CN111937675B - 预湿时间判定方法及其系统和农作物秸秆预湿方法 - Google Patents
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Abstract
一种预湿时间判定方法及其系统和麦草预湿方法。该预湿时间判定方法，用于判定用于制作双孢蘑菇培养料的农作物秸秆的最适预湿时间，包括步骤：测定该农作物秸秆在不同浸泡时间后的吸水量，以确定该农作物秸秆的饱和浸泡时间；和测定被浸泡后的该农作物秸秆在不同堆置时间后的温度、吸水量、营养物质流失量和/或秸秆表面结构的变化，以确定该农作物秸秆的最适堆置时间，其中该饱和浸泡时间和该最适堆置时间之和等于该农作物秸秆的最适预湿时间，以便在保证该农作物秸秆具有良好吸水能力的前提下，减少营养物质的提前消耗。
Description
技术领域
本发明涉及双孢蘑菇栽培技术领域，尤其是涉及预湿时间判定方法及其系统和农作物秸秆预湿方法。
背景技术
农作物秸秆(如麦草秸秆)预湿是双孢蘑菇培养料制作的第一步，也是决定培养料质量的关键一步。农作物秸秆预湿的作用主要是去除农作物秸秆中憎水的表面蜡质、软化秸秆，使农作物秸秆在一次发酵过程中能够大量吸收水分。然而，现有的农作物秸秆预湿方法往往通过经验来确定预湿时间的长短，这就导致预湿时间容易出现过短或过长的情况。由于预湿时间过短会因憎水的表面蜡质去除效果不佳而导致发酵过程中吸水不足；而预湿时间过长则又会因秸秆腐熟过度而导致营养成分流失，进而影响后续双孢蘑菇的培养。因此，如何准确地判定最适的预湿时间对双孢蘑菇培养料的制作具有极其重要的意义。
发明内容
本发明的一优势在于提供一预湿时间判定方法及其系统和农作物秸秆预湿方法，其能够准确地判定最适的预湿时间，有助于提高双孢蘑菇培养料的制作质量。
本发明的另一优势在于提供一预湿时间判定方法及其系统和农作物秸秆预湿方法，其中，在本发明的一实施例中，所述预湿时间判定方法能够通过秸秆的表面结构变化、表面基因变化和/或营养成分的流失情况来准确地判定最适的预湿时间，以防止因预湿时间过长而造成秸秆腐熟过度。
本发明的另一优势在于提供一预湿时间判定方法及其系统和农作物秸秆预湿方法，其中，在本发明的一实施例中，所述预湿时间判定方法能够通过测定秸秆料堆在不同堆置时间时的温度、吸水量、营养物质流失量以及结构变化来确定最适的堆置时间，以便在保证农作物秸秆具有良好吸水能力的前提下，减少营养物质的提前消耗。
本发明的另一优势在于提供一预湿时间判定方法及其系统和农作物秸秆预湿方法，其中为了达到上述优势，在本发明中不需要采用复杂的结构和庞大的计算量，对软硬件要求低。因此，本发明成功和有效地提供一解决方案，不只提供一预湿时间判定方法及其系统和农作物秸秆预湿方法，同时还增加了所述预湿时间判定方法及其系统和农作物秸秆预湿方法的实用性和可靠性。
为了实现上述至少一优势或其他优势和目的，本发明提供了预湿时间判定方法，用于判定用于制作双孢蘑菇培养料的农作物秸秆的最适预湿时间，包括步骤：
测定该农作物秸秆在不同浸泡时间后的吸水量，以确定该农作物秸秆的饱和浸泡时间；和
测定被浸泡后的该农作物秸秆在不同堆置时间后的温度、吸水量、营养物质流失量和/或秸秆表面结构的变化，以确定该农作物秸秆的最适堆置时间，其中所述饱和浸泡时间和所述最适堆置时间之和等于该农作物秸秆的最适预湿时间。
在本发明的一实施例中，所述测定该农作物秸秆在不同浸泡时间后的吸水量，以确定该农作物秸秆的饱和浸泡时间的步骤，包括步骤：
测量该农作物秸秆被浸泡至一系列不同时间后的单位吸水量，以将该农作物秸秆的吸水量随着浸泡时间的延长不再增加时的测量时间点作为所述饱和浸泡时间。
在本发明的一实施例中，所述测定该农作物秸秆在不同浸泡时间后的吸水量，以确定该农作物秸秆的饱和浸泡时间的步骤，包括步骤：
测量该农作物秸秆被浸泡至一系列不同时间后的单位吸水量，以将该农作物秸秆的吸水量随着浸泡时间的延长不再增加时的测量时间点和上一测量时间点作为所述饱和浸泡时间的取值范围。
