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硫酸鈣(石膏)在食用菌中的應用綜述

來源:磊鑫石膏 發布時間:2016-02-03 09:11:16 點擊次數:1636次

(荊門市磊鑫石膏制品有限公司 湖北荊門 448000)

引言

食用菌是一類可以供食用或藥用的大型真菌,其含有的營養成分極其豐富,不僅可以維持正常的生命活動,而且還可以有效的預防和治療多種疾病,維護身體健康。食用菌具有很高的營養價值,自古以來,食用菌被人們廣泛食用和藥用,被稱為菜中佳品。近幾十年來,食用菌栽培廣泛普及,幾乎各省都有相應的食用菌栽培基地、食用菌研究協會與食用菌大市場,成為大農業生產的一個重要生態結構。想要種植出營養價值高且產量高的食用菌,食用菌的生長之基培養基的重要性不言而喻,配制出好的培養基是食用菌高質高產的根本。在堆制蘑菇培養料時添加一定數量的硫酸鈣(石膏),并不是出于習慣,而是經專家們研究出來的并經過實踐檢驗的好方法,硫酸鈣(石膏)已成為高產穩產必不可少的添加劑。

1硫酸鈣(石膏)的簡介

硫酸鈣也稱石膏,有二水、半水和無水之分,分子式分別為:CaSO4·2H2O、CaSO4·1/2H2O和CaSO4。在傳統行業硫酸鈣(石膏)主要是用于建筑業之中,隨著人們對硫酸鈣(石膏)的不斷研究,發現硫酸鈣在食用菌培養基中同樣可以發揮巨大的作用。硫酸鈣含鈣量為20-28%,含硫量為16-22%,既可提供鈣,又是硫的良好來源,生物利用率高,是一種經濟型的食用菌添加劑,由于其在食用菌生長過程中起到的關鍵作用,較少被其它輔料替代。

2硫酸鈣(石膏)在食用菌培養基中的應用原理

食用菌的培養基是由主要原料和輔助原料組成。主要原料包括菇樹和耳樹、工農業副產物和下腳料、禽畜糞便、野草和樹枝以及食用菌栽培廢料等,是食用菌生長的主要營養源。石膏在食用菌培養基中的應用屬于輔助原料,輔助原料是用于增加營養,改善化學、物理狀態的一類物質,用量較小。石膏在食用菌培養基中的添加量在1-3%之間。

在食用菌培養基中推薦使用的是生石膏,化學成分為二水硫酸鈣(CaSO4·2H2O)。石膏在128℃時脫去一部分水形成半水石膏,在繼續加熱至163℃形成無水石膏,這兩者都被稱為熟石膏。半水石膏化學成分為半水硫酸鈣(CaSO4·1/2H2O),其有凝膠性質,與水以一定比例混合會很快放熱、凝固形成硬塊同時還原為二水硫酸鈣,其常用于建筑行業。無水石膏化學成分為無水硫酸鈣(CaSO4),其同樣有凝膠性質,與水混合后還原為二水硫酸鈣,同時放出大量的熱,用途較多。這兩者是通過生石膏煅燒而得到的,所以制作的成本比生石膏高,又由于其遇水凝固、放熱、還原等性質而很少應用于食用菌培養基中。

2.1食用菌培養基中添加石膏在增加營養方面的作用:

(1)直接補充培養基中硫、鈣的不足;

(2)使氣態氮固定成化合態氮,利于游離在堆料中氨氣的穩定,減少培養基中氮素損失;

(3)能加速培養基中機質的分解,促進料中可溶性磷、鉀的釋放,供給菌絲吸收利用;

(4)鈣離子能使堆肥中的膠體膜消失,有利于蘑菇菌絲吸收營養;

(5)石膏能中和蘑菇菌絲在生長過程中產生的草酸,并在蘑菇菌絲表面形成有草酸鈣的細胞膜,有防御外敵、保護菌絲的作用[2];

