CN103408350B - 一种食用菌培养基质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种食用菌培养基质,制得的该食用菌培养基质由以下原料按质量百分比组成:沙柳木屑65.34%~81.54%,麸皮4.02%~19.89%,豆粕3.82%~10.49%,玉米粉3.72%~7.15%,生石膏2.0%,各原料的质量百分比之和为100%。适合杏鲍菇、金针菇、榆黄菇、平菇、白灵菇、香菇、木耳等多种食用菌的栽培。
Description
技术领域
本发明属于食用菌生产技术领域,涉及食用菌培养材料,特别是一种以沙柳为主要原料的食用菌培养基质。
背景技术
采用各种农作物秸秆及木屑栽培食用菌已经十分普遍,但是采用这些原料生产出有机食用菌却不是一件容易的事,按照我国目前的农业生产模式,大多数农作物都使用农药,其秸秆中不可避免的具有农药残留;采用木屑栽培食用菌虽可以解决农残问题,却常常会产生过度砍伐、破坏环境的后果。
沙柳属于速生,多年生灌木,抗逆性强,耐旱,喜湿;抗风沙,耐盐碱,耐严寒和酷热;沙柳生长迅速,枝叶茂密,根系繁大,固沙保土力强;利用价值高,在我国主要分布内蒙古、河北、山西、陕西、甘肃、青海、四川等地。沙柳作为我国北方防风沙的主要植物,是我国“三北防护林”的首选树种,也是我国沙荒地区造林面积最大的树种之一。
沙柳具有干旱旱不死、牛羊啃不死、刀斧砍不死、沙土埋不死、水涝淹不死的“五不死”特性,地上部分可高达3-4m,地下根系像网一样四处延伸,根系非常发达,最远能够延伸到100多米,一株沙柳就可将周围流动的沙漠牢牢固定。
沙柳具有“平茬复壮”的生物学习性。三年成材后,越砍越旺,这是沙柳的特性。可是,如果不去砍掉长成的枝干,到不了7年,它们就会成为枯枝。
沙柳可做纸板,造纸,沙柳成活后柳条既可当种苗卖,也可作为制作刨花板、中密度板的原材料出售;沙柳等沙漠植物粉碎青贮,还可做成牲畜的“营养罐装食品”。因此,沙柳引发的沙产业成为如今新一轮的经济增长点,为了巩固多年来生态建设的成果,必需对沙柳进行合理高效利用,只有提高了利用的经济效益,才能有效地发展沙柳的种植和生态环境保护。
由于我国沙漠面积相对较大,沙柳又具有平茬生长的特性,因此对发展沙产业及沙漠区食用菌产业具有重要意义,为发展高效沙产业的一项有效措施。根据申请人所进行的资料检索,目前还没有看到采用沙柳为基质生产食用菌的报道。
发明内容
为了进一步提高沙柳的利用率,为食用菌生产提供优质原料,本发明的目的在于,提供一种适合杏鲍菇、金针菇、榆黄菇、平菇、白灵菇,香菇,木耳等多种食用菌的食用菌培养基质。
为了实现上述任务,本发明采取如下的技术解决方案:
一种食用菌培养基质,其特征在于,制得的该食用菌培养基质由以下原料按质量百分比组成:沙柳木屑:65.34%~81.54%,麸皮:4.02%~19.89%,豆粕:3.82%~10.49%,玉米粉:3.72%~7.15%,生石膏:2.0%,各原料的质量百分比之和为100%。
按照本发明,一个优选的食用菌培养基质,其特征在于,制得的该食用菌培养基质由以下原料按质量百分比组成:沙柳木屑:72.52%,麸皮:11.55%,玉米粉5.32%,豆粕8.61%,生石膏2%。
上述食用菌培养基质的配制方法,其特征在于,按如下步骤进行:
(1)刈割3-5年的沙柳枝条,粉碎,风干,制成沙柳木屑备用;
(2)预湿:在食用菌栽培的前2-5天,在沙柳木屑中加水,使其吸水膨胀、软化及发酵;
