近10余年來,我國推廣栽培過多個蘑菇品種,積累了許多值得總結(jié)和借鑒的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),介紹主要品種如下:
1.AS2796 是我國具有知識產(chǎn)權(quán)的雜交品種,由福建省輕工業(yè)研究所王澤生等育成,是自上世紀(jì)90年代以來在我國栽培最廣的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)優(yōu)良菌株。據(jù)王澤生(2000)報道,在美國試種AS2796,產(chǎn)量也能達(dá)到3Okg/㎡,但采菇期要比美國Sylvan公司的菌株長。在國內(nèi)簡陋的栽培條件下比較栽培,表明AS2796比美國菌株更具抗逆性。近幾年該品種在福建省的栽培面積占90%以上,在全國已推廣2億多平方米,產(chǎn)菇近200萬噸。該菌株的主要生產(chǎn)性狀如下:
(1)形態(tài)特征 ①菌絲在PDA培養(yǎng)基上,菌絲呈銀白色,基內(nèi)菌絲和氣生菌絲均很發(fā)達(dá);在常規(guī)基質(zhì)中,長速中等偏快,一般不結(jié)菌被。②菇體圓正、無鱗片,有半膜狀菌環(huán),菌蓋厚,組織結(jié)實(shí),菌裙緊密、色淡,柄中粗較直短,無脫柄現(xiàn)象,每千克鮮菇為90~100只。菇體基本單生,1~4潮菇產(chǎn)量結(jié)構(gòu)均勻,通常是邊長菇邊扭結(jié),因此采收要及時。③鮮菇含水較高,加工預(yù)煮出率65%,制罐質(zhì)量符合部頒標(biāo)準(zhǔn)。
(2)栽培要點(diǎn) ①較耐高溫,栽培時間比一般菌株可提前7~10天。20℃通常不死菇。該菌株出菇較一般菌株晚3~5天。②耐肥,要求投料量為29~30千克/平方米,含氮量1.4%~1.6%。薄料或含氮量低,易產(chǎn)薄皮菇、空心菇。③耐水,結(jié)菇水要求菌絲爬上至離土層表面0.5~1厘米時重噴。結(jié)菇力強(qiáng),成菇率高,且后勁大。
2.Sylvan-176 簡稱S-176。1979年于美國Sylvan公司引進(jìn),中科院微生物研究所編號為S-176。是國內(nèi)最早大面積栽培的貼生型菌株。
(1)形態(tài)特征 ①菌絲在PDA培養(yǎng)基上呈貼生型,
菌絲索狀、分枝多、分隔短,平貼基質(zhì)呈放射狀扇形蔓延。菌絲先端部分稍有氣生,基內(nèi)菌絲較深,長速較慢。②菇體純白,蓋頂扁平,略有下凹,鮮菇80~114只/千克。肥水不足時,菌蓋凹陷較明顯,有鱗片。風(fēng)味淡,商品質(zhì)量欠佳,適于鹽漬加工與鮮食。
(2)栽培要點(diǎn) ①耐水、肥,鋪料厚度不少于20厘米。吃料能力強(qiáng),長速快,菌床封面較氣生型菌株快3~5天。②結(jié)菇率高,出菇齊,轉(zhuǎn)潮快,后期產(chǎn)量高,抗病力較強(qiáng)。產(chǎn)菇一般在10千克/平方米以上。③發(fā)菌適溫25℃左右,出菇適溫10℃~20℃。
3.Somycel-111 譯名索密爾-111。法國Somycel公司育成。由上海市農(nóng)科院食用菌研究所自波蘭引進(jìn)。高產(chǎn)型菌株。
(1)形態(tài)特征 ①菌絲在PDA培養(yǎng)基上,菌絲呈貼
生型,菌絲線索狀,分枝多,分隔短,頂端稍有氣生菌絲,稀疏、呈扇狀生長。②菇體蓋頂略平,呈淺棕色,柄粗短,菇體組織較疏松。適于鹽漬加工與鮮食。單產(chǎn)與176菌株相近。
(2)栽培要點(diǎn) ①較耐肥、耐濕,鋪料厚度要達(dá)到17厘米。噴出菇水要早,原基普遍發(fā)生,呈米粒大小時,噴用出菇重水。②結(jié)菇率高,出菇集中,轉(zhuǎn)潮快。產(chǎn)菇一般在10千克/平方米以上。③較耐高溫,可適當(dāng)提前播種。
4.浙農(nóng)1號 浙江農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝系經(jīng)紫外線誘變,從S-176菌株中選育出來,1985年通過輕工部鑒定。是大面積使用的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)菌株。
(1)形態(tài)特征 ①菌絲 在PDA培養(yǎng)基上呈半貼生半氣生型,線狀菌絲較少,基內(nèi)菌絲較176菌株粗壯,生活力強(qiáng),吃料爬土快。②菇體 圓正結(jié)實(shí),胖頂或平凹,無鱗片,菌柄粗而短,色澤潔白、菇形中等偏大,每千克鮮菇60個左右。品質(zhì)較176菌株有很大改善,可作為罐藏菌株使用。③罐頭加工 噸耗954~986千克,預(yù)煮率63.7%,整菇率62%~77%。
(2)栽培要點(diǎn) ①耐肥、水,抗逆性強(qiáng),土層厚度應(yīng)控制在3厘米內(nèi)。②結(jié)菇率高,出菇早,轉(zhuǎn)潮快,產(chǎn)菇9千克/平方米以上,高產(chǎn)可達(dá)18千克/平方米。③菌絲培養(yǎng)適溫20~25℃,出菇溫適10~2O℃。
5. 上海101-1 上海市農(nóng)科院食用菌研究所自國內(nèi)傳統(tǒng)栽培的氣生型102-1菌株中選育而成。1987年前后在各地推廣應(yīng)用。
(1)形態(tài)特征 ①菌絲在PDA培養(yǎng)基上,菌絲呈半氣生型,線狀菌絲束明顯,斜面菌絲整體外觀絨毛狀。菌絲分隔短、分枝多,與氣生型菌株長速相近。②菇體中等大小,菌蓋直徑大多為1.8~4.8厘米。色澤白,組織緊密,菇頂飽滿,菇肉較厚。薄皮開傘菇相對較少。質(zhì)量能達(dá)到罐裝原料菇的要求。③加工預(yù)煮率為68%。
(2)栽培要點(diǎn) ①較耐肥、耐濕,原基呈米粒、綠豆大小,表面光滑,無菌絲毛頭時,就要噴重水。用水不足,嚴(yán)重影響產(chǎn)量,易出白心菇。菌床以濕管過冬為好。②產(chǎn)菇適溫廣,在20~23℃持續(xù)2~3天不影響出菇。冬季菇房保溫措施好,仍能出菇。③結(jié)菇率高。據(jù)江蘇省江陰市長涇鎮(zhèn)2.8萬平方米栽培,平均單產(chǎn)在8.19千克/平方米。
6.閩1號 福建省輕工業(yè)研究所從罐藏優(yōu)質(zhì)氣生型8211菌株中,分離單孢選育。經(jīng)福建省蘑菇菌種審定委員會批準(zhǔn),自1990年起正式作為優(yōu)質(zhì)罐藏菌株推廣使用。
(1)形態(tài)特征 ①菌絲在PDA培養(yǎng)基上呈氣生型。
菌絲濃白、短而密、整齊、粗壯。②菇體圓正,潔白,菌蓋厚實(shí),無鱗片,菌裙小、色淺,菌柄粗短,不易開傘,菇形中等偏大,每千克鮮菇80~100只。③罐頭加工,噸耗859千克,罐藏標(biāo)準(zhǔn)一級菇約占60%~70%。
(2)栽培要點(diǎn) ①對營養(yǎng)要求中等,覆土要比同類型菌株提早3天。②提前2~3天噴水,以防止菌絲上冒板結(jié)。一旦發(fā)生土層菌絲板結(jié),可采用低溫刺激或重水沖擊處理,或?qū)⑹曳壑苯尤鲇诿熬z部位,以抑制菌絲繼續(xù)板結(jié),但切勿大動土層或更換新土,否則將造成減產(chǎn)。③子實(shí)體對溫度反應(yīng)敏感,21℃以上會出現(xiàn)死菇。溫差大且變化劇烈,易出現(xiàn)硬開傘,特別是第3潮菇更為明顯。產(chǎn)菇量7.2千克/平方米。
(二)蘑菇菌株類型 第三章曾介紹,根據(jù)不同菌株的栽培特性、鮮菇質(zhì)量和罐藏加工表現(xiàn)等差異,蘑菇菌株大致分為高產(chǎn)類型、易褐變類型、中產(chǎn)類型、優(yōu)質(zhì)類型和不育類型。此外,在菌種生產(chǎn)實(shí)踐中還常根據(jù)蘑菇菌絲在斜面培養(yǎng)基上的外觀特征,劃分為3種類型:
1.氣生型 例如上海101-1菌株。這類菌株的菌絲主要生長在培養(yǎng)基表面,延伸后高出基質(zhì)表面并暴露在空氣中(俗稱“氣生型”菌絲),其色潔白,絨毛狀,又濃又厚;而伸入基質(zhì)內(nèi)部的菌絲(俗稱“基內(nèi)型”菌絲)較少,較淺。
2.貼生型 例如法國Somycel-111菌株。這類菌株的菌絲灰白色,稀疏或致密,緊貼培養(yǎng)基表面匍匍生長,氣生菌絲極少或無,但基內(nèi)菌絲較多較深。貼生型菌株又名匍匍型菌株。
3.半氣生型 例如浙農(nóng)1號。這類菌株的菌絲外觀特征介于氣生型和貼生型之間,白至灰白色,呈線索狀在基質(zhì)表面分布,氣生菌絲不旺,菌絲培養(yǎng)初期較少,培養(yǎng)后期才逐漸增多,且多出現(xiàn)在菌絲生長先端部位;其基內(nèi)菌絲比氣生型菌株多,但不及貼生型菌株。半氣生型菌株又名半貼生型或半匍匍型菌株。
必須指出,同一類型的蘑菇菌株,其菌絲外觀特征只是相對一致,并非完全相同;例如常規(guī)氣生型菌株與雜交氣生型菌株之間,其菌絲外觀的差異就較明顯;而貼生型菌株中,菌絲形態(tài)也有云彩狀、年輪狀或線索狀等多種區(qū)分。因此在選用蘑菇菌株時,必須對所用菌株的外觀特征盡量了解,并對所用的培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件加以分析和比較,以免判斷失誤。
氣生型菌株與貼生型菌株不僅在菌絲細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)上和子實(shí)體的內(nèi)外質(zhì)地上有所區(qū)別,而且在生物學(xué)特性上也存在一定的差異,即它們的菌絲培養(yǎng)和子實(shí)體發(fā)育對營養(yǎng)、溫度、水分、空氣等方面的要求不完全相同。盡管氣生型菌株不一定低產(chǎn),貼生型菌株不一定質(zhì)次,但就大多數(shù)而言,氣生型菌株與貼生型菌株相比,其耐肥、耐溫、耐水性能較差,抗病力也弱,且結(jié)菇較遲,出菇較稀,轉(zhuǎn)潮較慢,單產(chǎn)較低。
雜交型蘑菇菌株AS2796,其菌絲外觀傾向于氣生型,但與傳統(tǒng)氣生型菌絲形態(tài)有別,在菇質(zhì)上接近氣生型菌株,在產(chǎn)量上則接近貼生型菌株。
生產(chǎn)實(shí)踐表明,氣生型菌株與貼生型菌株在制種和栽培技術(shù)上有所不同,需要采取以下相應(yīng)的技術(shù)措施:
1.菌種生產(chǎn)不同 培養(yǎng)氣生型母種時,要求基質(zhì)略硬略干一點(diǎn),如1000毫升斜面基質(zhì)內(nèi),瓊脂用量要比貼生型母種增加l克。同時,母種培養(yǎng)的前期溫度宜控制在20~22℃,當(dāng)菌絲布滿斜面基質(zhì)一半以上后,逐漸降至18℃以下,即要求培養(yǎng)溫度偏低一些。而貼生型母種則宜控制在22~25℃范圍內(nèi)培養(yǎng)。
培養(yǎng)氣生型原種和栽培種時,容易發(fā)生菌絲徒長、早衰和吐黃水現(xiàn)象,特別是基質(zhì)養(yǎng)分過富、發(fā)酵過熱、含水量過高、裝料緊度不夠、培養(yǎng)溫度偏高、空氣濕度大、菌齡偏長時,上述現(xiàn)象較為嚴(yán)重。因此,配制氣生型原種和栽培種基質(zhì)時,要控制好基質(zhì)的營養(yǎng)配比和腐熟度。采取糞草基質(zhì)時,糞草比例一般為1:1。糞肥必須粉碎,草料要求偏生一些。采用麥粒、棉籽殼等基質(zhì)時,適當(dāng)加些河泥、谷殼,盡量少加或不加糞肥。與貼生型菌株相比,基質(zhì)含水量要減少2%以上,一般控制在50%-55%。此外,裝料要適當(dāng)緊一些,尤其是瓶內(nèi)上部基質(zhì)不能過松。氣生型菌株的菌齡宜控制在40-50天,貼生型菌株的菌齡可達(dá)100天,因而氣生型菌株的制種時間要推遲進(jìn)行。氣生型菌株的菌絲香味較濃,菌種培養(yǎng)時除要避免出現(xiàn)溫高濕大的郁悶環(huán)境外,要加強(qiáng)病蟲害管理措施。
2.堆肥含水量不同 氣生型菌株的基質(zhì)內(nèi)菌絲較少,菌絲細(xì)胞的酶活性相對較弱,堆肥中要多使用有機(jī)肥,少用化肥,建堆時碳氮比宜控制在30~33,采用二次發(fā)酵的堆肥,氣生型菌株要求前發(fā)酵堆期為14天,貼生型菌株為12天。進(jìn)房前堆肥含水量前者控制在58%~60%;后者要求在65%左右。若采用常規(guī)一次發(fā)酵,氣生型菌株的堆肥堆期要比貼生型菌株長2~3天,進(jìn)房時堆肥的含水量控制在55%左右,而貼生型菌株在堆肥進(jìn)房時要達(dá)到60%左右。
氣生型菌株與貼生型菌株相比,耐濕性較差,土層菌絲生長時間長2天,出菇晚3天左右。因此,氣生型菌株的菌床覆土前料面含水量要降低,以提高抗?jié)裥?,覆土層調(diào)水量1平方米減少1~2千克,結(jié)菇水和出菇水均要推遲2天左有使用。整個栽培期間,氣生型菌株的菌床宜采用輕噴勤噴的方法進(jìn)行水分管理,一般不要采用間隙重噴的方法。
3.播種發(fā)菌不同 氣生型菌株抗熱性不及貼生型菌株,播種時堆肥溫度不宜超過28℃,最好控制在25℃左右。播種期一般比貼生型菌株推遲5天,而貼生型菌株播種后則能承受2~3天的28~33℃高溫。
氣生型菌株比貼生型菌株好氣性強(qiáng),覆土材料的毛細(xì)孔要多,透氣性要好,一般以采用下粗上細(xì)的土粒分層覆蓋為好。采用河泥礱糠作覆土材料時,泥糠比例要由貼生型菌株使用的10:1改為8:1,并由一次性覆蓋改為2~3次性覆蓋,以提高覆土層的透氣性,防止菌絲窒息萎縮或產(chǎn)生菌被,同時也能增加土層菌絲的儲量、增加出菇后勁。整個栽培期間,氣生型菌株的菌床打扦撬料次數(shù)要適當(dāng)增加,菇房的通風(fēng)換氣必須滿足。
4.抗逆能力不同 氣生型菌株對病蟲害的抗性較弱,所以菇房的消毒工作要加強(qiáng),衛(wèi)生清理要日?;?,特別是出菇階段要防止菇房經(jīng)常處在高溫高濕的環(huán)境中。室溫一般控制在17℃以下為宜,空氣濕度掌握在85%~90%。貼生型菌株由于出菇密度大,菇體含水量高,菇質(zhì)緊實(shí)度不夠,因而空氣濕度要比氣生型菌株提高5%,否則質(zhì)次菇的現(xiàn)象就會明顯。
氣生型菌株的春菇產(chǎn)量往往高于貼生型菌株,所以越冬的氣生型菌床易采用濕過冬或半干半濕過冬,避免土層中絨毛菌絲枯黃老化,生活力衰退。保持土層濕潤而不發(fā)白,含水量在15%左右,這是爭取氣生型菌株高產(chǎn)的關(guān)鍵措施之一。
總之,氣生型菌株比貼生型菌株對外界環(huán)境條件敏感,堆肥養(yǎng)分含氮量要少一點(diǎn)、含水量要降一點(diǎn),生長溫度要偏低一些,水分管理要輕一些,通風(fēng)換氣要足一些。
第二節(jié) 菌種制備與保藏
蘑菇菌種來源有兩種途徑:一是引進(jìn)菌種;二是分離菌種(組織分離或孢子分離)。蘑菇菌種的分離有2種方法:組織分離和孢子分離。這些方法一般由科研單位采用,所分離的菌種須經(jīng)出菇品比試驗(yàn),成功后才能推廣應(yīng)用。
一、菌種分離技術(shù)
(一)組織分離 屬于無性繁殖或克隆技術(shù),從理論上講,所獲菌種不發(fā)生遺傳重組等變異,因此常被生產(chǎn)上采用。選擇無污染并菇形健壯的蘑菇幼菇(6分成熟),采摘后及時放入滅過菌的紙袋中帶回接種室,連同母種用試管培養(yǎng)基等用品一起放入接種箱內(nèi)消毒。在接種箱內(nèi)無菌操作,先用75%的酒精消毒雙手和工具,然后用0.1%升汞液消毒種菇表面,用消過毒的解剖刀從菌蓋與菌柄聯(lián)結(jié)處的中部縱切開,在菌蓋與菌柄交界處切成長條形小塊(圖4-1),用接種鉤鉤取小塊菌肉,迅速接入培養(yǎng)基斜面的中部,塞好棉塞,在25℃下培養(yǎng)3~5天后即可看到組織塊周圍長出白色稀疏纖細(xì)的菌絲,15~18天菌絲即可長滿試管,挑選菌絲健旺無污染的菌管再進(jìn)行轉(zhuǎn)接擴(kuò)繁,須經(jīng)出菇試驗(yàn)合格后用于生產(chǎn)。
圖4-1 組織分離法
(二)孢子分離 孢子分離為有性繁殖,所獲菌種已經(jīng)發(fā)生遺傳重組等變異,生產(chǎn)性狀有可能優(yōu)于母體,也有可能劣于母體。孢子分離有單孢分離和多孢分離兩種方法,單孢分離主要用于遺傳育種研究,多孢分離多用于生產(chǎn)繁種。孢子分離技術(shù)如下:
1.懸菇彈孢法 采取剛彈射孢子的子實(shí)體菌蓋,在無菌室經(jīng)消毒處理后,將菌褶朝下懸吊于無菌容器內(nèi)收集孢子(圖4-2),在22~26℃下讓其自然彈射孢子5~10小時,容器底部出現(xiàn)白色孢子印。取無菌水,粘取少量孢子制成孢子懸浮液,用滅過菌的注射器或滴管吸取孢子懸浮液,滴1~2滴于試管斜面上,經(jīng)25℃培養(yǎng)至孢子萌發(fā),挑選無污染的斜面進(jìn)行擴(kuò)繁,經(jīng)嚴(yán)格的出菇試驗(yàn),擇優(yōu)用于生產(chǎn)。
圖4-2 蘑菇孢子彈射分離裝置
2. 褶片粘貼法 在無菌條件下取一小塊子實(shí)體組
織,蘸少量無菌瓊脂或漿糊,粘附于試管培養(yǎng)基斜面的對面玻壁上(圖4-3),加棉塞后在20℃左右靜置,菌孔組織中的孢子會彈射到斜面培養(yǎng)基上,再去掉試管壁上的菌塊,經(jīng)進(jìn)一步培養(yǎng)獲得多孢子萌發(fā)的菌絲體。
圖4-3 褶片粘貼分離法
3. 分離菌株的鑒定 蘑菇孢子分離后得到新的菌絲體,不僅存在較大變異性,而且其單個孢子中還有20%~30%是不能結(jié)菇的,即使是組織分離得到的無性繁殖的菌絲體,也不一定能完全保持原菌株的優(yōu)良性狀。所以經(jīng)分離、提純后得到的純菌絲體培養(yǎng)物,在末作出栽培鑒定之前,不能盲目用于生產(chǎn),以防栽培后出菇不正?;虿怀龉健?br> 蘑菇的菌種鑒定方法有多種,最可靠的方法是通過實(shí)際栽培,從形態(tài)特征、生理特性這兩方面對菌絲體和子實(shí)體進(jìn)行評價,也就是說首先要確定所分離的菌種是不是蘑菇所需的菌種,即種性要純,再就是所得的蘑菇菌株好不好,即品質(zhì)要優(yōu)良。一般來說,凡是長期從事蘑菇制種生產(chǎn)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)工作者用肉眼就能鑒定所分離的菌株是不是所需的蘑菇菌株。但是蘑菇菌株質(zhì)量的優(yōu)劣和生產(chǎn)性狀、經(jīng)濟(jì)性狀的好壞則絕對不能單憑菌絲形態(tài)、生長快慢來判定,還必須通過菌種的逐級培養(yǎng)觀察,特別是對栽培出菇情況做最后的考核。即便是最好的菌種,經(jīng)長期保藏后使用,仍需重新進(jìn)行一次栽培試驗(yàn),以保證大面積生產(chǎn)萬無一失。
二、母種制備技術(shù)
在蘑菇菌種生產(chǎn)中,菌種制作通常分為三級,即母種、原種和栽培種。母種也叫一級種,由于菌絲生長在試管的斜面上,所以又稱為試管種或斜面種。為了保證質(zhì)量,防止退化,母種的轉(zhuǎn)接擴(kuò)管不超過3次,轉(zhuǎn)擴(kuò)次數(shù)增多,產(chǎn)量有下降的趨勢。對長期保藏的菌株,復(fù)壯后須經(jīng)出菇試驗(yàn),方可用于大規(guī)模生產(chǎn)或銷售。一般生產(chǎn)者都是引進(jìn)母種,經(jīng)擴(kuò)繁后用于制備原種。
(一)培養(yǎng)基配方 母種培養(yǎng)基常用瓊脂做凝固劑,其又名洋菜或凍粉,從海藻石花菜或其他紅藻中提取加工而成,為透明、無味、粉條或粉末狀。瓊脂的主要化學(xué)成分是多聚半乳糖的硫酸脂,包括D-葡萄糖醛酸、L-半乳糖、D-半乳糖、3,6-脫水-L-半乳糖和丙酮酸等。干瓊脂一般含水16%,灰分4.4%,氧化鈣1.15%,氧化鎂0.77%,氮0.4%。瓊脂化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,不易被菌絲分解利用,在培養(yǎng)基中僅起凝固劑的作用,其在96℃時融化成液體,冷卻到45℃以下即重新凝固。由于用瓊脂配制的固體培養(yǎng)基清晰透明,便于觀察菌絲的形態(tài),故成為常規(guī)斜面域平板培養(yǎng)基不可缺少的材料。其用量因使用季節(jié)、目的和瓊脂本身質(zhì)量的不同而異。一般在冬天加1.5%~1.8%,夏天為2%,分離菌種時加2.5%,生產(chǎn)時加1.5%~2%。用量過多,培養(yǎng)基較硬,保水性好,不易干燥,但成本高。須指出,即使是最純品的瓊脂,也仍然會含有微量的含氮化合物及殘存無機(jī)鹽,因此在進(jìn)行營養(yǎng)要求精確的實(shí)驗(yàn)中不用瓊脂。對于生產(chǎn)而言,要求培養(yǎng)基營養(yǎng)豐富,菌絲健旺,因此采用各種加富培養(yǎng)基。常用的母種培養(yǎng)基如下:
1.馬鈴薯-葡萄糖-瓊脂培養(yǎng)基(PDA):去皮馬鈴薯200克,葡萄糖20克,瓊脂20克,水1000毫升。這種培養(yǎng)基養(yǎng)分較少,菌絲不會徒長,常用于菌種分離、提純及轉(zhuǎn)管保存菌種。
2.馬鈴薯200克,葡萄糖20克,磷酸二氫鉀2.5克,硫酸鎂0.5克,蛋白胨3克,維生素B120毫克,瓊脂20克,水1000毫升。
3.麩皮200克,葡萄糖20克,磷酸二氫鉀2克,硫酸鎂0.5克,瓊脂20克,水1000毫升。
4.酵母膏20克,葡萄糖20克,磷酸二氫鉀2克,硫酸鎂0.5克,瓊脂20克,水1000毫升。
5.平菇200克,葡萄糖20克,磷酸二氫鉀2.5克,硫酸鎂0.5克,蛋白胨3克,瓊脂20克,水1000毫升。
(二)制作試管斜面
1.配制培養(yǎng)基 選擇優(yōu)質(zhì)馬鈴薯,去皮(挖去芽眼),切成薄片,稱取200克,加水1000毫升放入小鋁鍋內(nèi)煮沸20~30分鐘,趁熱用3層紗布過濾后取濾液,并用熱水補(bǔ)充到1000毫升,倒回小鋁鍋內(nèi)。加瓊脂繼續(xù)加熱,并用玻璃棒攪拌至瓊脂全部溶化后,加葡萄糖,再補(bǔ)水至1000毫升。
2.分裝試管 母種培養(yǎng)基一般用試管為容器,常用的規(guī)格為2種:18毫米×18毫米及20毫米×20毫米,培養(yǎng)基裝量為10~15毫升,為試管長度的1/4~1/5,培養(yǎng)基不可沾附試管內(nèi)壁,如有沾附物必須擦試干凈。
