平菇菌渣添加尿素堆料發(fā)酵初探

陳 穎

（化州市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，廣東 化州 525100）

菌渣是一種含有大量的木質(zhì)素、纖維素、甲殼素、菌體非可溶性蛋白的廉價可利用的環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)廢棄物資源。大量菌渣開發(fā)成有機肥料或制作園藝基質(zhì)，不僅將長期利用率不高的廢棄物菌渣變廢為寶，增加菇農(nóng)和企業(yè)收入，還減少菌渣隨地堆放對環(huán)境污染，同時提高可再生資源利用率[1-3]。試驗以尿素替代傳統(tǒng)的有機物料腐熟劑進(jìn)行菌渣發(fā)酵腐熟處理，以尋求新的菌渣發(fā)酵方法。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

（1）菌渣：袋栽平菇后菌渣。原栽培料配方為棉籽殼80%，稻草屑18%，石灰2%；（2）栽培盤采用一次性塑料杯（200 mL），市售；（3）尿素，市售。

1.2 儀器與設(shè)備

電熱鼓風(fēng)干燥箱（型號JC9030A，青島精誠儀器儀表有限公司），精密電子天平（型號JC-JA1003，青島精誠儀器儀表有限公司），酸度計（型號PHBJ-260F，上海儀電科學(xué)儀器有限公司），電導(dǎo)率儀（型號JC-DDL1A，青島精誠儀器儀表有限公司），全溫型恒溫培養(yǎng)搖床（型號HN00009，上海汗諾儀器有限公司），紫外分光光度計（型號JC721，青島精誠儀器儀表有限公司），數(shù)顯恒溫水浴鍋（型號HH-2A，常州隆和儀器制造有限公司），元素分析儀（型號CN802，北京力高泰科技有限公司）。

1.3 試驗方法

試驗在化州市中糧菌業(yè)科技有限公司食用菌基地。

1.3.1 發(fā)酵菌渣碳氮比設(shè)置

用元素分析儀測定菌渣的總氮、總碳，加入尿素調(diào)整菌渣碳氮比為①25∶1、②30∶1、③35∶1。

測定前須把菌渣研磨均勻，60～70 ℃連續(xù)烘烤48 h以上，再裝入密封的樣品袋，確保待測樣品干燥方可進(jìn)入儀器測定。結(jié)果菌渣的平均全碳含量為31.73%，平均全氮含量為0.46%，即菌渣的平均碳氮比為69∶1。

補氮量=（菌渣含碳量÷所需C/N-菌渣含氮量）÷補充物含氮量，計算出菌渣調(diào)整至試驗碳氮比所需添加尿素的質(zhì)量（表1）。每處理3 次重復(fù)，每重復(fù)10 kg 料。采取條垛式堆料發(fā)酵，調(diào)料含水量為50%，堆料后每隔10 cm 打一排廢氣孔后覆蓋編織袋，控制發(fā)酵溫度為25 ℃。

表1 每100 g菌渣中需加入尿素的質(zhì)量

1.3.2 菌渣腐化速度及質(zhì)量判斷

將基質(zhì)與去離子水按1∶5的質(zhì)量比混合，振蕩，靜置，取上清液，分別用臺式酸度計和電導(dǎo)率儀測定pH和EC。

觀察菌渣腐敗程度，通過其顏色和氣味判斷發(fā)酵程度，每3 d 分別測容重、總孔隙度、通氣孔隙度、持水孔隙度、EC值及pH等指標(biāo)各一次，并記錄。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003 和Origin 8.5 進(jìn)行各項數(shù)據(jù)的計算和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 菌渣腐熟過程中電導(dǎo)率的變化

從菌渣開始發(fā)酵當(dāng)天起，每隔3 d 取一次樣，測定菌渣發(fā)酵過程中電導(dǎo)率的變化。基質(zhì)電導(dǎo)率是測定基質(zhì)中所含有的水溶性鹽的指標(biāo)，電導(dǎo)率越大，說明其所含的水溶性鹽的量越大，同時電導(dǎo)率也是判斷基質(zhì)中含有的鹽離子是否會限制農(nóng)作物生長的重要指標(biāo)。根據(jù)10 次取樣測定的電導(dǎo)率數(shù)值，繪制菌渣腐熟過程中電導(dǎo)率的變化（圖1）。

圖1 菌渣腐熟過程中電導(dǎo)率的變化

由圖1可看出，試驗碳氮比菌渣發(fā)酵過程中，電導(dǎo)率的變化曲線類似于細(xì)菌生長曲線從對數(shù)生長至平穩(wěn)期的變化，菌渣發(fā)酵結(jié)束時電導(dǎo)率已經(jīng)小于35 μS/cm；處理①、②、③菌渣前兩次取樣測定的電導(dǎo)率數(shù)值基本一致，處理①第7、第8、第9 次取樣堆料電導(dǎo)率基本不發(fā)生變化，說明菌渣已經(jīng)完全腐熟。

2.2 菌渣腐熟過程中pH的變化

pH 測定的取樣間隔同2.1，10 次取樣測定的pH變化如圖2。

圖2 菌渣發(fā)酵腐熟過程中pH的變化

由圖2 可知，第1 次取樣時測定菌渣的pH 約為6.33，呈弱酸性。菌渣在發(fā)酵腐熟過程中放出氨氣，pH 的變化與電導(dǎo)率變化相似，pH 逐漸上升，但其上升趨勢逐漸變緩。其中處理①，在第7 次取樣即發(fā)酵開始后第21 天至發(fā)酵結(jié)束pH 基本無變化，而處理②、③分別在發(fā)酵第24 天、第27 天后pH 穩(wěn)定，結(jié)合圖1，判斷此時菌渣腐熟。

2.3 不同碳氮比菌渣發(fā)酵后的理化性質(zhì)

由表2 可知，三處理料在發(fā)酵過程中容重呈現(xiàn)上升的趨勢，總孔隙度和、通氣孔隙呈下降趨勢，持水孔隙變化無規(guī)律，EC 值、pH 都呈現(xiàn)上升的趨勢?？梢姡@充分說明調(diào)節(jié)菌渣發(fā)酵初期的碳氮比，有利于菌渣的腐熟。

表2 不同碳氮比菌渣發(fā)酵后的理化性質(zhì)

2.4 菌渣發(fā)酵前后成分檢測

取三處理發(fā)酵菌渣分別干燥、粉碎，測定相關(guān)成分取平均值，結(jié)果三處理發(fā)酵渣成分無顯著差異，故取處理①數(shù)據(jù)與對照發(fā)酵前比較（表3）。由表3 可見，發(fā)酵料有效總養(yǎng)分（N+P2O5+K2O）含量達(dá)8%以上，有機質(zhì)70%以上，其他指標(biāo)也優(yōu)于發(fā)酵前，是非常好的有機原材料，相關(guān)指標(biāo)達(dá)到了生物有機肥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY 884—2012要求，可用來制作微生物有機肥。

表3 菌渣發(fā)酵前后成分檢測結(jié)果

3 小結(jié)

試驗結(jié)果表明，試驗設(shè)置的菌渣碳氮比均能使供試平菇菌渣在試驗條件下發(fā)酵腐熟，但處理①（碳氮比25∶1）菌渣腐熟速度最快（堆料21 d 已經(jīng)完全腐熟），其他處理雖少用尿素，但隨著發(fā)酵時間延長有造成厭氧發(fā)酵的風(fēng)險。因此，試驗條件下發(fā)酵平菇菌渣用尿素調(diào)整菌渣碳氮比25∶1最為適宜。

試驗結(jié)果為平菇菌渣堆料發(fā)酵提供了借鑒。