賈文捷,賈培松,管建華,郝敬喆,羅影,努爾孜亞·亞力買買提,魏鵬,賽力克·阿克孜木別克
(1. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所/農(nóng)業(yè)部西北荒漠綠洲作物有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗室,烏魯木齊 830091;2. 青河縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,新疆青河 836200;3. 阿勒泰地區(qū)哈巴河縣林業(yè)局,新疆哈巴河 836700)
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雙孢蘑菇培養(yǎng)料簡易通氣增氧發(fā)酵技術(shù)研究
賈文捷1,賈培松1,管建華2,郝敬喆1,羅影1,努爾孜亞·亞力買買提1,魏鵬1,賽力克·阿克孜木別克3
(1. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所/農(nóng)業(yè)部西北荒漠綠洲作物有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗室,烏魯木齊 830091;2. 青河縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,新疆青河 836200;3. 阿勒泰地區(qū)哈巴河縣林業(yè)局,新疆哈巴河 836700)
【目的】開發(fā)雙孢蘑菇培養(yǎng)料簡易通氣增氧發(fā)酵技術(shù),以提高雙孢蘑菇小規(guī)模農(nóng)法栽培培養(yǎng)料發(fā)酵水平,為雙孢蘑菇增產(chǎn)增效提供技術(shù)支撐?!痉椒ā坎捎煤喴淄獍l(fā)酵裝備,輔之以全覆蓋雙層塑料膜,對雙孢蘑菇培養(yǎng)料進(jìn)行發(fā)酵處理,檢測和分析培養(yǎng)料發(fā)酵效果。【結(jié)果】簡易通氣增氧發(fā)酵技術(shù)縮小了料堆厭氧區(qū)面積,提高了料堆保溫保濕性,促進(jìn)了放線菌生長,保障了發(fā)酵的均一性和穩(wěn)定性,提高了培養(yǎng)料發(fā)酵效果,與常規(guī)方法相比可以縮短發(fā)酵時間3~5 d,放線菌層面積提高60.19%?!窘Y(jié)論】簡易通氣增氧發(fā)酵技術(shù)操作簡便、成本低廉,并有效提高了雙孢蘑菇培養(yǎng)料發(fā)酵質(zhì)量和效率,適宜雙孢蘑菇小規(guī)模農(nóng)法栽培,具有很好的應(yīng)用潛力。
雙孢蘑菇;培養(yǎng)料;簡易通氣;一次發(fā)酵
【研究意義】雙孢蘑菇(Agaricusbisporus)又稱蘑菇,洋蘑菇,白蘑菇,是當(dāng)今世界栽培面積最大、產(chǎn)量最多、消費(fèi)人群最廣的一類全球性食用菌,人工栽培迄今已有 300 多年的歷史[1-3]。目前,我國雙孢蘑菇多采用開放式發(fā)酵料栽培,栽培管理相對粗放,其中培養(yǎng)料堆制發(fā)酵是雙孢蘑菇栽培中最為重要的技術(shù)環(huán)節(jié),培養(yǎng)料發(fā)酵質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到雙孢蘑菇的產(chǎn)量和質(zhì)量,甚至栽培的成敗[4-5]。在新疆,雙孢蘑菇種植主要以小規(guī)模農(nóng)法栽培方式為主,培養(yǎng)料多采用常規(guī)一次發(fā)酵,由于發(fā)酵技術(shù)落后、不規(guī)范,培養(yǎng)料發(fā)酵常因供氧不足而發(fā)酵效果很差,嚴(yán)重影響了雙孢蘑菇的產(chǎn)量和質(zhì)量[6]。因此,開發(fā)適宜雙孢蘑菇小規(guī)模農(nóng)法栽培的培養(yǎng)料,簡易通氣增氧發(fā)酵技術(shù)對提高雙孢蘑菇培養(yǎng)料發(fā)酵水平、促進(jìn)雙孢蘑菇增產(chǎn)增效和農(nóng)民增收具有重要意義?!