3.做棉塞 取適量棉花制作棉塞,棉塞要做的圓滑硬實(shí),棉塞總長3~4厘米。標(biāo)準(zhǔn)的棉塞應(yīng)是塞頭較大,不易變形,入管的部分占塞總長的2/3,露在管外的部分則為1/3(不少于l厘米) 。棉塞的大小、松緊要與試管口配套,塞入試管的棉塞要緊貼管壁,不留縫隙。過緊妨礙空氣流通,也不便操作;過松則達(dá)不到濾菌目的,且棉塞易脫離試管。松緊度以提起棉塞試管不脫落適為宜。
4.滅菌 將6~8支試管捆成1把,上面用牛皮紙包住,用皮筋或線繩扎緊,以防棉塞受潮。直立放在高壓鍋內(nèi)滅菌。加熱滅菌時,排盡鍋內(nèi)冷氣,當(dāng)溫度升到121℃(壓力1.0千克/平方厘米)時,維持30~40分鐘后停止加熱,待指針回到零點(diǎn),先打開鍋蓋的1/5,利用余熱烘干棉塞,等到無直沖蒸汽時,再打開鍋蓋,取出試管。
5.擺斜面 趁熱將試管一端墊放到木條上,使其成一定角度的斜面,一般斜面長度達(dá)試管全長的1/2為宜。氣溫低時,覆蓋保溫,以防冷凝水過多,待完全凝固后,收取備用。
6.滅菌效果檢查 隨機(jī)抽取5支試管,在25℃下進(jìn)行空白培養(yǎng)3~5天后,檢查斜面上有無雜菌,如果發(fā)現(xiàn)有雜菌,說明滅菌不徹底,要廢棄或重新滅菌,無雜菌出現(xiàn)即可供接種用。
(三)母種的轉(zhuǎn)接 蘑菇菌株類型不同,應(yīng)采取不同的移接技巧,這對保持菌株特征和生產(chǎn)上的正常使用都是必要的。操作技術(shù)如下:
1.消毒 接種前先將接種用具、培養(yǎng)基以及菌種等放到接種箱(或接種室)內(nèi),然后按每立方米用高錳酸鉀5克,40%甲醛溶液10毫升的量進(jìn)行熏蒸消毒30分鐘,如有紫外線滅菌燈,同時開啟照射30分鐘后進(jìn)行接種。
2.接種 接種時試管口不要離開酒精燈火焰的無菌區(qū)(圖4-4),灼燒接種鉤并待其冷卻,將斜面上的菌苔縱橫劃切成米粒大的小塊(圖4-5),深度以稍帶培養(yǎng)基為適,然后再取種塊迅速放到待接試管斜面的中心位置,抽出接種鉤后,再把試管口烘燒一下,棉塞過火后迅速塞好。如此反復(fù)接種,一般每支母種可轉(zhuǎn)接30~50支試管。
圖4-4 母種轉(zhuǎn)管無菌操作方法
圖4-5 母種轉(zhuǎn)管分割方法(仿陳士瑜)
在實(shí)際操作時,氣生型菌株、貼生型菌株、半氣生型菌株的轉(zhuǎn)接技術(shù)有下述不同:
(1)氣生型菌株 這類菌株挑取的標(biāo)準(zhǔn)是菌落形態(tài)飽滿,濃白,菌絲尖端生長挺直,生長勢強(qiáng),分枝清晰,菌絲尖端平齊,基內(nèi)菌絲扎得較深,從基質(zhì)反面可見到輪狀的生長斑紋。轉(zhuǎn)管移植時,種塊附著的基質(zhì)不要太厚;要稍帶基內(nèi)菌絲,注意不要桃選菌絲過于濃白、生長勢過旺的菌絲。沿試管上卷爬壁的菌絲一般不要使用,以避免造成菌種培養(yǎng)基內(nèi)或栽培菌床上過多出現(xiàn)菌絲徒長或結(jié)菌被的現(xiàn)象,以及倒毛及黃化現(xiàn)象。
(2)貼生型菌株 分離這類菌株時,在多孢子單菌落挑選過程中要舍棄原始菌落中的氣生菌絲、盡量挑選基內(nèi)菌絲生長勢強(qiáng)、扎根深、菌絲粗壯的菌落。在顯微鏡下觀察,菌絲具有節(jié)間短、分枝多;節(jié)間處膨大等特點(diǎn)。據(jù)栽培實(shí)踐表明,這類菌株中以外觀呈云彩狀和年輪狀菌絲類型為好,其結(jié)菇性能好,產(chǎn)量高。轉(zhuǎn)管移植時,種塊長有貼生菌絲的一面朝向基質(zhì)或采用兩點(diǎn)接種法,可使菌絲較快長滿斜面。
(3)半氣生型菌株 分離這類菌株時,要挑選氣生菌絲和基內(nèi)菌絲生長相對均衡的單菌落,移植部位的貼生菌絲要求排列稀而清晰,呈線束狀;尖端挺直,健壯有力;氣生菌絲不濃,所占比例適中;基內(nèi)菌絲深,長勢旺盛。
(四)母種的培養(yǎng) 將接種后的試管放入25℃的培養(yǎng)箱或培養(yǎng)室進(jìn)行恒溫培養(yǎng),一般需要15~20天的培養(yǎng),菌絲才能長滿試管斜面。在培養(yǎng)過程中要隨時檢查,挑除有雜菌感染或有異?,F(xiàn)象的試管,以保證母種的質(zhì)量。
蘑菇母種經(jīng)一段時間培養(yǎng)后,其氣生菌絲常會出現(xiàn)倒伏,俗稱“倒毛”,或發(fā)黃褐變現(xiàn)象(圖版21),其主要原因是培養(yǎng)基不適。此外,接種時種塊培養(yǎng)基挑得太厚、培養(yǎng)環(huán)境通氣不良供氧不足、培養(yǎng)溫度偏高或溫差過大、菌種本身活力差耐熱耐濕性弱、菌齡過長、基質(zhì)養(yǎng)分消耗竭盡等。因此,制做母種篩選合適的培養(yǎng)基配方非常重要。還應(yīng)注意被移接母種活力旺盛,接種時種塊所帶基質(zhì)宜薄不宜厚,原始種塊周圍的菌落最好舍棄不用。母種培養(yǎng)時應(yīng)選用大規(guī)格試管,基質(zhì)盛裝量要滿足母種生長需要,培養(yǎng)環(huán)境供氧良好,培養(yǎng)溫度要嚴(yán)格控制,母種數(shù)量較大時,應(yīng)放在通氣較好的恒溫室內(nèi)培養(yǎng)。不能及時使用的母種,最好在菌絲尚未長滿斜面時就移入4~5℃的環(huán)境中存放。
三、原種及栽培種的生產(chǎn)
原種是將母種轉(zhuǎn)接于裝有堆肥的菌種瓶或袋中進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)的菌種(二級種)。蘑菇原種的制備程序如下:
(一)麥粒培養(yǎng)基的配制
1.配方與處理 麥粒100千克,發(fā)酵后干貯糞草或糠殼10~20千克,碳酸鈣或石膏粉各1~2千克。
麥粒營養(yǎng)豐富,菌絲生長旺盛,為防止菌絲活力造衰,每100千克麥粒中加放硫酸鎂50克,磷酸二氫鉀100克,效果較好。麥粒顆粒飽滿表皮厚,無蟲蛀破粒。一般以經(jīng)過休眠階段的隔年陳麥浸泡效果好,吸水軟化快。
將麥粒浸入1%~2%的石灰水中浸泡,水面要高出麥粒10~15厘米,并經(jīng)常攪拌,撈去浮粒。浸泡時間隨水溫高低靈活掌握,以麥粒內(nèi)部浸至無白心時為準(zhǔn),一般水溫在26℃左右時,大約需浸12~14小時。浸好的麥粒撈出瀝水,再倒在干凈的水泥地面上吹晾,待麥粒表面水分適度收干后,便可拌入預(yù)濕的糞草填充料、石膏粉等,接著裝入菌種瓶內(nèi)。麥粒吸水量控制的標(biāo)準(zhǔn)是,每100千克麥粒吸水吹晾后,濕重達(dá)136~140千克為度。
也可將麥粒用清水浸泡8小時左右,再轉(zhuǎn)入沸水中煮或放在籠屜中用汽蒸,煮沸15~20分鐘或汽蒸1小時,當(dāng)麥粒熟透(無白、心)不破不爛時,撈出瀝水進(jìn)行攤晾,待麥粒表面水分收干適度時,再按上述方法配料。此法麥粒持水均勻,對發(fā)菌有利。
麥粒吸水調(diào)濕后,含水量必須適度。含水過低,質(zhì)地硬,菌絲穿透難,繁殖數(shù)量少,播種后易染菌。含水過高,質(zhì)地軟泡,滅菌時易破裂,淀粉滲出呈糊狀,易使麥粒粘結(jié)成團(tuán),菌絲蔓延后會產(chǎn)生菌被現(xiàn)象。此外,填充料預(yù)濕后的含水量應(yīng)與麥粒含水量接近。
填充料或叫封口料、導(dǎo)引料、過橋料等,能固定谷粒培養(yǎng)基,縮小谷粒之間空隙,從而有利于種塊定值吃料封面,有利于菌絲均勻蔓延生長,避免了谷粒松動后造成的菌絲斷裂或產(chǎn)生菌被等現(xiàn)象,同時可提高谷粒菌種的成品率,生產(chǎn)管理也較方便。常用的填充料有糞草、泥土、谷糠、谷殼等。填充料用量約占谷粒培養(yǎng)基的10%-20%,一般要求較碎較短,最好是經(jīng)過堆制發(fā)酵。配制混合時,其預(yù)濕后的含水量要與谷粒含水量相對一致。發(fā)酵干貯的填充料不霉變,過長過粗的材料需粉碎。糞草要在麥粒吹晾前4小時左右,用石灰清水預(yù)濕,pH值8左右,含水量為55%左右。預(yù)濕好的糞草用其一半作填充料,與麥粒、石膏粉等混合拌勻后裝瓶,再將另一半糞草作基質(zhì)表面封口料使用。
麥粒培養(yǎng)基分裝時要上下震動,以利基質(zhì)結(jié)合相對緊實(shí),分裝結(jié)束后不必打洞便可按常規(guī)滅菌、冷卻后接入種源。此法省工方便,是麥粒培養(yǎng)基大生產(chǎn)時最常用的方法。
2.滅菌時間 麥粒結(jié)構(gòu)緊實(shí),熱穿透作用慢,滅菌時間要長,滅菌方式以高壓滅菌效果較理想。通常1.5千克蒸汽壓力保持3小時以上,2千克蒸汽壓保持2小時以上或者常壓蒸汽滅菌100℃時保持10~12小時以上。
(二)棉籽殼培養(yǎng)基的配制 棉籽殼系顆粒型結(jié)構(gòu)原料,其營養(yǎng)成分合理,菌絲不易徒長。是食用菌菌種廣泛采用的培養(yǎng)材料。用棉籽殼作培養(yǎng)基生產(chǎn)蘑菇菌種,具有發(fā)菌快,菌絲粗壯,生命力強(qiáng),吃料封面迅速等優(yōu)點(diǎn),一般1瓶棉籽殼菌種可代替2~2.5瓶糞草菌種使用。蘑菇制種采用發(fā)酵棉籽殼作培養(yǎng)基時,可采用以下方法:
1.棉籽殼100千克,干豬、牛糞粉10~15千克,石膏粉3~4千克,過磷酸鈣0.5~1千克,石灰4~5千克。先將棉籽殼、干糞粉和一半石膏粉用石灰水或河泥漿水預(yù)濕,使其含水量為60%~65%,經(jīng)混拌均勻后建堆。堆高1米,寬1.3~1.5米,建堆后覆蓋薄膜,堆期15~20天,堆溫控制在55~60℃。其間翻堆3次,第1次翻堆時加入另一半石膏粉,第2次翻堆時加入過磷酸鈣,第3次翻堆時用石灰水調(diào)整pH值。堆制過程中,要每日揭動薄膜,并在料堆上每隔25-30厘米間距打洞,以利透氣發(fā)酵。待棉籽殼發(fā)酵均勻,外觀呈紅棕色時拆堆,打散曬干備用。使用時,提前4小時左右用石灰清水調(diào)溫,使其含水量達(dá)55%~60%、pH值8.5~9。經(jīng)分裝后滅菌,一般2千克蒸汽壓力保持2~2.5小時。
2.棉籽殼100千克,河泥粉30~40千克。尿素1~1.5千克,石膏粉1千克,過磷酸鈣0.5千克,石灰4~5千克。先將棉籽殼用pH值l0左右的石灰水預(yù)濕,使其含水量達(dá)6O%-65%,再均勻加入1~1.5千克尿素后進(jìn)行建堆。其堆制過程與制法(1)相似,堆制結(jié)束后曬干備用。使用時,在100千克發(fā)酵棉籽殼中加入30~40千克預(yù)先曬干打碎的河泥粉,經(jīng)混拌均勻后,再用石灰水逐漸調(diào)濕,使其含水量在55%左右,pH值為8~8.5,經(jīng)分裝并滅菌后使用。該基質(zhì)適宜菌絲容易徒長的氣生型菌株使用。
棉籽殼團(tuán)粒性好,但間隙較大,分裝時要適當(dāng)注意緊實(shí),可防止“塌肩”而抑制菌絲徒長。高溫干燥天氣生產(chǎn)時,瓶口料可適當(dāng)補(bǔ)點(diǎn)封口水,且滅菌后,要及時冷卻接種,以避免瓶口失水偏干,不利菌絲定植。發(fā)酵料棉籽殼制種,一般40~45天菌絲即可發(fā)至瓶底,因此要掌握好制種時間。
(三)糞草料培養(yǎng)基的制作 發(fā)酵糞草料是制作蘑菇原種、栽培種的傳統(tǒng)優(yōu)化型培養(yǎng)基。該基質(zhì)盡管制做用工較多,但因其具有選擇性,適宜蘑菇菌絲生長,至今仍為眾多生產(chǎn)者所采用。其制作要點(diǎn)如下:
1.糞草堆制 發(fā)酵糞草料培養(yǎng)基堆制方法與蘑菇栽培堆肥堆制方法基本相同,一般糞草比例為5:5或4:6。要求草料新鮮、干燥、不霉變;最好使用大麥秸稈或稻草。堆時草稈對切兩段即可,以便發(fā)酵后抖去糞肥。糞肥用豬、牛糞等均可,要求先曬干、粉碎后使用。堆制時要求堆溫在70℃左右,期間翻堆2~3次。低溫季節(jié)堆料要增加翻堆l次,堆期也要適當(dāng)延長。由于高溫滅菌時會使培養(yǎng)基成分進(jìn)一步分解熟化,所以糞草發(fā)酵腐熟度要比栽培蘑菇的堆肥略生些。尤其是氣生型菌株,如糞草料偏熟,會造成菌絲徒長,形成菌被。此外,過熟的草料經(jīng)高溫發(fā)菌后容易糊化,通氣性較差,菌種會發(fā)生“吐黃水”等早衰現(xiàn)象。通常當(dāng)草料變?yōu)榭Х壬?,手感柔軟時,即可拆堆,抖去糞肥(仍可用作制種或栽培),揀出草料,經(jīng)薄攤勤翻曬干后貯藏備用。
2.培養(yǎng)基配制 培養(yǎng)基配制時先將草料進(jìn)行粉碎或人工鍘切成3厘米短段,然后加入1%石膏粉、1%過磷酸鈣。如果草料在攤曬時被雨淋過或質(zhì)地欠佳,還可以加入1%左右的發(fā)酵糞肥,或添加1%的硫酸銨等。由于草料吸水速度較慢,一般需在基質(zhì)分裝前3~4小時左右先加水拌料,以使草料吸水均勻。通常100千克草料需吸水11O~120千克,檢驗(yàn)方法是用手握緊一把料,指縫間有水滲出而不下滴為宜。氣生型菌株含水量控制在55%左右,貼生型菌株控制在60%左右,原種和前期栽培種偏干一些。以防"吐黃水";后期栽培種稍濕些,以利加快發(fā)菌。拌料加水時要用適量石灰,將料內(nèi)pH值調(diào)整到7.5。
3.分裝方法 培養(yǎng)基含水量、酸堿度調(diào)好后即可分裝。由于草料蓬松,不易入瓶,所以要手抓料置于瓶口,用另一手緊握木捧將草料壓入瓶內(nèi)并塞緊。一般750毫升菌種瓶每瓶裝料量為濕重0.4千克左右,也就是裝至瓶肩部位。料要裝得松緊適度,上層稍緊些,下層稍松些。裝料過松發(fā)菌雖快,但瓶內(nèi)上部菌絲易衰老退菌;裝料過緊,瓶內(nèi)透氣性差,發(fā)菌困難,料裝好后,用錐形木棒朝料中部打下洞穴,深達(dá)瓶底,以提高瓶內(nèi)透氣性和固定接種塊。打洞后,擦干凈瓶壁,塞入棉塞。棉塞宜緊不宜松,要求距料面1.5厘米以上,這樣既利于通氣發(fā)菌,又可避免棉塞與濕料接觸,以減少雜菌污染。
堆肥配制分裝要求當(dāng)日完成,當(dāng)日滅菌,特別是高溫天氣,要特別注意,以防基料酵解變質(zhì)。滅菌要求在2.5千克蒸汽壓力下,保壓2小時,或在2千克蒸汽壓力下,保壓2.5~3小時。
4. 接種方法 接種前必須使瓶溫降至30℃左右,防止高溫接種熱死菌種。有冷卻室的在冷卻室冷卻,沒有冷卻室的可直接在接種室冷卻。每支母種可轉(zhuǎn)接3~4瓶原種。接種前,首先把接種室(箱)打掃干凈,噴2%來蘇爾或新潔爾滅凈化空氣,再把已滅菌的菌種瓶及用具全部搬進(jìn)去,然后按常規(guī)對接種室(箱)進(jìn)行嚴(yán)格消毒。接種需嚴(yán)格按照無菌操作進(jìn)行。
接種者手持母種試管,用酒精棉球?qū)⒃嚬懿?次,然后拔開棉塞,試管口對準(zhǔn)酒精燈火焰上方,用火焰燒一下管口,把燒過的接種耙迅速插入種管內(nèi)貼玻壁冷卻,將斜面前端1厘米長的菌絲塊挖去,剩余的斜面分成3~4段,另一個人在酒精燈火焰上方,在接種者取好菌種塊的同時拔開原種瓶棉塞,接種者將菌種塊取出,快速接入原種瓶的接種穴內(nèi),棉塞過火焰后塞好。如此一支試管可接3-4瓶原種。每接完一支試管,接種耙要重新消毒,防止交叉感染。接完種后,立即將臺面收拾干凈,將各種殘物如試管、灑落的培養(yǎng)基、消毒用過的棉球等均清出室外,照前述方法進(jìn)行第二輪接種。
栽培種的接種和原種有一點(diǎn)不同,即原種接種用的是試管母種,而栽培種接種用的是原種。
四、蘑菇液體—麥粒菌種
“液體-麥粒菌種”是以液體菌種為種源制作的麥粒菌種。一般的谷粒菌種要用谷粒培養(yǎng)物作種源,制種所需時間就較長。采用現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)制備液體菌種,能使蘑菇菌絲體細(xì)胞迅速分裂,因而制種時間比谷粒菌種發(fā)菌快10倍。但是液體菌種不適合直接接種在大批量的堆肥培養(yǎng)料上,因?yàn)楸4婧瓦\(yùn)輸均不方便。為揚(yáng)其長而避其不足,可采用液體菌種作為種源生產(chǎn)谷粒菌種,兼具液體菌種和谷粒菌種兩者的優(yōu)點(diǎn),能縮短制種時間和提高菌種質(zhì)量。
用作種源的液體菌種一定要純凈,未受細(xì)菌和霉菌的污染,菌絲球要密實(shí),每毫升液體菌種含菌絲球1000~3500個。有大量菌絲,在3000轉(zhuǎn)/分速度下離心十分鐘后,每100毫升發(fā)酵液中的菌絲重量達(dá)到20~25克;菌絲球小而均勻,80%菌絲球的直徑小于2毫米。
筆者推薦使用“菌之家”牌機(jī)械(空氣)攪拌液體制種設(shè)備(圖版權(quán)49),其有如下技術(shù)特點(diǎn):①規(guī)格100升,實(shí)裝培養(yǎng)液70升,費(fèi)用150元,可接栽培種5000瓶;②攪拌功率370W(380伏),0~200轉(zhuǎn)/分鐘,無級可調(diào);③電腦自動控制制種過程;④全套系統(tǒng)包括100升不銹鋼罐體1個、電腦控制箱1個、電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)1套、兩級空氣過濾系統(tǒng)1套(含中、高效濾芯各1個)、無油潤滑壓縮機(jī)1臺、不銹鋼安裝底盤及支架、儀表、空氣管路等;⑤攪拌轉(zhuǎn)速可調(diào),適用于任何食用菌液體制種。⑥售價33000元/臺。
決定液體菌種菌絲球數(shù)量的關(guān)鍵因子是碳源、氮源和pH值。適于蘑菇液體培養(yǎng)的碳源是濃度為1~3%的糖蜜、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖和淀粉。適合的氮源為濃度0.2~1.0%的蛋自胨、酵母膏、玉米粉浸出液或糊化玉米粉等。選用這些碳源和氮源培養(yǎng)蘑菇液體菌種,菌絲生長量較大,100~200升發(fā)酵罐一般供氧培養(yǎng)4天左右即可。
用小麥粒作生產(chǎn)菌種的培養(yǎng)料,將煮制好的小麥粒裝入750毫升的玻璃瓶里,每瓶裝250克,8000麥粒,接種15毫升液體菌種,共含有3萬個絲球,經(jīng)震蕩后,每個谷粒上平均有3.5個菌絲球。由于這么多分布均勻的菌絲球同時生長,菌種就自然而快速地生產(chǎn)出來了。一般來說,用液體菌種生產(chǎn)蘑菇谷粒菌種所需時間僅為3~7天,這比用瓊脂培養(yǎng)物或谷粒菌種作為原種所需的時間(30天左右)要少得多,細(xì)胞的年齡一致,老化菌絲少,污染率低,用液體-谷粒菌種栽培雙孢蘑菇可增產(chǎn)15~25%。
五、國外的菌種公司
國外的小型菇場都是購買大公司的菌種,他們認(rèn)為這樣不但菌種質(zhì)量有保障,從經(jīng)濟(jì)上也更合算。這有道理,原因如下:
(一)育種研究高水平 歐美的蘑菇菌種生產(chǎn)已經(jīng)工業(yè)化和集團(tuán)化。例如全美最大的蘑菇菌種公司Sylvan,全稱為Sylvan Foods Holdings.Inc.,在賓州(Pennsylvania)和內(nèi)華達(dá)州(Nevada)設(shè)有科研機(jī)構(gòu)。位于法國的Somycel實(shí)驗(yàn)室位于巴黎西部約250公里的蘭吉斯(Langeais)的羅麗谷,其發(fā)明的一項菌種生產(chǎn)專利工藝已為世界采用40多年。瑞士Hauser實(shí)驗(yàn)室有2個基地:1個在的蘇黎士附近;另1個是眾所周知的白色皇后公司,位于英國倫敦北部約160公里處。其發(fā)明的1個新產(chǎn)品能使覆土后采菇時間縮短7天。
為保證菌種的安全,1個菌株同時存放于So米ycel,Hauser及Sylvan 3個試驗(yàn)室中,并應(yīng)用了超低溫液氮保藏系統(tǒng)??萍既藛T利用這些種質(zhì)開發(fā)具有商業(yè)價值的蘑菇菌株。尤其是由Kerrigan博士領(lǐng)導(dǎo)的賓州實(shí)驗(yàn)室,有一個稀有的野生菇及商業(yè)菌株基因庫。他們每年投入大量經(jīng)費(fèi),在最好的品種之間進(jìn)行雜交,不斷改良現(xiàn)有品種,培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、耐熱又抗病的商業(yè)菌株。此外,該公司還致力于研發(fā)各類培養(yǎng)添加劑與各類殺蟲滅菌劑。
(二)菌種生產(chǎn)規(guī)?;?Sylvan創(chuàng)建十多年來,兼并了有100多年歷史的法國Somycel蘑菇菌種公司和瑞士Hauser蘑菇制種公司,組成強(qiáng)大的Sylvan集團(tuán)公司。除亞洲以外,Sylvan在各大洲均設(shè)有分公司,共有300多名科技人員與熟練工人參與菌種研究、生產(chǎn)以及售后服務(wù)。年產(chǎn)約15000噸栽培種,可供生產(chǎn)鮮菇45萬噸(鮮菇:菌種=30:1千克)。
Sylvan在北美和歐洲各有2家制種廠,采用現(xiàn)代化的菌種生產(chǎn)系統(tǒng)。對菌種的純度、穩(wěn)定性和活力的要求是一致的。對每個用作母種的菌株都做生長質(zhì)量、栽培性狀和遺傳特征等分析。接種生產(chǎn)和菌種測試成了2道不可分割的工序。接種室的消毒甚至比醫(yī)院的手術(shù)室更嚴(yán)格。制種用的谷物材料先經(jīng)高溫滅菌、而后接種裝袋(或包),送進(jìn)有空調(diào)設(shè)施的培養(yǎng)室。每一個菌種袋都由電腦打上日期及有關(guān)菌株的代號等。發(fā)菌完全的菌種袋都必須移入2℃左右的冷庫中儲存。為了確保質(zhì)量,所有菌種都由帶冷藏設(shè)備的卡車或集裝箱運(yùn)輸,包括運(yùn)輸?shù)绞澜绺鞯?冷藏效果由夾在菌種箱中的溫度自動記錄器記錄。
在母種使用前和栽培種生產(chǎn)后作試驗(yàn)性栽培,如果試種出現(xiàn)問題,那么這批菌種就要被銷毀。試種合格的菌株,在出廠時每包菌種還得經(jīng)過最后的質(zhì)量檢驗(yàn)才能裝箱,檢查人員發(fā)現(xiàn)有與質(zhì)最標(biāo)準(zhǔn)不符的問題,整包菌種也要銷毀。質(zhì)量第一,信譽(yù)第一,在Sylvan公司的菌種生產(chǎn)過程中得到充分的體現(xiàn)。在美國賓州制種工廠,檢測人員甚至比生產(chǎn)人員還多。其質(zhì)量監(jiān)控是全程的,目的是要把所有的問題消滅在產(chǎn)品出廠之前。
