不同品種菌糠堆肥的理化特征比較分析

陳貽釗

摘要：研究不同品種菌糠堆肥的理化性狀，了解菌糠資源品種理化差異，有利于充分發(fā)揮不同菌糠資源的優(yōu)勢(shì)，提高菌糠利用價(jià)值。本研究以海鮮菇菌糠、平菇菌糠以及秀珍菇菌糠進(jìn)行堆肥，每10天翻堆一次，考察菌糠堆肥的溫度、pH、電導(dǎo)率、有機(jī)質(zhì)以及總腐植酸等指標(biāo)。經(jīng)過(guò)60天堆肥，3種菌糠堆肥溫度均能升高到55℃以上，高溫持續(xù)時(shí)間分別為27、17、11天；除秀珍菇菌糠EC值變化不大外，各菌糠pH、EC值總體上均隨著堆肥進(jìn)程逐漸增加；有機(jī)質(zhì)含量逐漸降低，下降率分別為6.1%、12.2%以及15.0%；總腐植酸增加量分別達(dá)70.0%、95.5%、24.8%；各菌糠堆肥在第40天時(shí)總腐植酸最高，其中海鮮菇菌糠含量為356 g/kg。不同品種菌糠堆肥特征存在一定差異，利用菌糠資源應(yīng)根據(jù)菌糠特征優(yōu)勢(shì)應(yīng)用于不同領(lǐng)域，變肥為寶。

關(guān)鍵詞：菌糠；品種；堆肥；理化特征

中圖分類(lèi)號(hào)：S141.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A論文編號(hào)：cjas2020-0165

Comparative Study of Physicochemical Characteristics of Different Species of Spent Mushroom Substrate in Compost

Chen Yizhao

（Fuzhou Institute of Agricultural Sciences， Fuzhou 350018， Fujian， China）

Abstract： To study the physical and chemical characters of self- composting mature compost of different species of mushroom bran and to understand their physicochemical differences is helpful to make a full use of different kinds of mushroom bran resources， turn waste into treasure， and improve the utilization value of mushroom bran. The temperature， pH， conductivity， organic matter and total humic acid of seafood mushroom bran， pleurotus ostreatus mushroom bran and pleurotus geesteranus mushroom bran were investigated every 10 d. When they were composted for 60 d， the composting mature temperature of the three kinds of bran could be increased above 55℃， and the duration of high temperature was 27， 17 and 11 d， respectively. With the exception of pleurotus geesteranus mushroom bran， the EC value of each fungus bran increased gradually with the composting process and met the requirements of composting； the organic matter content decreased gradually by 6.1%， 12.2% and 15.0%， respectively； the total humic acid increased by 70.04%， 95.5% and 24.8%， respectively； the total humic acid of each fungus bran compost was the highest at 40 d， and that of seafood mushroom bran was 356 g/kg. The characteristics of different species of mushroom bran have certain differences， so the utilization of mushroom bran resources should be applied according to its characteristics.

Keywords： Spent Mushroom Substrate； Species； Compost； Physicochemical Characteristics

0引言

菌糠是食用菌栽培后剩下的廢棄料，有機(jī)質(zhì)含量高，不僅含有豐富的礦質(zhì)元素，且含有食用菌菌體蛋白、次生代謝產(chǎn)物等養(yǎng)分。菌糠資源化利用有多種途徑，如菌糠可作為有機(jī)肥[1]，改良土壤理化性狀[2]，提高作物品質(zhì)[3]；可與其他物料按一定比例混合作為育苗基質(zhì)或栽培基質(zhì)，替代泥炭土，改善育苗效果[4-6]；作為微生物有機(jī)肥的載體[7-8]，提高菌肥活性；菌糠還可用于治理石油污染的土壤，修復(fù)耕地[9-11]。菌糠資源化再利用對(duì)農(nóng)業(yè)廢棄物消納、發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)等具有重要意義。但不同品種菌糠理化特征存在差異[12-13]，利用菌糠時(shí)根據(jù)菌糠品種特征作出選擇非常有必要，可提高菌糠資源利用的適用性，例如香菇菌糠的多種酶活力優(yōu)于鳳尾菇菌糠、姬菇菌糠等，更適宜作為菌糠飼料[14]；杏鮑菇菌糠較香菇菌糠、金針菇菌糠更適合替代棉籽殼和麩皮用于雞腿菇的栽培[15]。一些研究以不同物料相互調(diào)配[16-18]、調(diào)節(jié)混合物料理化性狀的方法研究堆肥[19]，未能了解單一品種菌糠堆肥的理化特征，未充分發(fā)揮菌糠品種的優(yōu)勢(shì)。筆者以海鮮菇菌糠、秀珍菇菌糠以及平菇菌糠進(jìn)行堆肥，考察菌糠堆肥的溫度、濕度、有機(jī)質(zhì)以及腐植酸等理化指標(biāo)，旨在了解各菌糠堆肥特征差異，為不同菌糠品種的堆肥利用提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1供試材料

