黑木耳生长发育条件的要求
1 营养
黑木耳菌丝和子实体生长发育需要不同的营养物质,营养是一切生物生命活动的物质基础。黑木耳完全依靠菌丝体从基质中吸取营养,这些营养物质包括碳素、氮素、维生素、矿物质元素和微量元素等。
1.1 碳素营养:碳素是黑木耳最重要的营养来源,它不仅作为合成碳水化合物和氨基酸的原料,同时又是重要的能量来源。黑木耳需要的碳素营养都来自有机物,如木质素、纤维素、半纤维素、淀粉、果胶和戊聚糖等。在常见碳源中,凡单糖、有机酸等小分子化合物都可直接被黑木耳细胞所吸收;木质素、纤维素、半纤维素、果胶和淀粉等大分子化合物则不能直接被吸收,必须通过木质素酶、纤维素酶和半纤维素本科分解成阿拉伯糖、木糖、葡萄糖、半乳糖和果糖后才能被吸收利用。木质素和纤维素是黑木耳主要营养来源,木屑中纤维素含量40%,木质素24%,半纤维素中包括多聚戊糖20%、甲基多聚戊糖约1%。黑木耳菌丝在分解、摄取养料时,能不断分泌出多种酶,将大分子化合物分解成黑木耳菌丝易于吸收的各种营养物质。此外,黑木耳菌丝还可利用基质中的葡萄糖、半乳糖、岩藻糖、乳糖、蔗糖和麦芽糖等,其中以前五种效果最好。这些糖类用量不能过多,超过5%对黑木耳菌丝生长有抑制作用。
1.2 氮素营养:氮素是合成蛋白质和核酸必不可少的主要原料。黑木耳菌丝能利用的氮源有蛋白质、氨基酸、尿素、氨、铵盐、硝酸盐、天门冬氨酸、蛋白胨和丙氨酸等。生产中常用氮源有马铃薯浸汁、酵母汁、玉米粉、蛋白胨、米糠和麸皮等。黑木耳菌丝能直接吸收氨基酸、尿素和氨等小分子化合物。蛋白质是一类高分子化合物,黑木耳菌丝不能直接利用,必须经过蛋白质酶分解成氨基酸后才能被吸收。在配制培养基时,0.1%硝酸钙效果好;1%~3%的葡萄糖能保证黑木耳菌丝生长旺盛;尿素使用浓度不超过0.5%,否则对黑木耳菌丝生长和子实体发育不利。
1.3 维生素:黑木耳菌丝生长和子实体发育需要维生素。维生素包括生物素、维生素B1和B6。黑木耳菌丝不能合成维生素B1,它在菌体内是TPP的辅因子,有广泛的生化效应;维生素B1还会影响细胞内其他代谢物的浓度,如甘油、类脂、氨基酸和有机酸等。维生素B6在菌体内作为一种辅酶用来转移氨基,与在植物体内的作用类似。黑木耳对生物素的需要量次次于维生素B1,位居第二。它也是一种辅酶,主要功能是转移二氧化碳。生物素在类脂合成中具有重要作用,它影响菌体内细胞的组分,如果在培养基中添加生物素,会增加菌体的DNA、RNA和蛋白质含量,降解菌体内有机酸的浓度。维生素对黑木耳菌丝有促进作用,但用量不超过50毫克/毫升。盐用量比碳源和氮源少,在培养基中用量为几百毫克/升。
2 温度
温度是黑木耳生长发育速度和生命活动强度的重要因素。黑木耳属中温型、恒温结实性食用菌,孢子萌发温度22~32℃之间,以30℃最适宜。菌丝在6~36℃之间均能生长,以22~32℃为宜,在5℃以下或38℃以上生长受抑制。黑木耳菌丝耐低温但不耐高温,短期在零下30℃低温不死亡,长期处于32℃以上,容易引起菌丝衰老,超过40℃菌丝死亡。这是由于低温条件黑木耳菌丝的细胞膜脂质晶体结构发生变化,使菌丝体不能向外分泌水解酶,细胞代谢作用和生命活动急剧下降,并停止生长;在高温条件下,黑木耳分泌的水解酶失去活性,膜结构受到破坏,失去控制细胞内外物质的交换,代谢紊乱,丧失生活力。不同品系的黑木耳抗寒、耐热及最适生长温度存在一定差异,这是长期自然选择的结果。
黑木耳子实体生长所需温度低于菌丝体生长温度。黑木耳菌丝在15~32℃条件均能分化出子实体,而生长最适宜温度20~28℃,38℃以上受抑制。在适宜温度范围内,温度越低,菌丝生长和子实体发育缓慢,生长周期长,菌丝健壮,子实体色深、肉厚,有利获得优质高产的黑木耳;温度越高,菌丝生长和子实体发育速度越快,菌丝徒长,易衰老,子实体色淡、肉薄、质量差。高温、高湿条件易发生流耳。不同地区的黑木耳品系,其生长适宜温度也有差异。黑木耳子实体生命力强,将晒干后的黑木耳子实体在零下30℃存放13天,再用水泡胀洗净后,置20℃室温下保湿培养,仍能产生大量担孢子。产孢后的子实体再晒干,再用水泡胀、洗净,同样保湿培养,又可产生担孢子。这样反复多次,直到黑木耳子实体的胶质融化失去弹性后,才失去产生担孢子的能力。
