森林工程工业生态学论文

2022-04-21

摘要:采用超声法和紫外分光光度法提取和测定核桃楸叶和外果皮丙酮提取物的单宁含量,以单宁降解率作为评价指标,考察温度和光照等因素对核桃楸叶和外果皮丙酮提取物稳定性的影响。结果表明:以体积分数50%丙酮-水溶液为浸提液,超声温度50℃,超声时间40min,料液比1∶15,超声波提取核桃楸叶和外果皮单宁含量分别为386mg/g和354mg/g。今天小编为大家精心挑选了关于《森林工程工业生态学论文(精选3篇)》仅供参考,希望能够帮助到大家。

森林工程工业生态学论文 篇1:

浅谈木材采运技术的发展思路

【摘要】森林是具有生态、社会、经济三大效益的可再生资源,森林生态系统是人类赖以生存和发展的重要的环境。而木材采运是以木材生产为主的森林经营活动。基于林业可持续发展战略,分析了今后木材采运技术的发展思路。

【关键词】木材采运;技术;环境;可持续发展

自然资源可以分成可再生资源和非再生资源。林业工业是以森林这一可再生资源为主要原料的加工业。按照可持续发展的理论及其公平性原则,人类将尽可能减少并更有效地使用非再生资源,如矿产、石油等一次性开发使用的资源,而转向开发利用像森林、太阳能等可再生资源,以最大限度地降低社会物质消耗与自然生产供给之间的资源赤字,谋求资源永续利用下的社会经济可持续发展。实施可持续发展战略,在保证森林培育与资源永续利用的前提下,新世纪的林业工业将是极具潜力和发展前景的行业,木材采运业将由低潮走向复兴,新世纪将翻开可再生资源利用的新的一页。

木材采运业的发展为人类社会经济发展提供了重要的物资基础。特别是在经济发展的初级阶段,森林和采运业的贡献是不容忽视的。随着人类社会的进步,环境与可持续发展问题日益成为国际社会广泛关注的焦点。与此同时,采运业成了众矢所指,似乎环境恶化、森林破坏是由于采运业所至。近十年来,木材采运业日渐萧条,除了客观外界原因外,与采运科学技术自身的发展密切相关。也就是说,采运科学技术如何适应人类社会实施可持续发展战略新的形势,满足当今社会发展对森林可持续经营所提出的要求,這给木材采运科学技术提出了新的课题。

1.发展思路的讨论

随着社会进步和经济全球化、一体化的不断推进,人们对环境保护意识的日益增强,特别是中国加入WTO后,必须要求森林工程技术、木材采运技术的提升和进步,并充分顾及人类社会对环境保护和可持续发展所提出的新的要求,这是一项前所未有的明确的要求,这给森林工程科学技术界提出了新的挑战,特别是近几年来,不少采运界学者专家从生态角度人手,研究生态采运理论和技术,为森林工程技术的新发展做出了大量的前期工作,奠定了很好的基础。面对新形势,作为森林可持续经营的支撑技术,森林工程技术和木材采运技术今后的研究更应考虑到社会、公众、环境保护和可持续发展等几个方面的问题。

2.从微观走向宏观,实现技术、经济、社会相结合

长期以来,木材采运技术主要从微观、技术层面上研究木材采运作业问题,较少考虑到宏观的社会经济发展对木材采运作业的反应。作为森林经营过程不可缺少的作业环节,由于其采伐活动对森林和环境的破坏作用以及社会对它的反响,使得采运作业具有其特殊性。因此,当今对木材采运技术的研究不得不考虑到社会公众和舆论界的反应。这就要求木材采运科学界在研究技术的同时,必须努力实现技术、经济、社会相结合,通过改进采运作业技术、降低对环境和森林可持续经营的负面影响。着眼于向社会、公众证明该技术在特定条件和控制下对森林的可持续经营是没有负面影响或已将负面影响降到最低程度,使公众意识到,木材采伐可以与森林可持续发展协调一致。

3.遵守国际社会有关可持续发展的战略的规则

森林可持续经营是实施林业可持续发展的关键。国际上已经开始并制定了一系列标准和指标体系来衡量森林可持续经营的水平。木材采运技术作为森林可持续经营的支撑技术之一,除了受到技术本身的影响外,还要受到政治、经济、社会、舆论等各方面的影响。木材采运技术的研究与应用必须充分顾及这些标准和指标体系。目前比较成熟的有关森林可持续经营的国际进程(标准和指标体系)有9个,共有150多个国家参与:国际热带木材组织(ITTO)进程、蒙特利尔进程、赫尔辛基进程、塔拉波托(Tarapoto)倡议、非洲干旱地区进程(Dry Zone Africa)、中美洲进程(Central America)、近东进程(Near East)、非洲木材组织进程(AfricaTimber)和干旱亚洲倡仪。这些国际进程从不同的角度和地区出发,对森林可持续经营制定了具体的标准和指标体系,用以指导、规范和约束森林经营行为。木材采运技术的研究与应用必须了解这些国际规则,并在这些规则的指导下以森林可持续经营为目标促进木材采运技术的进步。