在本发明的一实施例中，所述测定被浸泡后的该农作物秸秆在不同堆置时间后的温度、吸水量、营养物质流失量和/或秸秆表面结构的变化，以确定该农作物秸秆的最适堆置时间的步骤，包括步骤：
测量被浸泡后的该农作物秸秆被堆置至一系列不同时间后的温度，以将被堆置的该农作物秸秆的温度由迅速上升转换至缓慢上升的测量时间点作为第一参考堆置时间。
在本发明的一实施例中，所述测定被浸泡后的该农作物秸秆在不同堆置时间后的温度、吸水量、营养物质流失量和/或秸秆表面结构的变化，以确定该农作物秸秆的最适堆置时间的步骤，进一步包括步骤：
观察被浸泡后的该农作物秸秆被堆置至一系列不同时间后秸秆的表面结构变化，以将被堆置的该农作物秸秆的表面结构出现外表皮松动且内表皮破裂的观测时间点作为第二参考堆置时间。
在本发明的一实施例中，所述测定被浸泡后的该农作物秸秆在不同堆置时间后的温度、吸水量、营养物质流失量和/或秸秆表面结构的变化，以确定该农作物秸秆的最适堆置时间的步骤，进一步包括步骤：
测量被浸泡后的该农作物秸秆被堆置至一系列不同时间后秸秆表面的红外图谱，以将被堆置的该麦策秸秆的红外光谱图上C-H反对称伸缩振动峰的峰值缓慢减小且Si-O伸缩振动峰和C-O伸缩振动吸收峰均显著降低的时间点作为第三参考堆置时间。
在本发明的一实施例中，所述测定被浸泡后的该农作物秸秆在不同堆置时间后的温度、吸水量、营养物质流失量和/或秸秆表面结构的变化，以确定该农作物秸秆的最适堆置时间的步骤，进一步包括步骤：
测量被浸泡后的该农作物秸秆被堆置至一系列不同时间后的短时吸水量和长时吸水量，以将被堆置的该农作物秸秆的吸水量由增加至减少的测量时间点作为第四参考堆置时间。
在本发明的一实施例中，所述测定被浸泡后的该农作物秸秆在不同堆置时间后的温度、吸水量、营养物质流失量和/或秸秆表面结构的变化，以确定该农作物秸秆的最适堆置时间的步骤，进一步包括步骤：
测量被浸泡后的该农作物秸秆被堆置至一系列不同时间后的营养成分含量，以将被堆置的该农作物秸秆中半纤维素和/或纤维素开始流失的测量时间点作为第五参考堆置时间。
在本发明的一实施例中，所述测定被浸泡后的该农作物秸秆在不同堆置时间后的温度、吸水量、营养物质流失量和/或秸秆表面结构的变化，以确定该农作物秸秆的最适堆置时间的步骤，进一步包括步骤：
综合考虑所述第一参考堆置时间、所述第二参考堆置时间、所述第三参考堆置时间、所述第四参考堆置时间和/或所述第五参考堆置时间，以确定所述最适堆置时间，从而在保证该农作物秸秆具有良好吸水能力的前提下，减少营养物质的提前消耗。
根据本发明的另一方面，本发明进一步提供了一农作物秸秆预湿方法，用于预湿农作物秸秆以制作双孢蘑菇培养料，包括步骤：
浸泡该农作物秸秆至一饱和浸泡时间，以使该农作物秸秆达到饱和吸水状态；和
将浸泡后的该农作物秸秆堆置至一最适堆置时间，其中所述最适堆置时间是通过测定被浸泡后的该农作物秸秆在不同堆置时间后的温度、吸水量、营养物质流失量和/或秸秆表面结构的变化来确定的。
根据本发明的另一方面，本发明进一步提供了一预湿时间判定系统，用于判定农作物秸秆的最适预湿时间，其中所述预湿时间判定系统包括：
一饱和浸泡时间确定模块，用于通过测定该农作物秸秆在不同浸泡时间后的吸水量，确定该农作物秸秆的饱和浸泡时间；和
一最适堆置时间确定模块，用于测定被浸泡后的该农作物秸秆在不同堆置时间后的温度、吸水量、营养物质流失量和/或秸秆表面结构的变化，以确定该农作物秸秆的最适堆置时间，其中所述饱和浸泡时间和所述最适堆置时间之和等于该农作物秸秆的最适预湿时间。
在本发明的一实施例中，所述最适堆置时间确定模块包括一温度测量模块，其中所述温度测量模块用于测量被浸泡后的该农作物秸秆被堆置至一系列不同时间后的温度，以将被堆置的该农作物秸秆的温度由迅速上升转换至缓慢上升的测量时间点作为第一参考堆置时间。