3 水分和湿度
水分是黑木耳的重要成分,也是新陈代谢、吸收营养必不可少的基本物质。黑木耳在生长发育各个阶段都需要水分,子实体发育时期需要大量水分。
黑木耳孢子萌发需要水分,它在无菌水中24小时就能萌发,在固体培养基上萌发时间稍长。常规培养基含水量即可满足黑木耳孢子萌发对水分的要求。
黑木耳生长发育所需水分大都来自培养料,而培养料含水量又是出耳的重要因素。黑木耳在菌定殖、蔓延生长时期,段木和培养料含水量在45%~70%之间。水分过少,影响菌丝对营养物质的吸收和利用,生活力降低;水分过多,透气性下降,氧气不足,菌丝生长发育受到抑制,甚至窒息死亡。子实体形成期对空气相对湿度要求严格,除耳木要求含水量在45%~70%外,还要求空气相对湿度保持在90%~95%这间,这样可以促进子实体生长迅速,耳丛大,耳肉厚。空气相对湿度低于80%,子实体形成迟缓,甚至不形成子实体。因此,在黑木耳生长过程中,对水分的要求是“干干湿湿”不断交替,即在菌丝生长发育阶段(包括采耳后)调节耳木及培养料内的水分及空气相对湿度,使其偏干,促进菌丝向基质纵深处生长蔓延,并保持树皮表面无水膜,抑制杂菌滋生。当菌丝生长发育到一定阶段,分化出耳芽时,保持较高的空气相对湿度,促进子实体生长发育,保证黑木耳优质、高产。这时连续浇水,直到该潮黑木耳生长成熟为止。但并非水分越多越好,基质含水过多会降低透气性,影响菌丝呼吸,并加速耳木和培养料腐料而减产。
自然条件栽培黑木耳,理想天气是“三晴两雨、干湿交替”,长期干旱或阴雨连绵对黑木耳生长不利。年降雨量在800~1000毫米的地区,自然条件都能满足黑木耳生长发育要求。同一地区年降雨量多少和雨水分布与黑木耳产量高低关系密切。
4 光照
黑木耳各个发育阶段对光照要求不同,在黑暗或有散射光的环境中,菌丝正常生长。光照对黑木耳从营养生长转向生殖生长有促进作用,这与黑木耳生理转化的酶系光诱导或激活有关。如果在黑木耳菌丝生长过程中给予光照,培养基表面会出现菌丝集聚而成褐色的胶状物,并分泌色素,导致整个培养基呈褐色。
黑木耳在黑暗环境中很难形成子实体,只有具备大量的散射光,而且有一定的直射光,才能长出色黑、肉厚的健壮子实体。黑木耳子实体含有胶质,强烈阳光照射及短时间曝晒也不会使黑木耳子实体干枯致死。但烈日曝晒会引起水分大量蒸发,使段木和栽培环境干燥,子实体干缩,生长缓慢,影响产量。选择耳场应根据当地气温和树木种类来确定。在北方气温低、日照短的黑龙江、吉林等地,如果耳木树皮厚,以“七分阳三分阴”为宜。虽然强烈的阳光不能抑制黑木耳子实体生长,但在室外进行段木或代料栽培黑木耳时,在强烈阳光下应采取搭遮荫棚和增加喷水措施,以适应黑木耳生长发育需要。目前黑木耳代料室外全光栽培技术非常成熟,污染率低,黑木耳质量好,在吉林省和黑龙江省已经大面积栽培。
5 氧气和二氧化碳
黑木耳是好气性食用菌,在生长发育过程中吸收氧气,分解有机物,并释放出二氧化碳和水分。培养和出耳环境通气充足是黑木耳生长发育的首要条件。
如果黑木耳菌丝生长阶段通风不良,二氧化碳积累过多,缺乏氧气,对黑木耳菌丝产生抑制作用,菌丝生长缓慢,甚至停止生长,原基难以分化。出耳阶段如果通气不良,当空气中二氧化碳浓度超过1%就会阻碍菌丝生长,子实体畸形,变成珊蝴状,不开片,二氧化碳浓度超过5%导致子实体中毒死亡。在制作黑木耳菌种时,培养料水分不可过多,装袋不能太满,以供给菌丝充足的氧气。另外,空气清新还可避免烂耳,减少病虫滋生。
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