厩叭搜芯窟M(jìn)展】國內(nèi)有關(guān)雙孢蘑菇培養(yǎng)料簡易通氣增氧發(fā)酵的報道較少,2013年范麗軍等[7]以稻草為原料開展雙孢蘑菇培養(yǎng)料簡易通氣一次發(fā)酵技術(shù)試驗,主要分析了通氣發(fā)酵處理對料堆溫度、發(fā)菌速度和產(chǎn)量的影響,結(jié)果表明,通氣發(fā)酵料堆的最高溫度比常規(guī)發(fā)酵高4~5℃,發(fā)菌速度快2 d,可增產(chǎn)6.6%。2015年楊建杰等[8]針對西北高海拔地區(qū)夏季雙孢蘑菇培養(yǎng)料發(fā)酵期間培養(yǎng)料易失水,發(fā)酵溫度不易控制,料堆厭氧發(fā)酵區(qū)大等問題,開展了雙孢蘑菇培養(yǎng)料簡易通氣發(fā)酵技術(shù)研究,對比研究了雙孢蘑菇料堆中半埋入PVC管強(qiáng)制通風(fēng)和鐵圈自然通風(fēng)兩種方法的發(fā)酵效果,結(jié)果表明,兩種方法處理的培養(yǎng)料料堆厭氧區(qū)減小,放線菌層厚度增加,發(fā)酵料質(zhì)量提高,雙孢蘑菇產(chǎn)量增加?!颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】國內(nèi)雙孢蘑菇栽培原料多為稻草或麥草,透氣性較好,前人研究多以稻草或麥草為原料開展相關(guān)研究,而新疆棉籽殼豐富,稻草或麥草相對匱乏。研究圍繞在生產(chǎn)中有效利用棉籽殼、降低成本、保溫保濕、提高發(fā)酵效果等,以棉籽殼為主要原料,杏鮑菇菌渣為輔助原料(有效降低成本)[9-10],開發(fā)適宜農(nóng)法栽培的培養(yǎng)料簡易通氣增氧發(fā)酵技術(shù),以提高雙孢蘑菇培養(yǎng)料發(fā)酵水平,促進(jìn)雙孢蘑菇栽培增質(zhì)增效。【擬解決的關(guān)鍵問題】開發(fā)雙孢蘑菇培養(yǎng)料簡易通氣裝備,增加發(fā)酵料堆供氧量,提高發(fā)酵過程培養(yǎng)料保溫保濕性,縮短發(fā)酵進(jìn)程等有效提高雙孢蘑菇培養(yǎng)料發(fā)酵水平,為雙孢蘑菇增質(zhì)增效及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐和理論基礎(chǔ)。
1.1 材 料
1.1.1 培養(yǎng)料配方(按100 m2用料計算)
棉籽殼1 500 kg,杏鮑菇菌渣500 kg,干牛糞1 750 kg,石膏50 kg,尿素25 kg,過磷酸鈣50 kg,油渣20 kg,碳酸鈣20 kg,用石灰調(diào)整酸堿度至8.0。
1.1.2 器材
750 W 離心式通風(fēng)機(jī),上海光陸電機(jī)有限公司制造;KG316T 微電腦時控開關(guān),上海董氏電器發(fā)展有限公司制造;直徑9 cm的PVC管。
1.2 方 法
1.2.1 培養(yǎng)料的常規(guī)發(fā)酵
1.2.1.1 預(yù)濕
先把棉籽殼和杏鮑菇菌渣按3/1的比例混合均勻,并用水澆濕透,預(yù)濕時加入適量石灰調(diào)節(jié)酸堿度到8.0左右;干牛糞扎碎后澆水拌濕,加入適量石灰調(diào)節(jié)酸堿度到8.0左右;把輔料全部拿出拌勻開始建堆。
1.2.1.2 建堆
先將預(yù)濕的棉籽殼和杏鮑菇菌渣在底層鋪20~25 cm厚,加一層8~10 cm厚的牛糞,均勻地撒上一層已拌勻的輔料,然后再鋪預(yù)濕的棉籽殼和杏鮑菇菌渣20~25 cm厚,再加一層8~10 cm厚的牛糞,再均勻地撒上一層已拌勻的輔料,這樣循環(huán)建堆一直到料堆寬2.5~3.0 m,高1.5 m左右,頂部堆成弓形。建好堆后從堆上均勻澆水直到底部有水滲出為止,在堆頂覆蓋雙層比堆頂略寬的塑料,以保濕。
1.2.1.3 翻堆
待培養(yǎng)料料堆溫度達(dá)到最高并維持24 h后,即可翻堆,翻堆時要求內(nèi)外料混合均勻,即外層料翻至中間,上層料翻至下層,堆寬2.5~3.0 m,高1.5 m左右,頂部堆成弓形,翻完后從堆上均勻澆水直到底部有水滲出為止,在堆頂覆蓋雙層比堆頂略寬的塑料,以保濕。
1.2.2 培養(yǎng)料的簡易通氣增氧發(fā)酵
原料預(yù)濕、建堆和翻堆方式與培養(yǎng)料常規(guī)發(fā)酵方式相同,只是在堆底部增加了一套簡易通氣裝置,該裝置為兩根間距70 cm平行擺放直徑為9 cm的PVC管,PVC管上每隔50 cm在管左右兩側(cè)分別打直徑0.5 cm左右的通氣洞,PVC的一端封死,另一端連接通風(fēng)機(jī),整個PVC管用磚塊搭建保護(hù)罩。整個料堆覆蓋雙層塑料薄膜,以增溫保濕,在料堆頂部中心開一個與料堆頂部同寬的透氣孔,以利排除廢氣。每間隔5 h通過PVC管向料堆鼓風(fēng)15 min,以排出廢氣,達(dá)到增氧的目的。圖1