4.木材采运作业对森林可持续经营的影响和评价

在森林可持续经营和环境保护中与木材采运作业直接相关的因素有:下一代森林的更新,生物多样性保护,对植被的干扰和土壤的干扰等等。因此,第一,木材采伐前有必要根据区域资源可持续发展的生态学途径与技术体系建立于森林可持续经营的区域资源平衡表和资源流动的时空动态模型,来研究和评价木材采运作业对森林可持续经营的影响,将木材采伐限制在森林可持续生产的能力之内,据此提出森林可持续经营的区域资源利用模式,包括森林工程、木材采运技术模式。例如:寻求最小的道路、楞场、集材道面积和最佳的修建时间,以减少土壤裸露期及水土流失;限制采伐机械设备、集材车辆的最大重量,采用最佳的设备重量组合,以保证对森林土壤的干扰及压实为最小可承受水平。尽可能采用已被证明是可取的轻型悬空索道用于疏伐和主伐作业;以森林可持续经营为指导思想,根据林业分类经营原则,对不同类型的森林(如商品林、生态林和天然林等)采取不同的木材采运技术模式;在森林采伐作业设计时,事先考虑生物多样性保护,预留供野生动物栖息、迁移的森林廊道;考虑木材采伐后下一代森林的设计的相关问题等等。第二,建立伐后评估模型和指标体系。按照林业可持续发展要求和环境评价标准,研究基于作业水平上的木材采运作业对环境的影响和环境影响的可接受水平,或称环境成本,建立伐后环境评估模型和指标体系。制定环境评价程序。第三。建立计算机模拟模型。对森林的伐前、伐中、伐后进行计算机模拟,以伐后评估模型和指标体系指导、修正森林工程、木材采运技术模式和森林可持续经营的区域资源利用模式,以达到合理规划,降低木材采运作业的经济成本和环境成本。

5.森林工程、木材生产与当地民众利益的关系

森林可持续经营在很大程度上与当地利益密切相关。采伐作业是一个比较敏感的森林经营活动,特别是在可持续发展与环境保护全球化的今天。显然,木材采伐对当地经济产生了影响。如方便了交通、带来了经济收入;同时,也对环境带来了不良影响。研究木材采运作业,不单要研究采伐作业技术本身,而且更要研究采伐作业对当地民众利益的影响,木材采伐收入的产生和分配模式,木材采伐活动的得益方与受损方。力求使木材采运作业与当地环境、社会经济可持续发展相协调。

6.经济可行性

经济可行性是木材生产的基础。与以往不同。由于木材采运作业考虑了环境、森林可持续经营、公众反映等多种因素,必然增加了木材采运作业成本。建立以采伐周期、单位面积平均采伐量、经营单位木材年产量等采伐作业指标约束、生态约束、景观约束、生物多样性约束等多种边界约束条件,以经济效益为主的目标决策模型,研究木材采运生产的经济可行性。对于工业原料林、商品林以经济效益为主要经营目标,以生态环境效益为第二目标;对于生态林、天然林、公益林则以生态环境效益为主要经营目标。

总之,在基于林业可持续发展战略和森林可持续经营方针的基础上,为新世纪可持续发展的实施和森林这一可再生资源的利用,森林工程和木材采运业将以一个全新的面貌对森林可持续经营起到技术支撑作用,促进社会、经济和环境的协调发展。■

作者:惠金祥

森林工程工业生态学论文 篇2:

核桃楸丙酮提取物的稳定性及抑菌活性

摘要:采用超声法和紫外分光光度法提取和测定核桃楸叶和外果皮丙酮提取物的单宁含量,以单宁降解率作为评价指标,考察温度和光照等因素对核桃楸叶和外果皮丙酮提取物稳定性的影响。结果表明:以体积分数50%丙酮-水溶液为浸提液,超声温度50 ℃,超声时间40 min,料液比1∶15,超声波提取核桃楸叶和外果皮单宁含量分别为386 mg/g和354 mg/g。随着温度升高或强光照射,核桃楸丙酮提取物中的单宁降解率增加,稳定性降低。核桃楸叶丙酮提取物的稳定性略高于外果皮丙酮提取物。同时采用牛津杯法研究核桃楸叶和外果皮丙酮提取物对木材腐朽菌的抑菌效果。結果表明:核桃楸叶和外果皮丙酮提取物对木材褐腐菌密粘褶菌和白腐菌彩绒革盖菌均有抑菌活性。核桃楸叶和外果皮丙酮提取物对密粘褶菌的最低抑菌质量浓度(MIC)均为150 g/L,对彩绒革盖菌的MIC均为200 g/L。核桃楸丙酮提取物对密粘褶菌的抑菌活性略优于彩绒革盖菌。核桃楸叶和外果皮丙酮提取物适合于中性条件下室温避光贮存和使用。

关键词:

核桃楸;稳定性;抑菌活性;提取;单宁

Stability and Antifungal Activities of Acetone Extractson Juglans mandshurica

Wang Tianmiao,Sun Molong*

(College of Science,Northeast Forestry University,Harbin 150040)