(6)使基料在發酵后纖維素降解率提高,可溶性糖增加。

2.2食用菌培養基中添加石膏在改善化學和物理狀態中的主要作用:

(1)提高培養基的緩沖能力,抑制由NH4所引起的,甚至在播種后也會發生的PH值過高的副作用;

(2)防止培養基變酸和厭氧發酵,避免培養基酸堿度出現大的變化;

(3)增強培養基對某些細菌細胞間質的凝聚作用,這樣可以減少在堆制過程中由于細菌的活動,而產生一些破壞培養結構;

(4)有助于培養基降低在覆土時對添加的一些營養性補充物的敏感性而增加產量[3];

(5)石膏提供的鈣素與其他重金屬離子不同,它無毒性且能使秸稈表面的膠體粒子凝集成大的粒子而沉淀下來,產生凝析現象,形成通氣性好的物理結構,使培養基變得疏松,改善蓄水性和通氣性,促進了有益微生物的活動[2];

(6)石膏還有很強的吸水性,能提高堆肥的持水能力[2]。

3硫酸鈣(石膏)在食用菌培養基中的應用范圍

硫酸鈣(石膏)是培養基的成分,普遍應用于平菇、香菇、黑木耳、銀耳、金針菇、猴頭菇等的栽培料中,常見栽培配方的各種配比僅供參考[5]。

3.1平菇

(1)棉籽殼98%,多菌靈0.15%,石膏2%

(2)棉籽殼96%,過磷酸鈣1.5%,石膏2%,石灰0.5%

(3)棉籽殼70%,過磷酸鈣1%,麩皮12%,稻草1.5%,糖1%,石膏1%

(4)闊葉樹木屑67%,麩皮10%,石灰2%,棉籽殼20%,多菌靈0.2%,尿素0.5%

(5)闊葉樹木屑82%,石膏3%,石灰2%,麩皮(玉米面)10%,磷肥2.5%,尿素0.5%

(6)稻草76%,蔗糖1%,石膏1%,麩皮20%,過磷酸鈣2%

(7)玉米芯90%,石膏2%,石灰4%,多菌靈0.2%,磷肥3%,尿素0.5%

3.2香菇(塑料袋熟料栽培)

(1)木屑78%,麥麩20%,石膏1%,糖1%

(2)木屑79%,麩皮或米糠20%,石膏粉1%

(3)木屑79%,麩皮或米糠15%,紅糖1.5%,石膏粉2%,硫酸銨0.3%,玉米粉1.7%,過磷酸鈣0.5%


3.3黑木耳

(1)木屑78%,米糠(麥麩)20%,石膏粉1%,白糖1%

(2)棉籽殼98%,石膏粉1%,硫酸銨1%(或用尿素0.5%)

(3)玉米芯(粉碎)98.5%,石膏粉l%,尿素0.5%

(4)麥稈20%,稻草20%,向日葵稈30%,棉籽殼28%,糖1%,石膏粉1%

(5)甜菜渣31%,稻草10%,豆稈15%,葵花稈30%,玉米芯12%,糖l%,石膏粉1%

3.4銀耳

木屑培養基配方:銀耳適生木屑71%、麩皮25%、蔗糖2%、石膏粉1.5%、硫酸鎂0.2%、磷酸二氫鉀0.3%;料水比,高溫季節1:1.3,低溫季節1:1.2。

3.5金針菇

(1)棉籽皮88%,麥麩10%,糖1%,石膏1%

(2)棉籽皮45%,玉米芯41%,麩皮12%,糖1%,石膏1%

3.6猴頭菇

(1)木屑78%,麩皮(或米糠)20%,白糖1%,石膏粉l%

(2)玉米芯(或其他農作物秸稈)78%,麥麩(或米糠)20%,白糖l%,石膏粉l%

3.7靈芝(熟料)