從菌種保藏的評價系統(tǒng),母種的純度,活力和遺傳特征檢測到制種全過程的質(zhì)量監(jiān)控是Sylvan公司,也是歐美各跨國公司幾十年,甚至是二、三百年來積累下來的研究與技術(shù)革新的精華,他們稱之為制種公司的商業(yè)秘密,公司的命根子。因此菌種在嚴(yán)格的質(zhì)量管理之下進(jìn)行生產(chǎn),市售的蘑菇菌種有谷粒菌種和糞草菌種。
六、生產(chǎn)菌種注意事項
(一)衛(wèi)生管理 提前幾天打掃培養(yǎng)室,對水泥墻壁、地面要進(jìn)行清洗,并嚴(yán)格消毒處理后方可使用。培養(yǎng)室要求保持空氣干燥、清潔、避強(qiáng)光,留有能啟閉的通風(fēng)口,空氣流通無死角。
(二)溫濕度控制 將接種后的原種瓶搬入培養(yǎng)室,保持溫度在25℃左右,保持空氣濕度55~65%。一般3~5天菌絲即可吃料,7~10天菌絲即可封面。待菌絲封面后,加強(qiáng)通風(fēng)換氣,保持室內(nèi)空氣新鮮,一般培養(yǎng)25~85天菌絲即可長滿瓶。
(三)檢查污染 發(fā)現(xiàn)污染雜菌應(yīng)及時采取措施。原種瓶內(nèi)雜菌滋生部位不同,其污染原因亦不同:如棉塞受潮,空氣濕度過大,瓶口部位易滋生紅色鏈孢霉。如瓶內(nèi)上下均發(fā)生綠霉及毛霉等雜菌,則可能是滅菌不徹底。如隨機(jī)發(fā)現(xiàn)接種塊四周發(fā)生雜菌,則可能是接種操作不熟練或棉塞過松所致。如緊鄰幾瓶的種塊全部滋生雜菌,可能是母種帶雜菌或接種工具灼燒滅菌不嚴(yán)。不管那種情況,一發(fā)現(xiàn)雜菌危害后,必須及早清除,以防蔓延導(dǎo)致大批菌瓶發(fā)生雜菌感染。初期污染的種瓶可重新徹底滅菌,重新接種,不可延誤。
除染雜菌外,有時種塊不萌發(fā)。其原因是:一是接種工具灼燒后未冷卻就挖取菌種塊,菌絲被燙死或菌絲過火焰時被火焰燒死。二是母種干縮老化,失去萌發(fā)力。三是培養(yǎng)溫度不適宜,菌種瓶滅菌后未冷卻,菌種受熱而死。
有時菌種塊雖能萌發(fā),但不吃料,其原因主要是:菌種塊與堆肥結(jié)合不緊密;堆肥偏干;堆肥的酸堿度不適宜;堆肥內(nèi)加入了過量抗雜菌藥物如多菌靈等。因此接種時要使菌種塊與堆肥緊密結(jié)合;堅持隨拌料隨裝瓶,及時滅菌防止堆肥變酸;選用木屑時要嚴(yán)防混入松柏木屑;配料時不要隨意添加或過量添加多菌靈等抑菌藥物,以防菌絲生長受到抑制;要保持室內(nèi)空氣濕度55~65%,要遠(yuǎn)離熱源,使種瓶受熱均勻。
(四)添加尿素的影響 菌種培養(yǎng)基種添加尿素,能夠補(bǔ)充氮素的不足。但尿素中的氮是以尿胺態(tài)形式存在的,蘑菇菌絲不能直接吸收利用,只有經(jīng)過帶有尿素酶的微生物分解吸收后,才能被蘑菇菌絲間接利用,這個分解過程一般要4~6天時間。這就是說,菌種培養(yǎng)基添加尿素后,若按照發(fā)酵料培養(yǎng)基的制作方法進(jìn)行,即菌種培養(yǎng)基在采用正規(guī)發(fā)酵技術(shù),對原材料進(jìn)行預(yù)處理時,是能夠適量加入尿素的,其理由是培養(yǎng)基經(jīng)12~20天堆積發(fā)酵后,尿素被相關(guān)的微生物分解,就可以很好地為蘑菇菌絲所用。如果菌種培養(yǎng)基在裝瓶入袋前才添加尿素,則是不恰當(dāng)?shù)?,其結(jié)果往往事與愿違,其原因是常規(guī)菌種培養(yǎng)基經(jīng)過配制裝瓶入袋后,都是盡早進(jìn)行滅菌,添加的尿素未經(jīng)微生物分解只能保持原狀,蘑菇菌絲便無法利用;若尿素添加過量,還會不是影響菌絲生長,如果菌種培養(yǎng)基添加尿素配制后,只經(jīng)過短時間(1~3天)堆積,就分裝后滅菌,同樣也是不適宜的,其原因是短期堆積過程中,基質(zhì)內(nèi)雖有一些微生物參與分解尿素,但尿素分解不充分,還會放出氨氣,基質(zhì)中含有較多的氨便能殺傷蘑菇菌絲,進(jìn)而造成接種后種塊不能萌發(fā)或萌發(fā)后菌絲逐漸萎縮。因此,菌種培養(yǎng)基在裝瓶入袋前,若要補(bǔ)足氮素,最好加入腐熟的糞粉、肥泥粉,或麩皮、米糠、玉米粉等。
七、蘑菇菌種質(zhì)量控制
(一)菌齡控制 蘑菇菌種生產(chǎn)中所說的菌齡,一般是指菌絲長滿基質(zhì)培養(yǎng)成熟所需要的時間。菌齡的長短與培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)基成分、接種量大小等因素有關(guān)。適齡的菌種菌絲量大,菌絲活性強(qiáng),實(shí)用價值高;幼齡的菌種菌絲量少,實(shí)用價值低;超齡的菌種菌絲量雖大,但菌絲已呈衰老狀態(tài),活性下降,使用效果差。因此幼齡菌種需繼續(xù)培養(yǎng)后再使用。適齡菌種若不立即使用,應(yīng)置于低溫環(huán)境下存放,以延緩菌絲衰老程度。在生產(chǎn)中應(yīng)避免使用超齡菌種。
生長在培養(yǎng)基或堆肥中不同部位菌絲體的菌齡不同,一般生長在接種點(diǎn)附近的菌絲體成熟早、衰老快,菌齡也長,而離接種點(diǎn)運(yùn)的菌絲體發(fā)育遲,菌齡也短。以瓶裝菌種為例,靠近瓶底的菌絲菌齡短。蘑菇菌種的適齡標(biāo)準(zhǔn)是,在適溫培養(yǎng)條件下,母種長滿培養(yǎng)基表面后再延長3~5天使用較好;氣生型母種菌齡20天左右,貼生型母種菌齡30天左右。原種、栽培種長滿瓶后,再延長7~10天使用較好;氣生型菌株的菌齡一般為40天左右,貼生型菌株可適當(dāng)延長,延長時間的目的是促進(jìn)菌絲體向培養(yǎng)基內(nèi)部生長,增加菌絲量,提高菌種實(shí)用價值。這點(diǎn)在制作菌絲穿透較慢的谷粒菌種和生料菌種時尤要注意。
一般來說低溫下培養(yǎng)的菌種,時間延長一些,對菌種的質(zhì)量無明顯影響。但在高溫下培養(yǎng)時,則不能隨意延長時間,因?yàn)楦邷叵戮z體的生理代謝旺盛,它不但要大量消耗堆肥中的養(yǎng)分,同時還會加快自身的衰老速度。
實(shí)際生產(chǎn)中菌齡長短掌握的原則是,只要菌絲生長健壯,培養(yǎng)基不收縮,沒有出現(xiàn)黃化倒伏以及退菌、吐黃水現(xiàn)象,菌齡稍長稍短,對產(chǎn)量不會有明顯影響。
(二)菌種質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 目前我國尚無制訂蘑菇菌種的國家標(biāo)準(zhǔn)。福建省推薦的蘑菇菌種標(biāo)準(zhǔn)(FDBT/QW—33.90)如下:
1. 一級種(母種) 在同一種培養(yǎng)基斜面上具有原菌株的菌落形態(tài)特征,無病蟲雜菌、菌絲潔白,生長健壯有力,邊緣整齊,不發(fā)黃、不老化,菌齡掌握在剛長滿斜面即用于擴(kuò)接原種或繼代培養(yǎng)。
2. 二級種(原種) 無感染病蟲雜菌、菌絲潔白,粗壯濃密,均勻布滿瓶周或管周,外觀顏色一致,無不均勻斑,培養(yǎng)基由棕黑色轉(zhuǎn)為淡棕黃色,有蘑菇特有香味,菌絲不萎縮,不發(fā)黃,接種后應(yīng)在40-60天長滿瓶,菌齡掌握在菌絲長滿瓶10天左右使用。
3. 三級種(栽培種) 無感染病蟲雜菌、菌絲潔白至米黃,粗壯有力,均勻布滿瓶周(谷粒種允許出現(xiàn)局部徒長),外觀顏色大體一致,無明顯不均勻斑,培養(yǎng)基淡棕黃色,有蘑菇特有香味,培養(yǎng)基不萎縮、不吐黃水。接種后菌絲應(yīng)在30~45天長滿瓶。菌齡掌握在菌絲長滿瓶后15天內(nèi)使用。
除上述菌種標(biāo)準(zhǔn)外,優(yōu)質(zhì)菌種(圖版22)在種瓶中隨機(jī)挖取一塊菌種,成塊而有韌性,不松散。劣質(zhì)菌種的表現(xiàn)是菌絲表面出現(xiàn)雜菌斑紋(拮抗線),菌絲細(xì)弱,脫壁萎縮,發(fā)黃老化,這樣的菌種不能用于生產(chǎn)。
八、菌種生產(chǎn)常見問題及原因
(一)“退菌”的原因 蘑菇菌種堆肥堆制發(fā)酵不良、養(yǎng)分差、基質(zhì)分裝過松、菌絲生長表現(xiàn)稀弱無力,若遇到高溫,再加上培養(yǎng)室通風(fēng)不良,容易造成菌絲萎縮消退,即"退菌"的現(xiàn)象。特別是瓶口菌絲"退菌"較為常見。控制的主要措施是,提高堆肥堆制發(fā)酵質(zhì)量,改善培養(yǎng)基營養(yǎng)組分。分裝基質(zhì)時,要松緊適度,待別是瓶口草料必須搗緊;菌種培養(yǎng)期要盡量減少高溫的影響。菌種發(fā)生“退菌”時,有時是由于螨類危害所引起,這點(diǎn)不應(yīng)當(dāng)忽視。
(二)“吐黃水”的原因 蘑菇菌種堆肥發(fā)酵過熱,含水量過高,菌齡長或菌種培養(yǎng)時長時間處于高溫環(huán)境,初期會造成菌種收縮變形,呈"塌肩"狀,后期菌種軟癱呈水漬狀,并有黃色水溶物出現(xiàn),稱“吐黃水”現(xiàn)象(圖版23)。吐黃水是蘑菇菌絲衰老,菌絲細(xì)胞水解自溶,菌絲生長條件惡化的具體表現(xiàn)。"吐黃水"的菌種松軟,水分大,不成塊,菌絲少或不明顯,無菌種香味。癥狀輕微的"吐黃水"菌種當(dāng)氣溫下降后,其菌絲仍能生長,但栽培后發(fā)菌不理想,出菇晚,產(chǎn)量低??刂频闹饕胧?堆肥發(fā)酵切忌過腐,特別是采用稻草作基質(zhì)時,料內(nèi)含水量切忌偏高;用麥粒作基質(zhì)時更要注意掌握好菌種生產(chǎn)季節(jié),避免菌齡過長;菌種培養(yǎng)期間要防止長時間高溫影響,越夏菌種要做好降溫措施。
(三)污染的原因 污染蘑菇菌種的雜菌種類很多(詳見第十一章),較常見及容易辨認(rèn)的害菌(圖版24)有黑霉(根霉)、綠霉(青霉)及黃霉(木霉)。
蘑菇菌種被污染的原因較多,有單一因素造成的,也有多種因素交叉影響引起的。檢查和分析的時間應(yīng)在接種后4~5天逐日進(jìn)行,通常在菌種培養(yǎng)初期檢查要勤、要細(xì),菌種培養(yǎng)中后期可適當(dāng)減少檢查次數(shù)。若待蘑菇菌絲長滿基質(zhì)或基質(zhì)被完全污染后再查找原因,往往主次原因混淆,真假難以斷定,同時也不利于及時采取相對應(yīng)的控制措施。菌種被污染的主要原因如下:
1.培養(yǎng)基滅菌不徹底 其具體特征是雜菌不僅在基質(zhì)表面發(fā)生,更多的是在培養(yǎng)基內(nèi)的不同位置出現(xiàn),即蘑菇菌絲尚未延伸到達(dá),雜菌就在培養(yǎng)基的上、中、下各部位捷足先登。培養(yǎng)基滅菌不徹底,一般接種后2~3天即可發(fā)現(xiàn),它是造成菌種成批污染、大量報廢的最重要原因。
2.種源本身帶菌 其具體特征是污染發(fā)生時,最早發(fā)生的部位是在接種塊上,而不是先在培養(yǎng)基上出現(xiàn)。種源本身帶有雜菌,對菌種的危害極大。攜帶的數(shù)量愈多,污染的程度愈嚴(yán)重。種源本身若帶有蟲體(如螨、線蟲等),則造成菌種病蟲害同時發(fā)生且蔓延速度加快。
3.接種時污染 在種源純正的條件下,若發(fā)現(xiàn)雜菌的始發(fā)部位都是在培養(yǎng)基表面的接種區(qū)內(nèi)。那么這類污染多屬于無菌操作不嚴(yán),接種時將外界的雜菌帶入而造成的。接種污染在菌種生產(chǎn)中最為常見,絕大多數(shù)是由于接種操作時馬虎大意,或缺乏無菌操作基本知識所引起。
4.制作管理不當(dāng) 在培養(yǎng)基制作過程中或在菌種培養(yǎng)管理期間,只要有一道環(huán)節(jié)控制不當(dāng),污染的現(xiàn)象就會增多。例如,培養(yǎng)基配制時糞塊末打散,原料滲水不勻,內(nèi)部吸水少,濕料中夾帶干料;滅菌裝置設(shè)計不合格,種瓶滅菌時排放不合理,均能造成滅菌時產(chǎn)生低溫死角等,即使滅菌過程符合常規(guī)要求,還可能造成少數(shù)培養(yǎng)基出現(xiàn)滅菌不徹底的現(xiàn)象。此外,滅菌后棉塞等封口物受潮或封閉較差,冷卻室、培養(yǎng)室灰塵多,不衛(wèi)生,環(huán)境中雜菌孢子含量高,害蟲出入頻繁,菌種培養(yǎng)時溫度高,空氣濕度大,封口物松脫過或菌種容器有裂紋、孔隙等,均會導(dǎo)致害蟲的入侵和污染率的上升。其具體特征是污染區(qū)的始發(fā)部位都是從培養(yǎng)基的外表,即瓶、袋等菌種容器的開口、裂紋、孔隙處開始。
(四)延誤菌種生產(chǎn)的補(bǔ)償 按時生產(chǎn)菌種,是保證菌種質(zhì)量和適時播種的前提。實(shí)際生產(chǎn)中,由于缺乏制種經(jīng)驗(yàn)或培養(yǎng)條件不善,或制種后污染率高等原因,會造成菌種生產(chǎn)時間來不及,即制種時間拖擱遲誤的情況,此時可采用以下方法進(jìn)行補(bǔ)救。
1.降級制種 即由原先安排的母種到原種→原種→栽培種的逐級制種,降級為購買原種→栽培種的生產(chǎn)。
2.越級制種 即由常規(guī)逐步繁殖制種改為母種多轉(zhuǎn)擴(kuò)l次后直接越級制作栽培種,省去原種繁殖這一級,也可以理解為原種當(dāng)栽培種使用。此法是利用母種轉(zhuǎn)擴(kuò)培養(yǎng)速度快的特點(diǎn)來爭取時間。
3.減量制種 原種和栽培種由常規(guī)的滿瓶培養(yǎng)基制種,改為裝半瓶培養(yǎng)基制種,以縮短逐級繁殖所需的時間。用此法制種的數(shù)量,即制種的瓶數(shù)提高或加倍,滿足下一級繁殖栽培時的實(shí)際需要。
4. 換料制種 更換培養(yǎng)基成分,菌種培養(yǎng)時間也可以縮短。例如,用麥粒來代替糞草,不僅發(fā)菌時間能明顯縮短,而且每瓶麥粒菌種可相當(dāng)3~4瓶糞草菌種的使用效果。
5.多點(diǎn)接種 即由常規(guī)的一點(diǎn)接種方式,改為多點(diǎn)接種,以增加接種量,加快菌絲繁殖速度,縮短制種時間。此外也可采用菌種瓶內(nèi)打洞穴深層接種,種袋上兩頭接種或一側(cè)多頭接種等方式。
上述方法可單獨(dú)采用,也可綜合使用,使用時應(yīng)結(jié)合制種時間來考慮。若栽培季節(jié)己到或栽培后發(fā)生污染報廢,唯一的補(bǔ)救方法是向菌種生產(chǎn)單位直接購買栽培種。
九、菌種的退化及減緩方法
(一)菌種的退化 退化(degeneration)指蘑菇菌種原有優(yōu)良性狀、典型性和一致性大部分喪失的現(xiàn)象,如產(chǎn)量下降、品質(zhì)變劣、抗性降低、整齊度變差等。一般認(rèn)為,蘑菇菌種的變異或退化主要表現(xiàn)為子實(shí)體形成受抑,并常常伴隨著發(fā)菌出現(xiàn)“菌被”與出菇推遲、頭潮就出現(xiàn)開傘菇等跡象。這里必須明確,退化是因遺傳性變異引起的,而因環(huán)境改變使菌種生產(chǎn)性能下降的非遺傳變異不能算退化。
什么是菌種的老化(ageing)?老化主要指生理性而非遺傳性的衰退現(xiàn)象,例如長時間貯存的菌種萌發(fā)率或轉(zhuǎn)管成活率下降等。
(二)退化的原因 菌種的退化可能源于一個細(xì)胞發(fā)生的有害變異(variety),或一個基因的瞬時突變(Mutation),菌種呈現(xiàn)群體退化現(xiàn)象需要較長的時間。也就是說,菌種的退化是一個漸變過程,在某菌種的群體中,該菌種原有的基因型頻率在下降,只有發(fā)生有害變異的個體在群體中顯著增多以至占據(jù)優(yōu)勢時才會顯露出來。 Sinden(1953)指出,如果菌種長時間在同一種瓊脂培養(yǎng)基中,其菌絲就會出現(xiàn)褐變,生長緩慢生命力不強(qiáng),而且緊貼在培養(yǎng)基的表面。這種菌株以后在菌種和堆料中亦生長緩慢,最終導(dǎo)致低產(chǎn)。因而,退化指一群個體變劣,變異則指某一個體的突變,例如某菌種產(chǎn)生的子實(shí)體群體中有少數(shù)子實(shí)體與親代不同,不能算做退化,而是自然變異,例如蘑菇的白色品種就是源于其褐色品種的白化變異。1926年,美國賓夕法尼亞的菇農(nóng)Downing在奶油色蘑菇中也偶然發(fā)現(xiàn)了純白色子實(shí)體。
一般認(rèn)為引起蘑菇菌種退化和變異的原因如下:
1.突變的發(fā)生 一般說來,一個正常菌株僅是經(jīng)過轉(zhuǎn)管移植,因?yàn)槭菬o性繁殖,不會導(dǎo)致遺傳性狀的改變。但是如果蘑菇菌絲細(xì)胞內(nèi)的兩個核或一個核發(fā)生變異,這種變異的核隨著細(xì)胞分裂而增殖,并且通過隔膜孔遷移擴(kuò)散,當(dāng)菌絲內(nèi)變異核的比例上升到一定程度時,菌種就表現(xiàn)出退化。此時轉(zhuǎn)管擴(kuò)繁的菌種,則全部是退化的菌種。
2.病毒的感染 感染病毒的蘑菇菌種,其退化現(xiàn)象是十分明顯,病毒不僅會隨著菌絲體的擴(kuò)大繁殖而增殖,而且出菇后會通過帶毒孢子傳染下一代。
3.品種間雜交 在自然栽培條件下,不同蘑菇品種間的孢子隨風(fēng)散播,造成一定頻率的天然雜交,也是引起品種混雜退化的原因之一。
(三)減緩菌種退化的方法 在農(nóng)作物中,從退化的植株群體中篩選出優(yōu)良個體為提純(puriety),由此而使優(yōu)良種性得到恢復(fù)為復(fù)壯(regeneration)。對于微生物中的細(xì)菌、酵母而言,其菌種是由大量單細(xì)胞個體組成,因而也可通過單細(xì)胞或單菌落分離而提純復(fù)壯。蘑菇是絲狀多細(xì)胞真菌,其菌種是許多菌絲的集合體,個體與群體很難區(qū)分,因而蘑菇的退化菌種不能通過個體選擇來提純。但是據(jù)許襄中(1994)初步研究,采用挑取尖端菌絲(取染毒菌落尖端3~4mm細(xì)嫩菌絲)及高溫培養(yǎng)(32~34℃)相結(jié)合的方法,有一定脫病毒的效果。下面是生產(chǎn)實(shí)踐中采用的可延緩蘑菇菌種退化的幾項措施:
1.防止菌種混雜 在選留種菇及進(jìn)行出菇試驗(yàn)工作中,應(yīng)加強(qiáng)品種隔離措施,盡量避免品種間的天然雜交,以保證優(yōu)良品種的遺傳型在較長時期內(nèi)能保持穩(wěn)定。
2.控制轉(zhuǎn)管次數(shù) 引進(jìn)一個優(yōu)良菌種后,不要立即將該菌種擴(kuò)大繁殖的首批母種全部用完,而應(yīng)將其妥善保藏。在批量生產(chǎn)菌種時,每一批均從首批母種開始,逐級擴(kuò)大繁殖。這樣每批栽培種制作時的轉(zhuǎn)接次數(shù)不致太多,既可使菌種的生活力較強(qiáng),又可降低因細(xì)胞分裂而產(chǎn)生有害突變的機(jī)率。
另外,對菌種可能遭受病毒的感染應(yīng)保持足夠的警惕,對有疑問的菌種要及時檢驗(yàn)。確證已感染病毒,尤其是病毒粒子含量大、子實(shí)體性狀已受到嚴(yán)重影響的菌種,應(yīng)及時淘汰。
3.維生素E抗氧化 在高溫季節(jié)培養(yǎng)蘑菇菌種時,滅菌前每支試管加1粒維生素E膠丸,有延緩細(xì)胞衰老的作用,蘑菇菌種在28℃下,經(jīng)20天不出現(xiàn)黃化菌絲,且菌絲無倒伏、萎縮現(xiàn)象發(fā)生。
以上措施雖有助于延緩菌種退化的速率,但是由于造成退化的因素具有相當(dāng)程度的普遍性和隨機(jī)性,因此任何一個菌種都不可能永久保持其優(yōu)良性狀,需要適時對菌種進(jìn)行更新?lián)Q代。
十、蘑菇菌種的保藏
菌種保藏是蘑菇產(chǎn)業(yè)的一項基礎(chǔ)工作,是確保種質(zhì)資源基因留存和現(xiàn)有生產(chǎn)用種遺傳性能相對穩(wěn)定的必要手段。菌種保藏的方法多種多樣,有的雖然保藏效果好,但投資高或操作繁雜。在生產(chǎn)實(shí)踐中,更需要設(shè)備投入少,能保障菌種不死亡、不污染、最大限度地保持優(yōu)良種性的簡便方法。保持菌種活力最簡單的方法是在適宜的培養(yǎng)基中經(jīng)常進(jìn)行繼代培養(yǎng),并把它們存放在3~5℃的冰箱中。Kligman(1943)和Lambert(1959)已證明,盡管反復(fù)地繼代培養(yǎng),菌株在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)仍能保持穩(wěn)定不變。Kneebne(1965)和Fritsche(1966)亦證實(shí)了上述結(jié)果。
對于蘑菇來說,控制培養(yǎng)條件、掌握好菌齡、適宜的菌種保藏條件可有效控制菌種老化,液氮超低溫保藏是公
認(rèn)的最有效的保持種性的措施。然而,目前國內(nèi)絕大部分菌種生產(chǎn)單位或個人沒有這種條件,常用的是斜面低溫傳代保藏(冰箱保種),這種保種方法常引起菌種老化或生理退化。對糞草生型的蘑菇菌種采用糞草培養(yǎng)基,結(jié)合低溫(冰箱)進(jìn)行保種,可獲得較好的效果。
一般而言,對母種進(jìn)行長期保存,對原種進(jìn)行短期保存。須保證優(yōu)良菌種的性狀和活力不發(fā)生變異,不死亡,不被污染,確保其純度。因此保存方法應(yīng)具備取材容易,操作方便,菌種不易退化,長期保存不污染雜菌等優(yōu)點(diǎn)。常用的菌種保存方法如下:
(一)斜面低溫保藏 該法的優(yōu)點(diǎn)是保藏方便且所占空間較小。具體做法是:菌絲長滿斜面后,放在0~5℃保存。以后每隔一定時間(2~3個月)轉(zhuǎn)管一次。轉(zhuǎn)管保存不能長期用PDA培養(yǎng)基,否則種性易退化。因此隔一定時間(1年左右)須把菌種轉(zhuǎn)接到糞草培養(yǎng)基上復(fù)壯,之后挑選健壯無污染的菌絲再轉(zhuǎn)回PDA培養(yǎng)基保存。在長期保存過程中,要防棉塞受潮滋生雜菌。菌種試管口最好用蠟燙封,以防培養(yǎng)基內(nèi)水分過快蒸發(fā)。增加瓊脂用量(2.5~3%)可減緩水分蒸發(fā),還要防止菌種管的標(biāo)簽脫落而造成種系混雜。
(二)貧、富培養(yǎng)基輪用 筆者在多年的菌種保藏實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),保存菌種的培養(yǎng)基不能營養(yǎng)太豐富,否則菌絲生長過旺易老化,且產(chǎn)生較多的有害代謝物而導(dǎo)致菌種死亡。因此大都采用營養(yǎng)不怎么豐富的馬鈴薯-葡萄糖-瓊脂斜面(PDA)。蘑菇在PDA培養(yǎng)基生長雖細(xì)弱,但不易老化、生命保持期長;而在加富(如蛋白胨、酵母膏、麩皮浸液等)的PDA培養(yǎng)基上菌絲生長雖旺盛,但易老化、生命保持期短。因此,蘑菇斜面菌種輪用貧、富培養(yǎng)基保藏,有利于其優(yōu)良種性的保持和復(fù)壯。
