地木耳可栽培性能试验初报

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1、地木耳可栽培性能试验初报王东明;陈俏彪;徐丹晔【摘 要】目的探讨地木耳的可栽培性能,为实现人工培育地木耳提供参考依据.方 法分别进行地木耳打浆后在高湿条件下培育、地木耳充分吸水后分栽及野外采集 的干品分栽,对比分析其在蛭石、珍珠岩、沙子、石子、泥土、泥土+覆苔藓、石子 +覆苔藓、泥土+覆草皮及野外泥地等不同基质中人工栽培的成活率及产量表 现.结果地木耳打浆液以石子、沙子、珍珠岩、蛭石为栽培基质,在高湿条件下可 培育出球状体地木耳，其叶绿素a、可溶性蛋白、总糖含量较野生地木耳的低地木 耳充分吸水后分栽时,持续高湿条件加速其自溶;遮雨棚下筐式栽培地木耳,以泥土为 栽培基质的地木耳损失最多,石子、珍

2、珠岩为栽培基质的地木耳干重变化小,但地木 耳并未扩展蔓延;野外条件下以沙子、石子、沙石、草皮及泥土为基质栽培地木耳, 大量地木耳个体自溶消失野外采集的地木耳干品分栽时，持续高湿条件有利于其恢 复生长，以煤灰为栽培基质长势更佳结论打浆后的地木耳片段或细胞具有再生能 力,野外收集的地木耳在减少损伤、高湿状态下正放栽培可恢复生长,说明地木耳可 进行人工栽培.期刊名称】南方农业学报年(卷),期】2014(045)011【总页数】6页(P2014-2019)关键词】 地木耳;基质栽培;球状体;生长;可栽培性能作 者】 王东明;陈俏彪;徐丹晔【作者单位】丽水职业技术学院环境工程分院,浙江丽水323000;

3、丽水职业技术学 院环境工程分院,浙江丽水323000;丽水职业技术学院环境工程分院,浙江丽水 323000【正文语种】中文【中图分类】S647【研究意义】地木耳（Nostoc communeVauch ）亦称地耳、地皮菜、地浆皮、 地塌皮，是一种固氮蓝细菌，属于细菌界（Bacteria ）、蓝细菌门（Cyanobacteria ）、念珠蓝细菌属（Nostoc ）光能自养型原核微生物，是世界 广生种，主要分布在石灰石区和喀斯特岩溶地带。我国地木耳分布十分广泛，几乎 所有的省、市、区均有研究报道（李敦海和刘永定，2003）。天然生长的地木耳 富含蛋白质、粗脂肪、粗纤维、总糖、矿物质、维生素、氨基酸

4、、藻蓝素及多糖等 各种营养和药用成分，民间作为野生蔬菜食用已有数千年历史（李文谦，2009； 袁云香， 2011 ） 。但自然条件下生长的地木耳产量很低，因此许多学者力图将其 人工驯化，并探讨其栽培技术（李文谦，2009）。近年来，由于地木耳被乱采滥 挖，其野生资源生境受到严重破坏，地木耳资源面临枯竭（史胜利等，2013）。 因此，开展地木耳可栽培性研究对有效保护和利用地木耳资源、为我国农村提供新 的种植品种选择具有重要意义。【前人研究进展】目前，地木耳的人工培养尚处于 试验阶段。赵丽娟等（2011 ）用H1-C固体培养基培养地木耳，发现30 d后有几 处重新发育出新一代地木耳藻丝体群体，经液

5、体培养能不断长成更大的群体，35 d后增长至绿豆般大小的新一代地木耳群体；液体培养状态下的地木耳原植体在静 止或振荡条件下，在培养的前 3 d 其溶氧值基本保持上升水平，第 3 d 达最大值； 在静止状态下地木耳生长3 d后已基本解体腐烂；摇动状态下培养的地木耳至第7 d后其溶氧值开始下降，溶液呈黄褐色，有少量白色丝状体和解体的原植体残留物 聚集在一起漂浮于营养液中。李贤煌等（2011）研究发现，将吸水膨胀的地木耳 压碎，液体培养基培养 30 d 后出现大小不等的球形藻体，持续培养至 60 d 左右， 球形藻体达最大直径，约15.0 mm，再继续培养，较大的藻体出现破裂。贺继峰 等（2012）

