利用秸秆栽培黑木耳配套技术及示范效果
2017-06-05隋进清
隋进清,徐 立
(黑龙江省伊春市友好区食用菌研究所,黑龙江 伊春 153031)
利用秸秆栽培黑木耳配套技术及示范效果
隋进清,徐 立*
(黑龙江省伊春市友好区食用菌研究所,黑龙江 伊春 153031)
因木屑资源逐年不足,开始寻找新的替代料栽培黑木耳(Auricularia auricula)。采用农作物秸秆为主要原料,经专利设备加工处理后,改变了其原有蓬松、容重小、难定型的特性,使之达到类似木屑的质量,再通过配方选择、菌种选育等,使秸秆真正替代木屑栽培黑木耳,成功突破了多年来秸秆栽培黑木耳添加量徘徊在30%的瓶颈。
替代料;黑木耳;秸秆处理
黑木耳(Auricularia auricula) 是我国重要的食(药)用菌,被人们誉为山珍。据资料,人工栽培已有1 300多年的历史。传统的栽培方法是用木段栽培,随着人们生活水平的提高,消费者对黑木耳需求量的增加及木椴资源的不足,取而代之的是阔叶木屑代料栽培。近年来,由于栽培技术的逐步完善成熟,产量和经济效益明显提高,以及黑木耳的营养、药用保健作用被人们认可,使黑木耳产业实现跨越式发展,产量连年持续增长,年最高增长率达24%以上。2015年后,我国黑木耳产量已上升为仅次于香菇的第二大食用菌主栽品种。但随着栽培规模迅速扩大,木屑资源逐年不足,黑龙江省年栽培已达到70亿袋,需木屑逾300万t,折合木材超过500万m3,造成木屑价格不断上涨,导致盗伐林木等非法行为的不断发生,这不但对林业生产造成威胁,也为社会文明进步带来影响,面对此局面,迫切需要对黑木耳栽培新型基质进行研发。
1 利用秸秆栽培黑木耳的原理和效果
黑木耳属于木腐菌类,其生长在死亡的木材上,靠菌丝分泌出的各种酶分解纤维素和木质素为主要营养来源。
从理论上讲,凡含有纤维素、半纤维素、木质素的维管束植物都可以用来栽培黑木耳,例如有人曾用野草、树叶等进行栽培试验,都获得成功。但是,栽培食用菌是为了获取其食用价值和经济效益,选择替代基质时首先必须考虑原材料要来源广,收集半径小,成本低,且运输加工较容易,而且产量高,质量好,经济效益明显。我国是农业大国,农作物秸秆资源丰富,但利用率低,所以,在进行替代料研究中多数研究者都首先把秸秆作为栽培研究的首选材料[1]。
利用秸秆栽培黑木耳的技术研究,20多年前就有相关报道[2],从多数的栽培试验看,类似的技术都能够种出木耳来,但由于工艺简单,加工设备不配套,对秸秆的预处理达不到标准,在配方选择、菌包制作、菌种选育等方面都达不到技术要求,常出现杂菌污染率高,产量低,品质差的问题,所以经过20多年的研发,基本上还在低水平徘徊,没有突破性进展,更没有大规模的推广应用。
项目组在总结全国经验和教训的基础上,认真分析了秸秆与木屑的差异。从营养成分方面分析,玉米秸秆、稻草、玉米芯等适宜黑木耳生长的基质所含各成分比木屑优越,其差异是秸秆同木屑相比组织结构疏松、纤维含量高,木质素含量相对较低,如果不经过相应的加工预处理,菌包制作难定型,容重小,保水性差。利用不经处理的秸秆进行黑木耳栽培,最终造成菌袋缩水严重,袋料分离,易进水,杂菌及青苔多发,严重影响木耳产量及品质。因此被人们误认为秸秆的添加量只能占配方的30%左右。认清了问题存在的原因后,经过多年的刻苦攻关,终于于2011年进行地摆栽培成功,使秸秆的添加量达到60%以上,实现了袋产干耳50 g的理想产量,使秸秆名符其实的成为替代木屑栽培黑木耳的新基质。