同一菌株若長期使用某一培養(yǎng)基,菌絲的生長速度減慢,會出現(xiàn)菌絲細(xì)弱、斷節(jié)、稀疏的現(xiàn)象,這是因?yàn)榫z一直生長在半合成的同一基質(zhì)上,與其自然生長環(huán)境不同,某些酶和活性物質(zhì)長期得不到啟用,會鈍化或喪失活力。通過更換培養(yǎng)基,特別是天然營養(yǎng)物質(zhì)的更換能改變碳、氮、礦質(zhì)元素成分,恢復(fù)菌絲活力。
(三)有孔膠塞封藏 棉塞封口培養(yǎng)基易失水干縮;而用無孔膠塞封口造成缺氧,菌絲會因缺氧而死亡或發(fā)生生理反應(yīng)(菌絲或基質(zhì)產(chǎn)生色素)。如在膠塞上鉆孔,孔徑1.5毫米,再用棉花封孔口來協(xié)調(diào)保水與通氣的矛盾,菌種貯藏9~12個月后仍能成活80%以上。
(四)自然基質(zhì)保藏 Lambert(1959)發(fā)現(xiàn),如果母種保存在燕麥或瓊脂培養(yǎng)基上,而不是保存于堆料中,則容易出現(xiàn)絨毛狀菌絲。Stoller(1962)觀察到,如果在小米培養(yǎng)基中加入石膏,將其pH從7.5降到6.5,就可抑止絨毛狀菌絲和扇變角菌落的出現(xiàn);如果在培養(yǎng)基中含有大量的淀粉則可誘導(dǎo)絨毛狀菌絲和扇變角菌落的出現(xiàn)。
Fritsche(1968)認(rèn)為,多種瓊脂培養(yǎng)基如燕麥粉瓊脂能誘導(dǎo)絨毛狀菌絲的形成,而堆料+瓊脂培養(yǎng)基則不會誘導(dǎo)絨毛狀菌絲的形成。在英國,谷粒菌種常常形成絨毛狀菌絲和扇變角菌落;而糞肥菌種則不會形成絨毛狀菌絲和扇狀變異菌落。另外,多種化合物,主要是芳香族化合物也誘導(dǎo)絨毛狀菌絲和扇狀變異菌落的形成。
Fritsche(1968)指出,兩個單孢子培養(yǎng)物由索狀菌絲變?yōu)榻q毛狀菌絲,這些菌絲在菇床表面形成致密的白色斑點(diǎn),因而產(chǎn)量下降。Fritsche(1981)報道了另一種蓬松的絨毛狀菌絲,在瓊脂培養(yǎng)基中呈現(xiàn)扇形濃密菌絲,這種菌絲的大量出現(xiàn)將會影響產(chǎn)量。
在培養(yǎng)皿中合適的營養(yǎng)培養(yǎng)基上觀察菌絲的生長特性雖能夠反映菌種的退化,但有些重要的退化特征用這種方法是難以識別的。營養(yǎng)生長正常并不意味著該菌種沒有發(fā)生退化。
根據(jù)蘑菇的特性,利用自然基質(zhì)保藏其菌種的方法。草腐菌采用以糞草為主料的培養(yǎng)基。自然基質(zhì)營養(yǎng)全面,且大部為緩釋養(yǎng)分,不易產(chǎn)生營養(yǎng)過?;蝠囸I;其次,培養(yǎng)基理化性狀好,可吸收或緩沖菌絲代謝出的有害物質(zhì),水分與通氣協(xié)調(diào)平衡,部分菌絲扎入基質(zhì)內(nèi)生長,不裸露于空氣中,菌絲呼吸強(qiáng)度低,生命力強(qiáng)。
(五)石蠟隔氧封藏 將液態(tài)石蠟分裝入三角瓶內(nèi),裝量達(dá)瓶空間的l/3,塞好棉塞,于121℃滅菌2小時,然后置40℃溫箱中,使其水分蒸發(fā),或置于干燥器內(nèi)數(shù)日以除去水分,石蠟呈透明狀為宜。在無菌條件下,用無菌吸管裝入已長好菌絲的斜面試管,使液面高出斜面頂部1厘米左右。塞上無菌橡皮塞,豎直保存。此法可使菌種存活3年以上,但以1-2年移植一次為好。移植時不必倒出石蠟,用接種鉤取一塊菌絲即可。因轉(zhuǎn)移時帶有石蠟,菌絲生長弱,需要再轉(zhuǎn)管1~2次,方能復(fù)壯。
第三節(jié) 制種設(shè)施及設(shè)備
菌種生產(chǎn)是蘑菇生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié),所需設(shè)施如下:
一、接種設(shè)施設(shè)備
(一)接種室 接種室為高度潔凈的無菌區(qū),一般長寬各2米左右,高約2.2米。墻頂裝紫外線燈和日光燈各1盞。地面光潔有下水道,墻壁用防水涂料或油漆刷白,便于沖洗消毒。接種室外間為緩沖室,其長度與接種室相同,寬1米。緩沖室墻頂也裝紫外線燈和日光燈各l盞,壁上有掛衣架。接種室和緩沖室的門均應(yīng)為推拉門結(jié)構(gòu)(圖4-6)。
圖4-6 接種室
1.紫外線燈;2.日光燈;3.工作臺;4.凳子;
5.種瓶架;6.窗;7.推拉門;8.緩沖間
紫外線燈用于空氣消毒,既干凈又無污染,是一種很好的消毒方法,因而長期被廣泛地采用。紫外線燈管以懸吊在頂棚下為宜,一般應(yīng)按裝在離操作臺1.5米處。紫外線作用最適溫度為26.7℃。在潮濕情況下,效果降低。紫外線燈一般在最初使用的100小時中很快降低功率,故需在使用100小時后測定其強(qiáng)度(用紫外線光度計測)。如功率下降為原有功率的70%時,就認(rèn)為失效了,應(yīng)當(dāng)即時更換。若不即時更換,不但沒有殺菌效力,這個能量還會有利于細(xì)菌生長。紫外線燈管的維護(hù)極為重要,至少2~4周,甚至每周清潔一次??捎酶蓛糗洸蓟蚓凭珴櫇襁^的棉花輕輕擦,要避免在玻璃上產(chǎn)生痕跡,禁止用有油或有臘的布擦,裝卸燈管要避兔用手直接接觸燈管表面,以防燈管發(fā)生失透現(xiàn)象。在使用中,操作人員的眼睛和皮膚切不可直接暴露在紫外線燈光照射下,以防受傷害。
接種室單獨(dú)使用紫外線照射,而不同時進(jìn)行無菌通風(fēng),是不能達(dá)到無菌要求的,其原因是:
1.輻射面積有限 紫外線雖有很強(qiáng)的表面殺菌效果,但有效輻射面積有限,即使在應(yīng)用合理的情況下,也不能殺死空氣中全部細(xì)菌。因此還需要配合使用化學(xué)滅菌及空氣過濾,來濾除未被殺死的細(xì)菌。
2.穿透力弱 細(xì)菌多數(shù)依附在灰塵上,而紫外線穿透力較弱,對灰塵上的(特別是較大顆粒)細(xì)菌,滅活效果并不徹底,而無菌通風(fēng)是移除灰塵必不可少的措施。
3.通風(fēng)不良 接種室為密閉房間,不能自然通風(fēng),如果不采用人工通風(fēng),則由于人汗及料瓶(袋)水份的蒸發(fā)增加了室內(nèi)溫度和濕度,致使細(xì)菌和霉菌繁殖,且不利于操作人員的身體健康。
條件允許時,應(yīng)安裝空氣過濾裝置,以濾除雜菌灰塵。無菌通風(fēng)設(shè)備一般是由離心鼓風(fēng)機(jī)、裝有濾板的風(fēng)箱和風(fēng)道組成。理想的通風(fēng)設(shè)備應(yīng)有加熱或和冷卻空氣的裝置。無菌空氣應(yīng)自室頂棚中央進(jìn)入,而由房間的下角風(fēng)口排出,排風(fēng)的方向應(yīng)先經(jīng)過緩沖間,再經(jīng)過更衣室。標(biāo)準(zhǔn)接種室的氣壓應(yīng)保持正壓,大約高出室外0.3~0.5大氣壓,這樣就防止了外界不潔空氣的反流。
總之,接種室的空氣處理,既不能單靠通風(fēng),也不能單靠紫外線照射,必須二者結(jié)合起來才能達(dá)到室內(nèi)空氣凈化的目的。
接種室內(nèi)也可設(shè)置超凈工作臺(圖4-7),利用其過濾除菌的原理,先將空氣過濾到無菌,然后將無菌空氣從風(fēng)洞處朝一個方向吹出,使工作臺面成為局部無菌狀態(tài)。
圖4-7 超凈工作臺
生物粒子如細(xì)菌及真菌孢子的直徑大部分在0.5微米左右,因它們不能獨(dú)立存在,都寄附于塵埃上而成為一個群體,凝聚直徑都大于0.5微米,故高效空氣過濾器(High Efficiency Particulare Air))在除塵時除了菌。
接種室或超凈工作臺的潔凈效果如何,可用簡便方法檢驗(yàn):在接種工作臺上,以平均間隔位置擺放平皿3個,每個皿內(nèi)裝營養(yǎng)豐富并經(jīng)滅菌的牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基約20毫升。打開皿蓋暴露培養(yǎng)基30分鐘再蓋上,于37℃培養(yǎng)48小時檢查菌落數(shù),平均每個皿中不超過4個為除菌合格。潔凈度基本達(dá)到100級(國際標(biāo)準(zhǔn):空氣中≥0.5微米的塵埃的量≤3.5粒/升,即達(dá)到100級)。
(二)連續(xù)式空氣消毒潔凈器 MKJ空氣消毒潔凈器是一種新型的空氣消毒潔凈設(shè)備(圖版50)。與傳統(tǒng)的空氣消毒設(shè)備比較,MKJ空氣消毒潔凈器能在有人現(xiàn)場操作的過程中除菌除塵,對人體無害,室內(nèi)空氣可達(dá)到10萬級~100萬級潔凈度,因而特別適合接種室進(jìn)行動態(tài)消毒除塵。
1.消毒除塵原理與特點(diǎn) 傳統(tǒng)的紫外線、臭氧、化學(xué)藥物等消毒方法都不能在有人狀態(tài)下持續(xù)消毒。實(shí)驗(yàn)證明,經(jīng)過以上方法消毒的接種室,在接種過程中由于人的活動,空氣中的菌類總數(shù)會達(dá)到消毒剛結(jié)束時的9倍多。也有實(shí)驗(yàn)證明,上述消毒方法消毒過的接種室2小時后空氣中菌類含量會回升到消毒處理以前的狀態(tài)。此外,傳統(tǒng)的空氣消毒方法無法在有人活動的條件下持續(xù)消毒。
MKJ空氣消毒潔凈器的核心是一種特殊設(shè)計的正離子發(fā)生器,它能持續(xù)不斷地產(chǎn)生高濃度的正離子??諝庵械木愄幱谡x子的包圍之中,使細(xì)胞迅速獲得飽和電量。帶負(fù)電的菌類細(xì)胞在高濃度、高能量的正離子浸潤作用下,會迅速發(fā)生電解過程,這是一個能量釋放過程。由于快速的能量釋放,菌類細(xì)胞壁遭受嚴(yán)重的破壞,正離子與菌細(xì)胞表面接觸,放出電荷,吸收相反的電荷。足夠的正離子會穿透多孔的細(xì)胞壁,滲透到細(xì)胞內(nèi)部,破壞細(xì)胞電解質(zhì),損壞細(xì)胞膜,電刺激作用殺死生物的應(yīng)用例子很多,但要截殺微米級及亞微米級的細(xì)菌或直徑更小的病毒,則需要很好的專業(yè)設(shè)計。
工業(yè)靜電除塵器具有100多年的應(yīng)用歷史,它對小至0.01微米的氣溶膠具有很高的捕集效率。本世紀(jì)80年代,日本JEP公司曾經(jīng)根據(jù)工業(yè)電除塵器的原理開發(fā)研制過電子滅菌器。其發(fā)表的報告表明,靜電除塵器用以空氣除菌可以達(dá)到100%的效率。上海交通大學(xué)與上海今是凈化技術(shù)有限公司合作,采用特種電除塵器的電場結(jié)構(gòu)型式研究靜電除菌消毒技術(shù),并與空氣動力、化學(xué)吸附等多種技術(shù)結(jié)合,研制成可以移動的空氣消毒器。
2.接種室空氣潔凈的必要性 塵粒不僅是菌類的依存條件,也是菌類的繁殖條件,并且塵粒還起傳播、擴(kuò)散菌類的作用。實(shí)踐證明,接種室僅僅通過消毒方法來防止雜菌污染是消極的。只有有效地拉制空氣中的可吸入顆粒物,才能達(dá)到消毒的較高要求。例如10萬級的潔凈室標(biāo)準(zhǔn)為:生物粒子≤88.4CFU/㎡,塵埃粒子≤3500個/L。3.層
3.傳統(tǒng)潔凈設(shè)備的局限性 高效空氣過濾器(HEPA),雖然可以在有人操作的場合持續(xù)除菌除塵,但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、費(fèi)用高(雙人工作臺價格約7000元)。而且,被高效過濾器截獲的菌類并沒有被殺滅,在溫、濕度適宜的環(huán)境中仍會繁衍。有人采用紫外線燈對過濾材料照射的方法來殺滅濾網(wǎng)上的菌類,這樣設(shè)備就更顯復(fù)雜,成本更高。建筑式層流潔凈設(shè)備需要有較高的建筑要求,還需要有較高的專業(yè)施工與維護(hù)的要求,由于建筑、施工、維護(hù)達(dá)不到要求而造成層流設(shè)備失效的實(shí)例很多。
4.MKJ空氣消毒潔凈器的特點(diǎn)
(1)無毒副作用 能在有人的場所持續(xù)除菌除塵,對人體無毒、副作用。
(2)廣譜截殺空氣中菌類 該產(chǎn)品對空氣中的氣溶膠微生物都可以有同樣的截殺功能。實(shí)驗(yàn)測試報告證明,該產(chǎn)品工作10分鐘,對金黃色葡萄球菌的除菌效果為99.99%;工作15分鐘,對枯草桿菌黑色變種芽孢的除菌效率為99.93%。對60立方米空間消毒30分鐘,細(xì)菌總數(shù)可以從180OCFU/㎡下降1CFU/㎡以下。
(4)高效去除可吸入顆粒物 能高效去除空氣中的可吸入顆粒物,達(dá)到l~10萬級潔凈度。
(5)移動方便 為非建筑型設(shè)計,因而價格便宜(3000-4000元/臺),移動方便。
(6)能消除空氣中有害氣體與異味 由于組合式靜電場裝置的阻力小,因此在設(shè)備內(nèi)可以設(shè)置較大吸附容量的活性炭過濾器。活性炭采用特殊的化學(xué)浸漬工藝,能有效去除空氣中的一氧化碳、苯類、甲醛、氨、臭氧等有害氣體,并能濾除各種異味,例如麻醉劑味、血腥味、藥物味及用高頻電刀手術(shù)時產(chǎn)生的異味。
(三)接種箱 在資金與場地條件都不充裕的情況下,可用接種箱因陋就簡進(jìn)行接種。接種箱(圖4-8)的頂部兩側(cè)呈傾斜狀,斜面為可開閉的窗門,窗門與箱框需密閉。箱底部兩側(cè)箱壁上各有兩孔,孔上裝袖套,接種時手由袖套伸入箱內(nèi)操作。箱內(nèi)有紫外線燈和日光燈。
圖4-8 雙人接種箱 (單位:厘米)
(四)培養(yǎng)室 接種后的種瓶需要在適溫條件下培養(yǎng)。為提高建筑面積的利用率,室內(nèi)可設(shè)置菌種架。架數(shù)、層次、層距等的設(shè)計除考慮培養(yǎng)空間的利用率外,還應(yīng)顧及擺放種瓶及檢查的方便性。床架可以是竹木結(jié)構(gòu),也可以用角鋼制作。架上鋪以木板或塑料板,以便擺放菌種瓶。架子的大小規(guī)格,依房間大小而定。中間擺放的床架,寬度為1.2~1.4米;依墻擺放的床架,寬度0.7~0.9米即可。床架的層數(shù)視菇房高度而定,一般5~6層,每層相距0.5米左右,底層距地面0.3米,頂層距屋頂至少1米。
這里特別強(qiáng)調(diào),蘑菇菌種的培養(yǎng)溫度不能超過25℃。否則菌絲容易老化變黃。因此,培養(yǎng)室必須安裝空調(diào)設(shè)備,這也是蘑菇菌種生產(chǎn)成本較高的原因。蘑菇菌種最好避光培養(yǎng),檢查時采用手持式照明燈較為方便。
二、滅菌設(shè)備
年生產(chǎn)能力20~50萬瓶菌種,加工300~500噸鹽漬菇的蘑菇生產(chǎn)廠,必須安裝1~2噸的高壓蒸氣鍋爐。
需要指出,蘑菇菌種的生產(chǎn)時間一般處于7~8月份高溫高濕季節(jié),因而要求采用高壓高溫滅菌設(shè)備。如果采用常壓常溫的蒸鍋滅菌,則因霉菌孢子或芽孢桿菌不易殺滅而導(dǎo)致麥粒染菌酸敗,菌種成品率很低。
高壓高溫(1.5~2㎏/㎡,125℃以上)滅菌罐,其價格在2~10萬元之間,價格高低取決于容積大小與建造水平。不同型號的高壓滅菌設(shè)備及其適用范圍參見表4-2。
表4-2 高壓滅菌設(shè)備及其有關(guān)數(shù)據(jù)
設(shè) 備 參考價 消耗能源 用 途 生 產(chǎn) 效 率
手提高壓滅菌器 800元 2千瓦/小時 母種制備 100支/2小時
臥式圓形滅菌罐 2萬元 高壓鍋爐 制栽培種 1200瓶/4小時
臥式方形滅菌柜 6萬元 高壓鍋爐 制栽培種 800瓶/4小時
利用高壓蒸氣設(shè)備滅菌時,應(yīng)注意兩點(diǎn):一是滅菌罐內(nèi)的菌種瓶排列密度須適當(dāng),使蒸汽暢通,無死角。二是滅菌罐內(nèi)冷空氣必須排盡,通蒸汽后;打開排氣閥,隨著罐內(nèi)溫度上升。鍋內(nèi)冷空氣便逐漸排出。當(dāng)有大量蒸汽從排氣閥中排出時,再關(guān)閉排氣閥。滅菌結(jié)束后,讓其自然冷卻。當(dāng)壓力指針回到0位時,打開罐蓋1/4開度,利用余熱烘烤棉塞,防止驟冷產(chǎn)生冷凝水。然后趁熱取出,送入清潔的冷卻室進(jìn)行冷卻。
第五章 蘑菇堆肥配方與發(fā)酵
第一節(jié) 原料與配方
一、堆肥主料
蘑菇堆肥所用的主料是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的副產(chǎn)物,如稻草、麥秸、玉米秸、高梁秸、甘薯藤,花生藤等秸稈都可以用來種蘑菇。人、馬、牛、豬、羊、雞、鴨、兔等糞便,都是蘑菇堆肥可選用的糞肥。此外,畜棚禽舍內(nèi)的墊草(廄肥),沼氣渣以及種過草菇、平菇等食用菌的下腳料也可以作為堆料時的主料。主料約占堆肥總量的90~95%。不論采用那一種原料作為基本材料,都必需充分考慮其保水性和通氣性是否合適,僅以營養(yǎng)合適為指標(biāo)是不行的。例如,玉米秸稈的含糖量雖然高于麥秸,但是用其為主料的堆肥粘重,透氣性差,不利于發(fā)菌,產(chǎn)菇率亦低。
(一)草料 蘑菇菌絲不能固定空氣中的二氧化(CO2),因而堆肥中的草料是蘑菇生長所需碳素的主要來源。除氮素外,草料中還含有氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素。以麥秸為例,1畝小麥約產(chǎn)麥秸400千克,含純氮1.92千克(相當(dāng)于碳銨12千克),純磷0.9千克(相當(dāng)于過磷酸鈣5.62千克),純鉀2.52千克。
在我國,產(chǎn)稻區(qū)以稻草為堆肥主料,稻草莖稈軟,葉片多,易吸水,腐熟快;產(chǎn)麥區(qū)以麥秸為堆肥主料,麥秸較硬且含有蠟質(zhì),不易吸水,發(fā)酵較慢;將麥秸與玉米秸搭配利用,可揚(yáng)長避短,互補(bǔ)不足,從而提高堆肥的發(fā)酵質(zhì)量。
干玉米秸應(yīng)無霉變,將其鍘成20~30厘米長的段并經(jīng)碾壓,便于吸水發(fā)酵。當(dāng)年產(chǎn)的鮮玉米秸含水過大,須晾曬幾天,含水量降到70%時再用于堆肥。軟爛霉變的草料不能用。麥秸在收割之后,必須于烈日下曝曬數(shù)天,以速曬速干的麥秸質(zhì)量最好。若在曝曬時遭雨淋,應(yīng)及時翻曬,力求干透。優(yōu)質(zhì)的麥秸要呈金黃色,質(zhì)地堅挺,無霉臭味。這種麥秸堆制發(fā)酵時,產(chǎn)熱量大,養(yǎng)分損失小。麥秸雨淋發(fā)熱后再攤開曬干,質(zhì)量就差多了。曬干的麥秸最好貯放在能避雨的通風(fēng)良好的場棚內(nèi)。保管不當(dāng)或水份過高的草料,在貯藏期容易發(fā)熱霉變而草莖變軟,以后堆肥時產(chǎn)熱量小,易造成厭氣發(fā)酵,不可能得到優(yōu)質(zhì)堆肥。
(二)畜禽糞 蘑菇堆料所用畜禽糞需周年收集,鮮牛糞含水75%左右,通常400~420千克濕牛糞,才能曬出100千克干糞。較大的糞塊如不曬透,貯藏時會發(fā)熱霉變,對以后的堆肥發(fā)酵有不利影響。也可采用濕糞貯藏法,事先選好高地挖出糞塘,將隨時收集的濕糞倒入糞塘內(nèi),用薄膜覆蓋好以防雨淋。畜禽糞的營養(yǎng)成分和理化特性介紹如下:
1.馬糞 性熱、質(zhì)松,保水性強(qiáng),發(fā)酵效果好,碳氮比為21:1,是最理想的糞肥。但馬糞含氮量比牛、豬糞低,僅為0.58%,使用時增加些餅肥或含氮化肥以提高其營養(yǎng)成分。
2.牛糞 牛是反自動物,飼料消化徹底,特別是食用青草的耕牛及牧牛,其糞養(yǎng)分不高。1頭成年牛的全年糞便,大約可栽培50平方米蘑菇。干牛糞含氮率為1.65%,比馬糞含氮量高;奶牛糞含氮率次之為1.33%。牛糞性熱、質(zhì)粘。因此要根據(jù)牛糞的質(zhì)量確定具體用量,適量添加含氮量高的輔料,最好與豬糞、禽糞混合搭配使用較為理想。
3.豬糞 含氮率為2%,磷、鉀含量也較高,其中速效氮含量較高,為速效性糞肥。但豬糞性冷質(zhì)粘,用豬糞種蘑菇,出菇快而密,但菇形小,菇質(zhì)欠佳,易早衰,前期產(chǎn)量高,后期產(chǎn)量低。豬糞也應(yīng)適量增加含氮輔料。生產(chǎn)上采用豬牛糞混合堆料,能使蘑菇前后期產(chǎn)菇量較為均衡。需指出,含土或草的豬廄肥含氮率為0.45%,比純豬糞低得多。
4.人糞尿 代替部分豬、牛糞,栽培效果也很好。人糞尿含有機(jī)質(zhì)5~10%,氮0.5~0.8%、磷0.2~0.4%、鉀0.2~0.3%。在建堆前用人糞尿預(yù)濕草料,或在建堆時用人糞尿補(bǔ)充堆肥的水分和養(yǎng)分,可以提高堆肥的質(zhì)量。
5.雞糞 禽糞中的養(yǎng)分含量以雞最高,鴨、鵝次之。新鮮雞糞中含水分50%,有機(jī)質(zhì)25.5%、氮1.65%、磷1.54%、鉀0.85%。禽糞的營養(yǎng)成分較齊全,氮含量高,堆料發(fā)熱快、溫度高,但堿性強(qiáng)、粘度大。如果采用鮮雞糞且未經(jīng)后發(fā)酵,則蘑菇菌床和菇體易感病。
烘干雞糞的含氮量為3%左右,此外還含有蘑菇高產(chǎn)所必需的脂肪,未消化完全的飼料顆粒,大都是碳水化合物(占有機(jī)物的45~50%)。生產(chǎn)實(shí)踐證明,烘干雞糞是堆肥的優(yōu)良添加物。
蘑菇常用糞肥除單一使用外,也可混合使用,且混合糞肥常優(yōu)于單一糞肥。據(jù)測定,馬糞含磷較高,豬糞含鉀較多,而牛糞則含鈣豐富。糞肥混合使用時,可使堆肥營養(yǎng)成分更豐富,更有利于蘑菇的生長。
(三)糞草比 采用糞草料栽培蘑菇時,配方中糞肥與草料的重量之比叫作糞草比。糞草比雖不是碳氮比,但糞草比例的多少在營養(yǎng)成分上對碳氮比有一定影響,而且對堆肥的物理性狀和發(fā)酵質(zhì)量影響很大。
若糞少草多,盡管堆肥的通氣性較好,但料內(nèi)氮素營養(yǎng)相對偏低,俗稱“料貧”,單產(chǎn)不會高,加之料的凝聚性能和保水保肥力差。有機(jī)碳物質(zhì)過剩,被微生物分解后產(chǎn)生的有機(jī)酸會積累過多,當(dāng)酸堿度(pH)降至5.5以下時,蘑菇菌絲就不能正常生長。
若糞多草少,則堆肥透氣性差,缺少彈性,易造成厭氣發(fā)酵,同時料內(nèi)氨氣濃烈,堿性過大,菌絲吃料緩慢或生長停滯,蘑菇也不能優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。