試驗(yàn)選取海鮮菇菌糠、平菇菌糠以及秀珍菇菌糠作為堆肥材料，海鮮菇菌糠來(lái)自福州永豐食用菌有限公司，平菇菌糠以及秀珍菇菌糠取自福州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所食用菌研究組。

1.2試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2019年5—10月在福州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所開(kāi)展。廢菌棒經(jīng)脫袋打碎、加水翻拌，水分調(diào)節(jié)至約60%，裝入1 m×1 m×1 m透氣尼龍袋進(jìn)行堆肥發(fā)酵。堆肥共持續(xù)60天，每10天進(jìn)行翻堆一次。翻堆均勻后采集物料測(cè)試樣品，經(jīng)風(fēng)干、粉碎、過(guò)1 mm篩備用。

1.3樣品的指標(biāo)及測(cè)定方法

溫度數(shù)據(jù)采集將溫度記錄儀探頭插入堆體50 cm深度，每隔1 h自動(dòng)記錄溫度數(shù)據(jù)，取平均值作為當(dāng)日堆體溫度數(shù)據(jù)；稱(chēng)取風(fēng)干樣約5.0 g，按1：10固液比加入蒸餾水，震蕩15 min，靜置30 min，分別用電導(dǎo)率儀、酸度計(jì)測(cè)定電導(dǎo)率和pH[20]；有機(jī)質(zhì)含量用馬弗爐燒失法測(cè)定[21]；總腐植酸用焦磷酸鈉-氫氧化鈉提取，比色法測(cè)定其含量[22]。

2結(jié)果與分析

2.1不同品種菌糠堆肥溫度特征

不同品種菌糠堆肥堆體溫度有較大差異（如圖1所示），以每日溫度作配對(duì)樣本T測(cè)驗(yàn)，海鮮菇菌糠與平菇菌糠、秀珍菇菌糠之間溫度差異達(dá)極顯著水平，平菇菌糠與秀珍菇菌糠之間差異顯著（P<0.05）。平菇菌糠與秀珍菇菌糠建堆后5天內(nèi)溫度迅速上升達(dá)60℃以上，均為堆肥過(guò)程中的最高溫度，分別為61.9、62.5℃；海鮮菇菌糠前10天溫度上升速度較其他菌糠堆體慢。平菇菌糠和秀珍菇菌糠堆體溫度迅速上升后3～5天溫度均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，翻堆后再次升溫并降溫，堆體在35天后溫度呈下降趨勢(shì)，其中秀珍菇菌糠溫度下降幅度較大；海鮮菇菌糠堆肥在13天后溫度均高于其他2種菌糠，前40天無(wú)明顯的下降趨勢(shì)。一般堆肥堆體溫度在55℃以上保持一定天數(shù)，是殺滅致病微生物和害蟲(chóng)卵、保證堆肥腐熟的重要條件[23-24]。對(duì)各菌糠溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（表1），海鮮菇菌糠堆體溫度大于50、55℃的天數(shù)達(dá)38、27天，高溫持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，大于平菇菌糠與秀珍菇菌糠堆體。

2.2菌糠堆肥中pH與電導(dǎo)率的變化

堆肥pH一般呈增加的趨勢(shì)，主要是由于堆肥過(guò)程中物料在微生物的作用下產(chǎn)生NH3，部分NH3隨著堆肥進(jìn)程的發(fā)展揮發(fā)，另一部分留在堆肥物料中使物料pH上升。3種菌糠堆肥中pH隨著堆肥進(jìn)程的發(fā)展較為一致，呈現(xiàn)上升趨勢(shì)（圖2），海鮮菇菌糠、平菇菌糠以及秀珍菇菌糠分別由原來(lái)的pH 6.39、pH 7.11、pH 6.70升高到pH 8.72、pH 8.99、pH 8.45。