(3)配料:按照配方的质量比称取原料沙柳木屑、麸皮、豆粕、玉米粉和生石膏,混合均匀,并调节其含水率至65%~68%,即得到食用菌培养基质。
本发明的食用菌培养基质,不仅开辟了食用菌生产的原料资源,对保护环境也具有重要意义。与现有的食用菌生产基质相比,具有优点和技术效果如下:
(1)该食用菌培养基质的纤维素含量高,木质素含量相对较低,有利于食用菌的分解利用,栽培的食用菌产量高,品质好。
(2)选择沙柳的树龄一般不超过5年,而且沙柳的分枝能力强。因此,原料的粗蛋白含量与杂木屑相比,相对较高;
(3)无污染,无农药残留,重金属含量低,可用于有机食用菌的生产。
(4)配制工艺简单,可操作性强。
附图说明
图1为本发明的食用菌培养基质配制流程图。
图2为各单因素对杏鲍菇产量的影响;
图3为麸皮和玉米粉交互作用对杏鲍菇产量的影响;
图4为玉米粉和豆粕交互作用对杏鲍菇产量的影响;
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
具体实施方式
多年来,沙柳的栽培主要的功能是生态的保护,因此,沙柳的栽培的密度较小,单位面积的沙柳生产量相对较低。为了提高沙柳的产量,申请人对沙柳进行密植栽培,可有效利用沙地资源,有效地利用降水,减少地表径流,增加地表的遮荫度,减少地表的水分蒸发,提高单位面积沙柳的生物量。
申请人采用以3-5年树龄的沙柳为主要原料,添加麸皮、豆粕等氮源丰富的物质及矿物质制成食用菌培养基质,提高了基质的碳氮比及矿物质含量,能够更好地满足食用菌的营养需求。
以下是具体的实施例。
(1)沙柳的栽培
采用扦插栽培,株距0.5m~0.6m,行距采用两种行距间隔栽培:即,宽行行距1.0m~2.0m,窄行行距0.5~0.8m。
(2)沙柳的刈割及粉碎
对生长3-5年树龄的沙柳刈割,可采用手工或机械刈割,刈割后立即粉碎,粉碎机的筛孔直径6-8mm,干燥,制成沙柳木屑备用。
(3)预湿及发酵
在栽培食用菌的前2-5天,在沙柳木屑上喷水,翻料搅拌,使其含水率达到65%-68%,并堆积发酵;
(4)食用菌培养基质配料
按照配方的质量比称取原料沙柳木屑:65.34%~81.54%,麸皮:4.02%~19.89%,豆粕:3.82%~10.49%,玉米粉:3.72%~7.15%,生石膏:2.0%;各原料的质量百分比之和为100%,混合均匀,并调节其含水率至65%~68%,即得到食用菌培养基质。
(5)装瓶或装袋、灭菌
采用装瓶机或装袋机对食用菌培养基质分装,灭菌备用。
应用实施例:杏鲍菇的生产应用
以下的实施例中,申请人通过研究麸皮,玉米粉,豆粕,沙柳木屑比例对杏鲍菇产量的影响,建立相应的数学模型,定量描述各因素对其产量的单独影响及交互效应,选出适宜杏鲍菇生产的基本配方,为其规范化生产提供科学依据。
一、母种制备
供试菌种:由西北农林科技大学提供杏鲍菇菌种,菌株编号为F-4。
1、母种培养基
母种培养基(g/L):马铃薯200,葡萄糖10g,蔗糖10,蛋白胨2,磷酸二氢钾2,硫酸镁1,琼脂粉12。
母种培养基的pH值为7.0-7.5。分装于18×180mm的试管封口,包扎。
2、灭菌:在121℃~126℃条件下灭菌30min,冷却后摆成斜面。
3、接种及培养:在无菌条件下,在母种培养基上接种杏鲍菇菌种,于25±2℃、黑暗条件下培养10天~15天,即可得到杏鲍菇的母种。
二、原种培养基
1、原种培养基由下列原料按质量百分比制成:木屑10%,棉籽壳20%,小麦69.4%,葡萄糖0.5%,硫酸镁0.1%。
2、制备原种培养基
将小麦漂洗、浸泡后,蒸煮到含水率60%~67%,均匀的加入蒸煮前小麦重量1%的葡萄糖液,分装入瓶(袋),封口。