6、研究发现，在固体培养条件下，地木耳绿色球状小群体形成大群体后， 颜色由绿色变为黄褐色。孙晓娇等（2013）观察发现，地木耳适宜生存于温度和 湿度较高、通气性较差的微环境中，需要充足的水分，但不宜渍水；地木耳对土壤 质地无特殊要求，适宜在中性至酸性和有机质含量较高的土壤中生长，对土壤全N、全P、速效P和速效K含量无特殊要求。史胜利等（2013 ）通过分析地木耳 人工培养概况，认为近年来由于环境污染加剧，地木耳生长环境遭到严重破坏，加 上不合理的开采，使得这一宝贵资源临近枯竭。【本研究切入点】目前，尚无法利 用植物组织培养方法、微生物常规培养方法和一般藻类培养方法培养地木耳，导致 地木耳的人工培养

7、至今仍未取得突破性进展，对地木耳的可栽培性能研究也未见深 入报道。【拟解决的关键问题】分别采用地木耳打浆液高湿条件下培育、地木耳充 分吸水后分栽及野外采集的干品分栽，旨在探讨地木耳的可栽培性能，为地木耳人 工培育提供参考依据。1.1 试验材料 地木耳样品采自浙江丽水，干品为购自青海省的晾干品。其他试验试剂有琼脂、葡 萄糖、氯化钠、酵母菌提取物和蛋白胨等。主要仪器设备包括：定时喷雾装置、培 养箱、高压灭菌锅、凯氏定氮仪和分光光度计等。1.2 试验方法1.2.1 地木耳打浆液高湿培育用透气框分别装入蛭石、珍珠岩、沙子、泥土和石子 作为栽培基质，浇水浸透。地木耳干品充分吸湿后，匀浆机打碎，显微镜下检

8、查打 浆效果，呈单细胞或丝状，将打浆液喷洒到框子里的基质上，置于大棚内定时喷雾 装置下培育，观察地木耳打浆液能否发育形成新的个体。1.2.2 地木耳干品充分吸水后分栽试验干制地木耳吸水后持续高湿条件下栽培：选 择大棚定时喷雾装置下的地块，以蛭石为栽培基质。分成大小相似的长方形小区， 每小区放入充分吸水后的地木耳100.0 g，观测地木耳生长状况，分别于第0、5、10、15和20 d取样，称样品湿重，烘干后称样品干重。用完全培养基（15.0 g 琼脂、3.0 g葡萄糖、2.0 g氯化钠、5.0 g酵母菌提取物、10.0 g蛋白胨、 1000.0 mL水）、稀释涂平板法测定附着微生物数量。干制地木

9、耳吸水后筐式栽培：选择透气筐分别装入蛭石、珍珠岩、沙子、石子、泥 土、泥土+覆苔藓、石子+覆苔藓及泥土+覆草皮，浇水浸透后每筐放入充分吸水 的地木耳50.0 g，每种栽培基质分别采用每天、隔天浇1次水两种类型浇水方式， 观察地木耳能否扩展蔓延。干制地木耳吸水后野外试栽：地块平整后，分区，地面分别铺上沙子、石子、沙石 及草皮作基质，以铺泥土为对照，在各基质上均匀铺上充分吸水的地木耳110.00 g/m2。用水管进行细点喷雾，每隔两天喷雾1次，每次喷5 min。遇雨天停止喷 雾。观察地木耳成活性及生长状况。1.2.3 野外采集地木耳干品分栽野外采集的丽水地木耳干品呈薄片状紧贴地面，用 小铲子轻轻从

10、其底部挖起，减少损伤。采集后的地木耳干品分别进行筐式栽培和野 外栽培试验。筐式栽培是在透气的筐中分别装满沙子、石子、石子+苔藓、蛭石、 珍珠岩、泥土及泥土+苔藓作基质，每框的基质面上铺上正放的40.0 g干地木耳 小块，然后置于装有定时喷雾装置的大棚内培养，观察地木耳扩展蔓延状况。 野外栽培是将平整后的地块分区，各区地面分别铺上煤灰、沙子及石子作基质，以 泥土地为对照，在各基质面上正放野外采集的地木耳干品小块100.00 g/m2，每 天喷水两次，雨天停止浇水。观察地木耳成活性及生长状况。1.2.4 地木耳成分及含量测定以充分吸湿的野生地木耳为对照，测定经人工栽培获 得的地木耳成分。参照郝再彬