在本发明的一实施例中，所述最适堆置时间确定模块包括一结构观察模块，其中所述结构观察模块用于观察被浸泡后的该农作物秸秆被堆置至一系列不同时间后秸秆的表面结构变化，以将被堆置的该农作物秸秆的表面结构出现外表皮松动且内表皮破裂的观测时间点作为第二参考堆置时间。
在本发明的一实施例中，所述最适堆置时间确定模块包括一红外测量模块，其中所述红外测量模块用于测量被浸泡后的该农作物秸秆被堆置至一系列不同时间后秸秆表面的红外图谱，以将被堆置的该麦策秸秆的红外光谱图上C-H反对称伸缩振动峰的峰值缓慢减小且Si-O伸缩振动峰和C-O伸缩振动吸收峰均显著降低的时间点作为第三参考堆置时间。
在本发明的一实施例中，所述最适堆置时间确定模块包括一吸水量测量模块，其中所述吸水量测量模块用于测量被浸泡后的该农作物秸秆被堆置至一系列不同时间后的短时吸水量和长时吸水量，以将被堆置的该农作物秸秆的吸水量由增加至减少的测量时间点作为第四参考堆置时间。
在本发明的一实施例中，所述最适堆置时间确定模块包括一含量测量模块，其中所述含量测量模块用于测量被浸泡后的该农作物秸秆被堆置至一系列不同时间后的营养成分含量，以将被堆置的该农作物秸秆中半纤维素和/或纤维素开始流失的测量时间点作为第五参考堆置时间。
通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。
本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。
附图说明
图1是根据本发明的一实施例的预湿时间判定方法的流程示意图。
图2示出了根据本发明的上述实施例的所述预湿时间判定方法中的饱和浸泡时间确定步骤的流程示意图。
图3示出了根据本发明的上述实施例的所述饱和浸泡时间确定步骤中秸秆浸泡期间的吸水量变化的一个示例。
图4示出了根据本发明的上述实施例的所述预湿时间判定方法中的最适堆置时间确定步骤的流程示意图。
图5示出了根据本发明的上述实施例的所述最适堆置时间确定步骤中秸秆堆置期间的温度变化的一个示例。
图6示出了根据本发明的上述实施例的所述最适堆置时间确定步骤中秸秆堆置期间的表面结构变化的一个示例。
图7示出了根据本发明的上述实施例的所述最适堆置时间确定步骤中秸秆堆置期间的红外光谱图的一个示例。
图8示出了根据本发明的上述实施例的所述最适堆置时间确定步骤中秸秆堆置期间的吸水特性变化的一个示例。
图9A至图9D依次示出了根据本发明的上述实施例的所述最适堆置时间确定步骤中秸秆堆置期间的可溶性多糖、半纤维素、纤维素以及木质素含量变化的一个示例。
图10示出了根据本发明的一实施例的农作物秸秆预湿方法的流程示意图。
图11示出了根据本发明的一实施例的预湿时间判定系统的框图示意图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
在本发明中，权利要求和说明书中术语“一”应理解为“一个或多个”，即在一个实施例，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个。除非在本发明的揭露中明确示意该元件的数量只有一个，否则术语“一”并不能理解为唯一或单一，术语“一”不能理解为对数量的限制。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
农作物秸秆预湿是双孢蘑菇培养料制作的第一步，也是决定培养料质量的关键步骤。农作物秸秆预湿的作用是为了去除农作物秸秆憎水的表面蜡质，软化秸秆，使秸秆在一次发酵过程中能够大量吸收水分。而本发明采用将成捆的农作物秸秆浸泡一饱和浸泡时间(如90s)后，置于场地上堆置一最适堆置时间(如72h)，这样就能够通过微生物的作用使农作物秸秆堆自然升温，达到上述去除蜡质及软化秸秆的作用。更重要的是，为了准确判定最适的预湿时间及防止预湿时间过长造成秸秆腐熟过度，本发明提供了一种预湿时间的判定标准，包括通过电镜观察麦秸秆的表面结构变化、通过红外光谱仪测量秸秆表面基团变化和/或通过化学定量测定麦秸秆的营养成分流失。值得注意的是，本发明提及的所述农作物秸秆可以但不限于被实施为麦秸秆、稻秸秆、芦苇秸秆或草秸秆等等之类的农作物秸秆。
