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平菇用上了发酵培养料 开放接菌“甩锅拆台”的种植新模式已到来(二)
发布时间:2023-07-11生物合成,发酵赐予培养料促生因子
为了证明发酵合成物质促进平菇生长的效果,用发酵成熟的培养料制备成80%体积浓度发酵料浸提液制作培养基,接种平菇菌丝,在这种培养基上生长更快、更好、活力旺盛,平菇菌丝生长速度增加0.32cm/d,生物量增加0.18g/100mL,漆酶活性提高9.6倍,菌丝内液泡及线粒体数量明显增加。因此培养料发酵过程不仅产生了抑制霉菌物质,也产生了促平菇生长物质。
玉米芯富含木质素、纤维素和半纤维素,当培养料温度处于70-80度高温时,厚壁菌门优势属打开了微生物酶分泌代谢途径,旺盛的活动代谢,增强了漆酶、木聚糖酶、蛋白酶活性,加快了木质纤维素的分解,培养料氨基酸、碳水化合物和脂类代谢加快,产生了丰富的糖类及其衍生物、氨基酸、多肽类及其类似物、维生素等代谢物,还产生了吲哚-3-乙酸、茉莉酸和赤霉素等植物激素类物质,这些物质为平菇提供了生长因子。
进一步证明发现添加外源吲哚-3-乙酸、鸟苷四磷酸促进平菇生长发育,提高平菇漆酶活性,产量提高。相对于高温高压制备的平菇培养料,因没有发酵微生物的代谢活动,平菇生长需要的营养靠自己分泌,而在发酵制备的平菇培养料中,发酵微生物帮助平菇合成了木聚糖酶、漆酶和蛋白酶。可以说在平菇培养料发酵系统中,存在着大量的平菇“闺蜜”——发酵微生物,平菇依靠这些闺蜜赠予的“贡品”,过着皇帝一般的生活,衣来伸手,饭来张口。
平菇的本质是自养生物,靠自力更生获得自己生长的食物,而发酵的培养料供给丰富营养时,平菇自食其力的能力得以掩盖而不是退化,倒是让研究人员发现了平菇不仅是自养生物,在合适条件下,也可以是异养生物。
一个好汉三个帮,发酵培养料系统推出了平菇的共享时代。平菇偏好有机氮,5种固氮菌与平菇共生,增加培养料中有机氮含量,从而提高平菇的产量。如果平菇是寿星,发酵培养料绘出了“五虎捧寿”的画面。平菇厌恶发酵培养料中的氨,当培养料中氨的含量≥0.25%时,就会抑制平菇菌丝的生长,通过翻堆释放了发酵产生的氨,但仍有氨的残留,固氮菌把一部分氨残留固定下来,并转化为平菇偏好的有机氮。乙烯抑制平菇菌丝生长和子实体发育,培养料发酵过程中脱氨酶产生菌能降解平菇产生的ACC,从而减少了乙烯的合成,发酵完成时脱氨酶产生菌基因丰度较初期增加了4倍。
甩锅拆台,构筑平菇开放种植系统
发酵工艺赋予培养料抑制平菇竞争性霉菌的功能,发酵培养料建立了自然屏蔽霉菌侵染的生态系统。利用发酵获得的培养料生态系统开放接种平菇菌种,抛弃了当前平菇生产常用的高温高压灭菌和净铧车间接种的设备、设施,构筑了平菇开放种植系统。
发酵培养料开放种植平菇系统,应用了生物竞争与共生理论,通过培养料微生物在系统内的自组织建立了净化霉菌和防止霉菌再感染体系,是节本增效、节能减排的低碳模式。按照河南省每年平菇产量115万吨计算,如果全部采用发酵料栽培模式,每年可以减少用煤11.5万吨,可减少SO2(二氧化硫)排放量977.5吨/年,NxO(氮氧化物)排放量851吨/年。按1户种植1万棒计算,可以减少115万个灭菌锅炉和无菌接种设备,节约成本300多万元。
重构秩序,构建平菇与定居微生物生命共同体
平菇种植可以分五个阶段:制备培养料,装袋接种,菌袋培养,出菇管理,采收贮藏。
进入到菌袋培养阶段。发酵的培养料里生活着数量巨大的发酵微生物菌群,在接种平菇后,发酵培养料里的菌群就成为土著菌,是定居在培养料中的微生物,相比之下,平菇是后来接种到培养料上的菌,是外来菌或侵入菌。土著微生物之间并不是一个紧密的组织,它们之间没有相互依存、一致对外的协同机制。同时,土著微生物每个个体之间生存的条件不同,种植户可以利用土著微生物“一盘散沙”的短板,创造有利于平菇生长的环境。促进平菇快速定殖,在培养料中反客为主,并以平菇为主建立一个平菇与土著微生物共生的命运共同体,是发酵培养料种植平菇成功与否的关键所在。研究发现固体大粒层播接种技术,更能促进平菇菌丝快速定殖。因此发明了液体菌种固化技术,接种液体固化菌种的平菇菌袋生产周期从56天缩短至54-55天。
高温制备的培养料种植的平菇是一个单一物种并在净化环境下的培养系统,两者有很大的差别。
要获得平菇的高产,需要整个种植系统向着有利于平菇生长的方向发展。在发酵培养料种植平菇系统里,发酵培养料中平菇与土著微生物竞争生长,竞争的结果呼吸量增大,料温度升高,一般会使培养料温度高于环境温度10度左右。利用这一特点,制定了一套菌袋控温培养方法,在冬季低温情况下,环境温度低于10度,种植户可以不用加温,培养袋的温度就能满足平菇生长的温度。高温季节采用透气菌袋料袋或者料袋加装通气管、通风调温大棚,只要把菌袋温度控制在25度以下,平菇能够快速生长。
平菇与土著微生物在培养袋中竞争性生长,并不是挤压土著微生物的生长空间,而是要建立培养袋中各种微生物共存的社会秩序和社会分工。在外力作用下平菇在培养袋中的地位不断提升,成为土著微生物的领导者。用电镜观察发现,土著微生物与平菇菌丝合力把玉米芯外侧的木质素层打出一个又一个小孔,平菇借势把菌丝伸进孔洞,利用自己产生的降解酶,把被木质素包裹着的纤维素、半纤维素吃掉,最后木质素外壳塌陷、破碎。