不同碳氮比及氮源对菇渣发酵的影响

白永娟,徐炜南,常晓晓,胡晓辉

(西北农林科技大学园艺学院,农业部西北设施园艺工程重点实验室/陕西省设施农业工程技术研究中心,陕西杨凌712100)

不同碳氮比及氮源对菇渣发酵的影响

白永娟,徐炜南,常晓晓,胡晓辉*

(西北农林科技大学园艺学院,农业部西北设施园艺工程重点实验室/陕西省设施农业工程技术研究中心,陕西杨凌712100)

摘要为探讨菇渣作为无土栽培基质的适宜发酵条件,通过设置不同C/N比(25∶1、30∶1和35∶1)和不同氮源(牛粪、鸡粪和尿素)试验组合,测定分析不同发酵阶段菇渣的发酵温度、积温、体积质量、总孔隙度、通气孔隙度、持水孔隙度、大小孔隙比、电导率(electrical conductivity,EC)值及p H值.结果表明:除氮源对总孔隙度的变化无显著影响外,C/N比和氮源均显著影响其他指标.其中:C/N比为30∶1、氮源为牛粪+尿素和鸡粪+尿素的处理使堆体大于50℃的高温分别持续8、8和9 d,即有利于发酵堆体保持较长时间的高温,缩短菇渣发酵腐熟的时间;C/N比为30∶1处理的菇渣体积质量、孔隙度从发酵第70天开始均趋于稳定,有利于菇渣的腐熟;氮源为牛粪+尿素和鸡粪+尿素处理的菇渣体积质量、持水孔隙度、p H值和EC值从发酵第70天开始趋于稳定.综上所述,在本试验条件下,菇渣宜采用初始C/N比为30∶1、氮源为鸡粪+尿素或者牛粪+尿素的组合进行发酵.

关键词菇渣;碳氮比;氮源;发酵;无土栽培基质

伴随我国农产品数量逐年增加,农业废弃物的大量积累,进而产生了较为严重的环境及资源浪费问题[1];因此,农业废弃物的资源化及再利用问题亟待解决.近年来,农业废弃物发酵成无土栽培基质已成为研究热点,其中,关于油菜秸秆、棉秆、柠条、椰糠等废弃物的研究报道较多[25].菇渣废弃物中含有大量的菌体蛋白、多种代谢产物及未被充分利用的养料,是较好的栽培基质原料[6].前人对菇渣利用的研究多为基质配比方面,如:李海燕等[7]筛选出适宜的蘑菇渣代替草炭栽培基质的配方为V(草炭)∶V(菇渣)=1∶1,适宜番茄幼苗的生长;郭淑云等[8]发现,按V(菇渣)∶V(炉渣)∶V(鸡粪)=9∶5∶3的比例混合可以作为黄瓜的最优栽培基质配方;但是关于菇渣发酵影响因素的研究少见报道.碳氮比(C/N)和氮源是影响农业废弃物发酵的核心因素,通常,发酵初始的C/N比控制在25∶1到35∶1之间[911],但不同农业废弃物存在一定的差异.菇渣作为农业废弃物,含有大量的有机质,所以需要选择合适的氮源来调节发酵初始的C/N比.由于无机氮源更容易被微生物所利用,而有机氮源中的氮需要将有机氮转化成无机氮才可以被微生物所利用,所以有机氮源更有利于微生物的持续利用.为确定适宜菇渣发酵的C/N比和氮源,本文以菇渣为发酵主原料,研究不同C/N比和氮源对菇渣发酵理化性质的影响,旨在确定菇渣转化为栽培基质的适宜的发酵条件,为菇渣的基质化利用提供发酵参数,以及为菇渣基质的实际生产和应用提供科学依据.

1　材料与方法

1.1试验材料与设计

发酵原料为杏鲍菇菇渣废弃物、牛粪和鸡粪,各物质养分含量见表1.试验于2014年12月至2015年3月在陕西杨凌西北农林科技大学北校区园艺场玻璃温室内进行.设置不同C/N比和氮源2个因素,其中:C/N比设置3个水平,分别为T1(25∶1)、T2(30∶1)、T3(35∶1);氮源设置5个水平,分别为S1(牛粪)、S2(鸡粪)、S3(牛粪+尿素)、S4(鸡粪+尿素)、S5(尿素).共15个处理,3个重复.每个处理含100 kg菇渣,通过添加不同氮源调节C/N比;氮源添加量见表2.采用静态高温堆腐方式,加入发酵物总质量3%的有效微生物群(effective microorganisms,EM)菌剂,相对含水量调至60%.采用5点取样法,每个重复取样200 g,每隔15 d取一次样,每隔10 d翻堆一次,堆置80 d.