示意性方法
参考说明书附图之图1和图2所示，根据本发明的一实施例的一种预湿时间判定方法被阐明。具体地，如图1所示，所述预湿时间判定方法用于判定农作物秸秆的最适预湿时间，以通过预湿后的所述农作物秸秆来制作双孢蘑菇培养料，其中所述预湿时间判定方法可以包括步骤：
S110：测定所述农作物秸秆在不同浸泡时间后的吸水量，以确定所述农作物秸秆的饱和浸泡时间；和
S120：测定被浸泡后的所述农作物秸秆在不同堆置时间后的温度、吸水量、营养物质流失量和/或秸秆表面结构的变化，以确定所述农作物秸秆的最适堆置时间，其中所述饱和浸泡时间和所述最适堆置时间之和等于该农作物秸秆的最适预湿时间。
值得注意的是，为了使农作物秸秆在堆置时为微生物提供一个有利的生存环境，以便通过微生物的作用使农作物秸秆堆自然升温，达到去除蜡质和软化秸秆的作用，因此本发明的所述预湿时间判定方法先确定所述农作物秸秆的所述饱和浸泡时间，以使所述农作物秸秆的吸水量在被浸水至所述饱和浸泡时间时达到饱和状态，随后再延长浸水时间，所述农作物秸秆的吸水量不再增加。换言之，所述农作物秸秆在被浸泡至所述饱和浸泡时间之后，所述农作物秸秆的吸水量随着浸泡时间的延长不再增加。这样，微生物在有利的生存环境下快速繁殖以加快去除蜡质和软化秸秆，进而有助于缩短所述农作物秸秆的堆置时间。可以理解的是，所述农作物秸秆的最适预湿时间等于所述农作物秸秆的饱和浸泡时间和所述农作物秸秆的最适堆置时间之和。
更具体地，在本发明的一示例中，如图2所示，所述预湿时间判定方法的所述步骤S110可以包括步骤：
S111：测量所述农作物秸秆被浸泡至一系列不同时间后的单位吸水量，以将所述农作物秸秆的吸水量随着浸泡时间的延长不再增加时的测量时间点作为所述饱和浸泡时间。
示例性地，如图3所示，以吸水量为指标，分别测量浸泡时间为30s、60s、90s、120s以及150s时单位重量的干麦草的吸水量。由图3易知：当麦秸秆(或称麦草)被浸泡90s之后，再延长浸泡时间，所述麦秸秆的吸水量也不再增加，这意味着所述麦秸秆的吸水量达到饱和状态，此时所述麦秸秆的吸水量达到200％(如图3所示)，因此所述饱和浸泡时间优选地被实施为90s。
当然，在本发明的其他示例中，如图2所示，所述预湿时间判定方法的所述步骤S110也可以包括步骤：
S111’：测量所述农作物秸秆被浸泡至一系列不同时间后的单位吸水量，以将所述农作物秸秆的的吸水量随着浸泡时间的延长不再增加时的测量时间点和上一测量时间点作为所述饱和浸泡时间的取值范围。
示例性地，如图3所示，所述饱和浸泡时间也可以被实施为大于60s且小于等于90s。
可以理解的是，所述农作物秸秆的测量时间点可以是等间隔地分布，也可以是非等间隔地分布，此外所述农作物秸秆的测量时间点之间的间隔大小可以根据所述农作物秸秆的吸水速度快慢进行设计，通常测量时间点之间的间隔随着吸水速度变快而变小。此外，本发明也可以通过诸如样条曲线拟合或插值等数据处理方式来确定所述饱和浸泡时间以及后续的各种参考堆置时间。
值得一提的是，在将所述农作物秸秆浸水至饱和状态(即浸水时间达到所述饱和浸泡时间)后，将所述农作物秸秆置于场地上堆置，以通过微生物的作用使麦草对自然升温，达到去除蜡质及软化秸秆的作用。为了准确测定所述农作物秸秆的最适预湿时间，重点在于如何准确地测定所述农作物秸秆的最适堆置时间，因为堆置时间不足，所述农作物秸秆上憎水的表面蜡质去除不干净，影响所述农作物秸秆的吸水能力，而堆置时间过长时，所述农作物秸秆又会因为腐熟过度造成营养成分被提前消耗而流失严重，并且也会影响所述农作物秸秆的吸水能力。因此，本发明创造性地提出通过测定不同堆置时间麦秸秆料堆的温度、吸水量、营养物质流失量和/或秸秆结构变化来确定所述最适堆置时间。
更具体地，在本发明的一示例中，如图4所示，所述预湿时间判定方法的所述步骤S120，可以包括步骤：
