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硫酸钙(石膏)在食用菌中的应用综述

来源:磊鑫石膏 发布时间:2016-02-03 09:11:16 点击次数:919次

(荆门市磊鑫石膏制品有限公司 湖北荆门 448000)

引言

食用菌是一类可以供食用或药用的大型真菌,其含有的营养成分极其丰富,不仅可以维持正常的生命活动,而且还可以有效的预防和治疗多种疾病,维护身体健康。食用菌具有很高的营养价值,自古以来,食用菌被人们广泛食用和药用,被称为菜中佳品。近几十年来,食用菌栽培广泛普及,几乎各省都有相应的食用菌栽培基地、食用菌研究协会与食用菌大市场,成为大农业生产的一个重要生态结构。想要种植出营养价值高且产量高的食用菌,食用菌的生长之基培养基的重要性不言而喻,配制出好的培养基是食用菌高质高产的根本。在堆制蘑菇培养料时添加一定数量的硫酸钙(石膏),并不是出于习惯,而是经专家们研究出来的并经过实践检验的好方法,硫酸钙(石膏)已成为高产稳产必不可少的添加剂。

1硫酸钙(石膏)的简介

硫酸钙也称石膏,有二水、半水和无水之分,分子式分别为:CaSO4·2H2O、CaSO4·1/2H2O和CaSO4。在传统行业硫酸钙(石膏)主要是用于建筑业之中,随着人们对硫酸钙(石膏)的不断研究,发现硫酸钙在食用菌培养基中同样可以发挥巨大的作用。硫酸钙含钙量为20-28%,含硫量为16-22%,既可提供钙,又是硫的良好来源,生物利用率高,是一种经济型的食用菌添加剂,由于其在食用菌生长过程中起到的关键作用,较少被其它辅料替代。

2硫酸钙(石膏)在食用菌培养基中的应用原理

食用菌的培养基是由主要原料和辅助原料组成。主要原料包括菇树和耳树、工农业副产物和下脚料、禽畜粪便、野草和树枝以及食用菌栽培废料等,是食用菌生长的主要营养源。石膏在食用菌培养基中的应用属于辅助原料,辅助原料是用于增加营养,改善化学、物理状态的一类物质,用量较小。石膏在食用菌培养基中的添加量在1-3%之间。

在食用菌培养基中推荐使用的是生石膏,化学成分为二水硫酸钙(CaSO4·2H2O)。石膏在128℃时脱去一部分水形成半水石膏,在继续加热至163℃形成无水石膏,这两者都被称为熟石膏。半水石膏化学成分为半水硫酸钙(CaSO4·1/2H2O),其有凝胶性质,与水以一定比例混合会很快放热、凝固形成硬块同时还原为二水硫酸钙,其常用于建筑行业。无水石膏化学成分为无水硫酸钙(CaSO4),其同样有凝胶性质,与水混合后还原为二水硫酸钙,同时放出大量的热,用途较多。这两者是通过生石膏煅烧而得到的,所以制作的成本比生石膏高,又由于其遇水凝固、放热、还原等性质而很少应用于食用菌培养基中。

2.1食用菌培养基中添加石膏在增加营养方面的作用:

(1)直接补充培养基中硫、钙的不足;

(2)使气态氮固定成化合态氮,利于游离在堆料中氨气的稳定,减少培养基中氮素损失;

(3)能加速培养基中机质的分解,促进料中可溶性磷、钾的释放,供给菌丝吸收利用;

(4)钙离子能使堆肥中的胶体膜消失,有利于蘑菇菌丝吸收营养;

(5)石膏能中和蘑菇菌丝在生长过程中产生的草酸,并在蘑菇菌丝表面形成有草酸钙的细胞膜,有防御外敌、保护菌丝的作用[2];

(6)使基料在发酵后纤维素降解率提高,可溶性糖增加。

2.2食用菌培养基中添加石膏在改善化学和物理状态中的主要作用:

(1)提高培养基的缓冲能力,抑制由NH4所引起的,甚至在播种后也会发生的PH值过高的副作用;

(2)防止培养基变酸和厌氧发酵,避免培养基酸碱度出现大的变化;

(3)增强培养基对某些细菌细胞间质的凝聚作用,这样可以减少在堆制过程中由于细菌的活动,而产生一些破坏培养结构;

(4)有助于培养基降低在覆土时对添加的一些营养性补充物的敏感性而增加产量[3];

(5)石膏提供的钙素与其他重金属离子不同,它无毒性且能使秸秆表面的胶体粒子凝集成大的粒子而沉淀下来,产生凝析现象,形成通气性好的物理结构,使培养基变得疏松,改善蓄水性和通气性,促进了有益微生物的活动[2];