In order to investigate the stability and antifungal activities of acetone extracts on Juglans mandshurica,ultrasonic and UV spectrophotometry method were used to extract and determine the tannins content of acetone extracts on leaves and green peel of Juglans mandshurica.Taking the tannin degradation rate as the evaluation index,the effects of temperature and sunshine on the stability of acetone extracts were studied.Results showed that the optimal extraction conditions were the volume fraction of acetone 50% with water,ultrasonic temperature of 50 ℃,extraction time of 40 min,solid-liquid ratio of 1∶15,the tannins contents were 386 mg·g-1 and 354 mg·g-1 with leaves and green peel of Juglans mandshurica respectively.With the increase of temperature or strong sunshine,the degradation rate of tannin increased and the stability decreased.The stability of acetone extract of leaves was slightly higher than that of green peel.The cylinder-plate method was used to evaluate the antifungal effect for wood-rooting fungi of the acetone extracts on leaves and green peel of Juglans mandshurica.Results showed that acetone extracts of Juglans mandshurica had antifungal activities for wood-rotting fungi of both Gloeophyllum trabeum and Coriolus versicolor.MIC of the acetone extracts on leaves and green peel of Juglans mandshurica were both 1.50 g/L for Gloeophyllum trabeum,and both 200g/L for Coriolus versicolor.The antifungal activity for Gloeophyllum trabeum was better than that for Coriolus versicolor.The acetone extracts on leaves and green peel of Juglans mandshurica are suitable storage and use for neutral condition at room temperature and away from light.

Juglans mandshurica;stability;antifungal activities;extraction;tannins

收稿日期:2017-05-29

基金项目:中央高校基本科研业务费专项资金项目(2572015BB18)

第一作者简介:王天淼,硕士,助理工程师。研究方向:天然产物化学。tmwang@nefueducn

*通信作者:孙墨珑,博士,教授。研究方向:天然产物化学。Email:molongsun@126com

引文格式:王天淼,孙墨珑.核桃楸丙酮提取物的稳定性及抑菌活性[J].森林工程,2017,33(5):41-44

0引言

核桃楸(Juglans Mandshurica Maxim.),为胡桃科胡桃属落叶乔木,主要分布于我国东北地区(小兴安岭及张广才岭),是东北阔叶红松林重要的伴生树种,也是重要的药源植物。对具有生物活性成分的木本药源植物进行研究与利用,具有广阔的研究空间和应用前景。核桃楸外果皮中含有单宁、胡桃醌、α-和β-氢化胡桃叶醌等,叶片中的主要成分为没食子酸、胡桃叶醌和多酚复合物等[1-2]。胡桃醌是核桃楸中主要的毒性物质,相对含量较高[3]。植物单宁,又称植物多酚,是一类广泛存在于植物体内的天然多酚类物质。许多植物的叶、树皮和种皮等部位中都含有丰富的单宁,其独特的化学性质源于自身的多酚羟基结构[4-5]。植物提取物中的活性成分是植物的一类或几类次生代谢物质,植物提取物的稳定性受温度和光照等因素的影响[5]。目前对核桃楸的研究主要关于外果皮、叶、树皮中化学成分、胡桃醌及总黄酮含量、乙醇提取物的抑菌和杀虫活性等方面[7-16]。关于核桃楸丙酮提取物的稳定性及其抑菌活性未见报道。本研究采用超声波提取核桃楸叶和外果皮中的单宁。以单宁降解率作为评价指标,考察温度和光照等因素对核桃楸叶和外果皮丙酮提取物稳定性的影响,考察丙酮提取物对木材腐朽菌的抑菌活性,以期为核桃楸叶和外果皮的研究与利用提供参考依据。

1材料与方法

11试验材料

供试验用的核桃楸叶和外果皮样品采于东北林业大学实验林场。木材褐腐菌密粘褶菌(Gloeophyllum trabeum)和白腐菌彩绒革盖菌(Coriolus versicolor)来自东北林业大学工程技术学院试验室。试剂:单宁酸标准品(美国SIGMA公司);其他试剂均为分析纯。仪器:TU-1901紫外分光光度计;KQ3200DE数控超声波振荡仪;YXQ-LS-30SII高温蒸汽灭菌锅;HSX-450恒温恒湿培养箱。

12试验方法

121单宁酸标准曲线绘制

单宁含量测定方法采用磷钼酸-磷钨酸比色法(F-D法)进行测定[17]。精确配制0100 g/L单宁酸标准溶液待用。分別量取单宁酸标准溶液10、20、30、40、50 mL于5个干燥的容量瓶中,分别加入F-D试剂2 mL,饱和Na2CO3溶液10 mL,定容50 mL。放置30 min显色,用紫外分光光度计测定654 nm处的吸光度。以吸光度值与标样浓度的关系建立单宁标准曲线。

122核桃楸叶和外果皮丙酮提取物中单宁的含量测定

称取核桃楸叶和外果皮粗粉各200 g,以体积分数50%的丙酮-水溶液为浸提液,在超声温度50 ℃,超声时间40 min,料液比1∶15的条件下提取核桃楸样品。收集3次浸提液,定容至100 mL。分别量取核桃楸叶和外果皮的单宁提取液10 mL,参照单宁标准溶液的测定方法测定溶液吸光度。