圖1 發(fā)酵料堆通氣裝置設(shè)置示意
Fig. 1 Schematic diagram of the aeration device of fermentation pile
1.2.3 料溫檢測
對常規(guī)發(fā)酵料堆和簡易通氣增氧發(fā)酵料堆進(jìn)行料溫檢測,使用溫度計分別檢測5、15和25 cm深度的料溫,每種處理設(shè)3次重復(fù),每天15:00對料堆進(jìn)行料溫檢測。料堆陽面和陰面均采用同樣方式檢測料溫。
1.2.4 放線菌層檢測
每次翻堆前對料堆剖面上的放線菌層進(jìn)行觀測,分別觀測縱深0.8和1.2 m處料堆剖面上放線菌層的分布和厚度情況。外層放線菌厚度測量點(diǎn):分別為料堆陽面中間、頂部和陰面中間3個點(diǎn),最后取平均值;內(nèi)層放線菌厚度測量點(diǎn):以PVC管為中心分別取管左側(cè)中間、正上方和右側(cè)中間3個點(diǎn),最后取平均值。
2.1 發(fā)酵料堆陰陽面料溫檢測
取一次翻堆后、二次翻堆后和三次翻堆后料堆陽面或陰面每天不同深度料溫的平均值,統(tǒng)計結(jié)果顯示:(1)增氧發(fā)酵料堆陽面料溫每次最高溫度分別為64.3、62.7和64.0℃,陰面料溫分別為57.7、58.0和70.7℃,均顯著高于常規(guī)發(fā)酵料堆陽面料溫(59.3、51.3和54.0℃)和陰面料溫(42.0、46.3和43.3℃),表明簡易通氣增氧發(fā)酵有利于提高料溫。(2)常規(guī)發(fā)酵料堆三個時段料溫最遲達(dá)到最高溫度的時間分別為第6 d、第6 d和第4 d,共16 d,增氧發(fā)酵料堆的分別為第5 d、第4 d和第4 d,共13 d,增氧發(fā)酵較常規(guī)發(fā)酵縮短了3 d,表明簡易通氣增氧發(fā)酵有利于縮短發(fā)酵進(jìn)程,按照發(fā)酵料堆翻堆4~5次估計整個增氧發(fā)酵過程能夠縮短發(fā)酵時間4~5 d;(3)常規(guī)發(fā)酵料堆陽面料溫(59.3、51.3和54.0℃)明顯高于陰面料溫(42.0、46.3和43.3℃),且料溫升降較陰面波動大,一方面表明常規(guī)發(fā)酵料堆陽面白天受陽光輻射熱影響較大,有利于發(fā)酵升溫,另一方面也表明常規(guī)發(fā)酵受環(huán)境影響較大,發(fā)酵過程穩(wěn)定性、均一性較差;(4)增氧發(fā)酵料堆陽面料溫(3次最高料溫平均為63.7℃)和陰面料溫(3次最高料溫平均為62.1℃)差異較小,前期陽面料溫略高于陰面,而后期陰面料溫出現(xiàn)高于陽面的情況,一方面表明簡易通氣增氧發(fā)酵在全覆蓋雙層塑料薄膜的情況下發(fā)酵的均一性和穩(wěn)定性較好,另一方面也表明簡易通氣增氧發(fā)酵受環(huán)境的影響較小。圖2
2.2 發(fā)酵料堆不同深度料溫檢測
取一次翻堆后、二次翻堆后和三次翻堆后料堆陽面或陰面每天不同深度料溫,研究表明,常規(guī)發(fā)酵料堆陽面不同深度料溫波動較大,5 cm深度料溫變化最為劇烈,前期料溫較高(最高料溫為64.0℃),高于15 cm(最高料溫為61.0℃)和25 cm(最高料溫為53.0℃)深度料溫,后期料溫(最高料溫為53.0和48.0℃)逐漸低于15 cm(最高料溫為54.0和55.0℃)和25 cm(最高料溫為49.0和59.0℃)深度料溫,表明5 cm深度料溫受環(huán)境影響較大,另外,15 cm深度料溫較為穩(wěn)定;常規(guī)發(fā)酵料堆陰面不同深度料溫較為穩(wěn)定,5 cm深度料溫最低(3次最高料溫平均為39.3℃),25 cm深度料溫最高(3次最高料溫平均為48.7℃);簡易通氣增氧發(fā)酵料堆陽面和陰面不同深度料溫均較為穩(wěn)定,且陰陽面或不同深度的料溫差異均不大,料堆陽面5、15和25 cm深度3次最高料溫平均值分別為62.0、63.3和67.7℃;料堆陰面5、 15和25 cm深度3次最高料溫平均值分別為60.7、61.0和65.3℃。常規(guī)發(fā)酵受環(huán)境條件影響較大,發(fā)酵穩(wěn)定性較差,而簡易通氣增氧發(fā)酵可以明顯提高發(fā)酵的穩(wěn)定性和均一性,降低環(huán)境對發(fā)酵的影響程度,具有較明顯優(yōu)勢。圖3~6
