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硫酸钙(Caso4俗称石膏)在食用菌中的应用综述
作者:    来源:    点击数:   更新时间:2013年10月22日 【字体:

硫酸钙(Caso4俗称石膏)在食用菌中的应用综述

  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。硫酸钙在食用菌培养基中主要使用二水硫酸钙和无水硫酸钙。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。
  多数食用菌培养基中使用的是生石膏,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(CaSO4俗称石膏)在食用菌中的应用范围
  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(熟料栽培)
  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。
  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,市面上的产品也参差不齐,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。
  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],其中开采的硫酸钙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。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),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]。开采的硫酸钙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欧盟有机产品生产及有机产品标识条例在有机生产、标识和认证(控制)方面的实施细则为基础。硫酸钙作为肥料和土壤改良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
  培养基对于食用菌的作用如同农作物需要土壤、肥料,动物需要饲料一样,是一种不可缺少的营养物。食用菌上常用的硫酸钙(石膏)为农业石膏。生熟石膏均可。要求细度为80~100目,色白,阳光下有闪光。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。近十几年来,已发生过多次使用劣质石膏粉对菇农以及食用菌产业产生的重大经济损失。
  各种损失无法挽回,痛心之余,石膏粉的质量对食用菌的重要性也逐渐被人们所重视。目前全国各地食用菌栽培选用石膏粉做培养基时更加谨慎,部分地区选择的石膏粉仍然只是石膏粉中的最差级别以及废弃材料,毫无技术含量。石膏粉的主含量、重金属、细度等差别会对食用菌的产量产生重大的差异。《食用菌添加剂 硫酸钙》标准的出台更为食用菌产业选用何种石膏粉提供了参考。
  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。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。
  目前国外已经研究使用废弃石膏板来用于蘑菇堆肥,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。估计有100吨石膏目前用于英国堆肥的目的。传统上堆肥使用的是农业级石膏。
  6 行业展望
  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。同时也会带动食用菌添加剂硫酸钙的大力扩张。

  常用计量单位符号 1、时间:d(天)、h(小时)、min(分)、s(秒)。 2、长度:km(千米)、m(米)、cm(厘米)、mm(毫米)。 3、面积:m2(平方米)、667m2(亩)、hm2(公顷)。 4、体积:m3(立方米)、L(升)、ml(毫升)、μl(微升)。 5、质量:t(吨)、kg(公斤 千克)、g(克)、mg(毫克)、μg(微克)。 6、浓度:mg/L、mg/kg(ppm,1×10-6)。

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