電導(dǎo)率（EC值）反映了固體發(fā)酵過(guò)程中堆料的鹽度，是評(píng)價(jià)堆肥是否對(duì)植物產(chǎn)生毒害作用的重要參數(shù)，在一定程度上反映堆肥對(duì)植物的毒性以及對(duì)植物的促進(jìn)或抑制作[25]。EC值的大小對(duì)微生物的生長(zhǎng)與活性有著重要的作用與意義，EC值過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響到微生物的生長(zhǎng)，適宜的EC值可使微生物正常生長(zhǎng)[26]。海鮮菇與秀珍菇菌糠堆肥結(jié)束時(shí)，電導(dǎo)率分別提高了 46.77%、37.43%，由原來(lái)的1.86、1.95 mS/cm提高到2.73 2.68 mS/cm，平菇菌糠在堆肥過(guò)程中電導(dǎo)率變化不大，各階段EC值在1.6～1.9mS/cm（圖3）。

2.3不同品種菌糠堆肥進(jìn)程中有機(jī)質(zhì)的變化

有機(jī)肥發(fā)酵過(guò)程中的物質(zhì)變化較為復(fù)雜，但主要有2個(gè)基本過(guò)程，即礦質(zhì)化和腐殖化過(guò)程。礦質(zhì)化把有機(jī)物分解為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)化合物，而腐殖化是微生物把礦質(zhì)化過(guò)程中形成的中間產(chǎn)物再合成為比原先更為復(fù)雜的有機(jī)質(zhì)。在堆肥過(guò)程中礦質(zhì)化與腐殖化同時(shí)進(jìn)行，總體上有機(jī)質(zhì)含量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，主要是由于微生物活動(dòng)有機(jī)碳以CO2、CH4、熱量等形式損耗。分析3種菌糠堆肥有機(jī)質(zhì)含量，總體上呈現(xiàn)下降趨勢(shì)（圖4），其中秀珍菇菌糠自堆肥開(kāi)始至第40天，有機(jī)質(zhì)含量從初始的769.2 g/kg下降到653.8 g/kg，損失率約15%；海鮮菇菌糠有機(jī)質(zhì)含量下降主要在堆肥的前20天，至堆肥結(jié)束，有機(jī)質(zhì)含量下降約6.1%，為685.12 g/kg，有機(jī)質(zhì)損失率較低；平菇菌糠有機(jī)質(zhì)含量下降趨勢(shì)與海鮮菇菌糠較為一致，但有機(jī)質(zhì)含量下降較海鮮菇菌糠多，下降了約12.2%。

2.4菌糠堆肥總腐植酸含量變化特征

腐植酸有多種功效，包括改良土壤、提高土壤中各種營(yíng)養(yǎng)元素的利用率、促進(jìn)作物生長(zhǎng)、提高作物抗力等?？疾觳煌菲贩N堆肥腐植酸含量對(duì)提高菌糠資源的利用價(jià)值具有重要意義。3種菌糠經(jīng)60天堆肥腐熟，總腐植酸含量均有不同程度增加（圖5）。腐植酸含量在整個(gè)堆肥過(guò)程先呈現(xiàn)增加后少量下降后又上升的趨勢(shì)，在40天左右含量達(dá)到最高水平，再不同程度下降。海鮮菇菌糠與秀珍菇菌糠變化較為相似，0～10天總腐植酸含量增加較多，10～20天含量稍有下降，20～40天腐植酸含量逐漸增加，達(dá)堆肥進(jìn)程中的最高值，分別為356、292 g/kg；平菇菌糠在堆肥進(jìn)程中前20天腐植酸含量增加，第40天時(shí)腐植酸含量為344g/kg。至堆肥結(jié)束，海鮮菇菌糠、平菇菌糠和秀珍菇菌糠腐植酸增加量分別達(dá)70.04%、95.51%、24.8%。