(6)石膏还有很强的吸水性,能提高堆肥的持水能力[2]。

3硫酸钙(石膏)在食用菌培养基中的应用范围

硫酸钙(石膏)是培养基的成分,普遍应用于平菇、香菇、黑木耳、银耳、金针菇、猴头菇等的栽培料中,常见栽培配方的各种配比仅供参考[5]。

3.1平菇

(1)棉籽壳98%,多菌灵0.15%,石膏2%

(2)棉籽壳96%,过磷酸钙1.5%,石膏2%,石灰0.5%

(3)棉籽壳70%,过磷酸钙1%,麸皮12%,稻草1.5%,糖1%,石膏1%

(4)阔叶树木屑67%,麸皮10%,石灰2%,棉籽壳20%,多菌灵0.2%,尿素0.5%

(5)阔叶树木屑82%,石膏3%,石灰2%,麸皮(玉米面)10%,磷肥2.5%,尿素0.5%

(6)稻草76%,蔗糖1%,石膏1%,麸皮20%,过磷酸钙2%

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

3.2香菇(塑料袋熟料栽培)

(1)木屑78%,麦麸20%,石膏1%,糖1%

(2)木屑79%,麸皮或米糠20%,石膏粉1%

(3)木屑79%,麸皮或米糠15%,红糖1.5%,石膏粉2%,硫酸铵0.3%,玉米粉1.7%,过磷酸钙0.5%


3.3黑木耳

(1)木屑78%,米糠(麦麸)20%,石膏粉1%,白糖1%

(2)棉籽壳98%,石膏粉1%,硫酸铵1%(或用尿素0.5%)

(3)玉米芯(粉碎)98.5%,石膏粉l%,尿素0.5%

(4)麦秆20%,稻草20%,向日葵秆30%,棉籽壳28%,糖1%,石膏粉1%

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

3.4银耳

木屑培养基配方:银耳适生木屑71%、麸皮25%、蔗糖2%、石膏粉1.5%、硫酸镁0.2%、磷酸二氢钾0.3%;料水比,高温季节1:1.3,低温季节1:1.2。

3.5金针菇

(1)棉籽皮88%,麦麸10%,糖1%,石膏1%

(2)棉籽皮45%,玉米芯41%,麸皮12%,糖1%,石膏1%

3.6猴头菇

(1)木屑78%,麸皮(或米糠)20%,白糖1%,石膏粉l%

(2)玉米芯(或其他农作物秸秆)78%,麦麸(或米糠)20%,白糖l%,石膏粉l%

3.7灵芝(熟料)

(1)木屑70%,麦麸28%,糖1%,石膏粉l%,PH值4-6

(2)木屑75%,麦麸24.8%,硫酸铵0.2%

(3)棉籽壳35%,麦麸29%,木屑35%,石膏粉l%

(4)玉米秆40%,木屑59%,石膏粉1%,PH值4-6

(5)麸皮100%,将麸皮与水按1:1拌匀,高压灭菌后接种培养,可缩短培养周期

3.8双孢菇

基本配方:麦草(或稻草)4000kg,牛粪粉2000kg,过磷酸钙100kg,尿素80kg,棉子饼60kg,石灰粉100kg,石膏粉80kg,碳酸钙100kg,菇病消40袋,食用菌三维营养精素(拌料型)16袋。建有沼气池的农户,可在配方中加入沼渣1000kg。

3.9鸡腿菇

(1)豆秸屑45%,玉米芯42%,麸皮10%,石膏1%,石灰粉2%

(2)棉籽壳59.7%,菌糠37%,石膏1%,磷肥1%,石灰粉1%,克霉灵0.1%,营养素0.2%

3.10白灵菇

基本配方:棉子壳225kg,玉米粉或麦麸25kg,石膏粉2kg,石灰粉2kg,过磷酸钙5kg,尿素0.5kg,保成功3袋,食用菌三维营养精素1袋。

3.11杏鲍菇

基本配方:棉子壳200kg,木屑30kg,麦麸20kg,豆饼2kg,过磷酸钙5kg,轻质碳酸钙、石膏粉各2kg,石灰粉1.5kg,尿素0.8kg,保成功3袋,食用菌三维营养精素(拌料型)1袋。

3.12姬菇

基本配方:棉子壳250kg,过磷酸钙5kg,石膏粉4kg,尿素0.7g,三维精素(拌料型)1袋;或玉米心220kg,麦麸30kg,石灰粉10kg(上述进行发酵),过磷酸钙5kg,石膏粉5kg,尿素lkg,三维精素(拌料型)1-2袋。建有沼气池的,可在配方中加入沼渣50-100kg。