11、（2006）、陈钧辉（2007）的方法，用乙醇提取、分光光度法测定叶绿素含量，3 , 5-二硝基水杨酸（DNS ）法测定可溶性总糖、还原糖含量，考马斯亮蓝法测定可溶性蛋白质含量，凯氏定氮法测定氮含量。1.3 统计分析采用SPSS 13.0软件进行数据统计分析。2.1 干制地木耳打浆液高湿条件培育结果 地木耳打浆液经镜检观察，原有细胞的有序排列结构已被破坏，分离成丝状片段或 单细胞。经过两个月的保湿培养，在石子、沙子、珍珠岩和蛭石栽培基质上能长出 肉眼可见的近似椭圆形或球形地木耳球状体，泥土框中未见地木耳球状体。不同栽 培基质地木耳球状体生长有一定差异，珍珠岩上的球状体白且颗粒较大；蛭石上的 球

12、状体大，颜色深，较黑；石头及沙石上的球状体比较小，但颗粒数目多。地木耳 打浆液在保湿条件下能在石子、沙子、珍珠岩和蛭石栽培基质上发育形成新的个体， 而在土壤栽培基质上不能发育形成新个体，原因是石子、沙子、珍珠岩及蛭石基质 颗粒不会包裹在粉碎的地木耳小粒上，地木耳小粒能吸收附着水分中的矿物质及光 能，进行光合作用，积累养分，个体不断长大，形成地木耳球状体；而土壤上的地 木耳小粒很容易被泥土小颗粒包裹，且土壤微生物数量多，地木耳小粒自溶或受到 破坏。地木耳球状体再培育一段时间后，珍珠岩及蛭石上的球状体明显长大，外形似野生 地木耳，但色泽浅；石子上的球状体体积增大，依然为球状；沙子上的球状体消失，

13、具体原因尚不清楚。由表1可知，野生地木耳叶绿素a含量（0.0158 mg/g ）高于其他基质上生长的 地木耳的含量，且差异显著（P v 0.05，下同）。由于在野外条件下，光照充足， 地木耳处于干湿交替环境，只有连续下雨，地木耳吸收水分才达到饱和状态，也说 明高湿和棚内培育条件不利于地木耳球状体叶绿素a合成与积累。可溶性蛋白是 地木耳菌体内参与代谢的蛋白质和酶，野外条件生长的地木耳可溶性蛋白含量为1.67 mg/g，代谢水平明显高于基质栽培的地木耳球状体，且差异显著。总N反 映了地木耳蛋白质积累水平，石子上地木耳球状体总 N 含量最高(2.66 mg/g)， 与珍珠岩、蛭石栽培及野外生长地木耳

14、的总N含量差异显著，可能与其生长缓慢 有关。还原糖、总糖水平与光合作用中糖分合成及地木耳生长速度有关，野外生长 的地木耳总糖含量最高且与其他基质栽培的差异显著，说明野外条件下干湿交替环 境及充足光照更利于糖分积累。2.2 充分吸水后的地木耳分栽生长情况2.2.1 持续高湿栽培结果 由表2可知，充分吸水的地木耳在大棚内持续高湿条件下 栽培后5d明显发黏，湿重明显比培养前增加且差异显著，部分溃烂失活死亡， 干重比培养前显著降低；培养后10 d地木耳黏附上珍珠岩很难分离，其干重比培 养后 5 d 显著增加；随着培养时间的延长，地木耳溃烂程度加大，干重继续降低。 地木耳人工栽培前已附着一定数量的细菌和

15、霉菌，栽培后前10 d细菌数量增加， 且与栽培前差异显著，栽培15 d后细菌数量下降；栽培后20 d，随着地木耳大分 子成分等继续被降解，细菌数量急剧增加，且与栽培前15 d存在显著差异；霉菌 为丝状微生物，所测得霉菌数量为霉菌孢子和菌丝片段数，高湿条件下虽然霉菌数 在栽培后10 d显著增加，但地木耳上未有明显可见的霉菌菌丝和抱子，说明霉菌 并未在地木耳上大量扩增，霉菌数量远小于细菌数。地木耳上附着微生物的总菌落 数在高湿培养后期大幅增加，说明微生物数量不是地木耳溶解的主要原因，而是地 木耳自溶后的一种表现形式，地木耳自溶后更有利于附着微生物的生长。2.2.2 筐式栽培结果 由表3可知，干制地