注:曲線上標(biāo)注的數(shù)字為每階段最高溫度值,下同
Note: The highest temperature value is marked on the curve, the same as below
圖2 發(fā)酵料堆料溫
Fig.2 The temperature of fermentation pile
圖3 常規(guī)發(fā)酵料堆陽面不同深度料溫
Fig. 3 The sunny side temperature of the routine fermentation pile
圖4 常規(guī)發(fā)酵料堆陰面面不同深度料溫
Fig. 4 The shade temperature of the routine fermentation pile
圖5 簡易通氣增氧發(fā)酵料堆陽面不同深度料溫
Fig. 5 The sunny side temperature of the aerobic fermentation pile
圖6 簡易通氣增氧發(fā)酵料堆陽面不同深度料溫
Fig. 6 The shade temperature of the aerobic fermentation pile
2.3 料堆內(nèi)放線菌層的檢測
對第二、三、四次翻堆前常規(guī)發(fā)酵和增氧發(fā)酵料堆內(nèi)放線菌層進(jìn)行檢測分析,研究表明,常規(guī)發(fā)酵和增氧發(fā)酵料堆不同縱深處放線菌層厚度均呈現(xiàn)隨翻堆次數(shù)的增加而增加的趨勢,表明發(fā)酵越完全的培養(yǎng)料越有利于放線菌生長;常規(guī)發(fā)酵料堆由于未設(shè)置簡易通氣裝備,中層為厭氧區(qū),因此中層沒有放線菌生長,而設(shè)置簡易增氧設(shè)施的增氧發(fā)酵料堆中層通氣管周圍有較厚的放線菌層,平均可達(dá)27.00 cm,明顯增加了放線菌層的面積;常規(guī)發(fā)酵料堆縱深0.8和1.2 m處外層放線菌層平均厚度別為18.67和16.56 cm,而增氧發(fā)酵料堆分別為31.01和20.55 cm,明顯大于常規(guī)發(fā)酵料堆;常規(guī)發(fā)酵料堆縱深1.2 m處放線菌層厚度為16.56 cm,面積為11 618.53 cm2,增氧發(fā)酵料堆縱深1.2 m處外層放線菌層厚度為20.55 cm,中層為27.00 cm,總面積為18 611.40 cm2,較常規(guī)發(fā)酵料堆增加了60.19%的面積。增氧發(fā)酵通過主動增氧和覆蓋雙層塑料薄膜,既縮小了料堆厭氧區(qū),又提高了料堆保溫保濕性,從而促進(jìn)了防線菌生長,增加了放線菌層面積,提高了培養(yǎng)料發(fā)酵效果和進(jìn)程。表1
表1 料堆內(nèi)放線菌層厚度
Table 1 The thickness of Actinomycetes layer in the stockpile (cm)
08m處/At08m12m處/At12m外層Extro中層Intro外層Extro中層Intro常規(guī)發(fā)酵Routinefermentation一次翻堆后1700-1367-二次翻堆后1833-1767-三次翻堆后2067-1833-平均1867-1656-增氧發(fā)酵Aerobicfermentation一次翻堆后2800273519002350二次翻堆后3070290020332765三次翻堆后3433318922332985平均3101294120552700
注:“-” 符號表示無此項數(shù)據(jù)
Note: “-” Show no data