3.13柳松菇

基本配方:木屑225kg,麦麸25kg,过磷酸钙5kg,尿素lkg,石灰粉4kg,石膏粉4kg,保成功3袋,食用菌三维营养精素1袋。或者棉子壳150kg,木屑80kg,麦麸20kg,过磷酸钙4kg,尿素0.8kg,石灰粉2kg,石膏粉4kg,保成功3袋,食用菌三维营养精素l袋。

3.14茶薪菇(茶树菇)

基本配方:棉子壳120kg,木屑80kg,麸皮、玉米粉各22kg,饼肥6kg,石灰粉4kg,石膏2.5kg,蔗糖lkg,磷酸二氧钾lkg,硫酸镁0.5kg,保成功3袋,食用菌三维营养精素(拌料型)1袋。

使用木屑栽培的配方:木屑200kg,麸皮44kg,饼肥6kg,石灰粉5kg,石膏粉5kg,蔗糖2kg,碳酸钙2kg,保成功3袋,食用菌三维营养精素(拌料型)1袋。

发霉、结块、掺假、劣质原料等直接削弱菌袋抗病虫能力,影响菌丝正常生长,促使杂菌的侵染和滋生。因此,应选择优质新鲜的培养基,杜绝使用掺假麦麸和伪劣石膏等培养基[6]。

在拌料时应将石膏拌入粮食中,混匀后再与主料混合,这样会使培养料酸碱度更加均匀[7]。种植不同的食用菌时,要根据食用菌的生长特性而配制培养基,以适于食用菌的生长。其中加入石膏的量也根据不同的食用菌,或同一食用菌不同培养基的特性进行调节,以达到食用菌所需的生长环境和营养需求。

4硫酸钙(石膏)作为食用菌添加剂在各国的相关法律法规

4.1国内相关法律法规

根据2010年5月20日中华人民共和国农业部发布的《NY/T 528-2010 食用菌菌种生产技术规程》,硫酸钙作为常用的无机盐类用于食用菌的固体培养基。

《NY/T 528-2010食用菌菌种生产技术规程》于2010年9月1日起代替《NY/T 528-2002 食用菌菌种生产技术规程》,适用于不需要伴生菌的各种各级食用菌菌种生产。

该标准规定了食用菌菌种生产的场地、厂房设置和布局、设备设施、使用品种、生产工艺流程、技术要求、标签、标志、包装、运输和贮存等。

目前硫酸钙(石膏)在食用菌培养基中应用没有一个统一的国家标准,对硫酸钙(石膏)的含量、品味、微量元素等都未进行规范,实际上这些指标直接决定了石膏品质的优劣,导致市面上的产品参差不齐,时常发生假冒伪劣石膏粉坑农事件,给菌农和社会带来巨大的损失。

2008年由湖北省食用菌协会牵头,荆门市磊鑫石膏制品有限公司联合华中农业大学、宜昌森源食用菌有限公司制定了《食用菌添加剂 硫酸钙(石膏)》企业标准(第一版)。经标准化行政主管部门审核通过发布(标准编号Q/LX 01-2008),填补了此项标准的空白。2011年11月16日,《食用菌添加剂硫酸钙(石膏)》的企业标准(第二版)(Q/LX01-2011)通过标准化行政主管部门组织的专家评审并批准备案发布,标准编号QB/200-2011。这个标准是目前食用菌行业石膏辅料的唯一标准!

4.2国外相关法律法规

4.2.1美国的相关法律法规

由美国华盛顿州行政法典WAC(Washington Administration Code)制定的WAC16-157《有机食品标准和认证》(Organic food standard and certification)在2002年5月30日发布并开始生效[8],其中开采的天然硫酸钙(石膏)被列入非农业物质用作标记成分或加工产品“有机”或“由有机制造(指定成分或食品类)”目录,允许硫酸钙(石膏)在有机食品中应用。WAC16-157中专门对有机食用菌标准生产操作进行了规定WAC16-157-120《有机食用菌标准》(Organic mushroom standard),包含菌种、培养料等,肥料和任何非农业材料作为生长基质必须是有机源。

4.2.2加拿大的相关法律法规

加拿大不列颠哥伦比亚省有机认证协会COABC(Certified Organic Associations Of British Columbia)是当地唯一由政府资助的进行有机认证的组织,由其制定的《有机食用菌生产规程》(CAN/CGSB 32.310 section 7.3 Organic Mushroom Production),从栽培环境、菌种来源、虫害控制、疾病控制、卫生管理和培养料6个方面,对有机食用菌的生产规程进行了规定和说明[8]。开采的天然硫酸钙(石膏)作为土壤改良剂和作物营养被列入CAN/CGSB-32.310允许使用的物质清单中。