由于栽培蘑菇的糞草種類繁多,品質(zhì)各異,在收藏和發(fā)酵過程中又會受到多種因素的影響,營養(yǎng)成分變化很大,特別是氮素較易損失,所以在確定糞草比例以后,還應(yīng)結(jié)合糞草的質(zhì)量和碳氮含量,調(diào)整好碳氮比,通常氮素實(shí)際用量應(yīng)比理論數(shù)值稍高一點(diǎn)較好。 在我國,通常把秸稈與畜禽糞肥配制的蘑菇堆肥稱為糞草料;合成料指不用畜禽糞肥的堆肥;半合成料配有少量畜禽糞肥的堆肥。
糞草料內(nèi)有較多的有益微生物,堆肥發(fā)酵質(zhì)量好,營養(yǎng)成分豐富,長出的蘑菇品質(zhì)好。我國糞草料的比例早期為7:3,由于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的機(jī)械化,畜糞資源緊缺已成為蘑菇栽培的限制因素,近年逐漸改為5:5或4:6,有的已采用半合成堆肥。
所謂半合成,即堆肥中僅添加少量畜禽糞或使用部分人糞尿,為補(bǔ)足氮素之不足,采用含氮化肥和餅肥加以補(bǔ)充。半合成堆肥一是解決了糞肥不足的矛盾,二是有助于堆肥的發(fā)酵腐熟,三是有利于提高蘑菇的產(chǎn)量和質(zhì)量。半合成料在國外使用也很廣泛,稱作混合堆肥。
全合成堆肥則完全采用含氮化肥或餅肥代替畜禽糞,其優(yōu)點(diǎn)是化學(xué)成分穩(wěn)定,碳氮比例容易掌握,原材料無糞臭,操作較方便。但是全合成堆肥的產(chǎn)菇率較低。
陳上海等(2002)進(jìn)行了配方比較試驗(yàn),堆肥的前、后發(fā)酵及栽培管理都按常規(guī),采菇期33天(5潮菇),結(jié)果列于表5-1。
表5-1 添加雞糞對蘑菇產(chǎn)量的影響
配方原料 每種干原料的比率及含氮量(%)
配方1 N% 配方2 N% 配方3 N%
稻草 40 0.29 40 0.29 70 0.50
蔗渣 60 0.38 60 0.38 30 0.19
米糠 8 0.17 8 0.17 6.5 0.14
尿素 1.5 0.69 1.5 0.69 1.3 0.60
硫酸銨 2 0.42 2 0.42 2 0.42
碳酸鈣 3 3 3
磷肥 1 0.5 0.5
石膏 1 1 1
雞糞 無 10 10
含氮量% 1.95/116=1.67 1.95/126=1.55 1.85/124=1.49
單產(chǎn)㎏/㎡ 14.07 17.41 18.52
產(chǎn)率% 100 123.7 131.6
干料㎏/㎡ 40.0 40.0 40.0
轉(zhuǎn)化率% 35.2 43.5 46.3
頭潮菇量% 46.27 44.8 47.35
二潮菇量% 28.43 32.74 27.53
三潮菇量% 16.06 14.36 16.36
四潮菇量% 6.25 5.23 5.94
五潮菇量% 2.99 2.87 2.81
數(shù)據(jù)表明,全合成配方1的含氮量(1.67%)雖然高于半合成配方2(1.55%)和配方3(1.49%),但產(chǎn)菇量卻分別低23.7%和31.6%。此研究證明,堆肥中適量添加雞糞能顯著提高蘑菇產(chǎn)量,而全合成的無糞堆肥可能營養(yǎng)不全,僅含氮量較高并不能高產(chǎn)。此外還表明,三種配方的頭二潮菇占各自總產(chǎn)量的74%以上,其余各潮的產(chǎn)菇分布并無顯著差異。
二、堆肥輔料
輔料是蘑菇堆肥堆制時不可缺少的營養(yǎng)物質(zhì)。它能補(bǔ)充主料中營養(yǎng)成分的不足,調(diào)節(jié)堆肥的碳氮比,促進(jìn)堆料中微生物的活動和繁殖,改善堆肥的理化狀態(tài),提高堆料的發(fā)酵質(zhì)量。
(一)餅肥 常用的有豆餅、菜籽餅、花生餅、醬油渣、啤酒糟、棉籽餅和茶籽餅等,餅肥含氮量較高,一般為5~6%。餅肥的用量應(yīng)根據(jù)糞草質(zhì)量及其碳氮比來確定,通常糞肥少的堆料,餅肥用量要相應(yīng)增加。
(二)化肥 常用的有尿素CO(NH2)2、碳酸氫銨NH4HCO3、石灰氮CaCN2、氨水NH4OH等。尿素含氮量高達(dá)46%,溶解度高,是一種較好的輔助氮源,堆料時可優(yōu)先選用,具體用量應(yīng)視堆肥的碳氮比嚴(yán)格掌握。化肥用量不能盲目加大,以防栽培前期堆肥堿性過強(qiáng),游離氨積累過多,抑制蘑菇菌絲生長甚至造成中毒死亡。
(三)石膏 又叫硫酸鈣(CaSO4),含鈣23.3%,能溶于水,但溶解度不大。石膏宜用煅燒后的熟石膏,如建筑用的石膏粉等,它具有脫粘、吸濕和形成團(tuán)粒的作用。石膏粉的用量一般為堆肥干重的2%左右,在建堆和第一次翻堆時分兩次加入,或建堆時一次加入。加石膏可補(bǔ)充蘑菇生長對硫、鈣營養(yǎng)元素的需要,還能加速堆肥中的有機(jī)質(zhì)分解,促使堆肥中可溶性磷、鉀迅速釋放,供給蘑菇菌絲吸收利用,從而提高菇體重量。石膏為中性弱酸鹽類,雖不能直接用來矯正堆肥的酸度,但具有緩沖作用,防止酸性發(fā)酵,保持酸堿度不發(fā)生大的變化。
石膏的另一重要作用,是能將堆肥中的腐殖質(zhì)凝結(jié)成顆粒,使粘結(jié)的堆肥變得松散,有利于氨氣揮發(fā),進(jìn)而改善堆肥的通氣性狀,促進(jìn)微生物的繁殖活動,提高堆肥的持水力和保肥力。鈣離子還有促進(jìn)子實(shí)體形成的作用。
石膏不但可除去不良堆肥的粘性,改善堆肥的物理結(jié)構(gòu),還有使銨離子穩(wěn)定的作用,減少堆肥中的氮素?fù)p失。例如石膏存在時銨離子增加,蘑菇產(chǎn)量也增加,其化學(xué)反應(yīng)為:
NH4≒NH3十H+
pH值升高時上式反應(yīng)向右進(jìn)行,揮發(fā)性的氨增多;
加石膏后反應(yīng)向左進(jìn)行,固定性的銨增多。
當(dāng)堆肥加過多的濕雞糞而氨含量較高時,添加石膏的作用是較為重要的。有關(guān)數(shù)據(jù)列于表5-2。
表5-2 石膏對N和NH4含量及pH值的影響
雞 糞㎏/噸 石 膏㎏/噸 后 發(fā) 酵 前 接 種 時
pH N% NH4% pH NH4%
0 0 8.86 1.58 0.15 8.20 0.02
100 0 9.02 1.67 0.36 8.49 0.06
200 0 9.18 1.76 0.57 8.77 0.10
0 25 8.41 1.49 0.19 7.56 0.01
100 25 8.54 1.61 0.38 7.65 0.06
200 25 8.67 1.73 0.56 7.75 0.12
從表中的數(shù)據(jù)可以看出,增加雞糞的用量,堆肥的含氮量稍有增加,但氨含量和pH值卻明顯增加。添加石膏后經(jīng)過后發(fā)酵,pH值與氨含量都有所降低。pH值越高,氣態(tài)氨越多;而高pH值和高氨量同時出現(xiàn)會出現(xiàn)危險,嚴(yán)重時就有可能失收。生產(chǎn)實(shí)踐表明,后發(fā)酵前的堆肥,其氨含量在0.3~0.4%為適,超過0.4%時將嚴(yán)重影響蘑菇產(chǎn)量。這些結(jié)果表明,在含氨量高的堆肥中添加石膏可中和氨氣。不用石膏則可能由于存在游離氨而導(dǎo)致栽培失敗。荷蘭蘑菇專家推薦的石膏用量為麥秸:雞糞:石膏=1:0.8:0.08。
(四)石灰 石灰有生石灰和熟石灰之分。生石灰是以碳酸鈣成分為主的石灰石或貝殼等天然原料經(jīng)800~1000℃煅燒所得的產(chǎn)品,呈塊狀結(jié)構(gòu),又叫氧化鈣(CaO)。生石灰吸水后則成為熟石灰,或叫消石灰,呈粉狀結(jié)構(gòu),又叫氫氧化鈣(Ca(OH)2)。熟石灰吸收二氧化碳后,其中一部分則轉(zhuǎn)變成輕質(zhì)碳酸鈣(CaCO3)。
熟石灰、生石灰、碳酸鈣均為堿性物質(zhì),中和堆肥酸度的能力若以碳酸鈣為100計算,則熟石灰為135,生石灰為179。石灰不能與銨態(tài)氮化肥混合,也不應(yīng)與水溶性磷肥混合,否則發(fā)生不良化學(xué)反應(yīng)。一般在堆肥之前,用1~2%的石灰水預(yù)濕草料,可以軟化原料組織,提高草料的持水力,改善堆肥的理化性狀。石灰除用于調(diào)節(jié)酸堿度和補(bǔ)充鈣元素外,還有降解堆肥中農(nóng)藥殘留量的作用。此外,石灰還常用作消毒殺菌劑和防潮劑,被譽(yù)為蘑菇栽培的“萬金油”。蘑菇栽培時,可用1%的生石灰水來凈化處理池塘水和河溝水。陽畦及菇棚在鋪料前撒上石灰粉或噴灑石灰水,不僅有消毒殺菌作用,還有殺死線蟲的效果;梅雨季節(jié)或空氣相對濕度大時,菌種培養(yǎng)場地或棉表撒上石灰粉,可以降低環(huán)境濕度,減少雜菌的發(fā)生;
(五)碳酸鈣 碳酸鈣(CaCO3),又叫白堊,或石灰石粉,是一種用石灰石加工磨碎的白色固體粉末,呈弱堿性,其性質(zhì)穩(wěn)定,但不具消毒能力。碳酸鈣不溶于水,但如果水中有較多的二氧化碳,則能使其溶解,生成可溶性的碳酸氫鈣。蘑菇菌絲體在含水的基質(zhì)中生長,并不斷排出二氧化碳,而二氧化碳又為碳酸鈣所吸收生成碳酸氫鈣,從而能不斷地為蘑菇提供鈣質(zhì)營養(yǎng)。碳酸鈣除補(bǔ)充鈣素外還能中和菌絲生長時產(chǎn)生的有機(jī)酸,使堆肥的pH值不致下降過低,其用量一般為堆肥干重的1~2%。市售碳酸鈣分重質(zhì)碳酸鈣(機(jī)械磨碎)和輕質(zhì)碳酸鈣(化學(xué)碎化)兩種,均可使用。碳酸鈣如果短缺,也可用石灰或石膏粉代替。
(六)過磷酸鈣 過磷酸鈣,也叫普鈣或過磷酸石灰,是一種弱水溶性的磷素化學(xué)肥料。大多數(shù)為灰白色粉末,易吸濕結(jié)塊,含磷16.5%,含鈣17.5%,是一種遲效酸性磷肥。其主要成分為:水溶性磷酸鈣約30~50%,硫酸鈣(石膏)40%左右,游離酸4~5%。
蘑菇堆料中添加過磷酸鈣,可補(bǔ)充磷、鈣素的不足,同時磷能促進(jìn)徽生物的分解活動,有利于堆料發(fā)酵腐熟,還能與堆料中過量游離氨結(jié)合形成氨化過磷酸鈣,防止堆肥中按態(tài)氮的逸散。過磷酸鈣是一種緩沖物質(zhì),具有改善堆肥理化性狀的作用。過磷酸鈣使用量一般為0.5~1%。
三、堆肥的碳氮比
(一)碳氮比的依據(jù) 堆肥的碳氮比(C/N)是否適宜,是衡量其質(zhì)量好壞的重要指標(biāo),直接影響著蘑菇的發(fā)生時間和產(chǎn)量?;瘜W(xué)分析證明,真菌細(xì)胞中的碳氮比約為10~12:1,即真菌細(xì)胞中碳素含量約是氮素含量的10~12倍。堆肥的碳氮比應(yīng)高于細(xì)胞中的碳氮比,因蘑菇的碳氮轉(zhuǎn)化率低于40%,即細(xì)胞除合成自身物質(zhì)需要消耗基質(zhì)中大量的碳氮營養(yǎng)外,還要消耗大量糖類,以獲取合成代謝中所需要的能量。
用于栽培蘑菇的天然材料含碳較高。一般禾本科植物的碳氮比為30~80:1。利用秸稈栽培蘑菇時,需要進(jìn)行堆制發(fā)酵。堆肥的碳氮比(C/N)要適當(dāng),營養(yǎng)要平衡。蘑菇堆肥的碳氮比,在發(fā)酵前為33:1,微生物生長最活躍,腐熟堆肥接種時的碳氮比為15~17:1;出完菇后的殘料碳氮比為11~l5:1??梢钥闯?,堆肥中氮素的相對含量在微生物的作用下越來越高。
在蘑菇的營養(yǎng)生長階段,堆肥的碳氮比以20:1為好;進(jìn)入生殖生長階段后,碳氮比值以30~40:1為宜。碳氮比值過大即氮含量過高,菌絲的營養(yǎng)生長過于旺盛,會抑制原基分化而出菇困難。因此在添加氮源時,要適尚調(diào)整好碳源濃度。
堆肥中的微生物分解碳水化合物,所產(chǎn)生的能量一部分用于微生物自身的生長繁殖,一部分以熱能的形式釋放出來。在此過程中氮素轉(zhuǎn)化為菌體蛋白而殘留下來,這種菌體是蘑菇的重要營養(yǎng)源。由于碳素的減少和氮素的殘留,堆制過程中碳氮比減小。堆肥發(fā)酵期間,各種微生物能夠同化的碳素量,大體是堆肥總碳量的30%;而要同化這些碳素,還需要同化碳素量10%的氮素。如果堆肥中含有100千克碳素,微生物只能同化30千克,同時還需要搭配3千克氮素。否則微生物的同化作用不能順利進(jìn)行。初始堆肥中的碳素與氮素比例應(yīng)為30~35:1,蘑菇堆肥糞草成分的配比及加尿素的數(shù)量應(yīng)嚴(yán)格按照這個要求。如果氮肥不足,就會明顯影響蘑菇的產(chǎn)量;若氮肥過多,不但會造成浪費(fèi),還因碳氮比失調(diào)而導(dǎo)致出菇困難。在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi),堆肥的含氮量與產(chǎn)量呈正相關(guān)性。農(nóng)作物秸稈或農(nóng)產(chǎn)品的加工下腳料很豐富,只要適當(dāng)調(diào)整其碳氮含量都可用于蘑菇堆肥。有關(guān)材料的數(shù)據(jù)如表5-3。
表5-3 堆肥原材料的碳氮含量與碳氮比(C/N)
類別 材 料名 稱 碳素C% 氮素N% C/N 類別 材 料名 稱 碳素C% 氮素N% C/N
秸稈及籽殼 稻草 42.3 0.72 58.7 糞 肥 馬糞 12.2 0.58 21.1
麥秸 46.5 0.48 96.9 馬廄肥 47.6 1.10 43.3
大麥秸 47.0 0.65 72.3 黃牛糞 38.6 1.78 21.7
燕麥秸 47.1 0.54 87.2 水牛糞 39.8 1.27 31.3
玉米秸 46.7 0.48 97.3 奶牛糞 31.8 1.33 24.0
玉米芯 42.3 0.48 88.1 豬糞 25.0 2.00 12.5
黃豆秸 49.8 2.44 20.4 豬廄肥 25.0 0.45 56.6
木屑 49.2 0.10 492 羊糞 16.2 0.65 25.0
野草 46.7 1.55 30.1 干雞糞 30.0 3.0 10.0
棉籽殼 56.0 2.03 27.6 鮮雞糞 14.8 1.65 8.90
葵籽殼 49.8 0.82 60.7 鴨糞 15.2 1.10 13.8
加工下腳料 麥麩 44.7 2.20 20.3 化 肥 尿素CO(NH2)2 46.0
米糠 41.2 2.08 19.8 碳酸氫銨NH4HCO3 17.5
甘蔗渣 53.1 0.63 84.2 碳酸銨(NH4)2CO3 12.3
啤酒糟 47.7 6.00 8.0 石灰氮CaCN2 35.0
豆餅 45.4 6.71 6.76 氨水NH4OH.nH2O 23.0
花生餅 49.0 6.32 7.76 硫酸銨(NH4)2 SO4 21.2
菜籽餅 45.2 4.6 9.8 硝酸銨NH4NO3 35.0
棉籽餅 5.5 硝酸鉀KNO3 13.7
(二)堆肥的碳氮比計算 堆肥發(fā)酵前的含氮量計算是將濕料全部折算成干重,再分別計算出各種含氮原料的總氮量,然后按“總氮量/總干重×100”的公式,即可求出堆肥發(fā)酵前的含氮量。舉例:100平方米栽培面積的堆肥用麥秸2000千克,干牛糞1300千克,菜籽餅80千克,其碳氮比值及需要添加的氮素是多少?
首先,所用材料按90%折成干料,再從表6-1中查出各種材料的碳、氮含量,計算如下:
麥秸含碳量=2000×90%×0.46=828千克
黃牛糞含碳量=1300×90%×0.39=456千克
菜籽餅含碳量=80×90%×0.45=32.4千克
堆肥總含碳量=828十456十32.4=1316.4千克
麥秸含氮量=2000×90%×0.0048=8.64千克
黃牛糞含氮量=1300×90%×0.0178=20.82千克
菜籽餅含氮量=80×90%×0.046=3.31千克
堆肥總含氮量=8.64十20.82十3.31=32.77千克
碳氮比=1316.4/32.77=40.17
初始堆肥按碳:氮=30:1計算,總含氮量應(yīng)為1316.4÷30=43.88千克,尚需添加純氮量=43.88-40.17=3.78千克。
根據(jù)計算,該堆肥的含氮量不足,需添加純氮量3.78千克。折合為含氮46%的尿素為:3.78/0.46=8.2千克
(三)堆肥的含氮量計算 堆肥碳氮比值僅能反映碳素與氮素的相對比例,而堆肥的含氮率則可表示營養(yǎng)水平。據(jù)統(tǒng)計,含氮量和產(chǎn)菇量之間有正相關(guān)關(guān)系,如在二次發(fā)酵過程中添加棉籽餅、大豆餅等含蛋白多的物質(zhì)就能增產(chǎn)。
含氮量過低是蘑菇產(chǎn)量不高的重要原因,含氮量過高氨氣過重對蘑菇生長也不利。從蘑菇堆肥高產(chǎn)配方實(shí)例來看,糞草堆肥在發(fā)酵前的含氮量最低要求達(dá)到1.5%,最高不超過1.7%;合成堆肥在發(fā)酵前的含氮量最低要求達(dá)到2%,最高不超過2.5%。
堆肥經(jīng)過前、后兩次發(fā)酵后,含氮量都要增加0.5%左右。在一般情況下,腐熟的糞草堆肥含氮率在2.0~2.2%時,就可以得到較高的產(chǎn)菇量;腐熟合成堆肥含氮率在3%時產(chǎn)菇率較高。
禾稈類原料的含氮量一般在0.3~0.7%范圍內(nèi),而堆肥在播種時的含氮量應(yīng)為1.8~2%。這就意味著1千克風(fēng)干禾稈要添加約含10千克純氮的氮肥或其它有機(jī)物。例如,干稻草含氮量平均值為0.7%,水分10%,含氮量如達(dá)到1.5%,1000千克稻草需添加8千克氮素,折合含氮46%的尿素17.4千克。但僅添加尿素的全合成堆肥,發(fā)酵速度比添加畜禽糞的半合成堆肥慢。
四、常用堆肥配方
根據(jù)原料的性質(zhì)、含水量、含氮量等,可以有各種配方。荷蘭蘑菇專家彼特2002年在山東莘縣講學(xué)時指出,各國的蘑菇栽培配方雖略有差異,但是根據(jù)荷蘭多年的實(shí)踐驗(yàn)證,最佳配方是麥秸:雞糞:石膏=1:0.8:0.08。
通常堆肥配方的設(shè)計是根據(jù)原料中含氮量和含水量的大概情況確定的。原料的配合比例對堆制時間和堆肥的產(chǎn)量有影響。一般來說,如果增加堆肥的含氮量,必須適當(dāng)延長堆制時間,以消除對蘑菇菌絲有害的氨氣。
福建省標(biāo)準(zhǔn)計量局推薦的以牛糞草料堆肥配方及其含氮量計算如表5-4。山東莘縣的薄料栽培堆肥配方及其含氮量計算如表5-5。河北省固安縣“康益園”采用的雞糞草料堆肥配方及其含氮量計算如表5-6。美國的常用堆肥配方列于表5-7。
表5-4 福建牛糞堆肥配方及其含氮量(100米2菇床)
材 料 用量 (千克) 含水(%) 干重 (千克) 含氮 (%) 總 氮(千克)
麥秸 2000 15 1700 0.48 8.16
奶牛糞 1300 15 1105 1.33 14.70
菜籽餅 80 10 72 4.60 3.31
尿素 30 30 46.00 13.80
碳酸氫銨 30 30 17.5 5.20
磷肥 30 30
石膏 50 50
碳酸鈣 40 40
合 計 3560 3057 1.47 45.17
注:含氮量%=45.17÷3057×100=1.47%
表5-5 莘縣薄料栽培堆肥配方及其含氮量(100米2菇床)
材 料 用 量 (千克) 含水(%) 干 重 (千克) 含氮(%) 總 氮(千克)
麥秸 1000 15 850 0.48 4.08
干雞糞 700 15 595 3.00 17.85
棉籽餅 70 15 60 5.5 3.3
尿素 19 10 46.0 4.6
碳酸氫銨 5 5 17.5 0.88
磷肥 15 15
鈣鎂磷肥 10 10
石膏 25 25
合 計 1844 1579 1.75 34.85
表5-6 “康益園”厚料栽培堆肥配方及含氮量(100㎡菇床)
原料 質(zhì) 量 標(biāo) 準(zhǔn) 數(shù) 量(㎏) 干 重(㎏) 氮素量(㎏)
麥 秸 水分≤15%,N=0.48% 3000 2550 12.24
玉米秸 水分≤15%,N=0.48% 1000 850 4.08
鮮雞糞 按50%折干,N=3.0% 4000 2000 60.0
尿 素 N=46% 30 30 13.8
石膏粉 CaSO4≥68% 40 40
合 計 8070 5470 90.12
表5-7 美國的常用堆肥配方
配方原料 每種干物質(zhì)的比率(%)
傳統(tǒng)堆肥 合成1 合成2 合成3
馬廄肥 43.68
小麥稈 40.00 57.31
干 草 43.84 43.99
玉米芯 43.84 21.99
闊葉樹皮 21.99
棉籽殼 17.91
雞 糞 8.32 8.25 17.19
棉籽餅粉 10.04 5.73
啤酒渣
硝酸銨 4.19 1.03 0.96
硝酸鉀 1.03 1.03
石 膏 2.09 2.05 2.06 1.86
第二節(jié) 堆肥的發(fā)酵
現(xiàn)代的蘑菇堆肥工藝包括前發(fā)酵和后發(fā)酵(巴氏消
毒)根據(jù)時間順序又稱為一次發(fā)酵和二次發(fā)酵;或根據(jù)場所又稱為室外發(fā)酵和室內(nèi)發(fā)酵。
一、堆肥發(fā)酵的意義
前發(fā)酵和后發(fā)酵在蘑菇工業(yè)栽培工藝是中兩個獨(dú)立而又必需的發(fā)酵過程,而且也是相輔相成的過程。在堆肥發(fā)酵過程中發(fā)生復(fù)雜的生物、物理、化學(xué)反應(yīng),調(diào)控這些反應(yīng)對保障蘑菇堆肥的質(zhì)量起著重要作用。
前發(fā)酵在室外進(jìn)行,將各種原材料按規(guī)定混合堆積,
通過自然界菌類的發(fā)酵作用,在有氧條件下產(chǎn)生60~70℃的高溫,通過幾次翻堆制成均勻的堆肥。在前發(fā)酵中,料堆的大小、形狀、外界氣溫和含水量、含氮量都是重要的因素。發(fā)熱量的大小因堆肥料堆的松緊度、通氣性而異。為了促進(jìn)發(fā)酵,可在料堆的中央插洞,但有時會造成不均勻的發(fā)酵。最好的方法是調(diào)整料堆的高度、寬度、松緊度來進(jìn)行均勻的發(fā)酵。下大雨,尤其寒冬下雪會妨礙堆肥升溫。小料堆應(yīng)避開諸如霜、風(fēng)、雪等不利的氣候條件。大料堆(每堆100噸以上)可靠近堆起,相互間可以起一定的保護(hù)作用。
蘑菇與擔(dān)子菌綱中的其它菇類相比,生長較為緩慢,和其他共存微生物的競爭力很低。因此,堆肥的目的是促使蘑菇菌絲在生存競爭中占優(yōu)勢。在發(fā)酵前,堆肥中部分碳水化合物是以不易分解的纖維素的形式存在于禾稈中,其余的則是容易降解的糖和果膠。競爭性真菌在易利用的碳水化合物中生長良好,如木霉、曲霉、青霉等都是危害蘑菇生長的競爭性真菌。由于這個原因,部分可溶性碳源要通過發(fā)酵使之消失,因此盡管蘑菇也能利用這些易降解的碳源,但還是要犧牲一些營養(yǎng)以確保生產(chǎn)上的成功。堆肥發(fā)酵的不利方面的確是消耗了部分營養(yǎng)成分,這就是事物利與害的兩面性。