3討論

3.1堆肥的溫度

有機(jī)肥腐熟中的溫度是影響微生物活性的最顯著因子，影響有機(jī)肥發(fā)酵質(zhì)量，常作為堆肥中微生物活動(dòng)量的宏觀指標(biāo)。堆體的溫度受原料組成、有機(jī)質(zhì)含量、pH、C/N比值、通氣量、水分含量等堆體內(nèi)各種理化參數(shù)的影響[27]，其高低決定了堆肥速率的快慢[28]。在堆肥工藝相對(duì)一致的情況下，堆肥的原料是影響堆肥溫度的主要原因。本研究的3種菌糠堆肥，并未添加其他物料進(jìn)行C/N、pH等的調(diào)節(jié)，平菇菌糠與秀珍菇菌糠雖然能快速升溫，但溫度持續(xù)時(shí)間不長(zhǎng)，通過(guò)翻堆可提高堆體溫度，可能是隨著分解過(guò)程進(jìn)行，堆體的氧氣供應(yīng)量不足導(dǎo)致溫度下降，翻堆后氧氣得到了補(bǔ)充，堆肥再次升溫[29]，該類(lèi)型物料堆肥的控溫應(yīng)增加翻堆頻率、腐熟時(shí)加入蓬松劑或強(qiáng)制通風(fēng)等措施提高堆體需氧量，促進(jìn)堆肥腐熟。海鮮菇菌糠在前40天堆體溫度無(wú)明顯下降，高溫持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，腐熟溫度特征較為理想。

3.2堆肥的pH和EC

pH的大小對(duì)微生物生長(zhǎng)有重要作用，在pH 7.5～ 8.5時(shí)堆肥可獲得最大腐熟速率[27]。不同物料堆肥pH的變化有所差異，牛糞與玉米秸稈混合物料堆肥pH上升主要在前12天內(nèi)，由pH 7.5上升到pH 8.8左右[30]；食用菌菌渣協(xié)同白酒丟糟堆肥pH的升高主要在堆肥的前5天[31]；以豬糞、蘑菇渣以及煙沫混合物料接種高效纖維素降解復(fù)合菌，物料在發(fā)酵期內(nèi)pH總體上呈現(xiàn)上升趨勢(shì)[32]，本研究結(jié)果與其相似。EC值的增加可能是由于微生物活動(dòng)過(guò)程中礦化有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生更多的可溶性鹽[33]，有關(guān)研究認(rèn)為堆肥電導(dǎo)率應(yīng)小于4 mS/cm[34]，在0.5～3 mS/cm之間均適合植物的生理生長(zhǎng)[35]，各菌糠堆肥的電導(dǎo)率較為符合堆肥的要求或適宜作物生長(zhǎng)。

3.3堆肥中腐植酸的含量

堆肥物料對(duì)堆肥腐植酸的含量及腐殖化過(guò)程起決定性作用[36]。不同物料堆肥腐植酸含量差異較大，變化趨勢(shì)也不同。雞糞與玉米糠堆肥腐植酸含量從開(kāi)始的119.8 g/kg升高到297.8 g/kg，增加量約150%[37]；牛糞接種復(fù)合發(fā)酵劑堆肥的總腐植酸下降約32%[38]；豬糞墊料堆肥發(fā)酵，腐植酸含量由開(kāi)始的28%增加到44%[39]。對(duì)于有機(jī)廢棄物堆肥中腐植酸含量變化研究較多，但是由于堆肥物料的來(lái)源、種類(lèi)、物料配比等差異，堆肥腐植酸含量的多少和變化趨勢(shì)有較多不同的觀點(diǎn)；另一方面，腐植酸是一類(lèi)較為復(fù)雜的物質(zhì)，其還包含胡敏酸、富里酸等物質(zhì)，變化趨勢(shì)也有較多差異，目前尚未形成較為一致的結(jié)論。本研究菌糠腐熟堆肥總腐植酸含量可達(dá)30%以上，與杏鮑菇單物料腐熟堆肥腐植酸含量的結(jié)果相似[29]。

4結(jié)論

菌糠堆肥有異于其他物料堆肥，且各菌糠品種堆肥存在一定的共性以及差異性。海鮮菇菌糠堆肥溫度較穩(wěn)定，高溫持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)；3種菌糠堆肥的pH以及電導(dǎo)率隨堆肥進(jìn)程的發(fā)展逐漸增加，堆肥結(jié)束時(shí)pH以及電導(dǎo)率指標(biāo)較符合堆肥的要求；有機(jī)質(zhì)含量逐漸降低且有機(jī)質(zhì)損失率不同，海鮮菇菌糠有機(jī)質(zhì)損失率較低；各品種菌糠堆肥總腐植酸含量較高，且在第40天左右含量最高，以獲取腐植酸為目的的菌糠堆肥應(yīng)在40天左右結(jié)束堆肥。

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