4.2.3欧盟的相关法律法规

对于有机食用菌的生产技术标准,欧盟以通用的欧盟法规(EC)No 889/2008制定了以《欧盟有机产品生产及有机产品标识条例》((EC)No 834/2007)为基础,在有机生产、标识和认证(控制)方面的实施细则。只能来源于天然的硫酸钙(石膏),作为构成食用菌培养基的最初成分被列入食用菌栽培用物质中,同时也作为肥料和土壤调节剂被列入农业生产中使用的产品和物质清单中。

5 硫酸钙(石膏)作为食用菌添加剂的市场现状分析

5.1国内应用现状

实证研究发现:食用菌培养基中推荐使用二水硫酸钙(石膏),色白,纯度越高越好(纯度越高,有效成分越多),细度应控制在100目以上(细度越高,比表面积越大,越容易溶解,有利于有效成分的吸收)。硫酸钙(石膏)在食用菌培养基中的添加量虽然不多,但是意义重大,是一种不可缺少的营养物质。目前国内各个食用菌生产大县普遍采用硫酸钙(石膏),但由于没有一个统一的标准和规范的市场管理,近十几年来,已发生过多次使用劣质假冒石膏粉给菇农以及食用菌产业造成了重大经济损失的事件。

(1)1995年10月,福建莆田仙游县石苍乡济川村林益平等105户村民向仙游县石苍供销社购买仙游县龙华平原工艺厂生产的青海互理牌石膏,因石膏质量不合格导致村民栽培的蘑菇不能正常产出,经济损失达140067.93元。

(2)1999年11月,食用菌产值超亿元的福建三明尤溪县,864户农户食用菌生长异常,几百万袋香菇出现菌筒变软、不转色、原基不会扭结等严重异常情况。菇农损失上千万元。根据大面积的调查观察和有关菇农提供的线索,并咨询了食用菌专家、教授,确认是菇农使用假冒青海产石膏粉所致。

(3)2000年10月,浙江台州黄岩区高桥乡联丰村40多户香菇种植户的80多万袋香菇出现大面积死亡,造成直接经济损失80余万元。经浙江省有关农业专家鉴定,菇农受损原因系香菇种植户使用了假冒的“石膏”而引起的,经化验,该村村民使用的“石膏”实际上是石灰。黄岩公安分局接到报案后展开侦查,对有关线索进行追踪,发现肇事者系福建人赖明龙,并于2011年2月25日赴福建将其抓获。据赖明龙交代,为贪图小利,他于2000年8月将石灰冒充石膏销售,从而引发了香菇大面积死亡的悲剧。

(4)浙西南地区是世界人工香菇栽培的发源地之一,食用菌产业是当地最大的农业支柱产业。但栽培上仍存在不少问题,菌包烂袋现象时有发生,损失曾高达上亿元,2003年夏季高温导致全区域大面积烂袋,轻则20-30%,重则70-80%,个别甚至100%。使用掺杂的不合格辅料,浙江省内曾发生的多起掺假麸皮和伪劣石膏等劣质原辅材料事件,造成了严重损失。例如掺入矿石粉的伪劣石膏提供不了营养和缓冲作用,反而可能由于其强碱性降低了菌丝活力抗性,导致烂袋。

(5)2005年1-4月,在江西宜春铜鼓县做香菇生意的浙江省庆元县农民夏方锡、吴银等四人,在菇农正在备料做菇包时,从外地购买石膏粉,大量销售给江西铜鼓、万载、宜丰及湖南浏阳等县市几百户菇农,销售金额近10万元,获利数万元,致使几百万袋香菇菌丝坏死,出现大量烂包、歉收、绝收现象,造成菇农极严重的经济损失。夏等人闻风分散潜逃。

(6)2007年湖北宜昌远安县于1-3月接种代料香菇约1500万袋,5月份菇民进行“放大气”管理,给菌袋刺孔增氧。情况正常时,应该在放气(刺孔增氧)后2-3天菌袋逐渐变硬。而当地菇民发现在刺孔增氧后普遍出现菌袋变软、流黑水、腐烂发臭等异常情况,造成了上亿元的经济损失。技术鉴定的结果表明,出现上述食用菌烂袋的主要原因是使用了“丰菇”牌假石膏粉。在这种所谓的石膏粉中,石膏只占22%,磷矿渣占20-30%,其他为泥沙,而且氟、硫超标,质量极差。