在發(fā)酵過程中,有益微生物將可溶性糖、氨基酸等容易利用的碳水化合物消耗掉,一部分轉(zhuǎn)化成菌體蛋白,因此以后其它的雜菌就不容易在堆肥中生長而與蘑菇競爭了。此外,堆肥中的氨態(tài)氮由細(xì)菌吸收利用進(jìn)而轉(zhuǎn)化為菌體蛋白質(zhì),形成富含氮素的木質(zhì)素—腐殖質(zhì)復(fù)合體。這種復(fù)合體難以被其它微生物所降解利用,幾乎只有蘑菇能吸收,因?yàn)槟⒐胶刑厥獾拿溉缍喾友趸福芊纸膺@種復(fù)合體并使這些化合物中的氮游離出來。特別是在蘑菇菌絲生長和菇蕾形成期間,需要大量的木質(zhì)素—腐殖質(zhì)。蘑菇菌絲能分解利用纖維素和木質(zhì)素這類不易為其它微生物分解的化合物,這就使得堆肥具有了選擇性。換句話說,在腐熟堆肥中蘑菇菌絲比大多數(shù)霉菌都生長得好。
后發(fā)酵也稱二次發(fā)酵,其效果有二:一是較徹底的殺死堆肥中的有害微生物及病蟲;二是通過嗜熱微生物的作用使堆肥具有選擇性,即有利于蘑菇菌絲的繁殖而不利于雜菌的生長。因而后發(fā)酵技術(shù)一般可提高產(chǎn)菇率30%左右。
在1935年以前,歐、美國家栽培蘑菇也僅對堆肥進(jìn)行一次發(fā)酵,當(dāng)時蘑菇的單位面積產(chǎn)量與現(xiàn)在相比是很低的,1平方米產(chǎn)5~7千克蘑菇就認(rèn)為是很好了。后來人們在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn),如果把仍具有一定生物活性的較生堆肥鋪到菇床上,床溫會升高并大大地高于室溫,昆蟲和害蟲就爬到了料層表面,這種現(xiàn)象被稱為“發(fā)汗”。當(dāng)害蟲到了堆肥表面,就可以很容易地用殺蟲劑殺滅。后來發(fā)現(xiàn)“發(fā)汗”對提高堆肥的質(zhì)量也是有利的。蘭伯特經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)巴氏消毒的堆肥與前發(fā)酵料堆中最適區(qū)域具有同樣的發(fā)酵條件。經(jīng)過多年生產(chǎn)實(shí)踐,這個方法得到進(jìn)一步發(fā)展和改進(jìn),成為今天我們所采用的后發(fā)酵或巴氏消毒工藝。
后發(fā)酵是在室內(nèi)設(shè)施內(nèi)嚴(yán)密地控制溫度和空氣的供給,主要是利用高溫放線菌在45~55℃發(fā)酵腐熟。控制溫度、空氣、濕度而進(jìn)行供氧發(fā)酵,目的是殺菌和堆肥的腐熟。殺菌是殺滅病原菌、昆蟲、線蟲、病毒等有害生物的過程。后發(fā)酵具有腐熟作用,通過高溫菌群的作用,除去殘留的氨氣,因?yàn)槎逊手邪钡臐舛仍?.07%以上時蘑菇菌絲就不萌發(fā)。因此發(fā)酵條件須適于同化氨的菌群繁殖,同時蓄積菌體蛋白質(zhì)。
二、堆肥中的微生物
在蘑菇生產(chǎn)中,有些變化如提高堆肥水分含量以及混合堆肥中各種成分,可以由人完成。而改善堆肥的理化性質(zhì),使其轉(zhuǎn)變?yōu)樽钸m宜蘑菇生長的狀態(tài)則要靠某些微生物了。起作用的微生物主要是嗜溫細(xì)菌、放線菌、有時還有嗜溫霉菌。這些細(xì)菌和霉菌存在于堆肥中,并在其中生長繁殖,吸取氧而產(chǎn)生熱量、水和二氧化碳。當(dāng)條件適于嗜溫微生物生長和繁殖時,它們就開始活動,分解利用堆肥中的游離營養(yǎng)物并固定它們,把氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)化合物,各種微生物的增殖和演替使堆肥形成了腐殖質(zhì),從而具備了獨(dú)特的選擇性,這是蘑菇增產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。因此協(xié)調(diào)微生物這支看不見的同盟軍,事關(guān)蘑菇栽培者的利益。
微生物類能夠生長的溫度范圍很寬,一般從-12℃到100℃??墒?,單一種微生物要在這樣寬的溫度范圍中生長是不可能的,通常各種微生物都有各自的生長溫度范圍,一般是30~40℃。
地球的大部分是比較低溫的環(huán)境。海洋的平均溫度是5℃,北極和南極的廣大區(qū)域幾乎終年都處于冰凍狀態(tài)。但是,處于無菌狀態(tài)的場所是很少的。多數(shù)微生物在有液態(tài)水的地方生息、生長。微生物的生長范圍一般在0~70℃,高于70℃的時會引起微生物細(xì)胞蛋白質(zhì)變性而死亡。微生物死亡的溫度,因其種類而異。當(dāng)溫度80℃左右時,微生物活動迅速降低,而化學(xué)反應(yīng)成為主要過程。溫度達(dá)到80℃以上時,化學(xué)反應(yīng)隨著溫度的升高越來越迅速,首先是氧化還原反應(yīng),氨的存在促進(jìn)了發(fā)熱及堆肥的氧化作用。許多人認(rèn)為,在80℃以上時,任何氧化作用所產(chǎn)生的熱量都屬于純化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)溫度在80℃左右時,在有氧氣或氨存在的情況下,pH在8.5左右時,碳水化合物及其衍生物是不穩(wěn)定的,其反應(yīng)及產(chǎn)物是多種多樣的,其中最重要的一種是糖的焦化。焦糖化的主要過程是從糖分子中逐漸失去水分,殘留化合物中的碳比例增加,顏色逐漸變暗,最后碳化。碳化率隨著溫度的升高而增加。據(jù)報道,蘑菇是利用焦糖化過程中產(chǎn)生的暗色高碳化合物作為碳源的微生物。前發(fā)酵階段產(chǎn)生的暗色化合物焦糖,可以構(gòu)成蘑菇碳代謝相當(dāng)大的比重。當(dāng)蘑菇菌絲體深入堆肥后,隨著不斷的生長使堆肥逐漸褪色變淡,這是焦糖類物質(zhì)被吸收利用的可見現(xiàn)象。
大部分微生物的生長適溫是20~40℃,稱為中溫菌(Mesophile),例如蘑菇;以40~65℃為生長適溫的微生物,稱為高溫菌(Thermophile),生存于堆肥和溫泉等地方;在20℃以下生育的為嗜冷菌或低溫菌(psychrophile),有的在0℃附近也能繁殖。三類菌的生長速度與溫度之關(guān)系參見圖5-1。
圖5-1 低、中、高溫菌的生長速度和溫度的關(guān)系
在蘑菇堆肥的前發(fā)酵和后發(fā)酵過程中,主要是高溫菌在起作用,因此要按嗜溫菌的環(huán)境溫度進(jìn)行管理。
由于堆肥散熱較慢,溫度逐漸地上升。當(dāng)溫度升到一定的程度,如35℃對于原先生長的中溫菌群來說太高了,然后由另一種喜歡較高溫度的菌群取代;當(dāng)溫度繼續(xù)升高時,對于這個菌群溫度又顯得太高了,隨后又有喜歡更高溫度的其它菌群生長。這個過程繼續(xù)進(jìn)行,直至溫度到達(dá)60~63℃。高于這個溫度,大多數(shù)微生物都不能存活而停止繁殖,但它們的孢子及芽孢可以在更高的溫度下存活。
堆肥中的細(xì)菌、放線菌、霉菌等微生物群的發(fā)酵活動是如何進(jìn)行的?這些微生物群是如何繁衍交替的?這是非常復(fù)雜的問題,要搞清楚并非易事。但根據(jù)已有的研究可以肯定,在堆肥正式建堆后,主要有細(xì)菌、放線菌、霉菌三種微生物群(表5-8)參與發(fā)酵。
表5-8 堆肥發(fā)酵過程中重要的菌類
微生物群 種 屬 名
細(xì) 菌 膠粘桿菌 Bacillus coagulans枯草桿菌 Bacillus subtilis
放線菌 高溫放線菌 Thermoactinomyces sp高溫單孢菌 Thermomonospora sp鏈霉菌 Streptomyces sp
霉 菌 灰腐質(zhì)霉高溫變種 Humicola grisea var.thermoidea柔毛腐質(zhì)霉 Humicola lanuginosa高溫毛殼霉 Chaetomium thermophile var.dissitum高溫色串孢 Torula thermophile
堆肥后發(fā)酵中的有益微生物群可以分為高溫細(xì)菌(最適溫度50℃~60℃)、放線菌(50℃~55℃)、絲狀真菌(45℃~53℃)。各種微生物有各自的最適發(fā)育溫度條件,相互之間有微妙的差異。隨著發(fā)酵過程溫度的變化,堆肥中微生物的種類也有演替。
細(xì)菌存在于秸稈莖葉表面,每克干稻草有高溫細(xì)菌1×105個。畜糞中發(fā)現(xiàn)有8種以上形態(tài)特征不同的球菌與桿菌,數(shù)量高達(dá)每克干糞中有1~3×108個。此外,原材料中也含有大量放線菌。在堆肥過程中,中溫菌(主要是霉菌類)、高溫細(xì)菌、放線菌交替出現(xiàn)。Eicker(1980)從一次發(fā)酵的堆肥中分離出44種中溫菌,50%以上有分解纖維素的能力。
堆肥建堆后不久高溫菌開始繁殖,例如腐殖霉(Humicola spp)、棘霉(Talaromyces spp)和子囊菌綱的高溫毛殼(Chaetomium thermophile)等。后發(fā)酵剛開始時檢出的中溫菌,如曲霉屬(Aspergillus)和青霉屬(Penicillium)在后發(fā)酵過中基本被消滅,在發(fā)酵的后期只檢出好熱的高溫菌。一般情況下,后發(fā)酵中堆肥腐熟的溫度高于放線菌的最適生育溫度(55℃)。所以可以認(rèn)為,比55℃稍低一些的溫度是高溫放線菌和高溫細(xì)菌共同的最適生育溫度。因此堆肥腐熟的溫度限定在45~53℃比較適當(dāng)。
堆肥的溫度在40~45℃,游離氨的消失最快;50℃以上要達(dá)到變成不含游離氨的堆肥所需要的時間延長;長時間維持在60℃,堆肥的特異性就會喪失,對蘑菇的生育就完全不適宜了。在40℃因有中溫競爭菌生存繁殖,是造成蘑菇病害的起因;而在46~53℃,經(jīng)有益微生物發(fā)酵腐熟之后就制成了良好的堆肥。
后發(fā)酵中的最適溫度48~53℃是有益的高溫放線菌和真菌最適的生育溫度,在氨的消耗和蛋白質(zhì)的合成方面起了重要的作用??墒堑搅?5℃以上之后,氨又重新生成,對蘑菇菌絲來說,就變得完全不適合了。高溫菌例如嗜熱色串孢在降低游離氨濃度方面起著重要的作用,而且其菌體是蘑菇營養(yǎng)上不可缺少的不飽和脂肪酸的供給源。
后發(fā)酵是在好氣的條件下進(jìn)行的,所以通入空氣是非常重要的。氧氣濃度從19%降低到14%后,二氧化碳增加,后發(fā)酵所需要的時間就會延長一倍。就后發(fā)酵的殺菌過程來說,在必需最低限度下要充分提高溫度,還要在必需的最低限度下充分延長時間,以殺滅堆肥中的線蟲、菇蠅、螨、病原菌等。
對堆肥的腐熟起著重要作用的高溫菌在75℃、經(jīng)15分鐘以上就不能生存??墒窃?8℃,灰色腐質(zhì)霉經(jīng)30分鐘,柔毛腐質(zhì)霉和微毛霉經(jīng)40分鐘還可以生存。在65℃以上,其他重要的高溫菌在數(shù)小時內(nèi)都會死亡。
幾乎所有的高溫菌在62℃經(jīng)12小時以上,59℃經(jīng)24小時以上還可以生存,即使在59~60℃,只要?dú)⒕怀^10小時,高溫菌也是安然無恙的??墒侨绻麣⒕鷷r間過長,有益微生物生存的機(jī)會就有減少的危險。因此把后發(fā)酵的殺菌時間確定為57℃保持5小時,之后要盡可能快地把它降低到堆肥的腐熟溫度。
堆肥中有無數(shù)的放線菌,呈灰白色。通常在前發(fā)酵的末期,出現(xiàn)所謂“白化現(xiàn)象”,后發(fā)酵中起作用的大部分菌類亦屬放線菌,不同時期堆肥中的放線菌及其數(shù)量列于表5-9。
表5-9 堆肥中的放線菌種類
放 線 菌 名 稱 孢子數(shù)/克干料重×104
堆肥 二次發(fā)酵 接種時 發(fā)菌期 覆土?xí)r
普通高溫放線菌 Thermoactinomyces Vulgaris 7.8 16.5 4.7 13.1 --
高溫單孢菌/放線雙歧菌 Thermomonospora/Actin Obifida 15.2 54.4 48.1 7.0 --
綠色糖單孢 Saccharomonospora Viridis 0.8 0.4 4.3 -- --
產(chǎn)褐放線雙歧菌 Actinbifida chromogena 14.4 60.5 72.4 72.3 4.3
(灰色)鏈霉菌 Streptomyces spp (grey) 15.5 24.3 24.7 7.0 1.3
白色鏈霉菌 S. Albus 1.8 -- -- 0.9 --
灰鏈霉菌 S.griseus 1.8 -- 3.9 -- --
諾卡氏菌 Nocardia spp 6.4 5.6 0.1 7.0 2.2
糞生微多孢菌 Micropolyspora faeni -- -- 0.2 -- --
其它 4.2 9.9 17.1 34.9 2.9
在后發(fā)酵中繁殖最快的高溫放線菌是普通嗜熱放線菌,在其作用下秸稈的纖維迅速崩解;而嗜熱單孢菌分解纖維素,糖單孢菌分解木聚糖,可是這兩種菌分解木質(zhì)素的能力都很弱。
通過后發(fā)酵積累在堆肥中的菌體蛋白質(zhì)是蘑菇菌絲的優(yōu)良營養(yǎng)源。接種蘑菇菌種時,堆肥中微生物菌體量(生物量)相當(dāng)于1克干堆肥含9.2毫克。據(jù)報道,放線菌和細(xì)菌的比例是2.8:1,細(xì)菌總數(shù)是1克干堆肥1×1011個,1克干堆肥中菌類細(xì)胞的排列總長度,可達(dá)39.5公里。
試驗(yàn)表明,堆肥中添加蔗糖和糖蜜等可溶性糖類,可使高溫細(xì)菌明顯地增殖,堆肥可在較短時間內(nèi)發(fā)酵結(jié)束而不含游離氨,干物質(zhì)的損失變少,結(jié)果蘑菇的產(chǎn)量增加。
高溫細(xì)菌不分解纖維素,但其分泌物可以促進(jìn)分解纖維素的高溫放線菌的生育。同樣的,放線菌的分泌物能促進(jìn)細(xì)菌的生育,繁殖的細(xì)胞能合成多糖類的物質(zhì)。對蘑菇菌絲來說,細(xì)菌多糖類物質(zhì)比單糖更容易被同化吸收。在堆肥中,積累在秸稈里面和外面的暗褐色物質(zhì),含有大量細(xì)菌產(chǎn)生的多糖類物質(zhì),它隨蘑菇菌絲的生育而迅速消失,堆肥顏色也從暗褐色變?yōu)槊髁恋狞S色。也就是說,這種現(xiàn)象成為蘑菇菌絲把高溫微生物菌體(生物量)作為營養(yǎng)源加以利用的證據(jù)。在高溫放線菌和細(xì)菌充分繁殖過的堆肥中,蘑菇菌絲不但生育良好,還可以避免雜菌的污染。
三、堆肥的前發(fā)酵
一般情況下,堆肥的前發(fā)酵需要14~16天,后發(fā)酵需要6~7天(表5-10)。
表5-10 堆肥前、后發(fā)酵所需時間
發(fā)酵 程 序 所需時間 備 注
前發(fā)酵 1.預(yù)濕 2天 原材料浸水
2.建堆 1天 混勻成堆
3.堆制 12~14天 3~4次翻堆
后發(fā)酵 1.均溫 1天 均勻升溫
2.殺菌 10小時 巴氏消毒
3.腐熟 5~6天 腐熟過程
前發(fā)酵的主要作用是混勻各種原材料,使之吸收適量的水分,活化并積累微生物菌體,同時消耗易分解的可溶性有機(jī)物等。堆肥前發(fā)酵的有關(guān)事項及操作程序如下:
(一)場地 計算堆肥所占用的場地面積,料堆一般按1噸堆肥長0.8~1米估算,也就是說50噸堆肥需要40~50米長的場地,寬度占地3~4.5米。在料堆的前后必須留有足夠的空間,供翻堆機(jī)運(yùn)行。如果場地上建有防雨棚,則要求這種建筑四周最好是開放式的或者留有很大的門,以便于翻堆機(jī)進(jìn)出建筑物轉(zhuǎn)頭并停在料堆的前面。每次翻堆時,料堆向前端推進(jìn)5米,在下一次翻堆時向相反的方向進(jìn)行。這就意味著,建筑物至少應(yīng)比料堆的最長部分長10米。荷蘭蘑菇栽培者協(xié)會堆肥中心的雨棚面積達(dá)4萬平方米。
(二)預(yù)濕 預(yù)濕的目的是使禾稈材料吸足水分,含水量須達(dá)到70~75%。在添加尿素時,把尿素溶解在水中再噴撒更好。平時,需要有一個水池收集從料堆中流出的汁液,再噴到堆肥上。噴水間歇進(jìn)行,直至堆肥吸夠了需要的水分,一般這個過程需要進(jìn)行2天。
(三)建堆 料堆一般寬2米,高1.5米,長度根據(jù)所需要的堆肥數(shù)量而定。料堆的大小必須適合發(fā)酵過程中所發(fā)生的氣體和熱的交換。在高溫季節(jié),為了增加堆肥的通風(fēng),料堆要縮小。在低溫季節(jié),即使料堆加大,因?yàn)榱隙褍?nèi)部和外界氣溫相差很大,所以通氣性增加,大料堆的蓄溫保溫作用較好。
建堆后料堆中心的溫度很快上升,1天后可達(dá)65~75℃,這是微生物迅速生長繁殖的標(biāo)志。在細(xì)菌活動的影響下,禾稈外層堅實(shí)的細(xì)胞被破壞而大量吸收汁液。畜禽糞含有的營養(yǎng)物游離出來,并被轉(zhuǎn)化成能為蘑菇所吸收的形式。在堆肥表層10厘米內(nèi),線蟲類、蠅蛆類、霉菌的孢子會普遍受高溫的傷害。料堆壓得太緊或太松都難以發(fā)熱,因此壓縮的程度是否適當(dāng),可以通過發(fā)熱如何來加以判斷。必須觀察溫度計讀數(shù),料堆內(nèi)的溫度每天早晚各記錄一次。
(四)翻堆 翻堆的間隔時間因外界氣溫、添加輔料的種類和數(shù)量、加水量、緊實(shí)度而不是固定的。一般在12天的堆制期內(nèi)翻堆3~4次。
1.一次翻堆 建堆后第3天進(jìn)行第一次翻堆(圖版25),此時按配方要求的比例摻入石膏,均勻地撒在料堆上,并使之與堆肥充分混勻。雖然不使用翻堆機(jī)也可以進(jìn)行翻堆,但是使用機(jī)器效率要高得多(圖版26)。帶齒滾筒將堆肥扒開,將料塊抖松、混勻,可將舊料堆的外層翻倒于新料堆的中心去,同時形成整齊的料堆。
更為重要的是翻堆機(jī)可以節(jié)省很多勞動力,能顯著減少人的繁重勞動。但是大型翻堆機(jī)價格昂貴,即使在較為發(fā)達(dá)的歐洲國家,較小的菇場自備大型翻堆機(jī)也是不經(jīng)濟(jì)的。因而,小菇場所用的堆肥一般是向堆肥中心購買,堆肥中心采用多臺全自動翻堆機(jī)連續(xù)生產(chǎn)。栽培者購買堆肥的好處是可以免去蘑菇生產(chǎn)中最繁重、最臟的勞動,能將精力集中于菇場的效益管理,使蘑菇栽培成為一種饒有興趣的園藝。
堆肥發(fā)酵是一個需氧過程,如果水分過多,就會妨礙料堆的通氣性,尤其是在料堆的底部中央部位,氧氣的濃度逐漸降低而成為缺氧區(qū)。微生物在缺乏游離氧時,就會降解某些化合物而產(chǎn)生它們生長所必需的能量,譬如降解它們已經(jīng)同化的蛋白質(zhì)及炭水化合物,因而產(chǎn)生酸臭味。水分也不能過低,如果低于40%,微生物的活性會因缺水而極大降低。
1934年,美國科學(xué)家蘭伯特發(fā)現(xiàn),在堆制過程中料堆內(nèi)可以分成幾個不同的溫度區(qū)(圖5-2):
圖5-2 料堆中溫度的分布
A區(qū)為冷卻區(qū),暴露于外界空氣,溫度低但含有大量有益的微生物,通過翻堆可供給整個料堆微生物,也是微生物的保護(hù)層。
B區(qū)為放線菌活動區(qū),是有益菌繁殖的最佳部位,可以看到放線菌的白色菌斑。因此翻堆時的堆肥含水量,以能產(chǎn)生放線菌白斑為適,無白斑則可能因?yàn)榱咸珴瘛?br> C區(qū)是最適發(fā)酵區(qū),此區(qū)的堆肥即使不進(jìn)行以后的二次發(fā)酵也無問題,是供給蘑菇菌絲營養(yǎng)的最佳料層。
D區(qū)是溫度較低的缺氧區(qū),菌類因進(jìn)行無氧酵解而產(chǎn)生酸臭味,對蘑菇菌絲的生育是完全不適合的料層,此區(qū)堆肥色澤黑綠,pH值很低,必須通過翻堆而與其它料層混合,通過再發(fā)酵而得到改良。
整個料堆供氧不均勻是造成溫差的原因之一。從料堆的各溫度區(qū)分別取一些堆肥來栽培蘑菇,發(fā)現(xiàn)50~55℃區(qū)域的堆肥產(chǎn)菇最多。而且也發(fā)現(xiàn),取自其它區(qū)的劣質(zhì)堆肥,重新放在較適合的條件下,譬如再在50~55℃富氧的條件下堆制,還可以改進(jìn)質(zhì)量。由此,人們把所有經(jīng)一次發(fā)酵的堆肥再置于50~55℃的條件下再進(jìn)行發(fā)酵處理,這種后處理現(xiàn)在被稱為堆肥的后發(fā)酵或“巴氏消毒”。隨著這種方法的推廣,蘑菇的栽培效益顯著增加,生產(chǎn)工藝也得到了工業(yè)化水平的快速發(fā)展。
研究表明,堆肥發(fā)酵進(jìn)行一次翻堆后,料堆中心的氧約在24小時之內(nèi)就耗完了。如果3天才翻一次堆,氧從何來?這就是堆肥的“煙囪效應(yīng)”提供的(圖5-3)。
圖5-3 料堆的煙囪效應(yīng)(A~E含意同圖5-2)
翻堆24小時后,堆肥內(nèi)、外產(chǎn)生了溫差,進(jìn)而促使空氣從料堆側(cè)面流進(jìn)堆肥中部并從頂部排出而產(chǎn)生“煙囪效應(yīng)”,蒸汽水分會在料堆的頂層冷凝,使頂層變得相對較濕。
從補(bǔ)充氧氣的觀點(diǎn)來看,自然通風(fēng)的“煙囪效應(yīng)”比通過翻堆補(bǔ)充氧氣更重要。因?yàn)榉蜒a(bǔ)充到料堆中央的氧氣很快全部被高溫細(xì)菌消耗掉,二氧化碳積累達(dá)20%以上就會造成嫌氣狀態(tài)。一般來說,這是料堆的寬度太寬或含水量過多時引起的。相反,二氧化碳濃度在5%以下,表明此區(qū)域通風(fēng)過量,料堆被冷卻,發(fā)熱不好。料堆經(jīng)過幾天的“煙囪效應(yīng)”造成發(fā)熱后,料堆內(nèi)外的溫度、水分差別太大,就必須把料堆扒開、抖散、充分地混合,然后再堆起來,這就是要求反復(fù)翻堆的理論基礎(chǔ)。
為了減少熱量與水分的損失,在不影響工作質(zhì)量的前提下,翻堆應(yīng)盡快完成。
2.二次翻堆 建堆第6天進(jìn)行。第二次翻堆后,應(yīng)盡可能限制添加的水量,在堆制過程結(jié)束時,含水量應(yīng)接近70%,專業(yè)堆肥場有專門的設(shè)備正確地測定含水量。對沒有這種設(shè)備的栽培者來說,可以采用經(jīng)驗(yàn)方法,即抓一把堆肥用力握,如果在指縫間有液滴出現(xiàn),其含水量約為70%,接近規(guī)定的含水量;如果液滴成串,這說明太濕了,含水量超過了75%。相反地,含水量不足會降低化學(xué)反應(yīng)和微生物的活動。為不使肥料流失,從料堆中流出的所有水分都應(yīng)加回堆肥中之,堆制良好的料堆的水分損失是很小的。
