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堆沤发酵过程

时间:2022-11-17 百科知识 版权反馈
【摘要】:发酵的目的是使培养料适合双孢蘑菇而不适合其他真菌生长。平菇在只进行了热水浴处理的培养料中栽培,就能成功出菇,但双孢蘑菇需要在彻底堆沤发酵的培养料中栽培,才能成功出菇。从其他国家进口翻堆机时,要检查是否要根据当地可利用的堆沤料原料结构进行调节。堆沤发酵后的培养料,要放在床架或隧道中进行巴氏消毒。堆沤料在室外堆沤发酵,装入床架后播种。发酵与腐熟这两个过程会提高培养料的微生物活性。

14.3 堆沤发酵过程

发酵的目的是使培养料适合双孢蘑菇而不适合其他真菌生长。为了开发出在最短时间内生产出优质培养料的方法,我们做了许多试验。平菇在只进行了热水浴处理的培养料中栽培,就能成功出菇,但双孢蘑菇需要在彻底堆沤发酵的培养料中栽培,才能成功出菇。在自然界中,双孢蘑菇依靠已被部分分解的有机质生长,人工生产的培养料可代替这一特殊土壤层中的有机质。已证明:双孢蘑菇培养料的质量与嗜热侧孢霉这一耐热真菌的生物质总量呈正相关,这是制备双孢蘑菇培养料耗时的原因之一。所有商品化栽培可行的技术,都包括预湿阶段、发酵阶段和热处理阶段。被称为腐熟的额外处理过程,可以进一步提高培养料的质量。

14.3.1 堆沤料活性

新混合的堆沤料温度,可因微生物活动而迅速升高,如果此时播种双孢蘑菇,其菌丝体会被热死。

在料堆内,先由其他微生物将容易利用的营养物质降解,温度升高到80℃。堆沤料温度(与空气温度相比)可以衡量其活性。如果可利用的营养物质多,那么微生物活性也会很高,料堆内温度就更难控制。高峰产热之后的腐熟过程,为可利用的微生物群落提供了适宜条件,使它能分解残留氨气和容易分解的营养物质。

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料堆内的气流(摘自Stamets的文章)

14.3.2 建堆与翻堆

建堆时,重要的是要在料堆内产生高温并有足够的空气流动来支持微生物生长。料堆结构要允许足够通气,但通气太多又会使产生的热量损失在空气中。含水量影响通气情况:含水量太低,引起温度迅速下降;含水量太高,阻塞空气流动,形成厌氧条件。相当干的堆沤料含水量为68%,相当湿的为76%,最适含水量为72%。

如果料堆太小,温度就会太低,引起部分堆沤发酵,那么在后面的双孢蘑菇栽培阶段,温度就会升得太高。

世界不同地方成功栽培双孢蘑菇所使用的几个配方

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将堆沤料原料充分混合,防止分解不均匀,这一点非常重要。为防止料堆中心形成长期厌氧条件,需要翻堆;堆沤过程中,料堆会变得更密实,微生物产生的水分和料堆密实,最终会阻塞空气流动;料堆中心温度开始下降时,就要翻堆。手工翻堆很辛苦,因此,人们就设计了专门的翻堆机来提高效率。从其他国家进口翻堆机时,要检查是否要根据当地可利用的堆沤料原料结构进行调节。

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要将旧堆外层翻到新堆里面,每隔2~4天要翻一次堆,翻堆时可调节含水量、混入辅料,使原料分解更均匀→

14.3.3 长期堆沤与短期堆沤

堆沤方法有两种:长期堆沤和短期堆沤。室内堆沤(见第16章)可当作是进一步提高堆沤料质量的下一个步骤。

长期堆沤:可完全在室外进行,需要时间长,只有在没有足够的设备进行短期堆沤时才使用;有时甚至不对堆沤料进行热处理,但会产生很多病虫害;如果堆沤料不进行热处理,最后一个阶段之后,料堆外层要扔掉。

短期堆沤:发展中国家多数商品化栽培场使用这种方法,所需时间短,因为在堆沤过程中形成了最适宜条件。

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用禾叉翻堆(科朋特菇菌栽培培训与咨询中心友情提供)

14.3.4 长期堆沤时间表

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注:“–”表示建堆前

14.3.5 短期堆沤时间表

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注:“–”表示建堆前

料堆中心的生物化学反应很快,因为局部温度相当高。在短期堆沤中,料堆更高,高温区域更大;如果使用铡短的秸秆,在建堆前3天开始堆沤。在以下情况下,经短期堆沤发酵的培养料就可以进料了。