2014年7月2日,伊春市友好区农委在友好区食用菌研究所组织召开了利用稻草、玉米秸秆代替木屑栽培黑木耳现场会。参会人员认为利用稻草、玉米秸秆栽培的黑木耳长势喜人,打消了多年来认为秸秆不可能替代木屑栽培黑木耳的疑虑,并充分肯定了该成果的可行性。利用秸秆替代木屑栽培黑木耳的成功,不但解决了黑木耳原材料来源不足的问题,而且使废弃的秸秆得到利用,节约了木材资源,增加了农业收入,而且防止了秸秆焚烧污染环境,具有巨大的市场发展潜力。
2 利用秸秆栽培黑木耳设备和技术已配套
总结以往秸秆栽培黑木耳的研发过程,秸秆的添加量始终徘徊在30%左右,没有真正达到替代木屑的用量标准,分析原因,多数研究者只重视了秸秆的品种和配方的筛选,忽略了对秸秆加工处理及菌种驯化等综合配套技术研究。经几年的攻关,在秸秆粉碎机械及预处理技术方面都有创新性突破,使配方中秸秆添加量达到了60%以上,现将设备技术配套情况简介如下。
2.1 秸秆加工设备已研制成功并投入生产
利用秸秆替代木屑栽培黑木耳能否成功,其关键技术之一是对秸秆的处理工艺是否达标,这也是以往栽培试验中被忽略的一个重要环节。至目前,市场上没有针对黑木耳生产加工秸秆的专用配套设备,生产用的基本上都是传统的锤式粉碎机,采用该粉碎机对秸秆进行粉碎,因为秸秆纤维长,韧性强,易频繁发生缠轴闷机现象,这不但降低生产效率,而且粉碎质量差,达不到生产需求的质量标准[3]。面对难题,依据市场上各类型设备的不同结构,对比粉碎、剪切、揉搓等各种功能,参照黑木耳木屑培养料的粒径、容重等参数,经过反复试验,专用的秸秆切粉机终于研制成功[4]。该机在同等功率下比传统设备提高生产效率3倍以上,而且质量好,完全可以实现黑木耳生产对秸秆加工质量的需求,但因不同地区及不同的气候特征,秸秆的品种、特性以及收获季节是有差异的,这需要对加工设备功能的适应性进行实践检验。通过推广,可以促进加工设备进一步配套完善。
2.2 秸秆为主料配方,可以达到袋产干耳50 g的理想产量
黑木耳以碳水化合物和含氮物质为主要养分,此外还需少量的无机盐类。黑木耳生长发育对养分摄取是通过其自身的养分体——菌丝生长发育过程中分泌的各种酶类,将培养料中的原生质纤维素、半纤维素、木质素、淀粉等分解为碳水化合物和含氮物质。因此,凡是能够提供上述养料的物质都能够用以栽培黑木耳,这是稻草、玉米等秸秆能够栽培黑木耳的理论根据。木屑与秸秆营养物质对照表见表1。
表1 木屑与秸秆养分对照表
通过表1可以看出,稻草、玉米等秸秆的营养成分很丰富,碳氮化合物和钙磷等微量元素齐全,因此可以作为黑木耳栽培配方中的主料[5]。
根据以上有关依据,配方中秸秆添加量达60%以上,鉴于黑木耳对木质素的分解能力强,需求量大,配方中木屑的含量要保留20%~30%,其它辅料,基本是常规配方中多与少的调整。为了使黑木耳菌丝生长强壮,增强新基质对不良环境的抗逆性,配方中添加了微量的A号、B号营养素[5]。从目前的栽培实践看,此配方完全可以满足黑木耳生长发育对营养的需求,其产量同木屑相近。
2.3 装袋灭菌技术要比木屑培养基要求高
尽管对秸秆加工处理设备进行配套,但秸秆粒径密度的定型性仍存在“本性难移”的膨胀性,同木屑基质相比还有一定差距,所以对装袋机的质量要求相对高一些,需具有防菌袋膨胀,松紧可调的功能。另外,因秸秆加工后易成团,吸水性差,再加上秸秆营养较木屑丰富,贮存中易受霉菌侵染,其杂菌含量要高于木屑,所以装袋时要提前加水预湿,使其充分吸水后再拌料,可使湿度均匀;装锅灭菌时,相比木屑培养基质需适当延长灭菌时间,保证灭菌彻底,否则菌丝弱,影响菌包质量。
2.4 栽培模式和出耳管理技术基本同木屑料栽培
友好食用菌研究所在多年的栽培实践中,试验过多种栽培模式,第1种是采用木屑栽培黑木耳原始模式,即地摆栽培,上盖草帘保湿;第2种是在大棚里摆袋,喷雾保湿;第3种是大棚挂袋栽培。通过3种栽培模式试验,不同的栽培模式虽然各具优越性,但都实际可行。在出耳管理上完全可以按照木屑培养基质栽培模式进行,黑木耳产量也同木屑类似,总体每袋产干耳在50 g左右。