3.三~四次翻堆 分別在建堆后第9天、第12天進(jìn)行。如果進(jìn)行后發(fā)酵,前發(fā)酵天數(shù)可適當(dāng)減少,以保障堆肥在后發(fā)酵時仍具有較高的生物活性和溫度。保持堆肥的結(jié)構(gòu)也很重要,也就是說草料不應(yīng)太短太爛。
每次翻堆后,堆肥的體積都有明顯減縮,因此越接近堆制結(jié)束,材料變得越少。一般而言,前發(fā)酵期間堆肥的體積與重量約減縮40%。雖然堆肥中的水分蒸發(fā)也很多,但由于干物質(zhì)損失引起的含水量增加比蒸發(fā)的更多,因而在接近堆制過程結(jié)束時,整個堆肥的含水量基本上相近。在進(jìn)行后發(fā)酵前,可適當(dāng)提高堆肥的含水量,使之達(dá)到68~70%,因?yàn)樵诤蟀l(fā)酵期間水分的損失是很大的。
(五)前發(fā)酵堆肥的標(biāo)準(zhǔn) 前發(fā)酵合格的堆肥應(yīng)具備的特征為:①草料濕潤有光澤,呈暗褐色;②草料有彈性,拉斷時有一點(diǎn)阻力;③用一只手緊握料,從指縫中可滲出少量水(含水量70%);④有氨味和霉味,pH值7.8~8.2;⑤稍有粘性,手握會沾上堆肥;⑥在干燥的部位可以看到放線菌的白斑;⑦含氮量1.5~1.8%,含氨0.15~0.4%。
堆肥粘重是不良堆肥的的表現(xiàn)。另一方面,優(yōu)質(zhì)堆肥在秸稈分解時產(chǎn)生的微粒不會分散而是凝集,通氣性和持水性也都很好。堆肥中加入石膏之后,會使膠體物質(zhì)凝集,明顯增加堆肥的彈性和通氣性,因此堆肥添加石膏已成為一種常規(guī)。
經(jīng)堆制發(fā)酵的稻草抗拉力降低,用兩手把堆肥擰一下就很容易擰斷,據(jù)此可以判斷堆肥的崩解狀態(tài)。對前發(fā)酵堆肥的抗拉力沒有統(tǒng)一的看法,有人要求稻草的抗拉力不能太小。否則,堆肥再經(jīng)后發(fā)酵就過度粉碎了。稻草崩解變細(xì)之后,堆肥就很容易變得緊實(shí)致密,因而會明顯地影響通氣性。
測定堆肥水分采用以下方法,在料堆中的20個不同的點(diǎn)各取一把堆肥,把堆肥混合均勻,在混合物中取各有約100克的兩個樣品,打開250瓦燈泡,在燈下干燥樣品。2~3小時后,樣品完全干了,每個樣品的重量若接近30克,那么,這些樣品的含水量約為70%。
四、床架式后發(fā)酵
在蘑菇的單區(qū)制栽培中,堆肥的后發(fā)酵是在出菇房的床架上進(jìn)行的,因而稱為床式后發(fā)酵,其過程可分為溫度平衡、殺菌、腐熟三個階段。操作程序如下:
(一)進(jìn)料裝床 一次發(fā)酵結(jié)束的堆肥,要盡可能趁熱裝床,避免堆肥釀熱的損失。工廠化栽培采用鍍鋅金屬板菇床,菇床上鋪尼龍網(wǎng),裝床機(jī)在尼龍網(wǎng)上鋪20~25厘米厚的堆肥,菇床另一端的卷網(wǎng)機(jī)以1分鐘2米的速度拉動尼龍網(wǎng)鋪滿床面。這種移動的鋪料方式可以大大節(jié)省勞力和縮短作業(yè)時間。菇床中間裝得比邊緣要高一些,堆肥均勻,以后溫度的分布也均勻。如果菇床中有的部位堆肥過厚或壓得過緊,料溫和通氣性將產(chǎn)生較大差異。
裝床結(jié)束之后,要檢查堆肥的水分狀態(tài)。如果堆肥的水分不足,考慮到后發(fā)酵過程中水分蒸發(fā)較大,需要用細(xì)眼噴頭,但勿使堆肥過濕。
裝床結(jié)束后,整理并沖洗地板,立刻把菇房門關(guān)上。為了記錄菇床料溫和室溫,可以在菇床各部位設(shè)置溫度計。后發(fā)酵期間堆肥溫度、室內(nèi)氣溫與新鮮空氣供應(yīng)量之間的相互關(guān)系如圖5-4所示。
圖5-4 后發(fā)酵期間堆溫、氣溫與新鮮空氣的相互關(guān)系
(二)溫度平衡 后發(fā)酵初期的溫度平衡可使堆肥內(nèi)的的溫度分布均勻。控制如下:
1.加溫條件 菇房隔熱性要好,須有加熱裝置,菇床上堆肥要有足夠厚度,一般為20厘米以上。為促進(jìn)堆肥發(fā)酵,需要采用蒸汽加溫。散熱系統(tǒng)與通風(fēng)系統(tǒng)相連接,熱蒸汽能迅速送到整個室內(nèi)。蒸汽量可以用手動控制,也可以通過電磁閥進(jìn)行自動控制。100噸堆肥1小時所消耗的熱蒸汽約為700千克。
2.通風(fēng)與循環(huán) 在循環(huán)風(fēng)不良的發(fā)酵室內(nèi),會引起上層料床冷凝水過多,局部料溫過高或過低,缺氧而發(fā)酵不良等。為消除菇床與菇床之間的濕差與溫差,通常要進(jìn)行室內(nèi)空氣循環(huán)并適量通入新鮮空氣。
在工廠化栽培條件下,可通過氣流調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)新風(fēng)和循環(huán)風(fēng)(回風(fēng))的比例。出菇室內(nèi)的通風(fēng)換氣裝置如圖5-5、圖5-6所示。
圖5-5 換氣循環(huán)裝置
圖5-6 空氣混合器
氣流調(diào)節(jié)器的擋板呈水平時,可將外部的新鮮空氣100%送入室內(nèi);擋板垂直時則只有室內(nèi)空氣的循環(huán)。如此調(diào)整空氣調(diào)節(jié)器擋板的角度,可以調(diào)節(jié)室內(nèi)新風(fēng)與回風(fēng)的相對比例(表5-11)。
表5-11 氣流調(diào)節(jié)器的開度和新鮮空氣的比例
θо(開度) A(新風(fēng)比例) B(回風(fēng)比例)
90 0 100
60 14 86
45 30 70
30 40 50
15 75 25
0 100 0
混合后的空氣經(jīng)制冷器或加熱器調(diào)節(jié)溫度后,通過排氣管分散到室內(nèi)。排氣管上等距離有規(guī)則地設(shè)有許多排氣孔。為保持整個散風(fēng)系統(tǒng)處于等壓和保證每個排氣孔排出等量空氣,全部排氣孔的總截面積不得超過總排氣管截面積的80%,以保證從全部排氣孔吹出來的氣流有一定的風(fēng)壓。另外,在吸氣口上安裝空氣過濾裝置,對預(yù)防病害蟲的侵入是很重要的。特別是在后發(fā)酵結(jié)束時因降溫需要而導(dǎo)入大量空氣,病原菌孢子侵入的危險性很大。
后發(fā)酵的第1天,裝床后的堆肥與空間的溫差大,各菇床之間的溫度也不平衡,因而主要進(jìn)行空氣循環(huán),即將空氣混合器的擋板密閉(θ=90。)。到菇床之間的溫差變小的時候,直接通入熱蒸汽升溫進(jìn)行巴氏殺菌。如果堆肥過濕,則可采用干熱加溫。要注意監(jiān)視堆肥溫度,如果堆肥溫度已全部達(dá)到40℃,需要供給少量新鮮空氣(θ=60。),堆肥因有氧發(fā)酵而溫度慢慢地上升。一般而言,1噸肥料1小時最小的通風(fēng)量(包括新風(fēng)與回風(fēng))為250~300立方米,最小風(fēng)壓60毫米水柱(最好在80~100毫米之間)。通入新鮮空氣主要是為了供氧和調(diào)節(jié)溫度,同時可使菇房內(nèi)保持一定的正壓,以防止未經(jīng)過濾的空氣從室外進(jìn)入菇房。供氧所需的新風(fēng)按1小時1噸堆肥50立方米來估計。然而,這個數(shù)字經(jīng)常隨堆肥溫度而變化。新鮮空氣提供給堆肥中的微生物足夠的氧,之后被風(fēng)機(jī)再循環(huán),使整個菇房的溫度趨于均勻,同時置換走了堆肥發(fā)酵產(chǎn)生的廢氣—二氧化碳。
(三)巴氏消毒 后發(fā)酵的第2天,為在57~60℃進(jìn)行巴氏消毒,需要通入熱蒸汽盡快地把料溫升高到60℃,維持6~8小時。在這個過程中,完成有害生物的殺滅工作。在巴氏消毒期間,為了減少各菇床之間的溫差,需要繼續(xù)進(jìn)行空氣循環(huán)。殺菌過程中不能過量通入新風(fēng),否則堆肥溫度難以上升。
巴氏消毒的原則是以必需的最低溫度和最少的時間進(jìn)行殺菌。因此必須避免殺菌過程的時間過長或過短、溫度過高或過低。各種病原菌的致死溫度是在實(shí)驗(yàn)室條件下測定的數(shù)值(表5-12),而栽培室各菇床之間的溫度分布有差異,即使是維持10小時以上的巴氏殺菌溫度,竹木菇床中也有病毒或雜菌殘存。因此在后發(fā)酵之前,竹木制菇床要用福爾馬林熏殺滅菌。
表5-12 殺滅病菌和害蟲的溫度
病菌害蟲名稱 滅死溫度及時間
菇蠅類 55℃,5小時
線蟲 55℃,5小時
螨類 55℃,5小時
癭蠅 46℃,1小時
褐色石膏霉 60℃,4小時
樹枝狀輪指孢霉 50℃,4小時或60℃,2小時
綠霉 60℃,6小時或50℃,16小時
褐斑病 60℃,2小時或55℃,4小時
疣孢霉病 60℃,2小時或55℃,4小時
胡桃肉狀菌 60℃,數(shù)小時
毛殼菌 60℃,6小時
黃色毀絲霉 60℃,2小時或50℃,16小時
假單孢細(xì)菌 50℃,10分鐘
真菌孢子 65℃,72小時或70℃,3小時
菇蠅類、螨、線蟲、胡桃肉狀菌、黃霉等在一定的高溫條件下就會死亡。但殺菌時間過長,溫度過高會造成嫌氣狀態(tài)和堆肥成分的變性而污染雜菌。一般來說,稱為指示菌的是毛殼菌、白色石膏霉、褐色霉菌、木霉、鬼傘等,
出現(xiàn)這些指示菌表示堆肥沒有發(fā)酵好。線蟲和某些螨類會食毛殼菌和木霉等雜菌,這些害蟲在適宜的堆肥中沒有,但是在發(fā)生雜菌的堆肥中則大量繁殖。
需要說明,巴氏消毒并不能殺滅所有的微生物,如耐熱的芽孢細(xì)菌經(jīng)120℃45分才能致死(表5-13)。此外,堆肥的腐熟過程還要靠有益的高溫菌完成。
表5-13 不同微生物的致死溫度
微 生 物 種 類 100萬細(xì)胞致死條件
酵母、無芽孢細(xì)菌 80℃10分
不耐熱的產(chǎn)芽孢細(xì)菌 110℃30分
耐熱的產(chǎn)芽孢細(xì)菌 120℃45分
(四)堆肥腐熟 僅僅不含病菌、害蟲的堆肥還不是適宜的堆肥。殺菌過程結(jié)束后的堆肥,還必須經(jīng)過腐熟過程。腐熟是在限定的溫度、氧氣、濕度的狀態(tài)下,完成發(fā)酵的過程。在化學(xué)上,其目的是消耗易分解的有機(jī)物、同化和揮發(fā)游離氨。消耗簡單的糖類可以防止競爭菌的生存,利用微生物以游離氨和硝酸鹽合成自身蛋白質(zhì),這意味著積累蘑菇營養(yǎng)源。
后發(fā)酵的第3~6天,維持堆肥中心的溫度55℃,室溫在35~40℃。在3天的時間內(nèi),把菇床料溫按1天l℃降到52℃,這是堆肥的最適腐熟溫度。經(jīng)驗(yàn)表明,在巴氏消毒溫度在60℃左右,每天溫度降低接近1.5~2℃時,后發(fā)酵進(jìn)行得最好。當(dāng)料溫降到53~48℃時,堆肥將變成“美麗的灰白色”。在45℃以下和54℃以上不能制備出適于蘑菇菌絲生長的基質(zhì),因?yàn)?5℃以下不適宜有益高溫菌的繁殖;55℃以上有害的游離氨重新形成。
如果室溫能保持40℃左右,盡可能不依賴干或濕的熱源加熱,靠調(diào)節(jié)通風(fēng)換氣量維持上述的溫度為好;但是堆肥本身沒有活性時,必須加熱。腐熟結(jié)束時,堆肥的中心部溫度是50~52℃,菇床表面和側(cè)面為45℃左右。溫度要測定菇床中心部的最高部分的溫度,要控制得沒有很大的差異。堆肥活性下降,料溫也開始下降,腐熟過程就完成了。
后發(fā)酵第7天,把通風(fēng)換氣量開到最大,使堆肥迅速冷卻到27℃。堆肥是否完全腐熟很難判斷時,再延長1天降溫比較安全。后發(fā)酵所需時間受幾種因素影響,除了堆肥的含水量、物理結(jié)構(gòu)、游離氨含量、易分解的有機(jī)物的含量等之外,裝床的厚度、壓縮密度、溫度、濕度等都有影響。
(五)后發(fā)酵堆肥的標(biāo)準(zhǔn) 后發(fā)酵堆肥的評判標(biāo)準(zhǔn)可參考表5-14、表5-15及圖5-7。
表5-14 接種時堆肥的成分組成
成 分 含量(%)
氮(凱氏法) 2.20
粗脂肪(醚可溶物) 0.074
粗纖維 8.70
灰分 9.87
碳水化合物 6.90
水分 72
合 計 100
表5-15 前發(fā)酵與后發(fā)酵的堆肥狀態(tài)
評判標(biāo)準(zhǔn) 前發(fā)酵之后 后發(fā)酵之后
色澤 暗褐色 灰色(有白菌霜)
秸稈纖維 較硬,抗拉力強(qiáng) 柔軟,有一點(diǎn)抗拉力
水分 70-72%,手握指縫滴水 65-68%,不滴水
氣味及pH 有氨味,8.0左右 無氨味,7.5以下
手感 粘度大,污手 不粘,有彈性,不污手
浸出液 不透明 透明
圖5-7 從建堆到接種堆肥成分的變化
圖6-7表明堆肥經(jīng)過前發(fā)酵與后發(fā)酵直至播種時的全部變化:
1.碳素 易分解的糖類含量大大降低,而木質(zhì)素—腐殖質(zhì)復(fù)合物的比例較穩(wěn)定。
2.氮素 蛋白質(zhì)(主要是菌體蛋白)含量大大增加,而有害的氨氣由0.4%降到0.07%以下。
3.碳氮比 堆肥的碳氮比,在前發(fā)酵開始時約為30:1,微生物生長最活躍;后發(fā)酵開始時約為20:1;腐熟堆肥接種時的碳氮比為16:1。堆肥中氮素的相對含量在微生物的作用下越來越高。
4.pH值 堆肥的酸堿度,在前發(fā)酵開始時pH值約為9左右;后發(fā)酵開始時pH值約為8.5;腐熟堆肥接種時的pH值為7.5左右。
游離氨的存在造成堆肥的高pH值。pH值過高之后,會阻礙蘑菇菌絲的生長發(fā)育。用石蕊試紙測定熱堆肥的pH值,是一種有效的方法。從pH值可推測氨氣變化:存在氨氣時,pH值一般在9.0以上;如果pH值在7.5左右,就可以確定氨氣已經(jīng)消失了。簡易的pH值測定法是從菇床中央取發(fā)酵之后的熱堆肥,放入塑料袋中,把濕的石蕊試紙放入袋中,把袋口擰緊放置1分鐘以上,石蕊試紙由紅變藍(lán),就可知游離氨的存在。同樣的用甲酚紅、酚紅試紙或其他試紙也是有效的??墒嵌逊世鋮s后,這種方法就不準(zhǔn)確了。
5.溫度 堆肥的溫度,前發(fā)酵期間的范圍為65~80℃;后發(fā)酵期間的范圍為60~50℃;腐熟堆肥接種時的溫度為25℃。
6.水分 堆肥的含水量,前發(fā)酵期間的范圍為65~75%;后發(fā)酵期間的范圍為72~71%;腐熟堆肥接種時含水量為66~70%。
7.微生物 堆肥中的微生物,前發(fā)酵期間主要是嗜熱細(xì)菌;后發(fā)酵期間嗜熱細(xì)菌大量死亡,而放線菌與絲狀真菌增加。
堆肥在前發(fā)酵過程中有機(jī)物損失約為40%。在后發(fā)酵過程中,前發(fā)酵殘留有機(jī)物又損耗約20%。相對于堆肥時的有機(jī)物總量,播種時僅剩約40%。所損失的干物質(zhì)大部分轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)酵熱而消耗掉,少部分轉(zhuǎn)為各種菌體生物量。堆肥經(jīng)過前、后發(fā)酵及出菇后,其重量、水分和有機(jī)物的損失如表5-16。
表5-16 堆肥在各階段的重量損失(㎏/㎡)
生產(chǎn)階段 堆肥濕重/㎡ 堆肥含水量% 有 機(jī) 物 灰分
重量㎏ 比例% 重量㎏ 含水量 重量㎏ 比例%
建堆時 165 100 120 73 35 100 10
裝床時 100 61 70 70 20 57 10
播種時 70 42 45 64 15 43 10
產(chǎn)菇20㎏ 45 27 25 56 10 29 10
蘑菇的產(chǎn)量也與接種時堆肥的含水量有關(guān),一般接種時堆肥的最適含水量為64%,比二次發(fā)酵前的70%大約低6%左右。接種時堆肥的水分,如果比最適含量64%增或減2%,都不利于菇體發(fā)育,每平方米大約減產(chǎn)0.5千克蘑菇。
堆肥的含水量十分重要,因?yàn)樗苯佑绊懙蕉逊实耐?,含水量越高,通氣量就越少,兩者成?fù)相關(guān)。通過一系列的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),馬糞堆肥的發(fā)菌期含水量為65%,可獲得最高產(chǎn)量,這就要求裝料時的堆肥含水量為71%。對合成堆肥的含水量也進(jìn)行了測試,合成堆肥的最適含水量要比馬糞堆肥約高3%,裝料時和發(fā)菌期的最適含水量應(yīng)分別為74%和69%。出現(xiàn)這種差異的原因在于有機(jī)質(zhì)含量,合成堆肥的持水能力要比馬糞堆肥的大。須指出,堆肥通氣也受料厚、結(jié)構(gòu)和密度的影響。
后發(fā)酵結(jié)束后,秸稈在微生物的作用下而完全腐殖質(zhì)化,組織完全崩解,形成腐殖質(zhì)復(fù)合體。蘑菇菌絲同化該類復(fù)合體比葡萄糖碳源好,生長的更快。這種復(fù)合體不僅是營養(yǎng)源,而且改善了堆肥的保水性。復(fù)合體中含有高比例的酸不溶性含氮化合物,例如微生物的細(xì)胞或孢子,其構(gòu)成成分是糖質(zhì)40%、蛋白質(zhì)12%,酚類物質(zhì)4%。這種復(fù)合體,其中50%在蘑菇菌絲接種后一個月以內(nèi)就被利用而消失了。已知蘑菇菌絲能同化嗜熱腐殖霉、普通嗜熱放線菌、鏈霉菌屬、綠色糖單胞菌等的菌體。
蘑菇菌絲在堆肥中繁殖,最重要的因子是水分。接種時最適的含水量是63~68%。通氣性很好的合成堆肥即使含水量達(dá)72%,菌絲也長得很好,可以得到相當(dāng)高的產(chǎn)量。但堆肥水分不能過濕,否則通氣性就差了,導(dǎo)致發(fā)菌緩慢。
經(jīng)過后發(fā)酵,堆肥中大部分氮素變成有機(jī)態(tài),碳氮比(C/N)從建堆開始時的30:1降到15:1;干物質(zhì)中的總氮為2%左右;堆肥的pH為7.0~7.5。
裝床時堆肥中最后殘存的氨濃度,取決于堆肥中的總氮和碳氮比。如果添加的氮肥過多,堆肥的含氮量就會增加。堆肥如果干燥,氨就消散了。所以干燥堆肥氨的定量分析值比濕堆肥真實(shí)的數(shù)值稍微低些。因?yàn)殡s菌易在高濃度氨的堆肥中生長,因此在接近后發(fā)酵結(jié)束時,如果肯定堆肥中還殘存氨的話,必須再延長腐熟幾天。
堆肥中的游離氨對蘑菇菌絲的生育和產(chǎn)量有直接而惡劣的影響。接種時游離氨必須減少到0.07%以下。如果濃度高,蘑菇的繁殖就會受到阻礙;而在0.1~0.2%就會造成減產(chǎn)。氨濃度再高,就完全沒有可能收獲了。過濕的堆肥殘存游離較高的氨氣是最大的危害。
荷蘭Horst蘑菇試驗(yàn)站做過比較:三種堆肥的雞糞含量分別為每噸0、100和200千克,在后發(fā)酵進(jìn)行的2、4、6、8和10天取樣栽培,第一潮出菇結(jié)果為:不加雞糞、后發(fā)酵4天的堆肥與添加雞糞100千克/噸、后發(fā)酵6~10天的堆肥產(chǎn)量相近,約為20㎏/㎡;雞糞用量200千克/噸、后發(fā)酵須延長到10天才能獲同樣的產(chǎn)量。這表明了一個規(guī)律,即堆肥起始含氮量過多時,必須延長后發(fā)酵時間。否則,會因?yàn)槎逊手邪焙扛叨鴾p產(chǎn)甚至絕收。也需要指出,不添加雞糞即氮含量低的堆肥,若后發(fā)酵時間短,頭潮菇產(chǎn)量雖較高,但無后勁,也就是說二、三潮菇產(chǎn)量很低。因此,必須適當(dāng)補(bǔ)加氮肥。
堆肥中游離氨的含量是后發(fā)酵之前和之后重要的測定項目。裝床時游離氨的含量,因添加氮肥的量而異。因?yàn)榘l(fā)酵到最后階段,堆肥中殘存的游離氨會妨礙蘑菇菌絲的發(fā)育,必須完全除去。游離氨的含量可以用氨檢測管、pH試紙、凱氏定氮法等進(jìn)行判斷,但這些數(shù)值間多少有一點(diǎn)誤差。檢測管、pH試紙可以用來測定堆肥內(nèi)部和周圍的揮發(fā)性游離氨,凱氏定氮法可以測定含于堆肥中的全部銨離子。
游離氨濃度高的時候靠嗅覺可以聞出來。但即使對氨臭味很敏感的人在感冒、身體不舒服時,有時判別力也會降低,在0.1%以下的游離氨就聞不出來了。檢測堆肥周圍空氣中的氨氣,用檢測管是很方便的,可用于后發(fā)酵過程中室內(nèi)空氣的測定。觀察填充在細(xì)玻璃管中的吸附物質(zhì)和氨產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)引起的色調(diào)變化,就可以讀出全氨量。在堆肥腐熟過程中氨確實(shí)在減少。
氣體的取樣是在栽培室的菇床上或排氣口上進(jìn)行的??墒?,當(dāng)堆肥已經(jīng)冷卻或在室內(nèi)的循環(huán)空氣己和外界的空氣混合而稀釋的場所取樣,結(jié)果氨的濃度往往都很低。所以在取樣前幾分鐘,必須停止通風(fēng)再進(jìn)行取樣。
五、隧道式后發(fā)酵
雙區(qū)制或三區(qū)制生產(chǎn),后發(fā)酵一般在專門的隧道設(shè)施內(nèi)進(jìn)行。
把大量已經(jīng)前發(fā)酵的堆肥放在隧道設(shè)施中進(jìn)行后發(fā)酵是意大利發(fā)明的,70年代在法國和荷蘭實(shí)用化成功。隧道式發(fā)酵的條件可控,管理容易,可顯著降耗增產(chǎn),提高蘑菇生產(chǎn)的效益。隧道式后發(fā)酵與傳統(tǒng)的后發(fā)酵相比有許多優(yōu)點(diǎn):①不必在栽培室中進(jìn)行高溫高濕條件下的巴氏殺菌,所以對建筑設(shè)施、附屬機(jī)器、電力系統(tǒng)損壞少;②能有效地利用堆肥發(fā)酵熱,省能源,效率高;③可以在隧道內(nèi)進(jìn)行大堆發(fā)菌,發(fā)好菌的堆肥直接鋪床覆土出菇;④不必增加栽培室的建筑面積就可以增加栽培次數(shù)。例如,采用隧道進(jìn)行后發(fā)酵和發(fā)菌,可把一區(qū)制的蘑菇生產(chǎn)工藝改為二區(qū)制甚至三區(qū)制,出菇室由1年栽培4次增加到8次甚至10次(參見第八章),大大提高了生產(chǎn)效率。由于采用隧道進(jìn)行后發(fā)酵及發(fā)菌能顯著提高生產(chǎn)效率,因而已在歐、美國家甚至發(fā)展中國家印度成為主流工藝。
在歐、美國家,很少有蘑菇栽培者自己制備堆肥,例如荷蘭,大部分栽培者向?qū)I(yè)堆肥中心購買現(xiàn)成的堆肥?!昂商m合作蘑菇栽培者協(xié)會”的堆肥中心規(guī)模較大,自1963年創(chuàng)建后,這個中心每周向許多荷蘭栽培者以及比利時、德國的栽培者提供堆肥。
荷蘭820個菇場所需的全部堆肥是由兩個專業(yè)公司生產(chǎn)的,其一是位于奧特薩姆(Qttersum)的荷蘭堆肥公司(CNC),其堆肥場建有一個大防雨棚,覆蓋面積達(dá)12英畝(200米×240米=48000㎡),主要用于前發(fā)酵。該公司建有60條后發(fā)酵隧道,每條隧道的容量為200米3約100噸堆肥。這60條隧道每周生產(chǎn)12000米3約24000噸堆肥,如果鋪料厚20厘米,可供栽培60000米2。為防止運(yùn)料途中污染,采用密封的箱式卡車給菇農(nóng)運(yùn)送堆肥,卡車的后部裝有一個可直接為菇床裝料的專用設(shè)備。