(1)秸秆仍然坚实,但可剪断,尽管有一定阻力

(2)颜色变成了统一的深褐色

(3)挤压时只有几滴水渗出

(4)pH值为8.0~8.5

(5)可看见均匀分布的白色放线菌斑

(6)碳氮比降至20:1,可能仍有很强的氨味。

14.3.6 运到巴氏消毒间

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长期堆沤(左图)和短期堆沤(右图)的温度区域

堆沤发酵后的培养料,要放在床架或隧道中进行巴氏消毒。有些菇菌生产者用四轮车将培养料从堆沤区运到菇房,有些则用传送带。如果在菇房进行巴氏消毒,要用长的草叉将培养料从四轮车中叉到床架上。每平方米培养料的数量不一样:如果能在更容易控制的环境下进行堆沤和热处理,每层每平方米可装140千克,但在中国大陆难于控制的环境下,每层每平方米通常装100甚至50~60千克。当因使用技术不当使堆沤发酵不充分时,如果在床架中堆得太厚,温度会升得太高。

14.3.7 巴氏消毒

在有些发展中国家,栽培双孢蘑菇的培养料不进行热处理(高峰产热),这样的话,产量低且无法预测,还会发生许多病虫害,阻止蘑菇的生长。热处理(巴氏消毒与腐熟)有以下几个作用:

●使培养料对双孢蘑菇更具选择性(通过消除氨气及为特殊微生物创造适宜气候来实现)。

●消灭有害昆虫及线虫的虫卵和幼虫。

为了使培养料达到所需60℃的温度,向隧道和菇房送入蒸气。许多菇菌生产者在进料前一天甚至在进料过程中,添加湿米糠、麦麸或豆粕粉,料堆中的微生物会很快利用这些营养物质,使料温上升,加速并延长巴氏消毒过程,从而节省高峰加热过程中的能源成本。辅料也可使产量增加,因为它们为菌丝体提供营养物质。

培养料中的高温也使菇房的通风量增加。培养料温度与空气温度差异越大,培养料的通气性越好。“死的”(微生物活性低)培养料更难腐熟,必须提供足够的空气,促进放线菌和嗜热侧孢霉的生长。这些微生物是培养料对双孢蘑菇具有选择性的生物标记物,双孢蘑菇实际上依靠嗜热侧孢霉的生物质生存。

应当避免形成厌氧条件,因为厌氧条件会引起不想要的真菌如毛壳菌,一种橄榄绿霉菌的生长,这标志着培养料适宜性差。在菇房或隧道划一根火柴,就可很容易地检测出是否缺氧:如果火苗不会熄灭,说明氧气含量充足。如果过多的新鲜空气引起培养料冷却到所需温度之下,就会产生问题。通常在培养料温度升得过高时送入新鲜空气。

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在腐熟过程中间进行高峰加热(选自Z.S Wang和H.C.Wang所著《菇菌生物学与菇菌产品》一书)

14.3.8 案例分析:中国的床架半集中巴氏消毒节省能源

1978年以前中国的双孢蘑菇产量低:每平方米只有3.6千克。堆沤料在室外堆沤发酵,装入床架后播种。由于没有进行热处理,发生很多病虫害,培养料质量也非常不稳定。实践证明:在农民资源很少的广大农村,很难实行高峰加热(巴氏消毒)法,由于隔热性差和加热系统效率低,耗费的燃料太多,因此,福建省轻工业研究所开发了下面的技术:

(1)一次室外堆沤发酵时间缩短到10天(使堆沤料更活跃,产热性能更高)。

(2)堆沤料如图所示半集中式堆放(因为培养料导热性差,料内温度比薄层堆放的培养料温度更高)。

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腐熟与高峰产热阶段,只在五层床架中的三层进料(选自Z.S Wang和H.C.Wang所著《菇菌生物学与菇菌产品》一书)

(3)在发酵与腐熟过程之间进行高峰加热,只增加少许能量,就可达到高峰产热温度。发酵与腐熟这两个过程会提高培养料的微生物活性。实践证明:这种方法易懂易学,在农民中很受欢迎,使产量增加了15%~30%,增加到每平方米4~5千克,但与荷兰每平方米30千克这一标准产量相比,这一产量仍然相当低。增加气候控制设备,可进一步提高产量,但开始时需要设备投资。农民常在栽培一茬蘑菇后,就把农田用于栽培其他作物,因此,就不愿意投资一年中只有部分时间使用的设备。

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