S121：测量被浸泡后的所述农作物秸秆被堆置至一系列不同时间后的温度，以将被堆置的所述农作物秸秆的温度由迅速上升转换至缓慢上升的测量时间点作为第一参考堆置时间。
值得注意的是，双孢蘑菇培养料的预湿阶段(即农作物秸秆预湿阶段)的作用是去除农作物秸秆上憎水的表面蜡质，软化秸秆，使秸秆在一次发酵过程中能够大量吸收水分。示例性地，如图5所示，所述麦秸秆在浸水后的堆置期间，随着堆置时间的延长，温度迅速上升，其中前72h温度变化最为显著，由室温迅速上升至63.3℃；后两天上升速度趋缓。这表明在高温的作用下，秸秆开始软化和去除表面蜡质，因此本发明的所述第一参考堆置时间为72h，以为确定所述最适堆置时间提供参考。
在本发明的一示例中，如图4所示，所述预湿时间判定方法的所述步骤S120，可以进一步包括步骤：
S122：观察被浸泡后的所述农作物秸秆被堆置至一系列不同时间后秸秆的表面结构变化，以将被堆置的所述农作物秸秆的表面结构出现外表皮松动且内表皮破裂的观测时间点作为第二参考堆置时间。
示例性地，如图6所示，通过电镜观察麦秸秆的表面结构变化可知：在堆置的前两天，所述麦秸秆的外观稍有变化，颜色由浅金黄色慢慢加深，并且从电镜图可以看出所述麦秸秆的外表面蜡质晶体慢慢减少，而内表面开始变得不平整；在堆置的第三天，所述麦秸秆的颜色明显加深，外表皮开始松动，并有圆形的颗粒状凸起，这意味着秸秆结构开始发生变化，与此同时所述麦秸秆的内表面薄壁细胞层开始破裂；在堆置的第四天，所述麦秸秆的颜色继续加深，腐熟度增加，并且所述麦秸秆的外表皮松动的结构块突出表面，内表皮大面积破裂，暴露出秸秆中间层的木质纤维素；在堆置的第五天，所述麦秸秆的外表皮数量众多圆形块开始掀开，木质纤维素从内层开始降解。这表明所述麦秸秆从堆置的第四天开始表面结构发生显著变化，逐渐开始腐熟过度，进而影响农作物秸秆的吸水特性，因此本发明的所述第二参考堆置时间为72h，以为确定所述最适堆置时间提供参考。
在本发明的一示例中，如图4所示，所述预湿时间判定方法的所述步骤S120，可以进一步包括步骤：
S123：测量被浸泡后的所述农作物秸秆被堆置至一系列不同时间后秸秆表面的红外图谱，以将被堆置的所述农作物秸秆的红外光谱图上C-H反对称伸缩振动峰的峰值缓慢减小且Si-O伸缩振动峰和C-O伸缩振动吸收峰均显著降低的时间点作为第三参考堆置时间。
示例性地，如图7所示，本发明通过红外光谱仪测量了所述麦秸秆的外表面官能团(即表面基团)变化，以得到在不同堆置时间下麦秸秆的红外光谱图(如图7所示)，其中所述麦秸秆的红外光谱图(如图7所示)上的曲线自下而上依次为堆置0h、24h、48h、72h、96h以及120h的光谱线，并且所述红外光谱图上主要有以下几个特征峰：位于波数段3300-3500cm-1是分子内羟基—OH伸缩振动谱带，其中分子内羟基—OH主要来自纤维素、半纤维素、多糖和单糖；位于波数段2800-2935cm-1为纤维素中CH3—和—CH2—基团的C—H反对称伸缩振动峰；位于波数段1640-1735cm-1是与木质素或半纤维素有关的羧酸脂类化合物以及酮类化合物中C—O伸缩振动峰；位于波数段1060～1100cm-1为无机物SiO2等Si—O伸缩振动峰；位于波数段970-1100cm-1是碳水化合物中多糖类的C—O伸缩振动吸收峰。
由图7所示的所述红外光谱图能够得出以下结论：所述麦秸秆被堆置不同时间后，所述红外光谱图上变化较明显的特征峰有三段，其一是波数段2800-2935cm-1，随着堆置时间延长，峰值减小，推断与纤维素降解有关；其二和其三分别是波数段1060～1100cm-1和970-1100cm-1，这两处是是SiO2等Si—O伸缩振动峰和多糖类的C—O伸缩振动吸收峰，这两处峰值的显著降低，推断是因秸秆表层富含SiO2的蜡质层减少而导致Si—O基团减少，并且秸秆中的多糖类物质含量逐渐降低导致C—O减少。因此，本发明的所述第三参考堆置时间为72h，以为确定所述最适堆置时间提供参考。