16、木耳吸水后，大棚内所有筐式栽培的地木 耳湿重均明显小于原栽培量(50.0 g )，地木耳个体数量也明显减少，说明筐式栽 培期间有部分地木耳被破坏。其中以泥土为栽培基质，土壤黏度大，容易附着、包 裹地木耳，地木耳损失大；以泥土覆盖苔藓或草皮为栽培基质，地木耳损失加快， 与浇水后苔藓或草皮间聚集的泥浆有关，即减少浇水次数，地木耳损失减少；以蛭 石为栽培基质，减少浇水次数，地木耳损失减少。以珍珠岩为栽培基质，两天浇1 次水，地木耳干重有一定程度增加；以石子为栽培基质，每两天浇1次水，地木 耳干重减少不明显；其他情况下，地木耳干重均明显减少。综合分析认为，石子、隔天浇水1次及珍珠岩、两天浇水1次的框式

17、栽培方式， 地木耳湿重及个体数量减少，但干重无明显变化或略有增加，说明存活地木耳个体 在进行光合作用，积累干物质，个体明显较原样致密，但地木耳并未扩展蔓延，未 呈现出自然生长状态。2.2.3野外试栽结果由表4可知，干制地木耳吸水后野外试栽后40 d，地木耳未 出现恢复生长迹象，与湿重110.00 g/m2栽培量比，所有栽培基质上地木耳湿重 均大幅度减少，大量地木耳个体自溶消失，其中单位面积湿重损失最大的为石子基 质，单位面积湿重损失最小的为沙石基质。沙石基质表面的沙子经雨水或喷洒水冲 刷后较致密，上面又分散许多小石子，充分吸水的地木耳在野外生长过程被雨水或 喷洒水冲刷成小个体，沙石基质上地木耳

18、质量虽然减少，但个体数目明显增加，说 明地木耳小个体可附着在沙石间而减少冲入沙石下或被冲走。单位面积地木耳干重 与湿重变化不一致，其中单位面积干重损失最大的为草皮基质，损失最小的为沙石 基质，可能与未自溶地木耳的光合速率的差异性有关。2.3 野外采集地木耳干品分栽结果2.3.1 持续高湿条件下栽培野外采集地木耳干品在大棚内高湿状态下恢复生长后， 石子上地木耳比较硬朗，长势良好；石子覆苔藓上的地木耳个体比较蓬松，数量多； 珍珠岩和蛭石上的地木耳较小，扩散速度较慢，未出现失活现象；沙子上的地木耳 颜色较深，扩展范围大，较泥土上的干重值高；泥土上的地木耳较软，略有发黏感 觉。由表5可知，以石子和石子

19、+苔藓为栽培基质的地木耳干重最高；以珍珠岩、 蛭石、沙子为栽培基质的地木耳干重次之；以泥土和泥土+苔藓为栽培基质的干重 最低。说明在持续高湿条件下，以石子 或石子+苔藓为栽培基质对地木耳生长有 促进作用。2.3.2 野外栽培结果由表6可知，煤灰、沙子、石子及泥土为野外栽培基质，地木 耳收获量差异显著。其中，以石子为栽培基质的地木耳收获量最低，与部分地木耳 基本不生长，甚至自溶消失有关，但也有个别地木耳个体圆润饱满，颜色墨绿，长 势良好，说明地木耳生长状况与其菌株类型有关；以泥土为栽培基质，地木耳收获 量较小，湿润土壤颗粒附着在地木耳上，影响其正常生长，甚至导致地木耳死亡； 以沙子为栽培基质，地

20、木耳收获量也不高，说明恢复生长率较低；以煤灰为栽培基 质，地木耳收获量最高，说明恢复生长比率高，长势与自然状态下的地木耳一致， 个体色泽浓郁、扩展蔓延，即煤灰是地木耳栽培的适宜基质。以上结果说明野外采集的地木耳，在减少损伤的情况下能够移栽成活。 目前，关于地木耳人工培养的研究主要集中在液体培养基、固体培养基、光照、温 度、必需元素等因素对其生长状况的影响方面，地木耳培养一段时间后停留在藻丝 体、藻落阶段或解体、自溶（赵丽娟等，2011），对地木耳生长有利的改良培养 基仍在研究探索中，尚未取得突破性进展（史胜利等，2013）。邓中洋等（2004）利用跑道式培养池规模化培养地木耳，地木耳群体的直径

