双孢蘑菇高效栽培及其对秸秆生物降解的研究

【摘要】：双孢蘑菇是世界上人工栽培最广泛、总产量最高、消费量最大的草腐食用菌,总产量约占世界食用菌总产量的25%。我国双孢蘑菇产量占世界产量的50%左右,产品出口量占世界的70%左右,是世界上最大的生产、加工与出口国。目前,我国双孢蘑菇的生产主要是以家庭作坊式小规模季节性模式进行的,这种栽培受季节性的影响较大,技术不规范,产量低,秸秆利用率不高。为了规范蘑菇的种植,促进双孢蘑菇对栽培基质的降解利用,提高产量,本文从双孢蘑菇对稻草生物降解的角度出发,开展了如下四个方面的研究： 1.高效降解稻草的双孢蘑菇菌种筛选 通过Bavendamm平板和RB亮蓝平板显色试验,初步判断AS2796及A5,较于Ar,Az及A3这3个菌种,有较高的漆酶和过氧化物酶活力；进一步通过变色圈和降解试验,表明AS2796和A3为选择性降解纤维素的菌种,而其他的为选择性降解木质素的菌种,但AS2796对木质素的降解率是5种菌种中最高的,为39.82%,其次是A5,但仅为20.91%,说明菌种是否对木质素具有选择性降解与其降解率之间没有直接相关性；这两者对综纤维素降解均为5.30%,据选择高效生物降解菌株的原则,因此选择AS2796为双孢蘑菇栽培菌种。 2.双孢蘑菇高效栽培培养料配方的优化 以碳氮比分别31.9,35.6,28.2及24.8共四种栽培配方进行双孢蘑菇实地栽培实验。结果表明,配方一较于其他三种栽培配方,双孢蘑菇菌丝长满料所需时间最短,所得双孢蘑菇产量最高,为双孢蘑菇最佳栽培配方。 3.高效栽培中稻草降解利用规律的研究 稻草堆肥发酵阶段,仅有半纤维素发生降解,降解率为20.00%,约占其总降解率的一半；菌丝生长阶段,纤维素开始发生降解,降解量为16.67%,半纤维素发生少量降解,降解率为6.67%；出菇阶段,木质素发生大量的降解,降解率高达62.50%,纤维素的降解率为33.33%,与之对应地HC,CMC及LAC酶活也发生了相应的变化。表明双孢蘑菇栽培结束后,栽培基质稻草木质素得到了大量的降解,纤维素的降解量约为50.00%,基质中还剩有50.00%的纤维素含量,所以其下脚料可以考虑用作饲料及肥料等。 4.高效栽培中稻草木质素降解过程的初步结构分析 通过比较空白稻草样与堆肥结束稻草样,发菌阶段及出菇阶段稻草样的结构红外吸收光谱,结果表明,堆肥阶段,稻草木质素复合体结构仅发生了一定程度的松动；发菌阶段,稻草木质素复合体中的纤维素和半纤维素发生了一定的降解,此时稻草样的结构红外光谱在多糖类物质(894cm-1)的吸收峰值明显增强,表明降解物质主要为多糖类为主；出菇阶段,稻草复合体中的木质素得到了很大程度上的降解,降解物以羧基,酚羟基,苯环及甲氧基为主,表明木质素的降解主要发生侧链Cα-Cβ键的氧化断裂,以及单体间连键α-O-4和β-O-4的断裂,断裂后形成类似木质素单体的结构,而后侧链通过氧化脱梭反应,以及甲氧基的取代反应,接下来是苯环开环,生成环醚结构,最后生成链烃。 【关键词】：双孢蘑菇 稻草 生物降解 木质素
【学位授予单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：S646.1
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 符号表11-12
• 1 绪论12-34
• 1.1 双孢蘑菇12-15
• 1.1.1 双孢蘑菇的价值12-13
• 1.1.2 双孢蘑菇的栽培13-15
• 1.2 秸秆的价值15-16
• 1.3 秸秆的结构16-22
• 1.3.1 木质素的结构17-20
• 1.3.2 木质素的生物降解20-22
• 1.4 秸秆的利用22-25
• 1.5 国内外食用菌生物降解秸秆的研究现状25-31
• 1.5.1 食用菌生物降解木质素的种类26-27
• 1.5.2 食用菌木质素降解相关酶系27
• 1.5.3 食用菌木质素降解酶系的营养调控27-30
• 1.5.4 应用前景30-31
• 1.6 本文选题的目的意义及主要研究内容31-34
• 1.6.1 选题来源31
• 1.6.2 选题的目的及意义31-32
• 1.6.3 研究的主要内容32-33
• 1.6.4 论文的创新点33-34
• 2 高效降解稻草的双孢蘑菇菌种筛选34-42
• 2.1 材料34-35
• 2.1.1 菌种34
• 2.1.2 稻草粉34-35
• 2.1.3 培养基35
• 2.2 方法35-37
• 2.2.1 菌种活化和平板培养35
• 2.2.2 双孢蘑菇产漆酶试验—Bavendamm显色反应35
• 2.2.3 双孢蘑菇产过氧化物酶试验—RB亮蓝显色反应35
• 2.2.4 双孢蘑菇的选择性降解—变色圈试验35-36
• 2.2.5 双孢蘑菇对木质素及综纤维素的降解试验36
• 2.2.6 木质素及综纤维素降解率的测定及选择性指数(SF)的计算36-37
• 2.3 结果与分析37-40
• 2.3.1 五种双孢蘑菇菌株产木质素降解酶的情况37-38
• 2.3.2 五种双孢蘑菇菌株对木质素和综纤维素优先降解的选择38-39
• 2.3.3 五种双孢蘑菇菌株对稻草木质素及综纤维素的降解39-40
• 2.4 小结与讨论40-42
• 3 双孢蘑菇高效栽培培养料配方的优化42-48
• 3.1 材料和方法42-43
• 3.1.1 材料42
• 3.1.2 方法42-43
• 3.2 结果与分析43-45
• 3.2.1 四种栽培配方中菌丝长满所需时间43-44
• 3.2.2 四种栽培配方中蘑菇的产量44-45
• 3.3 小结与讨论45-48
• 4 高效栽培中稻草降解利用规律的研究48-60
• 4.1 材料和方法48-52
• 4.1.1 材料48-49
• 4.1.2 方法49-52
• 4.2 结果与分析52-58
• 4.2.1 高效栽培中稻草组分的降解利用规律52-54
• 4.2.2 高效栽培中稻草降解相关酶的活力变化规律54-58
• 4.3 小结与讨论58-60
• 5 高效栽培中稻草木质素复合体降解过程的初步结构分析60-70
• 5.1 材料和方法60-61
• 5.1.1 材料60
• 5.1.2 方法60-61
• 5.2 结果与分析61-68
• 5.2.1 堆肥过程中稻草木质素复合体结构的变化情况61-63
• 5.2.2 菌丝生长阶段稻草木质素复合体结构的变化情况63-66
• 5.2.3 子实体生长阶段稻草木质素复合体结构的变化情况66-68
• 5.3 小结与讨论68-70
• 结论与讨论70-74
• 参考文献74-82
• 攻读硕士期间主要发表论文82-84
• 致谢84

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