123温度和光照影响核桃楸叶和外果皮丙酮提取物稳定性的测定方法

将浓度为200 g/L的核桃楸叶和外果皮50%丙酮-水溶液提取液置于7个系列50 mL容量瓶中,每系列设2组平行样,参照单宁标准溶液的测定方法测定各溶液的吸光度。然后蜡封,5个系列分别置于15、25、35、45、55℃恒温条件下放置,2个系列分别置于4 000 Lx强度的光照下(各每天光照8 h)放置。3、6、9、14 、21 d后测定各溶液的吸光度,每系列取平均值,计算单宁含量[18]。以单宁降解率作为指标,考察温度和光照对核桃楸叶和外果皮丙酮提取物稳定性的影响。单宁降解率计算公式为:

单宁降解率=1-[SX(]放置后单宁含量mg/g[]放置前单宁含量mg/g[SX)]×100%。(1)

124核桃楸丙酮提取物的抑菌活性测定

采用牛津杯法测定核桃楸叶和外果皮丙酮提取物的抑菌效果[19]。将已灭菌的马铃薯琼脂培养基(PDA)10 mL熔化倒入培养皿中,待冷却凝固后,每皿对称打入4只灭菌牛津杯(直径为79±01 mm),倒入含有菌液的PDA,至培养基高度恰好与牛津杯上端持平,凝固后用镊子轻轻取出牛津杯。在牛津杯留下的空洞里分别注入050~300 g/L共6个浓度的丙酮提取液1 mL,丙酮溶剂作空白,密封后放入恒温培养箱中培养7d观察。

2结果与讨论

21核桃楸叶和外果皮丙酮提取物中单宁的含量

参照单宁标准曲线,核桃楸叶和外果皮50%丙酮-水溶液提取物的单宁含量分别为386 mg/g和354 mg/g。

22温度对核桃楸叶和外果皮丙酮提取物稳定性的影响

温度对核桃楸叶和外果皮丙酮提取物稳定性的影响见表1。

由表1可以看出,随着温度升高,核桃楸叶和外果皮丙酮提取物中的单宁降解率增大,稳定性降低。55℃放置21 d时,单宁降解率高于20%,稳定性差。不同温度时,单宁降解率与放置时间均呈对数关系,具有一级反应的特征[18]。稳定性回归分析表明,温度为55℃时,核桃楸叶和外果皮丙酮提取物单宁降解率达到50%时所需时间分别为534 d和496 d。

23光照对核桃楸叶和外果皮丙酮提取物稳定性的影响

光照对核桃楸叶和外果皮丙酮提取物稳定性的影响见表2。

由表2可以看出,强光照射时间越长,核桃楸叶和外果皮丙酮提取物中的单宁降解率增大,稳定性降低。强光照射放置21 d时,单宁降解率高于20%,稳定性差。强光照射时,单宁降解率与放置时间均呈线性关系,具有零级反应的特征[18]。稳定性回归分析表明,核桃楸叶和外果皮丙酮提取物单宁降解率达到50%时所需时间分别为436 d和387 d。

24核桃楸叶和外果皮丙酮提取物的稳定性比较

55℃和强光照射时,核桃楸叶和外果皮丙酮提取物的稳定性比较如图1所示。

由图1可以看出,核桃楸叶丙酮提取物的稳定性略高于外果皮丙酮提取物。核桃楸叶和外果皮丙酮提取物适合于中性条件下室温避光贮存和使用。

25核桃楸丙酮提取物的抑菌活性测定结果

核桃楸叶和外果皮丙酮提取物对木材褐腐菌密粘褶菌和白腐菌彩绒革盖菌的抑菌活性测定结果见表3。

由表3可以看出,核桃楸叶和外果皮丙酮提取物对木材褐腐菌密粘褶菌和白腐菌彩绒革盖菌均有抑菌活性。核桃楸叶和外果皮丙酮提取物对密粘褶菌的最低抑菌质量浓度(MIC)均为150 g/L,对彩绒革盖菌的MIC均为200 g/L。核桃楸丙酮提取物对密粘褶菌的抑菌活性略优于彩绒革盖菌。

多酚类物质容易发生氧化或降解,而且在植物体内常与黄酮类、醌类、简单酚和木质素等以化学键结合共存。不同植物以及同种植物不同器官中的单宁,因其化学结构不同使得其用途也各不相同。核桃楸单宁为水解类单宁,是由酸及其衍生物与葡萄糖或多元醇主要通过酯键形成的化合物,其容易被酸(或酶)水解为糖、多元醇和酚性羧酸 [4]。

单宁分子中大量的酚羟基和芳香环结构可以与酶的肽基、氨基及羧基等以氢键的形式发生多点结合,抑制微生物酶的活性,對微生物膜造成一定的损伤[20-21]。由于植物单宁存在着化学性质极为相似的同系物,化学结构复杂多样,且单宁的异质性随着其聚合度的增大而增加,使得植物单宁聚合物的分离和结构分析有待进一步研究。