(7)江西抚州南丰县紫霄镇的多数农民靠种植食用菌等绿色食品为生,且发展到一定规模,菌菇种植也成为当地村民致富增收的重要产业。然而,2010年1月,一场突如其来的“石膏门”事件却直接导致全镇近40户菇农种植的香菇绝收,全镇菇农直接损失百万余元。4月中旬,菇农到南丰县质监局投诉咨询,经县质监局与厂方联系,厂方认定菇农购买的“新兰牌”食用菌石膏粉为冒充伪劣产品。福建省长汀县食用菌材料经营部销售石膏粉系假冒伪劣产品,经销商使用水泥厂废旧水泥下脚料充当石膏粉,并冒充湖北应城市宏基石膏粉厂产品在市场上销售。

(8)2010年,福建龙岩武平县、江西赣州会昌县等地因“假石膏”问题损失200多万香菇筒,菇农损失惨重。福建龙岩长汀县南山英海食用菌研究所十多年前就发现省内外食用菌材料店出售的石膏粉其实是重质碳酸钙(石灰石粉),可能造成重大损失,常遭到有关部门的严禁,但因石灰石粉进货价廉,获利多,故屡禁不绝。

5.2国外应用现状

食用菌在国外被誉为“健康的食品”,“植物性食品的顶峰”。国外硫酸钙(石膏)在食用菌中的作用也是使用在食用菌培养基和堆肥中。Usually, the exact amount gypsum to be applied is determined by the quality of the raw materials.通常,应用石膏的确切数额是由原料的质量所决定的。

非洲地区经常使用的配方是小麦秸秆、草、马粪,同时添加鸡粪、棉子粉、硝酸铵或尿素以及石膏。石膏给种植的蘑菇提供钙,调节培养基酸碱度水平,抵制钾、镁、磷的浓度并提高保水能力,从而减少过度润湿的风险。它也改善了培养基的物理结构。

在荷兰,食用菌堆肥的配方中也有石膏。石膏作为唯一的无机盐类补充是至关重要的。马粪堆肥时1吨马粪辅以100kg鸡粪和25kg石膏。要添加的水的量从每吨200-800升变化。这将产生900-1300kg的堆肥。还有在小麦或黑麦秸秆合成堆肥使用,每吨600-900kg鸡粪,75kg的石膏和添加大约5000升的水,产生3000kg的堆肥。石膏降低堆肥的PH值。如果氨氮含量高,添加石膏更为重要。

在印度及欧盟国家,用于培养蘑菇的原材料是麦秸、稻草、木屑、麦麸、米糠和调整PH值的石膏。

在英国石膏用于堆肥的主要功能有:吸收堆肥过程中产生的氨,以便它可以转换成有用的氮,不会排放到空气中;减少和防止胶体材料形成一个“油腻”堆肥;改善堆肥的疏松性和透气性。

6未来展望

我国食用菌产业起步虽较国外晚,但经过几十年的发展,已成功的变身为食用菌大国。食用菌产业在农业所处的地位也日趋显著,是连接种植业和养殖业的有效桥梁,并深度的挖掘出了农业生产中存在的潜在价值,很大程度上解决了农作物秸秆资源的去向问题,为国民经济提供了新的增长点。随着国外生产成本的不断提高,但消费需求逐渐增大,未来的食用菌的市场将会迅速从欧、美、日、韩等国向我国转移。另外,随着我国人民的消费能力不断增强,食用菌的市场需求也在逐步的增大,我国未来的食用菌产业的发展前景将一片大好。

但同时我们也应认识到我国的市场基础薄弱、质量意思淡薄,观念落后的现状;只有相关职能部门和行业协会以及负责任的生产企业的共同努力,从标准的制定、新技术新观念的推广再到市场的严格监管与规范,才能真正让硫酸钙(石膏)更好的为食用菌行业的发展助力添瓦!

参考文献

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[2] 陈士瑜.菇菌生产技术全书[M].中国农业出版社出版.

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[4] 陈志松.培养基pH值对菌丝生长影响的研究[J].中国食用菌,2000,19(2):36.

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

[6] 赵佗.食用菌菌袋杂菌发生原因及对策[J].河北农业科技,2007,(6):48.

[7] 李正飞.食用菌栽培中常见四种错误做法[J].食用菌,2008,30(3):16.

[8] 赵晓燕,崔野韩,邢增涛,赵志辉,门殿英.欧美地区有机食用菌生产技术标准规程解析[J].上海农业学报,2009,25(1):118-120.

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