在出耳管理上与木屑栽培有差异的是:耳芽形成时间比木屑稍慢,展片期、耳片色泽、口感都与木屑栽培木耳无异,其中较明显差异是秸秆出耳集中,如果头茬出耳整齐,一次性全部采完,菌袋抗逆性明显下降,易感染霉菌,对2茬耳形成有影响。但在试验中也发现,头茬出耳不整齐,菌袋能不间断地出耳、采耳,对抑制杂菌侵染,延长菌袋出耳期有明显的效果。
2.5 适宜秸秆栽培的专用菌种必须经驯化选育
利用秸秆栽培黑木耳,目前主要进行的是春耳栽培,菌袋下地时间温度偏低,而后随着菌袋出耳、展片,温度逐渐由低到高直线上升。根据这一季节特点,在菌种选育上首先要注意的是菌种耳芽期的耐低温性,而随着黑木耳的生长,温度升高,还要具有耐高温性,根据这一特点,适应秸秆栽培的黑木耳品种,应具有广温性。另外,在栽培试验中看到,黑木耳菌种对不同的基质有一定的选择性,这就需要对新基质的菌种进行驯化选育。目前,友好食用菌研究所用于秸秆栽培的菌种主要有经过驯化选育的2个品种,伊耳多筋A和黑29U,这两个品种用于秸秆春栽都表现出很好的优越性。
3 秸秆栽培与木屑栽培对比情况
3.1 生产成本对比
目前,秸秆栽培主要以玉米秸秆、稻草和玉米芯为主料,其原因是玉米秸秆和稻草利用率低,资源丰富,目前在农业区,秸秆弃置和焚烧,在春秋季节屡见不鲜,这不但浪费了资源,同时对环境造成污染。由于机械化的收割,稻草和玉米秸秆可直接打包成捆,其秸秆的成本仅是运费和加工费,在试验栽培中粗略计算,木材加工粉碎成木屑后吨价目前在700元左右,而秸秆仅在500元以内,其成本较木屑低近20%以上,就经济效益而言,具有明显的成本优势,如果计算社会效益,其意义更加深远。
3.2 黑木耳产量、质量对比
木屑代料栽培黑木耳的初期阶段,袋产干耳仅在25 g~30 g,随着技术的进步,袋产干耳产量逐渐上升,至目前,袋产干耳50 g的栽培户屡见不鲜,但实际中大面积平均袋产干耳在40 g~50 g。利用秸秆新基质栽培产量与木屑栽培基本相似。木耳质量方面,经农业部谷物及制品质量监督检验检测中心(哈尔滨)检测,秸秆栽培木耳的主要营养成份氨基酸和蛋白质含量均不低于木屑栽培的木耳。
在栽培中还发现,利用秸秆栽培黑木耳具有出耳齐,产量集中,采收头茬耳后,菌袋虽然菌丝仍然洁白良好,但抗逆性下降,较木屑栽培差。分析原因,主要还是秸秆所含纤维素和半纤维素在高温下易分解,杂菌也易趁虚而入。针对这一特性,完全可以利用秸秆进行一年双季栽培,不但缩短了木耳生长管理周期,而且更充分地利用土地面积,实现亩地双倍经济效益。如果采用地摆栽培,按目前市场价格预算每公顷摆15万袋,袋产春耳按40 g计,每公倾产6 000 kg,每千克价60元计,每公顷产值36万元,按双季栽培有望实现72万元,经济效益十分可观。
3.3 栽培管理技术对比
栽培管理技术同木屑基质栽培基本大同小异,只要在水份管理上细心,着重看耳浇水就可以。
利用秸秆栽培黑木耳的研究,就原材料而言,20年前就有研究人员进行栽培试验,可以说这是个老课题,不具备创新性和新颖性,但是,多年来对该技术的综合配套技术研究甚少,只在配方方面徘徊,使秸秆的添加量徘徊在30%左右,虽然经过20多年的发展过程,依然没有突破以秸秆为主料实现大面积栽培这一技术瓶径。项目组对该技术的创新,重点是对秸秆的加工设备及处理工艺,使秸秆虚泡蓬松、吸水性差、难定形等特性产生了质的改变,使之达到类似木屑的颗粒质量,从而使本技术有了突破性进展。2014年10月9日伊春市科技局组织省内专家对该科技成果进行了鉴定,专家们在鉴定意见中写到:项目研究在稻草和玉米秸秆粉碎机械及预处理技术,替代添加量等方面有明显创新,达到了国内领先水平(黑伊科鉴字 [2004]第8号)。