(1)木屑70%,麥麩28%,糖1%,石膏粉l%,PH值4-6

(2)木屑75%,麥麩24.8%,硫酸銨0.2%

(3)棉籽殼35%,麥麩29%,木屑35%,石膏粉l%

(4)玉米稈40%,木屑59%,石膏粉1%,PH值4-6

(5)麩皮100%,將麩皮與水按1:1拌勻,高壓滅菌后接種培養,可縮短培養周期

3.8雙孢菇

基本配方:麥草(或稻草)4000kg,牛糞粉2000kg,過磷酸鈣100kg,尿素80kg,棉子餅60kg,石灰粉100kg,石膏粉80kg,碳酸鈣100kg,菇病消40袋,食用菌三維營養精素(拌料型)16袋。建有沼氣池的農戶,可在配方中加入沼渣1000kg。

3.9雞腿菇

(1)豆秸屑45%,玉米芯42%,麩皮10%,石膏1%,石灰粉2%

(2)棉籽殼59.7%,菌糠37%,石膏1%,磷肥1%,石灰粉1%,克霉靈0.1%,營養素0.2%

3.10白靈菇

基本配方:棉子殼225kg,玉米粉或麥麩25kg,石膏粉2kg,石灰粉2kg,過磷酸鈣5kg,尿素0.5kg,保成功3袋,食用菌三維營養精素1袋。

3.11杏鮑菇

基本配方:棉子殼200kg,木屑30kg,麥麩20kg,豆餅2kg,過磷酸鈣5kg,輕質碳酸鈣、石膏粉各2kg,石灰粉1.5kg,尿素0.8kg,保成功3袋,食用菌三維營養精素(拌料型)1袋。

3.12姬菇

基本配方:棉子殼250kg,過磷酸鈣5kg,石膏粉4kg,尿素0.7g,三維精素(拌料型)1袋;或玉米心220kg,麥麩30kg,石灰粉10kg(上述進行發酵),過磷酸鈣5kg,石膏粉5kg,尿素lkg,三維精素(拌料型)1-2袋。建有沼氣池的,可在配方中加入沼渣50-100kg。

3.13柳松菇

基本配方:木屑225kg,麥麩25kg,過磷酸鈣5kg,尿素lkg,石灰粉4kg,石膏粉4kg,保成功3袋,食用菌三維營養精素1袋。或者棉子殼150kg,木屑80kg,麥麩20kg,過磷酸鈣4kg,尿素0.8kg,石灰粉2kg,石膏粉4kg,保成功3袋,食用菌三維營養精素l袋。

3.14茶薪菇(茶樹菇)

基本配方:棉子殼120kg,木屑80kg,麩皮、玉米粉各22kg,餅肥6kg,石灰粉4kg,石膏2.5kg,蔗糖lkg,磷酸二氧鉀lkg,硫酸鎂0.5kg,保成功3袋,食用菌三維營養精素(拌料型)1袋。

使用木屑栽培的配方:木屑200kg,麩皮44kg,餅肥6kg,石灰粉5kg,石膏粉5kg,蔗糖2kg,碳酸鈣2kg,保成功3袋,食用菌三維營養精素(拌料型)1袋。

發霉、結塊、摻假、劣質原料等直接削弱菌袋抗病蟲能力,影響菌絲正常生長,促使雜菌的侵染和滋生。因此,應選擇優質新鮮的培養基,杜絕使用摻假麥麩和偽劣石膏等培養基[6]。

在拌料時應將石膏拌入糧食中,混勻后再與主料混合,這樣會使培養料酸堿度更加均勻[7]。種植不同的食用菌時,要根據食用菌的生長特性而配制培養基,以適于食用菌的生長。其中加入石膏的量也根據不同的食用菌,或同一食用菌不同培養基的特性進行調節,以達到食用菌所需的生長環境和營養需求。

4硫酸鈣(石膏)作為食用菌添加劑在各國的相關法律法規

4.1國內相關法律法規

根據2010年5月20日中華人民共和國農業部發布的《NY/T 528-2010 食用菌菌種生產技術規程》,硫酸鈣作為常用的無機鹽類用于食用菌的固體培養基。

《NY/T 528-2010食用菌菌種生產技術規程》于2010年9月1日起代替《NY/T 528-2002 食用菌菌種生產技術規程》,適用于不需要伴生菌的各種各級食用菌菌種生產。