3.1 好的發(fā)酵料是雙孢蘑菇栽培增產(chǎn)增效前提,當(dāng)前我國大多雙孢蘑菇產(chǎn)區(qū)仍以傳統(tǒng)的小規(guī)模農(nóng)法栽培為主[11],尤其是新疆,由于市場較小、技術(shù)落后,雙孢蘑菇培養(yǎng)料的發(fā)酵依然以一次發(fā)酵為主,一次發(fā)酵建堆、翻堆等工作也多以人工進(jìn)行,而隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,勞動力日益短缺,一次發(fā)酵翻堆的規(guī)范化得不到保障,普遍存在翻堆松料不徹底、料堆供氧不足等問題,導(dǎo)致培養(yǎng)料發(fā)酵質(zhì)量不高,效果參差不齊,嚴(yán)重影響了雙孢蘑菇的產(chǎn)量和質(zhì)量。 隧道式集中通氣發(fā)酵是當(dāng)今最先進(jìn)、大規(guī)模高效雙孢蘑菇培養(yǎng)料發(fā)酵工藝[12-13],但由于投資大、運(yùn)行技術(shù)要求高,目前尚不適于新疆季節(jié)性栽培方式。因此,開發(fā)雙孢蘑菇培養(yǎng)料簡易通氣增氧發(fā)酵技術(shù),提高當(dāng)前生產(chǎn)方式下的培養(yǎng)料一次發(fā)酵質(zhì)量是產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的重要問題。研究在雙孢蘑菇培養(yǎng)料一次發(fā)酵中采用簡易通氣增氧裝備,料堆全覆蓋雙層塑料膜等措施,可有效提高一次發(fā)酵料堆的供氧、保溫、保濕效果,降低厭氧發(fā)酵面積,增加嗜熱放線菌菌量,加快發(fā)酵進(jìn)程,從而有效提高了培養(yǎng)料一次發(fā)酵的質(zhì)量和效果。
3.2 該簡易通氣增氧裝備安裝簡便、投資小、運(yùn)行成本低,非常適用新疆小規(guī)模農(nóng)法栽培。范麗軍等[7]和楊建杰等[8]開展了雙孢蘑菇培養(yǎng)料簡易通氣增氧發(fā)酵技術(shù)的相關(guān)研究,研究表明,該技術(shù)能夠有效提高培養(yǎng)料發(fā)酵效果,提高產(chǎn)量。與之相比,研究采用新疆特有原料棉籽殼為主料,輔之以杏鮑菇菌渣以降低成本,前者均采用稻草為主料;研究的通氣裝備為PVC管,輔之以磚塊保護(hù)罩,即保護(hù)了PVC管不被壓壞,又防止了通氣孔堵塞問題,而范麗軍等[7]和楊建杰等[8]試驗中PVC管未加保護(hù)罩,存在PVC管易被壓壞,通氣孔易被堵塞問題,影響通氣效果;檢測指標(biāo)不同,研究檢測了發(fā)酵料堆陰陽面和不同深度料溫情況,更為全面、深入的分析了簡易通氣增氧發(fā)酵效果。
簡易通氣增氧發(fā)酵技術(shù)通過主動增氧和全覆蓋雙層塑料薄膜,一方面縮小了料堆厭氧區(qū)面積,提高了料堆保溫保濕性,從而促進(jìn)了防線菌的生長,增加了放線菌層面積,提高了培養(yǎng)料發(fā)酵效果和進(jìn)程,與常規(guī)方法相比可以縮短發(fā)酵時間3~5 d,放線菌層面積提高60.19%;另一方面發(fā)酵料堆在主動增氧和全覆蓋雙層塑料薄膜的情況下受環(huán)境因素的影響明顯減小,發(fā)酵的均一性和穩(wěn)定性有明顯提升,較明顯提高了發(fā)酵質(zhì)量。另外,簡易通氣增氧發(fā)酵技術(shù)操作簡便、成本低廉、省時省工,因此適宜新疆雙孢蘑菇小規(guī)模農(nóng)法栽培,具有很好的應(yīng)用潛力。
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Fund project:Supported by China modern agricultural industry technology system(CARS24); President Funds of Xinjiang Academy of Agricultural Sciences (xjnky-2012-y04)
Study on the Fermentation Technology of Aimple Oxygen Ventilation ofAgaricusbisporusSubstrate
JIA Wen-jie1,JIA Pei-song1,GUAN Jian-hua2,HAO Jing-zhe1,LUO Ying1,Nurziya Yarmamat1,WEI Peng1,Sailike Akezimubieke3