2、灭菌:在121-126℃条件下灭菌120min-150min,冷却。
3、在无菌条件下,在原种培养基上接种杏鲍菇的母种,培养20天~25天,即可得到杏鲍菇的原种。
三、栽培种的制备
1、枝条处理:采用阔叶树木枝条,使用前先用清水浸泡24h~36h,置于营养液(含有质量分数1%的蔗糖,2%的豆粕)中煮制、浸泡1-4h,捞出,沥干表面水分。
2、填料配制:阔叶树木屑85%,麦麸12%,玉米粉3%,生石膏1%,混合均匀。
3、装袋:采用规格(170~180)mm×(320~330)mm×(0.04~0.05)mm的聚丙烯塑料袋,将处理后的枝条装于袋内,其周围用填料填充,封口。
4、灭菌:在121℃~126℃,灭菌120min~150min,冷却。
5、接种与培养:在无菌条件下,在袋周围(填料)上接种杏鲍菇的原种,培养25-30天,得到杏鲍菇的栽培种。
四、杏鲍菇栽培
1、食用菌培养基质原料:沙柳木屑,麸皮,豆粕,玉米粉,生石膏。其质量百分比配方为:沙柳木屑:65.34%~81.54%,麸皮:4.02%~19.89%,豆粕:3.82%~10.49%,玉米粉:3.72%~7.15%,生石膏:2.0%,各原料的质量百分比之和为100%。
优选的配方是:沙柳木屑:72.52%,麸皮:11.55%,玉米粉5.32%,豆粕8.61%,生石膏2%。
2、沙柳处理:对生长3-5年树龄的沙柳的刈割,粉碎(粉碎机的筛孔采用6-7mm),干制保藏。
3、沙柳木屑发酵:在栽培食用菌的前2-5天配制,在风干的沙柳木屑上先喷水,翻料搅拌,使其含水率达到65%左右,堆积发酵。
4、拌料:在已处理的沙柳木屑中按配方比例加入其他原料(麸皮、豆粕、玉米粉、生石膏),混合均匀,调节其含水率65%~68%,pH=7.0~7.5。即得到食用菌培养基质。
5、分装:将上述食用菌培养基质分装于栽培袋(瓶),封口。
6、灭菌:在121℃~126℃,灭菌120min~150min,冷却。
7、接种及培养:在无菌条件下,于食用菌培养基质上接种杏鲍菇的栽培种。菌丝体的培养条件:20℃~25℃、空气相对湿度50%~70%、CO2质量浓度<0.3%及避光条件下培养30~35天。
8、出菇管理:菌丝体培养结束后,逐渐降低环境温度至15℃,空气相对湿度增加至80%~85%,光照强度500~800lx,光照时间8-10h,CO2质量浓度<0.2%,打开栽培袋(瓶)搔菌,搔菌后5-7天就有原基形成。
以后随着子实体的生长,逐渐增加CO2的质量浓度,以控制杏鲍菇的子实体的形态,从搔菌到杏鲍菇的采收大约为15~18天。
采用上述食用菌培养基质,栽培的杏鲍菇与常规料栽培的杏鲍菇,可缩短栽培周期4-5天,产量提高10%左右,在子实体形态方面无明显差异。
以下是具体的试验过程:
1、试验设计
研究因素为:麸皮(Z1),玉米粉(Z2),豆粕(Z3),沙柳木屑(Z4)。
采用比率混料及三元二次正交回归设计,研究各因素比率为:xi=Zi/Z4(i=1,2,3),取值范围依次为[0.05,0.30],[0.08,0.10],[0.00,0.04],且∑Z1+Z2+Z3+Z4=1。转化因素xi(i=1,2,3)水平编码见表1。
表1 因素及水平编码
注:r=1.353
以杏鲍菇的鲜重为测定指标,拟合二次多项式方程:
式中:Y(1,2,3)为杏鲍菇产量预测值;bo为常数项;bi为一次项系数;bij为交互项系数;bii为二次项系数;多项式方程的拟合性质由决定系数R2表达,其统计学上的显著性由F值检验。
2、栽培方法