3结论与讨论

超声波提取核桃楸叶和外果皮单宁含量分别为386 mg/g和354 mg/g。随着温度升高,核桃楸叶和外果皮丙酮提取物中的单宁降解率增大,稳定性降低。55℃放置21 d时,单宁降解率高于20%,稳定性差。不同温度时,单宁降解率与放置时间均呈对数关系,具有一级反应的特征。通过稳定性回归分析,温度为55℃时,核桃楸叶和外果皮丙酮提取物单宁降解率达到50%时所需时间分别为534 d和496 d。强光照射时间越长,核桃楸叶和外果皮丙酮提取物中的单宁降解率增大,稳定性降低。强光照射放置21 d时,单宁降解率高于20%,稳定性差。强光照射时,单宁降解率与放置时间均呈线性关系,具有零级反应的特征。通过稳定性回归分析,核桃楸叶和外果皮丙酮提取物单宁降解率达到50%时所需时间分别为436 d和387 d。核桃楸叶丙酮提取物的稳定性略高于外果皮丙酮提取物。核桃楸丙酮提取物对木材褐腐菌密粘褶菌和白腐菌彩绒革盖菌均有抑菌活性。核桃楸叶和外果皮丙酮提取物对密粘褶菌的最低抑菌质量浓度(MIC)均为150 g/L,对彩绒革盖菌的MIC均为200 g/L。核桃楸丙酮提取物对密粘褶菌的抑菌活性略优于彩绒革盖菌。核桃楸叶和外果皮丙酮提取物适合于中性条件下室温避光贮存和使用。植物单宁聚合物的分离和结构分析有待进一步研究。

【参考文献】

[1]孙墨珑.核桃楸化学成分及生物活性研究进展[J].东北林业大学学报,2004,32(3):85-86.

[2]于雪,胡文忠,金黎明,等.核桃楸不同部位的活性物质及药用价值研究进展[J].食品工业科技,2016,31(21):368-372.

[3]许绍惠,许泓.胡桃属植物毒性成分及其应用[J].沈阳农业大学学报,1990,21(2):167-170.

[4]周晔,王伟,王成章,等.核桃属(Juglans)植物多酚类物质研究进展[J].南京林业大学学报,2013,37(5):146-152.

[5]杨苑艺,李晶莹,吴佳琳,等.黑果花楸果实多酚提取工艺的研究[J].森林工程,2015,31(5):24-29.

[6]代光辉,顾振芳,陈晓斌.植物源农药稳定性研究进展[J].世界农药,2002,24(4):25-27.

[7]孙墨珑,宋湛谦,方桂珍.核桃楸总黄酮及胡桃醌含量测定[J].林产化学与工业,2006,26(2):93-95.

[8]孙墨珑,宋湛谦,方桂珍.核桃楸叶乙醇提取物杀虫活性及活性成分[J].应用生态学报,2007,18(12):93-95.

[9]Sun M L,Wang Y M,Song Z Q,et al.Insecticidal activities and active components of the alcohol extract from green peel of Juglans mandshurica[J].Forest Research,2007,18(1): 62-64.

[10]Si C L,Liu Z,Hui L F,et al.Chemical constituents and antioxidant activities of the extractives from Juglans mandshurica Maxim.Bark[J].Chemistry and Industry of Forest Products,2008,28(1): 29-32.

[11]Li Z B,Bao Y M,Chen H B,et al.A cytotoxic compound from the leaves of Juglans mandshurica[J].Chinese Chemical Letters,2007,18(7): 846-848.

[12]Yao D L,Zhang C H,Luo J,et al.Chemical constituents from the leaves of Juglans mandshurica [J].Archives of Pharmacal Research,2015,38(4): 480-484.

[13]Sun M L,Song Z Q,Fang G Z.Allelopathy and chemical components of extract from green peel of Juglans mandshurica Maxim[J].Chemistry and Industry of Forest Products,2008,28(3): 45-49.

[14]Lin H,Zhang Y W,Hua Y,et al.Three new compounds from the stem bark of Juglans[J].Journal of Asian Natural Products Research,2014,16(8): 819-824.

[15]Yao D L,Zhang C H,Li R,et al.Two new conjugated ketonic fatty acids from the stem bark of Juglans mandshurica[J].Chinese Journal of Natural Medicines,2015,13(4): 299-302.

[16]Chen G,Pi X M,Yu C Y.A new naphthalenone isolated from the green walnut husks of Juglans mandshurica Maxim[J].Natural Product Research,2015,29(2): 174-179.

[17]昝志惠,高艷梅,孙墨珑.核桃楸单宁提取及其抗氧化性[J].植物研究,2015,35(3):431-435.

[18]孙墨珑,王艳梅,宋湛谦,等.核桃楸乙醇提取物的稳定性[J].东北林业大学学报,2008,36(5):53-54.

[19]常璐璐,孙墨珑,徐国祺,等.樟树叶提取物对木材霉菌的防治效果及防霉机理研究[J].北京林业大学学报,2017,39(1):99-106.

[20]张亮亮,汪咏梅,徐曼,等.植物单宁化学结构分析方法研究进展[J].林产化学与工业,2012,32(3):107-116.

[21]石堃,王再明,潘玲玲,等.榆黄蘑多糖的提取及其抗氧化活性研究[J].林业科技,2015,40(3);34-36.