該標準規定了食用菌菌種生產的場地、廠房設置和布局、設備設施、使用品種、生產工藝流程、技術要求、標簽、標志、包裝、運輸和貯存等。

目前硫酸鈣(石膏)在食用菌培養基中應用沒有一個統一的國家標準,對硫酸鈣(石膏)的含量、品味、微量元素等都未進行規范,實際上這些指標直接決定了石膏品質的優劣,導致市面上的產品參差不齊,時常發生假冒偽劣石膏粉坑農事件,給菌農和社會帶來巨大的損失。

2008年由湖北省食用菌協會牽頭,荊門市磊鑫石膏制品有限公司聯合華中農業大學、宜昌森源食用菌有限公司制定了《食用菌添加劑 硫酸鈣(石膏)》企業標準(第一版)。經標準化行政主管部門審核通過發布(標準編號Q/LX 01-2008),填補了此項標準的空白。2011年11月16日,《食用菌添加劑硫酸鈣(石膏)》的企業標準(第二版)(Q/LX01-2011)通過標準化行政主管部門組織的專家評審并批準備案發布,標準編號QB/200-2011。這個標準是目前食用菌行業石膏輔料的唯一標準!

4.2國外相關法律法規

4.2.1美國的相關法律法規

由美國華盛頓州行政法典WAC(Washington Administration Code)制定的WAC16-157《有機食品標準和認證》(Organic food standard and certification)在2002年5月30日發布并開始生效[8],其中開采的天然硫酸鈣(石膏)被列入非農業物質用作標記成分或加工產品“有機”或“由有機制造(指定成分或食品類)”目錄,允許硫酸鈣(石膏)在有機食品中應用。WAC16-157中專門對有機食用菌標準生產操作進行了規定WAC16-157-120《有機食用菌標準》(Organic mushroom standard),包含菌種、培養料等,肥料和任何非農業材料作為生長基質必須是有機源。

4.2.2加拿大的相關法律法規

加拿大不列顛哥倫比亞省有機認證協會COABC(Certified Organic Associations Of British Columbia)是當地唯一由政府資助的進行有機認證的組織,由其制定的《有機食用菌生產規程》(CAN/CGSB 32.310 section 7.3 Organic Mushroom Production),從栽培環境、菌種來源、蟲害控制、疾病控制、衛生管理和培養料6個方面,對有機食用菌的生產規程進行了規定和說明[8]。開采的天然硫酸鈣(石膏)作為土壤改良劑和作物營養被列入CAN/CGSB-32.310允許使用的物質清單中。

4.2.3歐盟的相關法律法規

對于有機食用菌的生產技術標準,歐盟以通用的歐盟法規(EC)No 889/2008制定了以《歐盟有機產品生產及有機產品標識條例》((EC)No 834/2007)為基礎,在有機生產、標識和認證(控制)方面的實施細則。只能來源于天然的硫酸鈣(石膏),作為構成食用菌培養基的最初成分被列入食用菌栽培用物質中,同時也作為肥料和土壤調節劑被列入農業生產中使用的產品和物質清單中。

5 硫酸鈣(石膏)作為食用菌添加劑的市場現狀分析

5.1國內應用現狀

實證研究發現:食用菌培養基中推薦使用二水硫酸鈣(石膏),色白,純度越高越好(純度越高,有效成分越多),細度應控制在100目以上(細度越高,比表面積越大,越容易溶解,有利于有效成分的吸收)。硫酸鈣(石膏)在食用菌培養基中的添加量雖然不多,但是意義重大,是一種不可缺少的營養物質。目前國內各個食用菌生產大縣普遍采用硫酸鈣(石膏),但由于沒有一個統一的標準和規范的市場管理,近十幾年來,已發生過多次使用劣質假冒石膏粉給菇農以及食用菌產業造成了重大經濟損失的事件。

