食用菌菌糠生产有机肥研究*
2015-12-23曾振基陈逸湘凌宏通侯永康周卫雄陈东标李钦艳
曾振基,陈逸湘,凌宏通,侯永康,周卫雄,林 敏,陈东标,李钦艳,宋 斌**
(1.梅州市微生物研究所梅州市梅微生物技术研究开发中心,广东 梅州 514071;2.梅县富田肥业有限公司,广东 梅州 514700;3.广东省微生物研究所省部共建华南应用微生物国家重点实验室广东省菌种保藏与应用重点实验室,广东省微生物应用新技术公共实验室,广东 广州 510070)
食用菌菌糠生产有机肥研究*
曾振基1,陈逸湘1,凌宏通1,侯永康2,周卫雄1,林 敏3,陈东标1,李钦艳1,宋 斌3**
(1.梅州市微生物研究所梅州市梅微生物技术研究开发中心,广东 梅州 514071;2.梅县富田肥业有限公司,广东 梅州 514700;3.广东省微生物研究所省部共建华南应用微生物国家重点实验室广东省菌种保藏与应用重点实验室,广东省微生物应用新技术公共实验室,广东 广州 510070)
研究食用菌菌糠规模化生产有机肥料的方法。利用当地食用菌菌糠、羊粪、烟草废料经微生物菌种发酵生产有机肥料,并进行田间试验。所获产品的有机质含量达到54%、全氮含量2.2%、全磷含量2.22%、全钾含量4.92%、总养分含量9.34%,其它指标包括pH值、大肠杆菌数、蛔虫卵死亡率以及汞、砷、镉、铅、铬含量等均符合我国有机肥料的行业标准;产品在金柚、蜜柚、脐橙、花生、番薯、苦瓜、油茶和茶叶等作物上试用,均有7%以上的增产效果。食用菌菌糠、羊粪、烟粉经微生物发酵后能生产出合格的有机肥料。
食用菌菌糠;发酵;有机肥
梅州农村食用菌产业取得了较大的发展,为当地带来了良好的社会经济效益,形成梅州农村的特色产业,但每年也产生超过5 000 t的菌糠或菇渣。这些由锯木屑、玉米芯、棉籽壳、稻草及多种农作物秸秆等主要原料组成的,并经食用菌腐殖后形成废弃培养基,其内部残留着大量的菌丝体,含有灰分、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、总酸、总糖及丰富的有机酸、多种维生素、矿物元素、氮、磷、钾、腐殖质,经过适当加工可作为有机肥、饲料、土壤改良剂等,具有潜在的商业意义[1]。
作者利用食用菌菌糠、羊粪、烟草废料,经微生物菌种发酵,探索生产合格有机肥料的方法,并在金柚、蜜柚、脐橙、花生、番薯、苦瓜、油茶和茶叶等作物上试用。现报道如下。
1 材料与方法
1.1供试菌株
供试的菌种乳酸菌(Lactobacteria sp.)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)等均来自广东省微生物研究所。
供试的木霉(Trichoderma sp.)、黑曲霉(Aspergillus niger)、红曲霉(Monascus purpureus)、酵母(Yeast)菌种均来自广东省微生物研究所。
1.2主要原料
1.2.1 菌糠、灵芝
食用菌菌糠取自梅州本地食用菌生产企业及周边食用菌生产企业,试验材料是灵芝、杏鲍菇栽培后的废料,经挖取或拆包去除塑料袋后,用编织袋按25 kg·袋-1装好,置于仓库备用。
1.2.2 烟粉
烟粉为烟草下脚料,来自梅县南口镇烟草复烤厂的废料,烟草下脚料经过粉碎,过60目~80目筛,堆放在仓库备用。
1.2.3 羊粪
羊粪来自梅州兴宁市叶南镇东山羊养殖场,用编织袋按25 kg·袋-1的规格装好,运来后未经过任何处理,放在仓库备用。
1.2.4 煤尘
煤尘灰来自梅州电厂燃煤发电时回收的废料,用作pH值调节及产品干湿度调节。产品粉末状、黑色,未经过任何处理,用编织袋按25 kg·袋-1装好备用。
1.2.5 其他原料
黄豆、米糠、白糖、鱼粉、尿素于当地农贸市场购买;牛肉膏、蛋白胨、氯化钠、葡萄糖、磷酸二氢钾、硫酸镁、微量元素等分析纯,则于当地药品公司购买。
1.3主要原料的理化指标
主要原料的理化指标见表1。
表1 主要原料的理化指标Tab.1 Physical and chemical indicators of main raw materials
1.4试验方法
1.4.1 制种
取30 g黄豆加600 mL水煮30 min,过滤黄豆水,定容至600 mL,取黄豆水200 mL加入牛肉膏1 g、蛋白胨2 g、氯化钠1 g、葡萄糖3 g、pH值为7.5,于200 mL三角瓶分装2瓶,各100 mL,于高压121℃下保持30 min,冷却后接入乳酸菌、枯草芽孢杆菌,于28℃~30℃的条件下摇床培养26 h~34 h,备用。
取上述黄豆水400 mL加入葡萄糖7 g、磷酸二氢钾0.4 g、蛋白胨1 g、硫酸镁0.2 g、pH值为6.5,于200 mL三角瓶分装4瓶,各100 mL。放于高压121℃下保持30 min,冷却后接入木霉、黑曲霉、红曲霉、酵母菌,在28℃~30℃摇床培养26 h~34 h,备用。
复合菌种制作:取米糠10 kg(直出糠30%、米皮糠70%)、黄豆300 g、白糖300 g、鱼粉200 g、尿素150 g、微量元素150 g。先将黄豆煮出液后进行打浆,加入各材料(上述液体菌种)混合定容至2 000 mL,搅拌30 min,活化培养4 h~6 h,最后加入米糠用水拌匀,装入箩筐,厚度50 cm~60 cm,上面用麻袋覆盖,培养36 h~40 h,然后转入浅层固体培养,厚度5 cm~6 cm,培养36 h~40 h,上面用报纸覆盖,料面长出不同的菌丝即可备用。