采用规格350mm×170mm×0.04mm的聚丙烯塑料袋,按常规熟料袋栽法,每袋装自然风干基质450g,每个试验重复50次。
将装好的栽培基质,高压蒸汽灭菌(压力121℃,维持2h),菌丝体在温度(23±3)℃、空气相对湿度60%~70%环境下避光培养,菌袋采取随机堆放,定时翻堆,改变菌袋的位置,保持环境条件一致。出菇温度为12℃~16℃,空气相对湿度为80%~85%。菇房采用人工通气,保持菇房内空气流通、新鲜。
采收后,测定杏鲍菇鲜菇质量、生物学效率、生产周期、子实体形态特征(菌柄直径、子实体长度、子实体密度)等指标。
3.结果分析
3.1建立数学模型
试验设计、实施方案及结果见表2,由表2得回归方程(2),该方程及各项方差分析见表3。
表2 试验设计、实施方案及试验结果
采用Design-expert8.05统计软件对表3中杏鲍菇产量进行回归分析,得回归方程:
Y(1,2,3)=380.41-7.14X1-13.32X2+6.29X3-22.65X1X2
-18.34X1X3+5.24X2X3-41.28X1 2-37.69X2 2-9.14X3 2 (2)
表3 回归方程(2)及其各项的方差分析
注:*表示显著,**表示在极显著。
计算得:F回归=8.7323﹥F0.01(9,7)=6.72,表明该模型达到极显著水平。由表1-3可见:方程(2)达到极显著水平且不失拟。交互项X1X3达到显著水平;一次项X1,X2,X3达到显著水平,交互项X1X2,X2X3达到显著水平;二次项X1 2、X2 2、X3 2达到极显著水平。
去除不显著的各项,可得方程:
Y(1,2,3)=380.41-13.32X2-22.65X1X2-18.34X1X3-41.28X1 2-37.69X2 2 (3)
3.2单因素对杏鲍菇产量的效应分析
对方程(3)降维处理得:
Y1=380.41-7.14X1-41.28X1 2 (4)
Y2=380.41-13.32X2-37.69X2 2 (5)
Y3=380.41+6.29X3-9.14X3 2 (6)
由方程(4)~(6)可得附图2。
由图2可知:在供试范围内,麸皮、玉米粉曲线走势相似,随着其比率的增加,曲线变化趋势明显,对杏鲍菇的产量的影响较显著。在一定范围内,增加麸皮、玉米粉的含量,可以提高杏鲍菇的产量,达到最大值后,随着麸皮和玉米粉比例的增加,杏鲍菇产量逐渐下降。豆粕在供试范围内对杏鲍菇产量的影响极显著,豆粕在一定范围内会提高杏鲍菇的产量,当达到最大值后,随着豆粕比例的增加,杏鲍菇产量会有一定下降。
对方程(4)~(6)求极值点,令:
得:
即麸皮、玉米粉、豆粕、沙柳木屑分别为12.35%、5.32%、8.36%、73.96%时,杏鲍菇的鲜重达到最高。
3.3交互作用对杏鲍菇鲜重的影响
由表1-3可见,麸皮与豆粕、玉米粉与豆粕的交互作用显著。麸皮和豆粕的交互作用不显著。
3.3.1麸皮和玉米粉对杏鲍菇产量的影响
麸皮、玉米粉对杏鲍菇产量的函数关系:
Y(1,2)=380.41-7.14X1-13.32X2-22.65X1X2-41.28X1 2-37.69X2 2 (7)
由方程(7)可得图3。
由图3可知:在供试范围内,玉米粉不论取何值时,在一定范围内随着麸皮含量的增加,杏鲍菇产量都在不断增加,当产量达到最高值后,随着麸皮含量的增加,杏鲍菇的产量会逐渐降低。在供试范围内,无论麸皮取何值,在一定范围内随着玉米粉含量的增加,杏鲍菇产量都在不断增加,当产量达到最高值后,随着玉米粉含量的增加,杏鲍菇的产量会逐渐降低。
