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灵芝为多孔菌科(Polyporaceae)灵芝属(Ganoderma)真菌赤芝(Ganoderma lucidum (Leys. Ex Fr.)Karst.)和紫芝(Ganoderma sinense Zhao, Xu et Zhang)的总称,其中赤芝为灵芝代表种,主要分布于西南、华南、西北、东北等地区。灵芝为药食兼用真菌,其被广泛应用于功能食品和药用领域。由于野生灵芝资源匮乏,目前流通于市场的灵芝多源于大棚或林下栽培,其中林下栽培灵芝具有人为干预少、品质高等优点,倍受市场青睐。但由于食药用真菌的产量、品质受限于所处生境的生态因子,目前林下栽培灵芝仍存在产量偏低、质量不稳等问题。因此,开展林下栽培灵芝与生态因子的相关性研究,对正确选择林下栽培灵芝的生境、提高灵芝的品质和产量,保障灵芝产业的健康可持续发展具有重要意义。本研究以赤芝为研究对象,通过对吉林省和龙市(林型特点为以蒙古栎为建群种的落叶阔叶林)的10个样地进行资源调查,采集赤芝及土壤样品并测量包括空气温度、空气湿度及透光率等生态因子参数,测量并记录不同样地灵芝的柄长、盖宽、子实体鲜重和干重等生物量信息,采用分光光度法测定灵芝多糖、总三萜、氨基酸、总蛋白、全P、全K、Ca、Mg含量,凯氏定氮法测定灵芝子实体全N含量,采用常规方法测定土壤温度、含水量、有机质等,利用聚类分析法、PCA分析法,明确灵芝品质和产量与生态因子的关联性,利用灰色关联度分析法、CCA分析法,探究影响灵芝品质的主导生态因子,为灵芝林下生态种植环境条件的选择与调控提供科学依据。主要研究结果如下:
1、通过对10个样地林下栽培灵芝质量、生物学性状、全N、全P、全K、Ca、Mg含量分析,结果表明:灵芝多糖含量为4.34mg/g-11.66mg/g,灵芝总三萜含量为19.64mg/g-32.03mg/g,灵芝总蛋白含量为5.69mg/g-12.50mg/g,灵芝氨基酸含量为141.01μmol/g-1056.20μmol/g,平均鲜重为63.75g/株-180.52g/株,平均干重为50.76g/株-160.66g/株,平均盖宽为13.87cm/株-49.39cm/株,平均柄长为3.32cm/株-7.15cm/株,全N含量为3.28mg/g-10.50mg/g,全P含量为1.54mg/g-5.73mg/g,全K含量为0.025mg/g-0.093mg/g,Ca含量为0.16mg/g-0.55mg/g,Mg含量为0.03mg/g-0.10mg/g。吉林省和龙市,以蒙古栎为建群种的落叶阔叶林型为模式的林下栽培灵芝,其多糖或总三萜含量基本高于药典标准。
2、通过对不同样地林下栽培灵芝周围土壤理化性质及气候因子分析,结果表明:空气温度范围在23.68-25.00℃;空气湿度范围在73.42-80.06%;透光率范围在2.06-24.69%;土壤pH范围在4.82-6.57;土壤电导率范围在50.44-592.05;土壤含水量范围在22.65-59.07%;土壤容重范围在0.39-0.80g/cm3;土壤孔隙度范围在67.33-80.87;土壤温度范围在19.50-24.25℃;土壤有机质范围在8.21-11.51%。
3、基于聚类分析法,根据灵芝活性成分、生物学性状、常量元素及微量元素可将不同样地依次划分为4类、3类、3类和2类。基于PCA分析法,根据生态因子相似程度可将不同样地划分为3类。结合聚类分析与PCA分析,结果表明:灵芝活性成分、生物学形状与土壤温度、土壤含水量等生态因子的关联性较强。
4、通过对灵芝活性成分、生物学性状、常量元素及微量元素与生态因子的灰色关联度分析,结果表明:影响灵芝多糖含量积累的生态因子为土壤含水量、空气温度,关联系数分别为0.5553和0.5385;土壤温度、空气温度、空气湿度3种生态因子分别对灵芝总三萜、总蛋白含量的积累具有显著影响;影响氨基酸含量积累的生态因子为土壤容重,关联系数为0.5518;土壤温度、土壤孔隙度、土壤有机质是显著影响灵芝生物学性状的生态因子;影响灵芝常量元素和微量元素的生态因子为土壤含水量等。
