行性，但相较于其他工厂化栽培食用菌，红托竹荪的基础理论和栽培技术研究仍处于起步阶段。要想发展红托竹荪工厂化生产必须形成系统化栽培工艺，系统化栽培工艺需要以红托竹荪基础理论研究为基础。因此应进一步深化红托竹荪营养生理学和农艺性状的遗传学研究，从本质上了解红托竹荪。此外，其他仍有许多研究方向值得关注。

1）红托竹荪营养生理学研究

通过研究红托竹荪基础生理学，研究不同阶段红托竹荪营养供应与生理变化。需要解决的关键问题包括：红托竹荪是从环境中获得什么营养来完成整个生活史；发育过程中涉及哪些关键因子；生长发育的关键程序及机制等。红托竹荪菌丝生长速度相对其他食用菌慢，其生长中对营养的积累和转换有别于其他食用菌，且原基生长发育速度与菌棒和土壤的关系尚未明确。进行营养生理学研究对提高红托竹荪产量和缩短生长周期至关重要。

2）红托竹荪农艺遗传学的研究

红托竹荪菌丝生长慢，具有周期长、担孢子不易萌发等特点。目前，红托竹荪在菌种孢子选育、农艺遗传学研究等方面还比较缺乏，导致很多生产实践没有理论支撑。

3）红托竹荪病害综合防治研究

工厂栽培食用菌不依赖药物进行病虫害防治，而主要靠物理防治和整体环境控制的方法，因此工厂化栽培食用菌的食品安全性有保障。目前能够杀灭病原微生物但不伤害菌丝的药物依然未筛选出来，同时，土壤传播病害为栽培过程中的重点隐患，如何快速检测土壤中的微生物对病害防治极为重要，且进一步的防控措施还需要进行研究。