值得注意的是，通过图6和图7可以看出，随着堆置时间的延长，所述麦秸秆的结构和表面基团发生显著变化，其中结构的变化和破坏会影响所述麦秸秆的吸水特性，而表面基团(即官能团)的变化则意味着秸秆中与基团相关的化学物质正在逐步分解，因此本发明可以通过综合考虑所述第二参考堆置时间和所述第三参考堆置时间来确定所述最适堆置时间。
值得一提的是，在本发明的一示例中，如图4所示，所述预湿时间判定方法的所述步骤S120，可以进一步包括步骤：
S124：测量被浸泡后的所述农作物秸秆被堆置至一系列不同时间后的短时吸水量和长时吸水量，以将被堆置的所述农作物秸秆的吸水量由增加至减少的测量时间点作为第四参考堆置时间。
示例性地，如图8所示，本发明分别测定了麦草的1h吸水量(对应于短时吸水量)和24h吸水量(对应于长时吸水量)来比较麦草的短时间吸水能力和持续吸水能力(即长时间吸水能力)；由图8易知：在堆置的前四天，麦草的吸水能力随着堆置时间的延长而增加，并在第四天达到最高值随后下降，这表明第四天吸水量的增加可能与秸秆结构变化有关，因此本发明的所述第四参考堆置时间为96h，以为确定所述最适堆置时间提供参考。
值得注意的是，本发明除了需要保证所述农作物秸秆在被预湿后具有良好吸水能力之外，还需要尽可能减少所述农作物秸秆中营养物质的提前消耗，以避免营养成本的流失。因此，如图4所示，本发明的所述预湿时间判定方法的所述步骤S120，可以进一步包括步骤：
S125：测量被浸泡后的所述农作物秸秆被堆置至一系列不同时间后的营养成分含量，以将被堆置的所述农作物秸秆中半纤维素和/或纤维素开始流失的测量时间点作为第五参考堆置时间。
示例性地，如图9A至9D所示，本发明通过化学定量分析的方法测量麦秸秆中可溶性多糖、半纤维素、纤维素以及木质素在不同堆置时间下的含量。由图9A至图9D可知，所述麦秸秆中的可溶性多糖在开始预湿(或开始堆置)后就迅速降低，而所述麦秸秆中木质纤维素组分中最先开始流失的是半纤维素，并且所述半纤维素在第二天就开始出现小幅度的降低，而纤维素和木质素的损失分别出现在堆置第四天和第五天。因此，本发明的所述第五参考堆置时间为72h，以为确定所述最适堆置时间提供参考。
根据本发明的上述实施例，如图4所示，本发明的所述预湿时间判定方法的所述步骤S120，可以进一步包括步骤：
S126：综合考虑所述第一参考堆置时间、所述第二参考堆置时间、所述第三参考堆置时间、所述第四参考堆置时间和/或所述第五参考堆置时间，以确定所述最适堆置时间，从而在保证所述农作物秸秆具有良好吸水能力的前提下，减少营养物质的提前消耗，有助于提高双孢蘑菇培养料的制作质量。
示例性地，如图5至图9D所示，综合所述麦秸秆在不同堆置期间的温度、吸水量、结构和/或营养成本的变化可以看出：麦草浸水后堆置72h后，草堆内温度上升明显、秸秆结构开始打开、吸水量增加，同时秸秆中的纤维素和半纤维素开始流失，因此此时应及时拆捆进仓，以便在保证麦草具有良好吸水能力的前提下，减少营养物质的提前消耗，进而实现培养料在预湿阶段能够较好地去除麦秸秆憎水的表面蜡质、软化秸秆，使得秸秆在一次发酵过程中能够大量吸收水分。可以理解的是，在本发明的其他示例中，所述预湿时间判定方法的所述步骤S120仅需包括上述步骤S121、S122、S123、S124以及S125中的一种或多种步骤，可以根据具体需求进行抉择/选择。
根据本发明的另一方面，如图10所示，本发明的一实施例进一步提供了一种农作物秸秆预湿方法，用于预湿农作物秸秆以制作双孢蘑菇培养料，包括步骤：
S210：浸泡农作物秸秆至一饱和浸泡时间，以使该农作物秸秆达到饱和吸水状态；和
S220：将浸泡后的所述农作物秸秆堆置至一最适堆置时间，其中所述最适堆置时间是通过测定不同堆置时间的农作物秸秆堆的温度、吸水量、营养物质流失量和/或秸秆结构变化来确定的。