(1)1995年10月,福建莆田仙游縣石蒼鄉濟川村林益平等105戶村民向仙游縣石蒼供銷社購買仙游縣龍華平原工藝廠生產的青海互理牌石膏,因石膏質量不合格導致村民栽培的蘑菇不能正常產出,經濟損失達140067.93元。

(2)1999年11月,食用菌產值超億元的福建三明尤溪縣,864戶農戶食用菌生長異常,幾百萬袋香菇出現菌筒變軟、不轉色、原基不會扭結等嚴重異常情況。菇農損失上千萬元。根據大面積的調查觀察和有關菇農提供的線索,并咨詢了食用菌專家、教授,確認是菇農使用假冒青海產石膏粉所致。

(3)2000年10月,浙江臺州黃巖區高橋鄉聯豐村40多戶香菇種植戶的80多萬袋香菇出現大面積死亡,造成直接經濟損失80余萬元。經浙江省有關農業專家鑒定,菇農受損原因系香菇種植戶使用了假冒的“石膏”而引起的,經化驗,該村村民使用的“石膏”實際上是石灰。黃巖公安分局接到報案后展開偵查,對有關線索進行追蹤,發現肇事者系福建人賴明龍,并于2011年2月25日赴福建將其抓獲。據賴明龍交代,為貪圖小利,他于2000年8月將石灰冒充石膏銷售,從而引發了香菇大面積死亡的悲劇。

(4)浙西南地區是世界人工香菇栽培的發源地之一,食用菌產業是當地最大的農業支柱產業。但栽培上仍存在不少問題,菌包爛袋現象時有發生,損失曾高達上億元,2003年夏季高溫導致全區域大面積爛袋,輕則20-30%,重則70-80%,個別甚至100%。使用摻雜的不合格輔料,浙江省內曾發生的多起摻假麩皮和偽劣石膏等劣質原輔材料事件,造成了嚴重損失。例如摻入礦石粉的偽劣石膏提供不了營養和緩沖作用,反而可能由于其強堿性降低了菌絲活力抗性,導致爛袋。

(5)2005年1-4月,在江西宜春銅鼓縣做香菇生意的浙江省慶元縣農民夏方錫、吳銀等四人,在菇農正在備料做菇包時,從外地購買石膏粉,大量銷售給江西銅鼓、萬載、宜豐及湖南瀏陽等縣市幾百戶菇農,銷售金額近10萬元,獲利數萬元,致使幾百萬袋香菇菌絲壞死,出現大量爛包、歉收、絕收現象,造成菇農極嚴重的經濟損失。夏等人聞風分散潛逃。

(6)2007年湖北宜昌遠安縣于1-3月接種代料香菇約1500萬袋,5月份菇民進行“放大氣”管理,給菌袋刺孔增氧。情況正常時,應該在放氣(刺孔增氧)后2-3天菌袋逐漸變硬。而當地菇民發現在刺孔增氧后普遍出現菌袋變軟、流黑水、腐爛發臭等異常情況,造成了上億元的經濟損失。技術鑒定的結果表明,出現上述食用菌爛袋的主要原因是使用了“豐菇”牌假石膏粉。在這種所謂的石膏粉中,石膏只占22%,磷礦渣占20-30%,其他為泥沙,而且氟、硫超標,質量極差。

(7)江西撫州南豐縣紫霄鎮的多數農民靠種植食用菌等綠色食品為生,且發展到一定規模,菌菇種植也成為當地村民致富增收的重要產業。然而,2010年1月,一場突如其來的“石膏門”事件卻直接導致全鎮近40戶菇農種植的香菇絕收,全鎮菇農直接損失百萬余元。4月中旬,菇農到南豐縣質監局投訴咨詢,經縣質監局與廠方聯系,廠方認定菇農購買的“新蘭牌”食用菌石膏粉為冒充偽劣產品。福建省長汀縣食用菌材料經營部銷售石膏粉系假冒偽劣產品,經銷商使用水泥廠廢舊水泥下腳料充當石膏粉,并冒充湖北應城市宏基石膏粉廠產品在市場上銷售。

