靈芝的人工栽培技術

一朵好的靈芝,除了具有堅實的外觀之外,更充滿一種可以被感覺存在的能量。如何生產優良的靈芝,本文在靈芝栽培菌種的篩選、栽培用料的使用、栽培季節、管理方式與採收時期等,將有深入的探討。

文/許瑞祥

◎本文原載於1999年7月《健康靈芝》第5期12~15頁

G4-2 culture

  

千百年來有關靈芝的傳說,一直伴隨中華文化代代相傳,歷經老祖宗們不斷驗證的結果,成為人類扶正固本的珍貴藥材。自1970年代靈芝被現代化人工栽培後,才從神秘的宮庭用藥逐漸成為風靡全球的健康食品。

台灣地區在1980年代開始出現靈芝熱潮,其間雖經幾番波折,但迄今市場仍未見衰退。靈芝能在台灣健康食品獨領風騷二十年,絕非浪得虛名。由於市場頗具規模並且潛力無窮,導致國內大小廠商紛紛投入戰場,爭食百億元的大餅。

在品質與價格的矛盾中,消費者迷失於文宣的口水戰,成為紊亂市場中的犧牲者。如何保障靈芝使用的基本權益,滿足消費靈芝產品時的合理需求,並落實健康食品的預防保健功能,應該是相關業者共同努力的方向。

生產高品質產品的前提,必須先擁有來源穩定的優良原料與專業的生產能力,其中原料的選擇更是具有關鍵性的影響力。就靈芝產品而言,使用原料的等級,將決定該項產品在市場競爭中的未來命運。因此,如何擁有品質優良、來源穩定的靈芝原料,將是業者逐鹿中原前的首要必修課題。

本文將就靈芝栽培過程之演進,說明現代科技應用於靈芝栽培時,對於質量提升的具體成效。從靈芝栽培菌種的篩選、栽培用料的使用、栽培季節、管理方式與採收時期等分項討論,期能拋磚引玉,共同促進台灣靈芝生產技術的升級。在造福國人的同時,也將使靈芝能更順利的邁向國際舞台,成為21世紀台灣生物科技的指標性產品。

 

一、菌種的篩選

任何生物產業的研發皆肇始於對該物種的認知,所有的栽培技術皆為配合目的生物而設計,因此就靈芝的生產而言,菌種的選擇應該是最優先並且最重要的。畢竟靈芝的生產不僅止於外觀的美麗或是產量的豐富而已,靈芝中所含的有效成分種類與含量,才是重要的關鍵。

生物技術的特色在生物本身而非僅技術可行,靈芝栽培雖然在台灣地區推廣超過二十年,但在整個生產過程中,有關菌種的研究卻是最薄弱的,可能是智慧產權的觀念不足,也可能是開發菌種的意願與成效不彰,使得靈芝栽培者在生產用菌種間沒有太多選擇的對象,終將導致生產與研發脫節的現象。

在近二十年來靈芝的藥理研究中,大都集中在靈芝(Ganoderma lucidum)和松杉靈芝(G. tsugae)為主的兩個種間,其中的成分與功效也各異其趣,生長條件與栽培管理間明顯不同。就此,筆者多次強調在規劃栽培生產前對使用菌種的了解,將收事半功倍之效,若再配合天時、地利和篩選適當的菌株,對於提高成效與產品價值會有立竿見影的效果。

就個人的認知而言,菌種的選擇在生物栽培產業中,主宰著成敗的命運。在靈芝栽培用的菌種,更必須兼具「獨特性、穩定性、效益性」三要素,才足以支撐其靈芝產品在紛擾的市場裡獨樹風格。

 

二、培養用料的選擇

靈芝屬的子實體通常生長於樹樁或朽木上,但亦有部分能在活樹寄生,屬於兼性寄生菌。一般真菌生長時需要的營養包括:碳源、氮源、無機鹽和維生素等。

自然界中生長的靈芝,可利用闊葉樹、針葉樹中的纖維素、半纖維素和木質素等分解後的物質,作為主要的碳源;而木材中所含有的蛋白質、礦物質與維生素等,也同時能被靈芝菌絲體分泌的各種胞外酵素分解,作為生長時的營養。因此在人工栽培時,必須提供類似的組成,供菌絲體吸收利用。

除早期的人工培養是利用合適的天然樹種,如殼斗科、金縷梅科、樺木科等樹種切割而成的天然段木外,目前也已經開發成功利用各種含有木質素、纖維素的植物組織,配合含澱粉或糖類的穀物為碳源,輔以含氮量較高的農產加工副產品,如米糠、麩皮、大豆粉、花生皮等有機氮源,或添加適量的硫銨或尿素等無機氮源。