作者:王天淼 孙墨珑

森林工程工业生态学论文 篇3:

四种木质栽培原料对黑木耳生长性状的影响

摘要:选择蒙古栎、白桦、落叶松和胡枝子作为黑木耳栽培原料,通过试验研究,遴选黑木耳最适原料。蒙古栎、白桦木质栽培原料栽培黑木耳菌丝生长速度、生物学效率(干)和产量性状上均表现最好;落叶松为原料培养料配方黑木耳原基整齐度最好。4个木质栽培原料作为培养料栽培黑木耳的菌丝生长速度、产量和生物学效率存在显著差异(P<0.05)。蒙古栎、白桦和胡枝子均适宜作食用菌原料林,但由于蒙古栎生长速度较慢,较难在短期内提供大量优质食用菌原料,本研究建议不采用蒙古栎作为食用菌短期原料林树种。研究成果将会解决食用菌行业发展过程中存在的原料短缺等问题,对食用菌行业的健康,持续发展有较高的实用价值,具有较好的推广前景。

关键词:木质栽培原料;黑木耳;生长性状

The Effects of Four Kinds of Wooden Cultural Materials on the

Growth Characters of Auricularia auriculajudae

Gao Jinhui1,Wang Weijian2,Zhang Houliang1,Zhang Xingya2,

Gao Yunhong1,Liu Libo1,Wang Honggang1

(1.Yichun Academy of Foresty,Yichun 153000,Heilongjiang Province;

2.Yichun Science and Technology Bureau,Yichun 153000,Heilongjiang Province)

收稿日期:2014-09-02

基金項目:黑龙江省财政厅项目(2008-3)

第一作者简介:高金辉,学士,高级工程师。研究方向:森林培育与经营。Email:zhl737603@163.com

引文格式:高金辉,王维俭,张厚良,等.四种木质栽培原料对黑木耳生长性状的影响[J].森林工程,2015,31(1):43-45.我国是世界食用菌生产大国,不仅拥有较多的食用菌品种,而且产量也相当高,年平均产量为2571.7万t,其中黑木耳的年产量达到346.06万t[1]。黑木耳(Auricularia auriculajudae)木耳科木耳属,因其营养价值高、产量高、对人体有保健功能,越来越得到青睐,具有较大的市场需求量和发展空间。

王玉民等利用葡萄枝做培养料栽培黑木耳[2]、马凤等用柞树萌生枝条和叶子作为培养料栽培黑木耳[3-4]、徐彦军等利用鲁山杨、黄花槐等作为培养料栽培黑木耳[5]和王宇等利用松木屑做培养料栽培黑木耳[6],未见涉及本项目所研究内容。笔者便选择白桦、落叶松、胡枝子和蒙古栎为食用菌原料林的试验树种,以期找到更多的适合食用菌生长的树种,扩大食用菌原料来源,达到解决原料短缺制约食用菌行业发展难题的目的,从根本上解决林菌之间的矛盾,具有长远和现实的意义。

1材料与方法

1.1食用菌用主要木质原料树种生物学及生态学特性

(1)白桦。白桦(Betula platyphylla Suk.)为桦木科桦木属乔木,是东北林区优良的原料林,白桦适应力强、分布广、更新容易、早期速生、材质好、用途广泛[7]。试验苗木来源于上甘岭林业局溪水苗圃,S1.5-0。

(2)落叶松。兴安落叶松(Larix gmelini(Rupr)Rupr.)为松科落叶松属的落叶乔木,是东北地区主要三大针叶用材林树种之一[7]。试验苗木来源于铁力林业局卫星苗圃,S1-1。

(3)胡枝子。胡枝子(Lespedeza bicolor Turcz.)豆科胡枝子属落叶灌木。胡枝子为优质的薪炭树种、蜜源植物、饲料和油料资源,也是用途较广的工业原料,同时胡枝子还是优良的绿化观赏植物和水土保持植物,具有较强的生态固氮功能[7]。试验苗木来源于友好林业局朝阳苗圃,S1-0。

(4)蒙古栎。蒙古栎(Quecus mongolica Fisch.ex Turcz),别名柞树,壳斗科栎属。国家二级珍贵树种,是中国东北林区中主要的次生林树种。蒙古栎材质坚硬,耐朽力强,供枕木、船舶、车辆、细木工、建筑等,中、小径级木常作农具材、民用材;枝条、梢头等又是发热量很高的薪炭材;橡实可酿酒和作为饲料;枝干及木屑是培养黑木耳等食用菌的最佳原料;叶为柞蚕和鹿的饲料[7]。试验苗木来源于乌马河林业局育苗林场6 a生野生林木。

第1期高金辉等:四种木质栽培原料对黑木耳生长性状的影响

森林工程第31卷

1.2试验材料来源

试验用麦麸购于面粉厂;石膏、白灰购于涂料厂;豆饼购买黄豆粉碎;菌种LK916来源于伊春原生态食用菌研究所。

1.3研究方法

1.3.1菌種制作

(1)母种。选用PDA培养基,按照常规方法配制,分装于玻璃试管中,每管12 ml,塞上棉塞,126℃灭菌30 min,待压力表示数降到0时,取出试管摆成斜面。无菌接入3 mm的菌块,置于斜面中央。放入25℃恒温箱中培养15~20 d。