荷蘭的堆肥工藝大致如下:馬糞運(yùn)到場后,成為一個非常大的糞堆,用一臺安裝在鐵軌上能前后移動的專用裝置澆水。正式建堆前,原材料需要進(jìn)行7天的預(yù)堆。預(yù)堆期間料堆會不斷滲出汁液,因此采用一臺后部掛著鏟子的小拖拉機(jī)來保持料垛間過道的清潔,使料堆流出液及時回收利用。由于料堆長達(dá)200米,這樣做尤為必要。
建堆后再歷時7天,此期使用大型翻堆機(jī)翻堆3次:建堆時(0天),1噸新鮮馬糞添加雞糞100千克;第二次翻堆前(第3天),將石膏放在料堆頂部,每噸堆肥加25千克;3天后再翻一次堆(第6天);到第7~8天前發(fā)酵完成。之后為7天的隧道后發(fā)酵。隧道構(gòu)造 隧道發(fā)酵室的構(gòu)造如圖5-8。
圖5-8 后發(fā)酵隧道斷面圖
(1.氣窗;2.門;3過濾器;4.調(diào)節(jié)風(fēng)門;5.風(fēng)機(jī);6.蒸汽管)
隧道式發(fā)酵室寬3.5米,高3.5~4米,長20米。地板是鉆有透氣孔的混凝土預(yù)制板,全部孔隙面積加在一起大約相當(dāng)于地板總面積的25%。為便于氣流在地板下分布流通,在有孔地板與下層水泥地面之間留有0.5米的空間。所用風(fēng)機(jī)具有每噸堆肥每小時150~200立方米、靜壓約100毫米汞柱的鼓風(fēng)力,因此需要選用高壓風(fēng)機(jī)。如果后發(fā)酵或發(fā)菌的結(jié)果不理想,大部分是因?yàn)楣娘L(fēng)力量不足所致。
為較好地分配循環(huán)風(fēng)壓力和限制空氣流速,對著氣流入口的遠(yuǎn)端底層地面至少要傾斜高出2%。隧道內(nèi)絕大部分是循環(huán)空氣,它由堆肥層下面的有孔地板吹入,并由隧道上方的回風(fēng)口循環(huán)或排氣口排出。為便于在后發(fā)酵結(jié)束時降溫及排除氨氣、二氧化碳(CO2)等廢氣,隧道內(nèi)除循環(huán)風(fēng)口外,還設(shè)有排氣口,大門上部有可閉可開的氣窗。
在隧道內(nèi)進(jìn)行后發(fā)酵或集中發(fā)菌,一般不需要外加熱量,靠堆肥本身產(chǎn)生的發(fā)酵熱即可完成。在寒冬季節(jié),在堆肥后發(fā)酵的初始階段,需要在有孔地板下吹入一些熱蒸汽,以啟動高溫微生物的自然發(fā)酵過程。
進(jìn)行后發(fā)酵時,將堆肥均勻地堆于有孔地板上,料厚1.8~2米。隧道上方留有1~2米的空間,通過堆肥層的空氣在這一空間進(jìn)行流動,經(jīng)通風(fēng)調(diào)節(jié)器與新鮮空氣按一定比例混合后再吹入底層。隧道的容積越大,裝料越不容易做到均勻,一般裝50噸(100米3)左右的隧道較易管理。
隧道內(nèi)的料層和空間設(shè)有溫度探頭,以便觀測并調(diào)控溫度。在堆肥層中插有溫度傳感器,插點(diǎn)設(shè)置在料堆兩端、中央的上層、中層、下層,以及空氣排出口等部位。如果堆肥溫度超過規(guī)定值,可增加循環(huán)風(fēng)中新鮮空氣的比例來降溫;如果堆肥溫度低于規(guī)定值,可減少循環(huán)風(fēng)中新鮮空氣的比例來增溫。如果堆肥密度或厚度不勻,堆肥密度高的部分(堆得緊的地方)循環(huán)風(fēng)量會降低,此處堆肥就會變成嫌氣狀態(tài)。所以裝填堆肥時,要盡力裝均勻。設(shè)備條件較好的栽培場,多采用可擺頭的卷揚(yáng)機(jī)裝進(jìn)或移出發(fā)酵隧道中的堆肥。
(二)隧道后發(fā)酵實(shí)例 河北省的“康益園”食用菌開發(fā)有限公司,采用隧道式后發(fā)酵設(shè)施(圖版27、28),進(jìn)行堆肥的后發(fā)酵獲得高質(zhì)量的培養(yǎng)料,在簡易菇棚中栽培達(dá)到較高產(chǎn)率。有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)如下:
1.堆肥配方 華北地區(qū)以麥秸、玉米秸、鮮雞糞為主料,輔料為尿素與石膏。初始投料量折干計算為55㎏/㎡,初始含氮量不低于1.6%。配方參見表5-6。
2.前發(fā)酵 堆肥的前發(fā)酵程序及有關(guān)數(shù)據(jù)如下:
(1)預(yù)堆 在預(yù)濕池中,40噸草料經(jīng)2~3天充分浸泡吸水,使之含水達(dá)70%以上,然后用鏟車平攤于料場上約50厘米厚。用鏟車將40米3鮮雞糞覆蓋于草料上,經(jīng)碾壓混勻后起堆,即謂之預(yù)堆。預(yù)堆時因草料蓬松體積較大且含水率高,約400米3重180噸。在7天內(nèi)用鏟車翻堆3次,料溫達(dá)60~70℃。
(2)成型 所謂成型,指堆肥經(jīng)翻堆機(jī)堆成整齊的料堆,此時按配方添加尿素。堆高1.3米,寬1.8米,長40米,3個料堆總長120米,總體積約280米3,總重約140噸(1噸堆肥約占隧道空間2米3)。這比預(yù)堆時的堆肥體積和重量減縮分別為30%和23%。7天內(nèi)經(jīng)翻堆機(jī)翻堆3次,料溫55~65℃。
3.后發(fā)酵 前發(fā)酵合格的堆肥先經(jīng)翻堆機(jī)翻松,趁熱用鏟車將堆肥均勻裝入隧道,料堆總體積計為:寬3.5米×高1.8米×長20米=126米3×2隧道=252米3,總重約126噸。這比預(yù)堆時的堆肥體積和重量減縮分別為37%和31%。
把溫度傳感探針置放于堆肥中所預(yù)定的位置,關(guān)閉入料口。由人工調(diào)控氣流調(diào)節(jié)器(氣閘),控制新風(fēng)和回風(fēng)的比例。有2個氣閘:如果需要新風(fēng)進(jìn)行降溫,可把循環(huán)風(fēng)氣閘關(guān)閉,把新風(fēng)氣閘完全打開;如果需要保溫,則把循環(huán)風(fēng)氣閘完全打開,把新風(fēng)氣閘關(guān)小。一般而言,開機(jī)時先以循環(huán)空氣為主,以盡快提升料溫進(jìn)行巴氏消毒。但是為避免缺氧發(fā)酵,要求在循環(huán)風(fēng)中最低限度混入5~10%的新鮮空氣。隧道后發(fā)酵的時間約7天(168小時),相關(guān)參數(shù)見表5-17與圖5-9。
表5-17 隧道后發(fā)酵時間與溫度(℃)
時間(h) 料溫 氣溫 時間(h) 料溫 氣溫
0h 53.5 34.5 96h 47.6 39.1
6h 57.5 43 102h 46.2 36.5
12h 60.2 48 108h 45.6 36.6
18h 58.2 47.6 114h 45.4 36.7
24h 51.8 40.8 120h 45.5 39.4
30h 48 39 126h 45.5 39.6
36h 47.5 43.8 132h 45.5 40.6
42h 46.8 39.8 138h 44.7 39.7
48h 49.6 45.3 144h 43.6 38
54h 48.3 41.5 150h 43.1 35.1
60h 48.2 42.1 156h 43.1 34
66h 47.8 39.7 162h 42.9 37
72h 47.9 40.8 168h 40.3 30.5
78h 47.9 42.3 174h 33.2 26.3
84h 48.5 41.5 180h 29.3 24.6
90h 47.8 41.3
圖5-9 隧道后發(fā)酵溫度曲線
在后發(fā)酵進(jìn)行4~6小時后,堆肥中的高溫菌類開始大量繁殖,堆肥溫度由初始的50℃左右提升到57℃~60℃(巴氏消毒溫度),在此溫度范圍維持10小時左右。如果溫度超過60℃,即通入較多的外界空氣使料溫冷卻,不能使堆肥溫度過高。在巴氏消毒階段,隧道內(nèi)的料堆溫度與空間溫度相差10℃左右。
巴氏殺菌結(jié)束后,多通入外界空氣,使堆肥的溫度緩降到50~45℃,進(jìn)行5~6天的發(fā)酵腐熟。料溫曲線平滑下降,而氣溫曲線波動較大,這是開閉鼓風(fēng)機(jī)所致,其變化規(guī)律為:給風(fēng)時,料溫下降而氣溫暫時上升;停風(fēng)時,料溫升高而氣溫相對下降。如此反復(fù)調(diào)節(jié),即可使料溫保持緩慢下降。
7天(168小時)后,將循環(huán)風(fēng)全部關(guān)閉,只給新風(fēng)降溫排氨,10小時后料溫降到30℃以下,要求盡快出料并鋪床接種。如果堆肥暫時不能出隧道,則必須吹新風(fēng)降溫,以避免因料溫回升而染雜菌的危險。
后發(fā)酵合格的堆肥標(biāo)準(zhǔn)為:①草段暗褐色、易斷無光澤;緊握指縫間略有水漬,浸出液不混濁,不臟手,無氨味,可見放線菌白斑。②含水65~68%;pH值7.2~7.5;氮≥2%;氨≤0.01%。
在7天后發(fā)酵期間,堆肥高度降低約0.25米,體積與重量計算為:高1.55米×寬3.5米×長20米=108米3×2隧道=216米3,總重約108噸。這比預(yù)堆時的堆肥體積和重量減縮分別為46%和41%。
4.鋪床與播種 此批堆肥于9月上旬入棚鋪床,因氣溫尚高(25~30℃),采取薄料栽培,堆肥濕重70㎏/㎡(折干料24㎏/㎡),料層壓實(shí)厚度14~15㎝,216米3鋪菇床1542㎡(70架床×22㎡)。
播種采取混播與表面播結(jié)合的方式,播種量為麥粒種1㎏/㎡。料內(nèi)播2/3,表層播1/3。
5.發(fā)菌與覆土 料溫25~28℃,發(fā)菌期強(qiáng)調(diào)通風(fēng)降溫,播種14天后菌絲布滿料層,覆草炭土,厚度3㎝,1000㎡約用30米3,干重約4.8噸。
6.產(chǎn)菇與殘料 覆土15天后出菇,在60天的產(chǎn)菇期內(nèi),產(chǎn)切根鮮菇10~11㎏/㎡,1542㎡總產(chǎn)約1.5~1.7萬㎏。出完菇后的殘料占播種時堆肥體積與干重的2/3,為140米3,干重約25噸。經(jīng)化驗(yàn),有關(guān)數(shù)據(jù)列于表5-18。
表5-18 蘑菇殘料的化驗(yàn)分析結(jié)果
成 分 有機(jī)質(zhì) 腐植酸 N% P2O5 K2O 其 它
含量% 47.9 20.67 1.47 1.51 2.08 26.37
六、簡易條件后發(fā)酵
我國的蘑菇栽培大部是在簡易條件下進(jìn)行,農(nóng)戶利用土辦法也可完成堆肥的后發(fā)酵。從1978年開始,福建和浙江的菇農(nóng)已普遍進(jìn)行堆肥的后發(fā)酵,蘑菇單產(chǎn)平均提高了20~30%。
簡易條件下的后發(fā)酵就是將已經(jīng)一次發(fā)酵(約12天)的堆肥入棚上床架(地床不宜),采用日光加爐火蒸汽將料溫再逐漸提升到60℃左右,保持6~8小時,然后使料溫降到50℃左右,繼續(xù)發(fā)酵5~6天,也能達(dá)到后發(fā)酵的目的。福建菇農(nóng)采用這種方法,效果很顯著。簡介如下:
(一)爐火加溫后發(fā)酵 準(zhǔn)備后發(fā)酵的堆肥須提前結(jié)束前發(fā)酵,一般經(jīng)第二次倒堆后(10~12天),可趁熱搶溫入棚上床。上層菇床的堆肥因棚膜冷凝水的滴聚而含水量增加,底層菇床的堆肥因高溫而蒸發(fā)損失水分,造成菇床堆肥上層濕而下層干。因此堆肥進(jìn)棚時就要把上層菇床的水分調(diào)低些(62%左右),下層菇床的調(diào)高些(70%左右)。
一般在晴天的早晨搶溫入棚,陽光好時揭簾采光,利用溫室效應(yīng)可將棚溫上升到45~50℃。午后蓋簾保溫,同時生煤火加溫。200平方的棚需5~8個蜂窩煤爐火,提前生旺并燒水鍋產(chǎn)生蒸汽。第二天中午揭去草簾,讓陽光暴曬以提高料的發(fā)酵溫度,使料溫上升到60℃上下并維持6~8小時。之后5天將堆肥的溫度控制在50~60℃之間,不低于45℃,不超過62℃。
在整個后發(fā)酵過程中,要根據(jù)天氣和料溫變化情況適當(dāng)通風(fēng)供氧,促進(jìn)白色放線菌的繁殖。正常堆肥呈灰白色,有發(fā)酵香氣,無氨臭氣和異味,料疏松柔軟,富有彈性,含水量63%左右,pH值7.2左右。須注意,后發(fā)酵期間的料溫不能低于45℃。否則必將發(fā)生大量鬼傘,甚至堆肥發(fā)黑腐爛,導(dǎo)致接種后菌絲不吃料。
(二)太陽能后發(fā)酵 利用太陽能的輻射熱進(jìn)行后發(fā)酵,可節(jié)省設(shè)備投資,節(jié)約能源,特別是對菇房密封條件差或沒有條件在室內(nèi)進(jìn)行后發(fā)酵的地方。
太陽能后發(fā)酵可在原堆料場地進(jìn)行,將前發(fā)酵的堆肥,在最后一次翻堆后,在料堆四周用小竹竿搭成簡易棚架(圖5-10),上蓋塑料薄膜和草簾。
圖5-10 太陽能后發(fā)酵棚架(厘米)
料堆寬2.1米、高0.6米、長10~12米。料底中間用竹竿或木棍架成三角形(邊長20厘米)通風(fēng)道,兩個通風(fēng)道之間相隔70厘米。通風(fēng)道兩端平時用稻草堵塞,通風(fēng)時拔去稻草。進(jìn)行后發(fā)酵時,薄膜要蓋緊,不使其漏氣,當(dāng)后發(fā)酵2天后,于上午和下午揭去向陽面的草簾,讓陽光暴曬,以提高料的發(fā)酵溫度,早晚及中午把草簾蓋上,保持發(fā)酵溫度均衡。堆肥發(fā)酵溫度控制在50~60℃之間,不低于45℃,不超過62℃。在整個后發(fā)酵過程中,要根據(jù)天氣和料溫變化情況,認(rèn)真做好堆內(nèi)的通風(fēng),一般每天通風(fēng)2次,每次15~20分鐘,這樣約經(jīng)5天左右后發(fā)酵即可結(jié)束。
堆肥呈咖啡色,無氨臭氣和異味,料疏松柔軟,富有彈性,并有大量白色放線菌及有益微生物的繁殖,含水量在63%左右,pH值7.2左右即可達(dá)到后發(fā)酵的目的。
七、堆肥技術(shù)的改良試驗(yàn)
以上介紹的蘑菇堆肥工藝,原料必須經(jīng)過一次發(fā)酵或二次發(fā)酵。室外堆肥時,夏季料溫高達(dá)60~70℃,而且要翻倒3~4次,致使生產(chǎn)者望料生畏。有無制備堆肥的簡便工藝呢?這里介紹幾種堆肥改良試驗(yàn)。之所以稱為試驗(yàn),是因?yàn)檫@些方法還沒有在生產(chǎn)上大規(guī)模應(yīng)用。
(一)高壓滅菌堆肥 德國的蒂爾(1962)把水加入麥稈、甜菜渣、棉籽粕、碳酸鈣等組成的原料中,沒有利用微生物的作用,而在加壓滅菌(121℃)得到的培養(yǎng)基上接上蘑菇菌種。因?yàn)檫@種培養(yǎng)料沒有抵抗競爭性雜菌污染的能力即不具有選擇性,所以在發(fā)菌過程中必須要進(jìn)行無菌培養(yǎng)。此外,用高溫殺菌的堆肥和巴氏(58~60)殺菌的堆肥進(jìn)行蘑菇菌絲的培養(yǎng)比較,前者中的蘑菇菌絲發(fā)菌速度慢了50%。盡管如此,高溫殺菌堆肥中的菌絲完全蔓延后,覆土出菇可以得到和普通堆肥相同的蘑菇產(chǎn)量。此試驗(yàn)證明,對蘑菇菌絲的生長發(fā)育而言,堆肥過程不是必須的。但是問題在于,高溫滅菌的培養(yǎng)料需要在無菌條件下發(fā)菌即所謂的熟料栽培,在盈利性栽培中是不可取的。
采用蒂爾的方法,制備1噸培養(yǎng)料的原料如下:
切碎麥秸120千克;泥炭土(風(fēng)干)50千克;碳酸鈣50千克;棉籽粉15千克;大豆粉15千克;紫苜蓿粉50千克;水700千克。
將這些原料混合均勻,將水分調(diào)到70%。混合物的
pH為6.8,含氮量約2.5%。將這些混合物裝入密閉的滅菌設(shè)備,在121℃的溫度下滅菌5小時。在栽培淺箱裝裝11厘米厚,冷卻后播谷粒種。發(fā)菌時間比一般要長些,約4~5周。發(fā)滿菌絲的培養(yǎng)料中補(bǔ)加5%經(jīng)巴氏消毒的棉籽粉,然后覆土出菇。
(二)常壓滅菌堆肥 是一種簡化的蒂爾式發(fā)酵法。把在常壓100℃殺菌的培基養(yǎng)冷卻后,接種從堆肥中分離出來的含有嗜熱微生物的制劑,使之較快產(chǎn)生高溫發(fā)酵作用,保持2~3天。盡管此方法不是常規(guī)的堆肥發(fā)酵,但是這種堆肥對蘑菇菌絲也具有特異性,可獲得很高的蘑菇產(chǎn)量,2米3堆肥即1噸濕料鋪10㎡菇床,可產(chǎn)270千克蘑菇。此法尚未應(yīng)用于蘑菇的大規(guī)模生產(chǎn),因?yàn)橄鄬Χ?,常壓常溫還是比目前廣泛應(yīng)用的蘑菇栽培工藝耗費(fèi)較多的投資。
(三)熱壓膨化培養(yǎng)料 楊國良等(2000)采用熱壓膨化技術(shù)處理玉米秸,在原料的滅菌方法上有所創(chuàng)新。方法如下:
1.堆肥配方 100平方米菇床用無霉變的干玉米秸2000千克,切成30厘米左右并經(jīng)碾壓,鮮雞糞3立方米,尿素30千克,石膏150千克,石灰150千克,含水65%。所有原料經(jīng)拌料機(jī)混勻。
2.熱壓膨化 原料在熱壓3千克/平方厘米、134℃處理15分鐘經(jīng)特制噴頭噴出,熱壓驟降,秸稈纖維瞬間被膨化,堆肥質(zhì)地松軟,保水通氣性能好,同時起到高溫殺菌作用,基質(zhì)由原來不易被蘑菇菌絲降解的狀態(tài)變?yōu)橐桌玫臓顟B(tài),不再經(jīng)堆制發(fā)酵。
3.發(fā)菌出菇 膨化堆肥按常規(guī)鋪床,料厚20厘米。12月初播種,播種量0.5千克/平方米。棚溫10~20℃,菌絲潔白健旺。在30天的發(fā)菌期中,料面未發(fā)生任何雜菌污染。這可能與當(dāng)時氣溫低有關(guān)。1月初覆土3厘米左右。2月中旬現(xiàn)原基,到5月底結(jié)束出菇。出菇結(jié)果表明,熱壓水解處理的堆肥每平方米可產(chǎn)雙孢菇9~10千克,在相同栽培條件下,比傳統(tǒng)發(fā)酵的堆肥產(chǎn)率高10%左右,而且品質(zhì)較好。
4.熱壓設(shè)備 需要1噸鍋爐及特制高壓罐、噴頭等,基礎(chǔ)投資較高。日處理8噸堆肥的工廠,1噸成品干料的成本為400元左右。栽培用料量為50千克/平方米,成本為20元/平方米,產(chǎn)鮮菇10千克/平方米,價值40元,投入;產(chǎn)出=1:2。此產(chǎn)出效益低于傳統(tǒng)發(fā)酵的堆肥(投:產(chǎn)=1:3),因此熱壓水解工藝需提高加工效率,降低生產(chǎn)成本。
(四)單程發(fā)酵堆肥 前發(fā)酵之后,接著進(jìn)行二次發(fā)酵為雙程發(fā)酵法。單程發(fā)酵法是在規(guī)定的條件下把兩個過程合二為一,在轉(zhuǎn)鼓中完成的方法。在制備過程中,堆肥干物質(zhì)的損耗可控制在最少的限度下,因而有增產(chǎn)的可能性。但是此法因?yàn)檫\(yùn)轉(zhuǎn)成本高,至今沒有實(shí)用。
(五)快速后發(fā)酵堆肥 此法可以在一周內(nèi)制備堆肥,設(shè)備投資和原來的方法保持不變就可以進(jìn)行。
將經(jīng)前發(fā)酵的堆肥趁熱裝床,這時堆肥的溫度為53~55℃。通入蒸汽約6小時后,堆肥的溫度升到65~68℃。關(guān)閉蒸汽,充分地通風(fēng),空氣溫度降到約40~45℃。不斷地送入新鮮空氣,堆肥的溫度維持在52~56℃。整個二次發(fā)酵過程僅需3~4天。這種堆肥的產(chǎn)量為1噸裝床料產(chǎn)180~200千克蘑菇。
這種方法很有發(fā)展前途,尤其是在大批量制備堆肥時,可以顯著降低成本。干物質(zhì)的消耗和傳統(tǒng)方法相比是極少的,如果換算為原料比,蘑菇的產(chǎn)量是很高的。
(六)發(fā)酵劑促熟堆肥 上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所于1988年開始從事這方面的研究,此項技術(shù)已在蘑菇堆肥發(fā)酵上推廣應(yīng)用。
生物發(fā)酵劑內(nèi)的有效成分主要為嗜熱微生物。這種微生物最初是從發(fā)酵的堆肥中分離篩選出來的。目前推廣使用的蘑菇生物發(fā)酵劑的主要嗜熱微生物,經(jīng)鑒定為腐殖霉屬(Humicola)中的一個種。
1.發(fā)酵劑制備 將該菌分離后用棉籽殼培養(yǎng)基擴(kuò)大培養(yǎng),其簡單制備工藝過程如下:
棉籽殼堆肥→裝袋→滅菌→接種→培養(yǎng)→菌袋→干燥→粉碎→質(zhì)檢→包裝。
該菌的繁殖條件為:堆肥含水量75%,培養(yǎng)溫度50℃左右,pH為7.5。
2.發(fā)酵工藝 利用蘑菇生物發(fā)酵劑制備蘑菇堆肥,在工藝操作過程中與常規(guī)發(fā)酵有所不同。其具體工藝過程按以下步驟進(jìn)行:
(1)預(yù)濕 蘑菇生物發(fā)酵劑在糞草堆肥上生長的最適含水量為70%~75%。因此,要求草料必須充分預(yù)濕。為了縮短稻草預(yù)濕的時間,加快稻草的軟化速度,最好將稻草切成l0~17厘米的小段。然后澆水或浸水,這樣可使稻草在較短時間內(nèi)達(dá)到所要求的含水量。
(2)預(yù)堆 預(yù)濕的稻草加入石灰和或尿素堆制3~5天,使稻草軟化,有利于微生物的生長繁殖。
(3)添加發(fā)酵劑 先將生物發(fā)酵劑與預(yù)濕過的糞肥、餅肥、米糠等混合均勻,然后與預(yù)濕的稻草混合,由于堆肥在發(fā)酵期間pH會有所下降,因此添加生物發(fā)酵劑后需用石灰將堆肥的pH調(diào)到8.0左右,以充分發(fā)揮發(fā)酵劑的作用。
(4)床式發(fā)酵 添加發(fā)酵劑的堆肥于當(dāng)天進(jìn)房鋪料,一般料厚55~60厘米,關(guān)閉門窗進(jìn)行發(fā)酵。其升溫發(fā)酵過程可分四個階段:①自動升溫期 即從進(jìn)房到中心料溫達(dá)45~70℃,這一時期為2~3天。②高溫消毒期 即維持料溫為66~70℃,這一時期1天左右。③自動降溫期 即中心料溫由66~70℃降至50~52℃,這一時期為2~3℃。④保溫培養(yǎng)期 即維持中心料溫為50~52℃,維持4~5天,若溫度過低,可適當(dāng)加溫。
當(dāng)保溫培養(yǎng)期結(jié)束,中心料溫低于46℃時,應(yīng)及時通風(fēng)換氣,便料溫在1~2天內(nèi)降到常溫。然后翻格(翻料)播種。播種后的管理與常規(guī)發(fā)酵相同。
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