1.4.2 发酵
取烟粉(70%~80%)、食用菌废料(10%~15%计)、羊粪粉(10%~15%)混合,加水调节湿度至50%~60%。按复合发酵菌种∶物料=1∶(80~120)的量接入复合发酵菌种后搅拌均匀、堆垛进行发酵,堆垛高度为1.3 m~1.6 m,宽度为2 m~2.5 m,表面覆盖保温膜,使堆垛发酵温度控制在50℃~70℃。堆垛5 d~10 d后,每隔6 d~9 d进行翻堆,把表面和周边的物料翻至中间搅拌均匀,翻堆3次~5次后则得到发酵腐熟的物料。
1.4.3 成粒或制粉
将发酵腐熟的物料加入总重量的3%~8%的干烟粉(未发酵的)搅拌均匀,同时加入总重量1%~5%的500目~1 000目的煤尘灰,调节物料的pH值在5.5~8.5之间,水份控制在10%~20%之间,再用粉碎机粉碎成粉状或制粒成最终产品—有机肥料。
1.5大田试验
以兴宁县、丰顺县、梅县区、梅江区、平远县等地的金柚、蜜柚、脐橙、花生、番薯、苦瓜、油茶、茶叶等农作物为试验对象,进行了2批次的效果试验。选择效果试验时尽量选择相同地段或者环境相同的地方、面积相同和以相同的管理方法进行管理的地方,以等量(N、P、K总量)的复合肥作对比。试验效果以施用本有机肥料获得的平均产量减去施用复合肥料获得的产量的差,再除以复合肥料的产量的值表示。
1.6指标和测定方法
有机肥料的有机质含量、全氮含量、全磷含量、全钾含量、总养分含量、pH值和水分含量分别按NY525-2012方法[2]检测;大肠杆菌按GB/T19524.1-2004方法[3]测定;蛔虫卵死亡率按 GB/T 19524.2-2004方法[4]测定;重金属(汞、砷、镉、铅、铬)含量按NY/T1978-2010方法[5]测定。
2 结果与分析
2.1产品外观
斯各格兰德的作品传达得更多的是感受而非智识。作为艺术家,她依赖赋予作品强烈的感情,找到作品影响力与好莱坞电影操纵情感的手段之间的相似性。对于所谓的“高级艺术”,她并不感兴趣。在职业生涯早期的某个灵机一刹,她意识到“艺术创作的想法并非获得成功的好方法……相反,我认为自己是在制作我的亲友们都能看懂的东西。”这种直接的表现手法成为她数十年艺术生涯的标志性特征。
本品在外观上褐色、粉状、均匀、无机械杂质,无恶臭,符合行业标准NY525-2012的要求。
2.2产品中有机质含量、全氮含量、全磷含量、全钾含量、总养分含量、pH和水分含量的检测
对产品的有机质含量、全氮含量、全磷含量、全钾含量、总养分含量、pH和水分含量的分析情况见表2。
表2 有机肥料成品的各指标含量(以烘干基计)Tab.2 Percentage of each indicator in the dry organic fertilizers
由表2可见,肥料成品的有机质含量≥54%、全氮含量为2.2%、全磷含量2.22%、全钾含量4.92%、总养分含量≥9.34%、pH和水分含量(≤15%)的检测结果,均符合行业标准NY525-2012的要求。
2.3大肠杆菌、蛔虫卵检测
对大肠杆菌及蛔虫卵检测结果,均符合国家生物有机肥(NY884-2004) 国家农业行业标准[6]要求(大肠杆菌≤100个·g-1及蛔虫卵死亡率≥95%)。
2.4汞、砷、镉、铅、铬含量
对获得的产品中汞、砷、镉、铅、铬含量的测定见表3。
表3 有机肥料成品中有害金属含量(以元素计)Tab.3 Harmful metal content in total elements of organic fertilizer
由表3可见,发酵形成的产品所含有的有害重金属指标,均符合地方标准DB44/T 551-2008[7]和行业标准NY525-2012的相关要求。
2.5大田试验
大田试验于2011年10月~2013年12月连续2年进行,其作用效果见表4。
表4 大田试验效果Tab.4 Effects of field trials
表4中初步数据显示,在本试验条件下获得的有机肥料施用于金柚、蜜柚、脐橙、花生、番薯、苦瓜、油茶、茶叶等农作物,均有一定的增产效果。其中以金柚、脐橙和蜜柚的增产效果最好,分别能增产11.99%、11.11%和11.01%,茶叶的增产效果略差仅达到7.91%。
3 讨论
利用食用菌菌糠制作有机肥料的研究已有不少报道。如赵振等[8]用灭菌的双孢蘑菇菌糠做肥料能促进小白菜的根、茎的生长,增加鲜重达到29.5%;陈智毅等[9]利用金针菇菌糠(8%~10%)、鸡粪(75%~80%)、米糠(8%~10%)和堆肥菌剂(1%~3%)研制规模化生产合格有机肥,产品符合相关标准并在初步的大田中取得较好的效果。
在本试验条件下,利用食用菌菌糠、烟草下脚料、羊粪等农副产品材料,经过微生物复合菌种发酵、成粒或制粉则可以成为符合有机肥料行业标准的合格有机肥料产品。在本试验条件下,本有机肥料对多种农产品都有一定的施用效果,但如何配制多用途或针对性比较强的有机肥料还需研究[10]。
[1]侯立娟,姚方杰,高芮,等.食用菌菌糠再利用研究概述[J].中国食用菌,2008,27(3):6-8.