人工調製配方時,碳源和氮源間的比例是很重要的,根據試驗結果,碳與氮的比例為  30~40:1 時,對於靈芝菇體生長最有利。由於在一般的植物體內含有多量的無機鹽類和維生素,因此在人工配製的培養基中,選用植物組織作為碳源時,通常不需再另行添加無機鹽類或維生素。

台灣地區靈芝栽培的碳源以木屑為主,早期的木屑為鋸木廠的廢棄物,由於樹種複雜使得成分差異性較大;現在的木屑大都專為菇類栽培所需而加工生產者,依原料樹種的不同,價格差異性高。

較硬質的樹種,如杜英、楓、櫟、櫧、栲等,為傳統優良的菇類栽培材料,因此其製成的木屑成本相對較高。雖然如此,經此類硬質木屑栽培所得的靈芝,除產量較高外,靈芝子實體的外觀色澤較為深沉而渾厚,菇體亦較為堅實飽滿,最重要的是在萃取時的回收率明顯較高。

在過去的栽培試驗中,將松杉靈芝分別接種於不同碳源的木屑培養基時,其子實體的外觀有明顯的差別:在硬質木屑中生長的菌傘呈現紅褐色,而生長於軟質木屑或甘蔗渣配製而成的培養基者,其菌傘呈橙黃色,子實體明顯較輕、較小。

 

三、栽培季節的規劃

由於不同種類靈芝族群的分佈有明顯的區域特性,在各緯度與海拔中均存在適合當地生態條件的靈芝種類,但就其子實體的發生與成長,大都在夏秋之間完成,顯示靈芝子實體的分化與溫度有密切關係。因此在栽培靈芝時,配合靈芝種類選擇合適的地點與栽培季節的規劃是很重要的。

根據筆者過去的栽培經驗,靈芝屬菌絲體生長最適溫度在 25±5℃,而子實體分化的最適溫度約在 24~30℃ 之間。

不同靈芝種類間的差異顯著,例如台灣最常見的栽培種松杉靈芝,其菌絲體生長的最適溫度在 24±2℃,出菇的溫度約在 24~26℃ 之間,因此在栽培時會選擇較高海拔的中南部山區設立農場,並且在每年初春時接種菌類於木屑培養基中,利用自然氣候條件生長菌絲體,並在清明前後於溫濕度的增加而誘導子實體形成。

但另一種靈芝(G. lucidum)其菌絲體生長的最適溫度在30±4℃,出菇的溫度也在 30℃ 以上,因此要栽培靈芝(G. lucidum)時,通常會在平地或海拔較低的山區進行,而且栽培時期會選擇晚春之時接種。

相同的靈芝菌株如果在不同的溫度下培養,其子實體的形狀與質地亦會有差別。溫度較低的情況下,子實體的分化較慢,因此生長期拉長,菌傘較厚且組織密緻,菌蓋皮殼的顏色較深;如果子實體是在溫度較高下形成,雖生長速度快,但菌肉變薄且質地鬆散,導致品質相對較差。

 

四、栽培管理要領

(一)濕度控制

野生的靈芝子實體通常生長在離地面 30 公分以內的樹樁上,出菇時正值春末夏初高濕多雨的季節,顯示靈芝子實體的發生期需要較高濕度的環境。

在人工栽培時,接種初期的靈芝菌絲體生長於培養基中,水分的供應完全由培養基中提供,因此在菌絲體生長時期,外界濕度的變化影響較少。但在此時期的栽培場中,如果能增加通風條件,降低菇舍中的相對濕度至 60% 以下時,對於減少其中雜菌的孳生、提高菌種的存活率頗具成效。

當靈芝的子實體原基(Primodia)長出木屑培養基的表面時,環境中相對濕度的控制就非常重要了。通常相對濕度 90~95% 之間最適合子實體的生長與分化,但在連續 40~50 天的高濕度下,菇舍中雜菌的產生亦不能輕忽。

如何能在每天當中適度調節通風與濕度間的平衡,考驗著現場管理人員的智慧和經驗。如果在子實體生長過程中,相對濕度低於 60% 達一天以上時,靈芝子實體的生長必將停止。

(二)通風管理

靈芝無論在菌絲體或子實體生長時,都有旺盛的呼吸作用,故需要適當的通風以交換氣體。菌絲體旺盛生長時,必須補充氧氣而排出二氧化碳,雖然菌絲體對二氧化碳的耐受度高,但充足的氧氣供應仍然必須維持。