(1. Key Laboratory of Integrated Management of Harmful Crop Vermin in China North-western Oasis, MinistryofAgriculture,P.R.China/ResearchInstituteofPlantProtection,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences,Urumqi830091,China; 2.AgriculturalTechnologyPromotionCenterofQingheCounty,QingheXinjiang836200,China; 3.ForestryBureauofHabaheCounty,HabaheXinjiang836700,China)
【Objective】 In order to provide technical support for improving production and efficiency ofAgaricusbisporus, the fermentation technology of simple oxygen ventilation ofAgaricusbisporussubstrate were developed to improve the technical level of fermentation of the small scale farming cultivation.【Method】Devices of simple oxygen ventilation and double plastic film covering were used to treat theAgaricusbisporussubstrate.【Result】The fermentation technology of simple oxygen ventilation could reduce the area of anaerobic fermentation, maintain the temperature and humidity of substrate pile, promote the growth of actinomycetes, ensure the homogeneity and stability of fermentation and improve the effect of fermentation, shorten the fermentation time of 3 to 5 days and increase the area of actinomycetes of 61%.【Conclusion】Simple ventilation oxygen fermentation technology has the advantages of simple operation, low cost, which effectively improved the fermentation quality and efficiency of the double spore mushroom culture medium and it is so sui
Table for the small scale farming cultivation ofAgaricusbisporusthat it must have a good application potential.
Agaricusbisporus; substrate; simple aeration; outdoor fermentation
10.6048/j.issn.1001-4330.2016.11.019
2016-05-25
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS24);新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院院長基金項目(xjnky-2012-y04)
賈文捷(1969-),男,陜西人,農(nóng)藝師,研究方向為食用菌栽培,(E-mail) xjzbsjwj@126.com
賈培松(1984-),男,河北人,助理研究員,碩士研究生,研究方向為食用菌資源,(E-mail)jps-fly@163.com
魏鵬(1961-),男,新疆人,高級農(nóng)藝師,研究方向為食用菌,(E-mail)xjzbswp@126.com
S646
A
1001-4330(2016)11-2106-06