(2)原种。以阔叶木屑为主料,辅以麦麸、豆饼等。其配方为:野生白桦木屑86.5%、麦麸10%、豆饼2%、石膏1%、白灰0.5%。

制作方法:先将麦麸、豆饼、石膏、白灰拌匀,再与木屑拌匀,加水,使含水率达到55%,装袋机装袋后,将袋口拉起,顺一个方向拧,将棍插入。采用高压蒸汽灭菌法,将料袋装入高压灭菌锅内126℃灭菌1.0 h。取出后,待料温降至25℃以下时,无菌接入母种,用灭菌的棉花塞住袋口,再盖上纸盖。每支母种接种4~6袋。接种后置于22~25℃恒温箱中培养。

(3)栽培种:采用4种培养料配方,木屑占培养料的86.5%、麦麸10%、豆饼2%、石膏1%、石灰0.5%。木屑的种类来源于蒙古栎、落叶松、白桦和胡枝子。

制作方法:先将麦麸、豆饼、石膏、白灰拌匀,再与木屑拌匀,加水,使含水率达到60%~65%左右,拌料机拌料、装袋机装袋后,将袋口拉起,顺一个方向拧,将棍插入。袋口向下装入周转筐中。将筐装入常压灭菌锅内进行常压灭菌,100℃保持8h。取出料袋后,待料温降至25℃以下时,无菌接入原种,每袋原种接种40~50袋。接种后置于22~25℃室内黑暗条件下培养。培养期间每日通风,常规管理。

1.3.2黑木耳栽培管理

采用林下套种黑木耳栽培方式。具体做法:

(1)催芽。料袋内菌丝长满后,再培养10d,在室内开口,开口呈“鱼鳞”型,边长1.0 cm,深0.8~1.0 cm,每袋开口84~91个。

(2)场地处理。先将两行树木间地面废弃物全部清除,喷除草剂封闭、杀虫剂杀虫,在地面覆上黑色食用菌专用地膜。

(3)摆袋。将催芽后的菌袋摆在地膜上,每平方米摆20~22袋。

(4)管理。每日视天气情况、原基(或子实体)大小进行浇水,同时避开高温期。待子实体8分成熟时采收,置于晾晒网上晒干。分别记录每个配方的原基形成时间、采收时间、产量。5月18日开口,6月1日下地。

1.3.3试验数据计算方法

数据均采用Excel、spss统计软件分析处理[8]。

2结果与分析

2.1不同木质栽培原料对黑木耳菌丝生长速度影响

蒙古栎、落叶松、白桦和胡枝子树种进行食用菌原料林营造试验,并利用各试验小区林木进行黑木耳栽培试验,对黑木耳菌丝生长速度、产量和生物学特性等的影响及分析见表1。

表1不同木质栽培原料黑木耳菌丝生长速度、

产量等结果与方差分析

Tab.1 The results of mycelial growth rate,

yield and variance analysis of Auricularia auriculajudae

using different wooden cultivation materials

树种菌丝生长速度

/mm·d-1产量

/g生物学效率

/%原基形成

整齐度白桦5.11a50.05a9.99a稍齐胡枝子4.66b45.50b9.45b稍齐蒙古栎5.10a50.09a10.00a稍齐落叶松4.08c30.60c6.53c整齐

利用4个树种作为木质栽培原料黑木耳均适合菌丝生长,但菌丝在不同培养料中生长速度和生长势存在显著差异,生长速度最快的是白桦培养料配方5.11 mm/d,菌丝洁白、致密、菌落完整、菌丝生长势较强;而落叶松培养料配方中的菌丝生长最慢,速度为4.08 mm/d,菌丝稀疏,呈白色、菌丝生长势较弱。菌丝在4个木质栽培原料中生长速度从大到小依次是白桦>蒙古栎>胡枝子>落叶松。黑木耳菌丝在不同木质栽培原料中生长速度达到了显著差异(P<0.05),多重比较结果表明(表1):黑木耳菌丝在4个木质栽培原料中生长速度差异显著,白桦、蒙古栎培养料菌丝生长速度最快,明显好于其它木质栽培原料菌丝生长情况。

2.2不同木质栽培原料对黑木耳产量影响

利用4个木质栽培原料栽培黑木耳产量差异较大,黑木耳产量最大的是蒙古栎原料配方袋产量50.09 g,而落叶松原料配方的黑木耳产量最少,袋产量仅为30.6 g。利用4个木质栽培原料栽培黑木耳产量从大到小依次是蒙古栎>白桦>胡枝子>落叶松。经差异显著性检验(表1),不同木质栽培原料栽培黑木耳产量达到了显著差异(P<0.05),多重比较结果表明:蒙古栎和白桦木质栽培原料栽培黑木耳产量差异不显著外,其他木质栽培原料黑木耳产量差异显著,利用蒙古栎和白桦木质栽培原料栽培黑木耳产量最高。

2.3不同木质栽培原料对黑木耳生物学效率影响

生物学效率是指食用菌鲜重与所用的培养料干重之比,常用百分数表示。如100 kg干培养料生产了80 kg新鲜食用菌,则这种食用菌的生物学效率为80%,生物学效率也称为转化率[9]。