靈芝子實體分化時,對空氣中的二氧化碳濃度極為敏感。研究結果顯示,當菇舍中二氧化碳含量超過 0.1% 時,靈芝子實體將只長菌柄而不分化為菌傘,最後形成鹿角狀多分枝的畸形子實體。

台灣在二十年前開始栽培靈芝時,沿用香菇的密閉式菇舍,結果因通風不良且光照不足而產生畸形的鹿角狀靈芝,在當時還被認為是特殊的新品種而洛陽紙貴。

二氧化碳的比重較空氣大,因此在自然狀態下,愈接近地面處,其二氧化碳的濃度會相對較高。筆者認為,靈芝的子實體可能以二氧化碳濃度作為判斷菌柄生長高度的指標,目的是希望經由離地面較遠的子實體,將其產生的擔孢子分散到更遠更廣的空間,以擴大其族群生存的範圍。

雖然不同種類的靈芝對於二氧化碳辨別的最低濃度有差異性,但在栽培靈芝時,相要獲得形態正常且圓潤飽滿的菌傘,通風條件的精確管理是不可或缺的。

(三)光照

高等真菌不含葉綠體,無法行光合作用固定光能成為能量來源,因此經由異營腐生分解大分子的有機物維生。在靈芝屬菌絲體生長時,可在完全無光的黑暗條件下正常生長。

有研究報告指出,光線會抑制或干擾菌絲體的生長速率,然而當菌絲體由無性繁殖進入有性生殖時,在子實體開始形成後,即需要適當的光照來誘導子實體的形態分化。筆者在過去的試驗結果顯示,在光照不足或是全黑的培養條件下,靈芝子實體的菌傘無法正常形成,而只有菌柄的不斷分枝生長。

根據每日中午最強光照時所測得的結果,當菇舍中平均光照度在 300~1000 lux 時,松杉靈芝的子實體具備完整的外形,菌柄、菌傘分化完成,成熟的擔孢子可順利的釋放。但若正午時所測得的最強光度低於 100 lux 時,大部分的松杉靈芝菌株皆無法形成正常的菌傘;若光照度大於 5000 lux 時,松杉靈芝的子實體常呈畸形、無柄。

子實體菌傘皮殼層的顏色亦會隨著栽培時的光照度而改變,相同的靈芝菌株,其子實體所受光照強度愈高時顏色愈暗。

 

五、採收時期

自然生長的靈芝在子實體原基形成時,無法預測最後生長完成的菇體外觀,原因是靈芝子實體的生長點在最前端,隨著當時外界的溫度、濕度、光照與通風條件的組合來生長,故在野外要採到外形完美的靈芝實屬不易。

在現代化遮風避雨的菇舍裡,人工栽培的靈芝出現相似的外貌與整齊的生長速度,當菌傘外緣的白色生長區完全消失後,松杉靈芝仍會繼續菌肉與菌管層的垂直生長,使菌傘厚度明顯增加。

當菌傘邊緣與菌傘同色,且菌管口擴張開始大量釋放孢子前應立即採收;如果再延遲數天,待其中的擔孢子釋放完畢,留下的靈芝子實體其有效成分就相當有限了。有時菇農為增加產量而延遲採收期,常導致辛苦栽種的靈芝整批的品質下降。

在適當時期採收的靈芝經烘乾後,其菌蓋背面的子實體為象牙白至淡黃色之間,將菌管層的切片放在顯徵鏡下觀察,可見其中充滿未經釋放的擔孢子。但若是菌傘的子實層顏色呈現褐色者,其菌管層中的擔孢子寥寥可數者,顯示這朵靈芝是在孢子釋放後才採收的,無論其價值或功效都要大打折扣了。

 

六、栽培方式 

靈芝的人工栽培從早期模仿野生狀態的天然段木栽培法,歷經二十多年的不斷開發,演變成今日各式各樣的栽培技術,或許有人要問,哪一種生產方式最好,其答案卻會因時、因地而異。

天然段木所得的靈芝雖然最接近野生的品質,但栽培時需要砍伐林木當作培養基來使用,因此會有破壞生態與水土保持的疑慮;若使用農產或林產加工廢棄物作為栽培靈芝碳源或氮源的主要來源時,就資源利用的立場而言,人工代料生產靈芝是回收纖維質廢棄物,利用生物性轉換為再生性資源的具體成效。

筆者認為,人工代料栽培靈芝仍有很大的發展空間,若能針對靈芝種類與生理活性成分,研發每一菌種最適合的代料配方,相信必能開發更多元化的用途。如果我們能夠利用栽培靈芝的過程來處理農產廢棄物,達到資源回收垃圾減量的目的時,必將是靈芝人工栽培的最高境界。