(8)2010年,福建龍巖武平縣、江西贛州會昌縣等地因“假石膏”問題損失200多萬香菇筒,菇農損失慘重。福建龍巖長汀縣南山英海食用菌研究所十多年前就發現省內外食用菌材料店出售的石膏粉其實是重質碳酸鈣(石灰石粉),可能造成重大損失,常遭到有關部門的嚴禁,但因石灰石粉進貨價廉,獲利多,故屢禁不絕。

5.2國外應用現狀

食用菌在國外被譽為“健康的食品”,“植物性食品的頂峰”。國外硫酸鈣(石膏)在食用菌中的作用也是使用在食用菌培養基和堆肥中。Usually, the exact amount gypsum to be applied is determined by the quality of the raw materials.通常,應用石膏的確切數額是由原料的質量所決定的。

非洲地區經常使用的配方是小麥秸稈、草、馬糞,同時添加雞糞、棉子粉、硝酸銨或尿素以及石膏。石膏給種植的蘑菇提供鈣,調節培養基酸堿度水平,抵制鉀、鎂、磷的濃度并提高保水能力,從而減少過度潤濕的風險。它也改善了培養基的物理結構。

在荷蘭,食用菌堆肥的配方中也有石膏。石膏作為唯一的無機鹽類補充是至關重要的。馬糞堆肥時1噸馬糞輔以100kg雞糞和25kg石膏。要添加的水的量從每噸200-800升變化。這將產生900-1300kg的堆肥。還有在小麥或黑麥秸稈合成堆肥使用,每噸600-900kg雞糞,75kg的石膏和添加大約5000升的水,產生3000kg的堆肥。石膏降低堆肥的PH值。如果氨氮含量高,添加石膏更為重要。

在印度及歐盟國家,用于培養蘑菇的原材料是麥秸、稻草、木屑、麥麩、米糠和調整PH值的石膏。

在英國石膏用于堆肥的主要功能有:吸收堆肥過程中產生的氨,以便它可以轉換成有用的氮,不會排放到空氣中;減少和防止膠體材料形成一個“油膩”堆肥;改善堆肥的疏松性和透氣性。

6未來展望

我國食用菌產業起步雖較國外晚,但經過幾十年的發展,已成功的變身為食用菌大國。食用菌產業在農業所處的地位也日趨顯著,是連接種植業和養殖業的有效橋梁,并深度的挖掘出了農業生產中存在的潛在價值,很大程度上解決了農作物秸稈資源的去向問題,為國民經濟提供了新的增長點。隨著國外生產成本的不斷提高,但消費需求逐漸增大,未來的食用菌的市場將會迅速從歐、美、日、韓等國向我國轉移。另外,隨著我國人民的消費能力不斷增強,食用菌的市場需求也在逐步的增大,我國未來的食用菌產業的發展前景將一片大好。

但同時我們也應認識到我國的市場基礎薄弱、質量意思淡薄,觀念落后的現狀;只有相關職能部門和行業協會以及負責任的生產企業的共同努力,從標準的制定、新技術新觀念的推廣再到市場的嚴格監管與規范,才能真正讓硫酸鈣(石膏)更好的為食用菌行業的發展助力添瓦!

參考文獻

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[4] 陳志松.培養基pH值對菌絲生長影響的研究[J].中國食用菌,2000,19(2):36.

[5] 薛玉華.食用菌栽培配方[J].湖北植保,2010,(2):71-72.

[6] 趙佗.食用菌菌袋雜菌發生原因及對策[J].河北農業科技,2007,(6):48.

[7] 李正飛.食用菌栽培中常見四種錯誤做法[J].食用菌,2008,30(3):16.

[8] 趙曉燕,崔野韓,邢增濤,趙志輝,門殿英.歐美地區有機食用菌生產技術標準規程解析[J].上海農業學報,2009,25(1):118-120.

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