值得注意的是，在本发明的这个实施例中，所述饱和浸泡时间和所述最适堆置时间优选地通过上述实施例的所述预湿时间判定方法进行确定，以在保证所述麦草在预湿后具有良好吸水能力的前提下，减少所述农作物秸秆中营养物质的提前消耗。
示意性系统
参考说明书附图之图11所示，根据本发明的一实施例的一预湿时间判定系统被阐明。具体地，如图11所示，所述预湿时间判定系统300包括一饱和浸泡时间确定模块310和一最适堆置时间确定模块320。所述饱和浸泡时间确定模块310用于通过测定所述农作物秸秆在不同浸泡时间后的吸水量，确定所述农作物秸秆的饱和浸泡时间。所述最适堆置时间确定模块320用于通过测定被浸泡后的所述农作物秸秆在不同堆置时间后的温度、吸水量、营养物质流失量和/或秸秆表面结构的变化，确定所述农作物秸秆的最适堆置时间。
值得一提的是，在本发明的一示例中，如图11所示，所述最适堆置时间确定模块320可以包括一温度测量模块321，其中所述温度测量模块321用于测量被浸泡后的该农作物秸秆被堆置至一系列不同时间后的温度，以将被堆置的该农作物秸秆的温度由迅速上升转换至缓慢上升的测量时间点作为第一参考堆置时间。
在本发明的一示例中，如图11所示，所述最适堆置时间确定模块320包括一结构观察模块322，其中所述结构观察模块322用于观察被浸泡后的该农作物秸秆被堆置至一系列不同时间后秸秆的表面结构变化，以将被堆置的该农作物秸秆的表面结构出现外表皮松动且内表皮破裂的观测时间点作为第二参考堆置时间。
在本发明的一示例中，如图11所示，所述最适堆置时间确定模块320包括一红外测量模块323，其中所述红外测量模块323用于测量被浸泡后的该农作物秸秆被堆置至一系列不同时间后秸秆表面的红外图谱，以将被堆置的该麦策秸秆的红外光谱图上C-H反对称伸缩振动峰的峰值缓慢减小且Si-O伸缩振动峰和C-O伸缩振动吸收峰均显著降低的时间点作为第三参考堆置时间。
在本发明的一示例中，如图11所示，所述最适堆置时间确定模块320包括一吸水量测量模块324，其中所述吸水量测量模块324用于测量被浸泡后的该农作物秸秆被堆置至一系列不同时间后的短时吸水量和长时吸水量，以将被堆置的该农作物秸秆的吸水量由增加至减少的测量时间点作为第四参考堆置时间。
在本发明的一示例中，如图11所示，所述最适堆置时间确定模块320包括一含量测量模块325，其中所述含量测量模块325用于测量被浸泡后的该农作物秸秆被堆置至一系列不同时间后的营养成分含量，以将被堆置的该农作物秸秆中半纤维素和/或纤维素开始流失的测量时间点作为第五参考堆置时间。
还需要指出的是，在本发明的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。
提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本发明。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本发明的范围。因此，本发明不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。
Claims (4)
1.预湿时间判定方法，用于判定用于制作双孢蘑菇培养料的农作物秸秆的最适预湿时间，其特征在于，包括步骤：
测定该农作物秸秆在不同浸泡时间后的吸水量，以确定该农作物秸秆的饱和浸泡时间；和
测定被浸泡后的该农作物秸秆在不同堆置时间后的温度、吸水量、营养物质流失量和秸秆表面结构的变化，以确定该农作物秸秆的最适堆置时间，其中所述饱和浸泡时间和所述最适堆置时间之和等于该农作物秸秆的最适预湿时间；
其中所述测定被浸泡后的该农作物秸秆在不同堆置时间后的温度、吸水量、营养物质流失量和秸秆表面结构的变化，以确定该农作物秸秆的最适堆置时间的步骤，包括步骤：
测量被浸泡后的该农作物秸秆被堆置至一系列不同时间后的温度，以将被堆置的该农作物秸秆的温度由迅速上升转换至缓慢上升的测量时间点作为第一参考堆置时间；
