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沙柳木屑栽培杏鲍菇与菌糠利用技术研究

周锋利  
【摘要】:沙柳作为防风固沙的先锋树种,可有效地治理土地荒漠化,遏制水土流失和沙化,增加植被覆盖率,改善当地的生态环境,是我国沙区的独特风景。近年来,随着沙区能源资源的开发,沙区农户生活水平得到了提高。原来以沙柳为生的农户逐渐转变生活方式,使原来是宝的沙柳变得无人问津。加之沙区劳动力价值高,运输成本高等特点,造成沙柳的平茬复壮工作滞后,沙柳林处于近自然生长状态,造成大面积死亡,部分原被沙柳覆盖的沙地再次裸露,沙尘暴时有发生。同时,干枯的树枝极易引起森林火灾,给地方防火防灾带来巨大的压力。因此,寻求合适的沙柳资源高效利用途径,提高沙柳的经济利用价值,使平茬复壮与有效利用有序结合,使沙柳生长与农户增收相结合,提高林区农户管护沙柳的积极性,才能充分发挥沙柳的生态、经济和社会效益。 本研究以沙柳资源为研究对象,从沙柳枝条营养成分——杏鲍菇栽培的配方——杏鲍菇栽培的基本参数——菌糠利用四个方面,比较系统地研究了利用沙柳木屑栽培杏鲍菇及其菌糠的高效利用技术,该技术的推广应用,不仅能够解决杏鲍菇生产的原料问题,又能促进沙柳平茬复壮,使大量的沙柳资源得到有效利用,真正实现生态效益和经济效益的双赢,对沙漠地区林业的发展具有重要的示范引导作用。 以沙柳作为原料生产杏鲍菇,从菌株筛选、基质配方、沙柳枝条木屑处理,系统研究分析了沙柳木屑栽培杏鲍菇的关键因素,确定最优菌种、最佳生产基质配方比例、最佳沙柳枝条木屑处理工艺参数,为利用沙柳木屑工厂化生产杏鲍菇提供技术参考。研究分析了杏鲍菇菌糠二次利用技术,从菌糠提取SOD工艺参数、利用菌糠制备活性炭工艺参数以及生产杏鲍菇基质配方,为提高沙柳资源的利用价值、研发高附加值产品、产生明显的经济和社会效益奠定基础,促进沙柳产业可持续发展。研究分析结果如下: 1.经过对1~6年生沙柳枝条营养成分的测定分析,结果表明沙柳枝条成分中,水分、粗蛋白、粗脂肪含量及无氮浸出物均随着生长年限的增加,含量逐渐减少,与生长年限呈负相关;而粗灰分、木质素含量随生长年限的增加而增加,与生长年限呈正相关。从生物学角度比较,3~4年生枝条最佳,其中水分、粗脂肪、粗灰分、无氮浸出物含量相当,水分两者相差0.94%,粗脂肪含量相差0.72%,粗灰分、无氮浸出物含量均相差0.09%。因此,从沙柳的生态学及生物学和营养成分含量综合评价,沙柳平茬刈割应在3年生或4年生时期最佳。 2.通过对3年生沙柳枝、葡萄枝、苹果枝营养成分及有害重金属含量的测定与分析对比,结果发现苹果枝条的含水量最高,其次为沙柳枝条和葡萄枝条;粗纤维、木质素含量从高到低依次为沙柳枝、葡萄枝、苹果枝;粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分含量均是苹果枝最高,葡萄枝含量最低,沙柳枝含量居中;无氮浸出物含量则与粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分含量相反,为葡萄枝最高、苹果枝最低,沙柳枝居中;沙柳枝条的铅、镉、汞、砷4种重金属的含量均低于苹果枝和葡萄枝,而重金属铬的含量,沙柳枝条含量最高,苹果枝和葡萄枝含量相当。 3.建立在对9个供试菌株多个性状定量分析的基础上,利用模糊法评价杏鲍菇菌株综合性能,结果表明不同杏鲍菇菌株的生产性能差异很大。