因此,当麸皮含量处于中间水平(X1=-0.086),玉米粉含量处于中间水平(X2=-0.184)时,其产量达到最大值381.54g。
3.3.2玉米粉和豆粕对杏鲍菇产量的影响
玉米粉、豆粕与杏鲍菇产量的函数关系:
Y(1,2,3)=380.41-13.32X2+6.29X3+5.24X2X3-37.69X2 2-9.14X3 2 (8)
由方程可得图4。
由图4可知:在供试范围内,玉米粉不论取何值,在一定范围内,随着豆粕含量的增加,杏鲍菇产量不断增加,达到最高值后,继续增加豆粕的比例,杏鲍菇的产量反而逐渐降低。在供试范围内,无论豆粕取何值,在一定范围内,随着玉米粉含量的增加,杏鲍菇产量不断增加,达到最高值后,继续增加玉米粉的比例,杏鲍菇的产量反而逐渐降低。
因此,当麸皮含量处于中间水平(X1=-0.184),豆粕含量处于中间水平(X3=0.344)时,杏鲍菇产量达到最大值382.33g。
3.4杏鲍菇产量模型的优化
采用J.J.SyLvester不等式判别方程(2)进行极值判别。经计算:
由计算结果可见方程(2)具有极大值。对方程(2)中的各变量求一阶偏导并令其为零,则有:
解方程组得:
为了计算方便,在前面计算时令Z1+Z2+Z3+Z4=1,在实际栽培时,每个试验的食用菌培养基质中添加质量百分比为2%的生石膏。在此,对计算的结果均乘以0.98,即可得食用菌培养基质的配方如下:
沙柳木屑:65.34%~81.54%,麸皮:4.02%~19.89%,豆粕:3.82%~10.49%,玉米粉:3.72%~7.15%,生石膏:2.0%。原料的质量百分比之和为100%。最佳配方为:沙柳木屑:72.52%,麸皮:11.55%,玉米粉5.32%,豆粕8.61%,生石膏2%。此时每袋杏鲍菇的产量可达到383.16g,其生物学效率为84.2%。
验证性生产:经过半年,10万袋的中试,平均每袋产量可达350g/袋以上,表明研究结果具有重要的实用价值。
3.5结论
通过以上结果分析可得:
(1)沙柳木屑是栽培食用菌的优质原料。特别是用于杏鲍菇生产,比现在生产中普遍使用的苹果木屑产量提高20%左右。
(2)在沙柳木屑中,适量的添加豆粕、麸皮及玉米粉是提高杏鲍菇产量的重要途径。
(3)研究得出利用沙柳木屑栽培杏鲍菇的最佳配方,其栽培杏鲍菇的产量可达350g/袋以上,经济效益高,该配方的应用可有效的刺激沙柳木屑的应用,提高沙柳的栽培及平茬管理的积极性,有利于实现经济效益与生态效益的协调发展。
Claims (3)
1.一种食用菌培养基质,其特征在于,制得的该食用菌培养基质由以下原料按质量百分比组成:沙柳木屑:65.34%~81.54%,麸皮:4.02%~19.89%,豆粕:3.82%~10.49%,玉米粉:3.72%~7.15%,生石膏:2.0%;各原料的质量百分比之和为100%。
2.如权利要求1所述的食用菌培养基质,其特征在于,制得的该食用菌培养基质由以下原料按质量百分比组成:沙柳木屑:72.52%,麸皮:11.55%,玉米粉5.32%,豆粕8.61%,生石膏2%。
3.权利要求1或2所述的食用菌培养基质的配制方法,其特征在于,按如下步骤进行:
(1)刈割3-5年树龄的沙柳枝条,粉碎,风干,制成沙柳木屑备用;
(2)预湿:在食用菌栽培的前2-5天,在沙柳木屑中加水,使其吸水膨胀及软化;
(3)配料:按照配方的质量比称取原料沙柳木屑、麸皮、豆粕、玉米粉和生石膏,混合均匀,并调节其含水率至65%~68%,即得到食用菌培养基质。
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