21、明显 增大，并可将其他杂藻类控制在较低水平；赵丽娟等（ 2011）、李贤煌等（2011） 及贺继峰等（2012）曾培养出地木耳藻丝体群体，但未见有人工成功栽培地木耳 的相关报道。本研究在尚未真正了解地木耳生长特性情况下，模拟地木耳野外生长 条件，开展地木耳可栽培性能试验，结果表明，地木耳打浆液可培育出球状体地木 耳，进而发育成地木耳个体；野外采集的地木耳干品在减少损伤、正放栽培时可恢 复生长，说明地木耳可进行人工栽培，突破了地木耳藻丝体细胞在培养过程中不能 形成类似野生状态下地木耳的困境（史胜利等，2013），可为今后地木耳规模化 培养及开发利用提供参考。地木耳打浆液在高湿条件下虽然能形成球状

22、体，但时间较长，需要12个月，正 是人工条件下未观测到球状体的原因。由于球状体形成时间长，形成率不高，发育 形成的地木耳叶绿素a、可溶性蛋白、总糖含量较野生地木耳的低，因此地木耳打 浆液培育地木耳的方法在目前尚无推广应用价值，但如果掌握了球状体形成规律， 通过一系列促控措施，提高球状体形成率，促进球状体生长，将是地木耳快速扩增 的一个有效途径。本研究结果表明，地木耳打浆后的丝状片段或单细胞在高湿条件 下可培育形成球状体，说明地木耳丝状片段或单细胞具有完整的再生能力。此外， 本研究利用的是天然基质，避免了地木耳纯培养消毒过程化学药品的损害；天然基 质含有地木耳生长发育所需各种营养条件，定时喷雾装

23、置创造高湿条件，更适应地 木耳片段发育，且利于在较长时间内培养，成功培育出地木耳个体。 本研究进行了地木耳充分吸水后高湿栽培、遮雨棚下定期浇水筐式栽培或野外栽培， 未见地木耳在自然状态下有明显生长迹象，却出现溶解、失活现象，可能是地木耳 吸水撒播过程中受到机械性损伤及原野生状态的附着位点和生长方向等被破坏而引 起。目前国内未见地木耳充分吸水后分栽的相关报道，与其试栽不成功有关，缺乏 报道意义。野外采集的地木耳干品分栽，在尽量减少对地木耳附着位点及生长方向破坏的前提 下，无论在高湿条件下或野外，地木耳均表现出在自然界的天然生长状态。持续高 湿条件有利于干品分栽地木耳恢复生长，且长势与自然状态下的

24、一致，说明设施栽 培地木耳通过调控温度、湿度可促进其生长，但采收后地木耳干重并未增加，其原 因主要是：野外采集的地木耳干品携带有泥土、小石子等，为了不破坏地木耳生长 的自然状态，并未进行清洗，高湿栽培下地木耳经长时间细雾水滴冲洗后较洁净； 移栽后部分地木耳已自溶消失；在大棚高湿条件下，光照强度低，地木耳自身营养 消耗大。野外条件下栽培，收获的地木耳量较分栽量少，也与地木耳干品分栽时混 有大量杂质及移栽后部分地木耳自溶消失有关，恢复生长的地木耳生长量依然不高， 扩展速度慢，说明野外条件下即使能移栽成活，但生长速度缓慢，无实际生产价值。 因此，筛选适应能力强、扩展速度快的地木耳菌株尤为重要。但要实

25、现地木耳人工规模化栽培，还需对地木耳移栽后的生理生化特性开展研究，以掌握其生长特性及 生长规律。本研究结果表明，干制地木耳充分吸湿打浆后的片段或细胞具有再生能力，在大棚 保湿条件下能在石子、沙子、珍珠岩和蛭石栽培基质上发育形成新的个体；野外采 集的地木耳干品在大棚内持续高温保湿条件下，在石子或石子+苔藓上可正常生长， 在野外高湿、减少损伤条件下，在煤灰上正放栽培可恢复生长。因此，地木耳可进 行人工栽培。陈钧辉.2007生物化学实验M.北京：科学出版社.Chen J H.2007.Biochemistry ExperimentM.Beijing：Science Press.邓中洋，胡征宇，况琪军

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