分别利用4个木质原料栽培黑木耳生物学效率(干)存在显著差异。生物学效率(干)最高的是蒙古栎原料配方10.00%、白桦原料配方是9.99%,胡枝子原料配方是9.45%,而落叶松原料配方是6.53%。木质原料栽培黑木耳的生物学效率(干)从大到小依次是蒙古栎>白桦>胡枝子>落叶松。经差异显著性检验,黑木耳在不同木质栽培原料上生物学效率(干)差异显著(P<0.05)。多重比较结果表明:蒙古栎与白桦栽培原料黑木耳生物学效率(干)差异不显著,胡枝子与落叶松栽培原料黑木耳生物学效率(干)差异显著,而蒙古栎和白桦与胡枝子、落叶松栽培原料黑木耳生物学效率(干)差异分别显著。

2.4不同木质栽培原料对黑木耳原基形成影响

子实体原基,担子菌完成营养生长阶段后,即进入生殖生长阶段,产生菇蕾、耳芽等,把这种菌丝扭结而成的小菇蕾、耳芽统称为子实体原基,黑木耳子实体原基为黑褐色胶质突起物[10]。

利用不同木质栽培原料的栽培黑木耳原基形成整齐度不一致,以落叶松为原料培养料配方黑木耳菌丝生长速度、产量及生物学效率虽然表现最差,但是原基整齐度却是最好的,而以白桦、蒙古栎为原料培养料配方栽培黑木耳原基整齐度基本没差别。在菌袋开口时间相同的情况下,胡枝子原料培养料配方黑木耳原基形成所需时间较少,而落叶松原料培养料配方黑木耳原基形成所需时间最多,相差9d。蒙古栎原料培养料配方黑木耳原基形成所需时间较白桦原料培养料配方黑木耳原基形成所需时间少。

3结论与讨论

4个木质栽培原料栽培黑木耳菌丝生长速度从大到小为白桦>蒙古栎>胡枝子>落叶松;生物学效率(干)和产量从大到小依次是蒙古栎>白桦>胡枝子>落叶松;以落叶松为原料培养料配方黑木耳原基整齐度最好,而以白桦、蒙古栎为原料培养料配方栽培黑木耳原基整齐度基本没差别。4个木质栽培原料作为培养料栽培黑木耳的菌丝生长速度、产量和生物学效率存在显著差异(P<0.05)。白桦木质栽培原料作为培养料栽培黑木耳的菌丝生长速度最快,蒙古栎和白桦木质栽培原料作为培养料栽培黑木耳产量最高,蒙古栎与白桦木质栽培原料作为培养料栽培黑木耳生物学效率(干),差异不显著,落叶松木质栽培原料作为培养料栽培黑木耳的整齐度是最好的。蒙古栎和白桦木质栽培原料作为培养料栽培黑木耳在菌丝生长速度、产量和生物学效率(干)性状上均表现较好,胡枝子相对蒙古栎和白桦食用菌栽培性状较差,落叶松原料林作为培养料栽培食用菌表现最差。蒙古栎、白桦和胡枝子均适宜作食用菌原料林原料,但由于蒙古栎生长速度较慢,较难在短期内提供大量优质食用菌原料,本研究建议不采用蒙古栎作为食用菌短期原料林树种。

我国是食用菌生产大国,在保护现有菌种资源的情况下,应加强现有菌种改良及优良品种选育;积极营造黑木耳专用林材,合理利用资源,提高转化率,节省自然资源;组建现代化加工龙头企业,瞄准国际市场,拓宽销售渠道,将会更好地促进食用菌行业的健康、持续发展。

【参考文献】

[1]吴素蕊,赵春艳,侯波,等.近5年我国食用菌生产区域布局情况分析[J].中国食用菌,2013,32(1):51-53.

[2]王玉民,马清礼.葡萄枝培养料栽培黑木耳的试验研究[J].宿州学院学报,2012,21(2):68-70.

[3]马凤,刘波,张跃新,等.柞树萌生枝条栽培黑木耳试验[J].中国林副特产,2014(1):23-25.

[4]马凤,张跃新,闫宝松.利用柞树叶栽培黑木耳试验[J].中国林副特产,2010(5):42-45.

[5]徐彦军,吴秀泉,宋世良,等.不同速生树种培养料对黑木耳生长及产量的影响[J].北方园艺,2013(10):143-145.

[6]彭强,陈秀双,许修宏,等.松木屑代料栽培黑木耳初探[J].东北农业大学学报,2008,39(2):36-38.

[7]周以良,董世林,聂绍荃.黑龙江树木志[M].哈尔滨:黑龙江科学技术出版社,1986:34,198,210,367.

[8]余建英,何旭宏.數据统计分析与SPSS应用[M].北京:人民邮电出版社,2003:142.

[9]魏润黔.生物学效率小议[J].中国食用菌,1990,31(1):97-100.

[10]黄年来.中国食用菌百科[M].北京:中国农业出版社,1997:70.

[责任编辑:肖生苓]

作者:高金辉 王维俭 张厚良 张兴亚 高云红 刘立波 王洪刚

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