5、通过对灵芝活性成分、生物学性状、常量元素及微量元素与生态因子的CCA分析,结果表明:土壤温度19.50-24.25℃,对灵芝多糖、总三萜、总蛋白含量的积累及灵芝柄长、盖宽的生长具有显著影响;土壤含水量22.65-59.07%,不同程度地影响灵芝多糖、全N、全P、全K、Ca含量的积累;土壤有机质8.21-11.51%,有利于灵芝菌柄、菌盖的生长。
6、综合聚类、灰色关联度、PCA和CCA分析,结果表明:土壤温度是影响林下栽培灵芝质量和产量的主导生态因子,20.88-22.50℃的土壤温度对灵芝有效成分的积累及产量的提高具有促进作用;而土壤含水量、土壤有机质作为影响林下栽培灵芝质量和产量的关键生态因子,在土壤含水量33.37-40.41%和土壤有机质10.53-11.51%的土壤条件下,可促进灵芝有效成分的积累,保证灵芝的产量。
1、通过对10个样地林下栽培灵芝质量、生物学性状、全N、全P、全K、Ca、Mg含量分析,结果表明:灵芝多糖含量为4.34mg/g-11.66mg/g,灵芝总三萜含量为19.64mg/g-32.03mg/g,灵芝总蛋白含量为5.69mg/g-12.50mg/g,灵芝氨基酸含量为141.01μmol/g-1056.20μmol/g,平均鲜重为63.75g/株-180.52g/株,平均干重为50.76g/株-160.66g/株,平均盖宽为13.87cm/株-49.39cm/株,平均柄长为3.32cm/株-7.15cm/株,全N含量为3.28mg/g-10.50mg/g,全P含量为1.54mg/g-5.73mg/g,全K含量为0.025mg/g-0.093mg/g,Ca含量为0.16mg/g-0.55mg/g,Mg含量为0.03mg/g-0.10mg/g。吉林省和龙市,以蒙古栎为建群种的落叶阔叶林型为模式的林下栽培灵芝,其多糖或总三萜含量基本高于药典标准。
2、通过对不同样地林下栽培灵芝周围土壤理化性质及气候因子分析,结果表明:空气温度范围在23.68-25.00℃;空气湿度范围在73.42-80.06%;透光率范围在2.06-24.69%;土壤pH范围在4.82-6.57;土壤电导率范围在50.44-592.05;土壤含水量范围在22.65-59.07%;土壤容重范围在0.39-0.80g/cm3;土壤孔隙度范围在67.33-80.87;土壤温度范围在19.50-24.25℃;土壤有机质范围在8.21-11.51%。
3、基于聚类分析法,根据灵芝活性成分、生物学性状、常量元素及微量元素可将不同样地依次划分为4类、3类、3类和2类。基于PCA分析法,根据生态因子相似程度可将不同样地划分为3类。结合聚类分析与PCA分析,结果表明:灵芝活性成分、生物学形状与土壤温度、土壤含水量等生态因子的关联性较强。
4、通过对灵芝活性成分、生物学性状、常量元素及微量元素与生态因子的灰色关联度分析,结果表明:影响灵芝多糖含量积累的生态因子为土壤含水量、空气温度,关联系数分别为0.5553和0.5385;土壤温度、空气温度、空气湿度3种生态因子分别对灵芝总三萜、总蛋白含量的积累具有显著影响;影响氨基酸含量积累的生态因子为土壤容重,关联系数为0.5518;土壤温度、土壤孔隙度、土壤有机质是显著影响灵芝生物学性状的生态因子;影响灵芝常量元素和微量元素的生态因子为土壤含水量等。
5、通过对灵芝活性成分、生物学性状、常量元素及微量元素与生态因子的CCA分析,结果表明:土壤温度19.50-24.25℃,对灵芝多糖、总三萜、总蛋白含量的积累及灵芝柄长、盖宽的生长具有显著影响;土壤含水量22.65-59.07%,不同程度地影响灵芝多糖、全N、全P、全K、Ca含量的积累;土壤有机质8.21-11.51%,有利于灵芝菌柄、菌盖的生长。
6、综合聚类、灰色关联度、PCA和CCA分析,结果表明:土壤温度是影响林下栽培灵芝质量和产量的主导生态因子,20.88-22.50℃的土壤温度对灵芝有效成分的积累及产量的提高具有促进作用;而土壤含水量、土壤有机质作为影响林下栽培灵芝质量和产量的关键生态因子,在土壤含水量33.37-40.41%和土壤有机质10.53-11.51%的土壤条件下,可促进灵芝有效成分的积累,保证灵芝的产量。