观察被浸泡后的该农作物秸秆被堆置至一系列不同时间后秸秆的表面结构变化，以将被堆置的该农作物秸秆的表面结构出现外表皮松动且内表皮破裂的观测时间点作为第二参考堆置时间；
测量被浸泡后的该农作物秸秆被堆置至一系列不同时间后秸秆表面的红外图谱，以将被堆置的该农作物秸秆的红外光谱图上C-H反对称伸缩振动峰的峰值缓慢减小且Si-O伸缩振动峰和C-O伸缩振动吸收峰均显著降低的时间点作为第三参考堆置时间；
测量被浸泡后的该农作物秸秆被堆置至一系列不同时间后的短时吸水量和长时吸水量，以将被堆置的该农作物秸秆的吸水量由增加至减少的测量时间点作为第四参考堆置时间；
测量被浸泡后的该农作物秸秆被堆置至一系列不同时间后的营养成分含量，以将被堆置的该农作物秸秆中半纤维素和纤维素开始流失的测量时间点作为第五参考堆置时间；和
综合考虑所述第一参考堆置时间、所述第二参考堆置时间、所述第三参考堆置时间、所述第四参考堆置时间和所述第五参考堆置时间，以确定所述最适堆置时间，从而在保证该农作物秸秆具有良好吸水能力的前提下，减少营养物质的提前消耗。
2.如权利要求1所述的预湿时间判定方法，其中，所述测定该农作物秸秆在不同浸泡时间后的吸水量，以确定该农作物秸秆的饱和浸泡时间的步骤，包括步骤：测量该农作物秸秆被浸泡至一系列不同时间后的单位吸水量，以将该农作物秸秆的吸水量随着浸泡时间的延长不再增加时的测量时间点作为所述饱和浸泡时间。
3.如权利要求1所述的预湿时间判定方法，其中，所述测定该农作物秸秆在不同浸泡时间后的吸水量，以确定该农作物秸秆的饱和浸泡时间的步骤，包括步骤：测量该农作物秸秆被浸泡至一系列不同时间后的单位吸水量，以将该农作物秸秆的吸水量随着浸泡时间的延长不再增加时的测量时间点和上一测量时间点作为所述饱和浸泡时间的取值范围。
4.如权利要求1所述的预湿时间判定方法的预湿时间判定系统，以判定农作物秸秆的最适预湿时间，其特征在于，其中所述预湿时间判定系统包括：一饱和浸泡时间确定模块，用于通过测定该农作物秸秆在不同浸泡时间后的吸水量，确定该农作物秸秆的饱和浸泡时间；和一最适堆置时间确定模块，用于测定被浸泡后的该农作物秸秆在不同堆置时间后的温度、吸水量、营养物质流失量和秸秆表面结构的变化，以确定该农作物秸秆的最适堆置时间，其中所述饱和浸泡时间和所述最适堆置时间之和等于该农作物秸秆的最适预湿时间，其中，所述最适堆置时间确定模块包括一温度测量模块，其中所述温度测量模块用于测量被浸泡后的该农作物秸秆被堆置至一系列不同时间后的温度，以将被堆置的该农作物秸秆的温度由迅速上升转换至缓慢上升的测量时间点作为第一参考堆置时间；所述最适堆置时间确定模块包括一结构观察模块，其中所述结构观察模块用于观察被浸泡后的该农作物秸秆被堆置至一系列不同时间后秸秆的表面结构变化，以将被堆置的该农作物秸秆的表面结构出现外表皮松动且内表皮破裂的观测时间点作为第二参考堆置时间；所述最适堆置时间确定模块包括一红外测量模块，其中所述红外测量模块用于测量被浸泡后的该农作物秸秆被堆置至一系列不同时间后秸秆表面的红外图谱，以将被堆置的该农作物秸秆的红外光谱图上C-H反对称伸缩振动峰的峰值缓慢减小且Si-O伸缩振动峰和C-O伸缩振动吸收峰均显著降低的时间点作为第三参考堆置时间；所述最适堆置时间确定模块包括一吸水量测量模块，其中所述吸水量测量模块用于测量被浸泡后的该农作物秸秆被堆置至一系列不同时间后的短时吸水量和长时吸水量，以将被堆置的该农作物秸秆的吸水量由增加至减少的测量时间点作为第四参考堆置时间；所述最适堆置时间确定模块包括一含量测量模块，其中所述含量测量模块用于测量被浸泡后的该农作物秸秆被堆置至一系列不同时间后的营养成分含量，以将被堆置的该农作物秸秆中半纤维素和纤维素开始流失的测量时间点作为第五参考堆置时间。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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