4 秸秆黑木耳菌糠再加工成饲料,可实现农业循环经济
菌糠是以木屑、棉籽壳、玉米芯、稻草等栽培食用菌的培养料,经菌丝分解后的废弃物,也称废菌料。菌糠中含有大量的菌丝残体,原料中的纤维素、半纤维素和木质素,经食用菌菌丝不同程度的分解,粗蛋白、粗脂肪含量有较大提高,并且含有丰富的氨基酸、菌类多糖和矿物质元素,是1种绿色的营养丰富的二次能源,具有很高的利用价值。
目前,我国对菌糠的利用率较低,其利用的主要是秸秆栽培菇类菌糠,而木耳菌糠基本上没有被开发利用。究其原因,一是黑木耳生长缓慢,且周期长,生长3茬、4茬耳后菌丝抗杂菌力下降快,菌袋收缩严重,降低了木耳袋的利用值;二是黑木耳是木腐菌,在用秸秆栽培黑木耳技术未解决之前,黑木耳培养料基本全是以木屑为主料。木屑较秸秆适口性差,用于畜牧饲料,从营养成分和适口性上都不如秸秆菌糠优越,也是影响黑木耳菌糠开发利用的重要原因。
为了解决秸秆菌糠再利用的技术问题,于2014年承担了市科技局“黑木耳秸秆型菌糠饲料化再利用价值的研究”项目,经过二年的攻关获得成功,于2016年12月通过了伊春市科技局项目成果鉴定,专家的鉴定意见是该菌糠饲料有一定的发展前景,是循环经济的发展方向,成果达到了省内领先水平(伊科鉴字 [2006]第20号)。
随着经济的发展,食用菌已成为独立产业,在有些主要产区成为支柱产业。例如福建的古田县,面积2 385 km2,总人口42.8万,全县农民2/3以上的农户种植以香菇为主的食用菌,靠此项发家致富。2016年全省黑木耳发展到70亿袋,产值达到近200亿元。以东宁县为例,2011年黑木耳的产量达到了7 922 400 t,产值30.68亿元,农民人均黑木耳总收入高达10 700元,位居省内首位,全国前列。但是随着栽培规模的不断扩大,木屑资源不足已成为影响产业发展瓶径。利用农作物秸秆栽培黑木耳,采耳后的菌糠加工成菌糠饲料,使食用菌产业链延长,可以形成农业循环经济,即:农作物秸秆——培养料生产黑木耳——菌糠饲料——喂禽畜——过腹还田——增加土壤肥力——提高粮食、秸秆产量——增加黑木耳生产培养料——生产更多的黑木耳和菌糠[6],这不但使废物得到利用,防止秸秆和废菌糠的焚烧或弃置,而且促进农业良性循环,提高资源利用率,具有很高的经济效益和社会效益。
[1]项忠明,范凤英,申秀芳等.我国的食用菌代料栽培研究[J].辽宁农业科学,1990(2):38-39.
[2]陈成基黑木耳代料培植新法[J].中国食用菌,1987(4):31.
[3]陈钦宏,丁坦莲,俞爱英.不同袋料栽培黑木耳产量和效益的影响[J].现代农业科技,2013(16):72-78.
[4]翁建新,姚剑锋,翁锡和.食用菌代料栽培中几种原料加工机械构造特征[J].中国食用菌,2008(4):60-61.
[5]孙耀章.稻草及多种代料栽培黑木耳稳产、高产技术[M].长沙:湖南图书馆,1987:49、73.
[6]李济宸,李群,刘连海.菌糠饲料生产及使用技术[M].北京:金盾出版社,2009:17-19.
S646.6
A
1003-8310(2017)03-0084-04
10.13629/j.cnki.53-1054.2017.03.021
隋进清(1944-),男,大专,高级农艺师,主要从事食用菌技术研发、推广。E-mail:yhxljy@126.com
*通信作者:徐立(1968-),女,本科,高级农艺师,主要从事食用菌技术研发、推广。E-mail:yhxljy@126.com
2017-03-20