由西北农林科技大学生命科学学院食用菌研究所提供X7菌株的综合性能最好,为最优菌种,平均生物学效率85.27%,且菌丝体生长快,子实体分化早、生长快,生产周期短,生长发育整齐,子实体平均长度20.15cm,出菇比较一致,易管理易统一采收,商品性能好。 4.通过采用三元二次正交回归设计,比率混料方法建立了沙柳木屑——杏鲍菇产量的数学模型,获得沙柳木屑栽培生产杏鲍菇的最佳配方。以产量鲜重为评价指标的最佳配方是麸皮11.79%,玉米粉5.43%,豆粕8.79%,沙柳木屑74.04%。利用该配方生产杏鲍菇,生产周期49d、鲜菇重362.13g、子实体长18.46cm、菌柄直径6.35cm、子实体密度0.71g·cm-3。 5.通过研究分析沙柳枝条不同粉碎粒度、沙柳栽培基质不同发酵时间、密度、含水率对杏鲍菇生长周期、产量、形态特征的影响,结果表明粉碎粒度7mm,发酵时间12d,每袋装基质重量350g,栽培基质含水率66%为最佳栽培条件。中试生产试验表明:杏鲍菇平均生长周期为43.5d,鲜菇平均重量为345.78g,子实体平均长度17.21cm,菌柄平均直径为5.38cm,子实体平均密度为0.66g·cm-3,整个生产过程菌丝的发菌期、分化期较一致,出菇整齐,子实体生长发育一致,便于统一管理,采收,为杏鲍菇的工厂化生产提供参考依据。 6.测定分析了菌糠水分、营养成分及重金属含量,其中菌糠含水量18.36%、粗纤维54.28%、木质素25.14%、粗蛋白质9.62%、粗脂肪4.37%、粗灰分5.82%、无氮浸出物7.28%,重金属含量铅1.02mg·kg-1、镉0.09mg·kg-1、铬0.88mg·kg-1、汞0.14mg·kg-1、砷0.19mg·kg-1,表明栽培杏鲍菇后的菌糠中的含水量、粗纤维、木质素、粗蛋白、粗脂肪、粗灰分及无氮浸出物含量均高于沙柳枝条含量,特别是粗蛋白和粗脂肪含量增加最大,其中菌糠中粗蛋白含量几乎是沙柳枝条中粗蛋白含量的3倍,菌糠中粗脂肪含量较沙柳枝条提高了55.52%;菌糠中铅、镉、铬、汞、砷等4种元素的含量比沙柳枝条木屑中的含量略有降低。 7.菌糠二次利用技术研究结果: ①以菌糠为原料,采取水中振荡提取、甲苯破壁、分离、纯化提取纯天然超氧化物歧化酶(SOD),试验结果表明提取液pH7.6、破壁时间40min、破壁温度25℃、提取时间50min为最佳提取技术参数,其中提取液pH对SOD活性影响最大,其次为提取时间、发酵时间、破壁温度、破壁时间。在试验范围内,SOD的提取率为0.31g·Kg-1,酶比活力769.57U/mg,说明杏鲍菇菌糠菌丝体内超氧化物歧化酶含量较高,活性较强,具有很好的开发利用价值。 ②以菌糠为原料,利用水蒸气活化法制备菌糠壳活性炭,试验结果表明活化温度850℃,活化时间120min,水蒸气流量20mL·min-1为最佳工艺参数。利用该工艺参数,验证试验结果表明:菌糠活性炭得率48.11%,略低于沙柳木屑活性炭得率(50.37%);碘吸附值1009.09mg·g-1;电镜下观察,活性炭表面分布着大量的大孔和微孔,孔隙结构明显,大大增加比表面积,使其吸附能力增加,活性增强。 ③利用三元二次正交回归设计,采用比率混料法对杏鲍菇栽培料中的菌糠、麸皮、棉籽壳、沙柳木屑四个因素的最优组合进行筛选分析,结果表明最佳栽培料中菌糠46.68%、麸皮12.83%、棉籽壳35.20%、木屑5.29%,栽培的杏鲍菇鲜重298.46g,生物学效率76.51%。


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