[2]崔勇,杨帆,李荣,等.NY525-2012有机肥料 [S].北京:中华人民共和国农业部,2012.
[3]曹凤明,沈德龙,李俊,等.GB/T 19524.1-2004肥料中粪大肠菌群的测定 [S].北京:中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会,2004.
[4]姜昕,李俊,沈德龙,等.GB/T 19524.2-2004肥料中蛔虫卵死亡率的测定 [S].北京:中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会,2004.
[5]孙又宁,范洪黎,张跃,等.NY/T 1978-2010肥料汞、砷、镉、铅、铬含量的测定 [S].北京:中华人民共和国农业部,2010.
[6]沈德龙,李俊,姜昕,等.NY884-2012生物有机肥 [S].北京:中华人民共和国农业部,2012.
[7]梁友强,张桥,曾思坚,等.DB44/T551-2008肥料中主要有害物限量[S].广州:广东省质量技术监督局,2008.
[8]赵振,曲娟娟,许修宏,等.双孢蘑菇菌糠对小白菜生长及根际土壤的影响 [J].中国土壤与肥料,2009(6):74-78.
[9]陈智毅,赵晓丽,刘学铭.金针菇菌糠堆肥生产有机肥研究[J].中国食用菌,2012,31(4):30-31.
[10]陈雯雯,申卫收,韩成,等.施用不同配比菇渣、熟牛粪对酸性土壤质量和花生产量的影响 [J].中国土壤与肥料,2014(1):69-74.
Study on the Production of Organic Fertilizer by Spent Mushroom Substrate
ZENG Zhen-ji1,CHEN Yi-xiang1,LING Hong-tong1,HOU Yong-kang2, ZHOU Wei-xiong1,LIN Min3,CHEN Dang-biao1,LI Qin-yan1,SONG Bin3
(1.Meizhou Institute of Microbiology,Meizhou Meiwei biotechnology Research and Development Center,Meizhou 514071,China; 2.Meixian Futian Fertilizer Industry Co.Ltd.,Meizhou 514700,China;3.Guangdong Institute of Microbiology,State Key Laboratory of Applied Microbiology Southern China,Guangdong Provincial Key Laboratory of Microbial Culture Collection and Application,Guangdong Open Laboratory of Applied Microbiology,Guangzhou 510070,China)
The method about the large-scale production of organic fertilizers from the the spent mushroom substrate were studied.The edible fungi residue,sheep and tobacco waste by microbial fermentation were used to produce large-scale organic fertilizers.And the field experiments were carried on.The obtained products contained 54%of organic matter,2.2%of total nitrogen,2.22%of total phosphorus,4.92%of total potassium,and the total nutrient was reached to 9.34%,other indicators,such as the pH,coliforms,mortality of ascarid egg,and levels of the heavy metals,such as As,Cd,Pb,Cr and Hg were all accord with the industry standards of organic fertilizers by the Department of Agriculture of the People’s Republic of China.Preliminary experiments were done on pomelos,sweet pomelos,navel oranges,peanuts,sweet potatoes,balsam pear,camellia and tea so on, that access to more than 7%of the yield increase.Certified organic fertilizer can be produced by edible fungi residue combined with sheep dung and smoke powder after microbial fermentation.
spent mushroom substrate;fermentation;organic fertilizer
S646.9
A
1003-8310(2015)02-0056-04
10.13629/j.cnki.53-1054.2015.02.015
广东省科技计划项目(2012B031000007、2013B060400004、2013B020503025)。
曾振基(1964-),男,本科,高级农艺师,主要从事食用菌资源开发利用方面研究。E-mail:mzwsw88@163.com
**通信作者:宋斌(1964-),男,本科,研究员,主要从事真菌资源调查与利用技术方面研究。E-mail:ganoderma@vip.163.com
2015-01-20