表1　发酵原料的养分含量Table 1 Nutrient contents of the composting material　mg/g

表2　100 kg菇渣中添加不同氮源的量_Table 2 Mass of different nitrogen sources added into 100 kg mushroom residue kg

1.2测定项目与方法

发酵温度测定:利用HL2008多路温度巡检仪(杭州威博科技有限公司),将温度探头插入堆体中心,每15 min记录一次.每天所测温度的平均值记为当天发酵的温度.

发酵后菇渣体积质量(容重)、总孔隙度、通气孔隙度、持水孔隙度、电导率(electrical conductivity, EC)、p H值的测定参照郭世荣[12]的方法;有机碳、全氮、全磷、全钾测定参照鲍士旦[13]的方法.

1.3数据分析

利用Excel 2010进行数据整理分析和作图,测定结果利用SPSS 20.0软件的邓肯多重比较法分析各处理间的差异(P＜0.05).

2　结果与分析

图1　在发酵过程中不同处理的菇渣温度变化Fig.1 Temperature changes of mushroom residue with different treatments during the composting period

2.1不同C/N比和氮源对发酵过程中菇渣温度和积温的影响

2.1.1不同C/N比对菇渣发酵过程中温度变化的影响

从图1A可以看出,在发酵过程中不同C/N比处理的菇渣温度均呈现先上升后下降的变化趋势.各处理都从堆腐的第2天开始迅速升温;第4天各处理温度均达到45℃以上;第6天,T2和T3处理温度达到50℃以上,并持续8 d,而T1处理最高温度只达到47℃,并仅持续2 d;T2处理从第57天到发酵结束,温度显著高于其他处理.由此表明,将菇渣发酵初始C/N比控制在30∶1有利于堆体的高温发酵腐熟.

2.1.2不同氮源对菇渣发酵过程中温度变化的影响

从图1B可以看出,在发酵过程中不同氮源处理的菇渣温度均呈现先上升后下降的变化趋势.各处理从第2天开始均迅速升温.S3、S4和S5处理到第3天时温度均达到40℃以上,S2、S3、S4和S5处理的温度高于50℃的时间分别持续2、8、9和3 d,而S1处理的温度最高达到49.5℃,并持续3 d.S5处理从第8天开始显著低于其他处理;S3处理从第18到27天,温度显著高于其他处理;S4处理从第53天到发酵结束,温度显著高于其他处理.这说明在菇渣发酵中,氮源为有机物和无机物混合的处理有利于堆体的高温发酵腐熟.

2.1.3不同C/N比和氮源对发酵过程中菇渣积温的影响

由表3可知:C/N比为30∶1处理的积温明显高于其他2个水平的处理,达到1 900.94℃;氮源为鸡粪+尿素处理的积温最高,为1 916.98℃,且牛粪+尿素处理的积温为1 876.43℃,两者之间差异无统计学意义(P＞0.05).从表4可以看出,C/N比和氮源对菇渣发酵有效积温的影响均极为显著.

2.2不同C/N比和氮源对菇渣发酵前后C/N比的影响

由表3可以看出:在菇渣发酵前后的不同C/N比处理下,初始C/N比为25∶1和30∶1的处理在发酵后C/N比相对较低,为14∶1;氮源为牛粪(S1)、鸡粪(S2)、牛粪+尿素(S3)处理的降低比例较多.在发酵过程中,C/N比和氮源对菇渣发酵后C/ N比的降低均无显著影响(表4).

表3　不同发酵条件对菇渣发酵后C/N比和积温的影响Table 3 Effect of different composting conditions on C/N ratio,accumulated temperature of mushroom residue after composting

2.3不同C/N比和氮源对菇渣发酵影响的主因素分析

双因素试验的方差分析结果(表4)表明:发酵菇渣C/N比的变化既不受单因素(C/N或氮源)的影响,也不受两者交互作用的影响;总孔隙度的变化受C/N比及交互作用的影响极显著,但不受单因素氮源的影响;C/N比、氮源以及两者交互作用对体积质量、通气孔隙度、持水孔隙度、大小孔隙比、p H值、EC值及积温变化的影响均极显著.

2.4不同C/N比和氮源对发酵过程中菇渣理化性质的影响

2.4.1不同C/N比和氮源对发酵过程中菇渣物理性质的影响

由图2A可知:T2处理的菇渣体积质量在发酵第70到80天的变化趋于稳定;第30到70天, S4处理的菇渣体积质量上升趋势显著,从第70天开始变化趋于平缓;且在T2水平下,S3处理的增长率最大(表4).从图2B可知,T2处理的总孔隙度在第45到70天变化趋势平缓;添加相同的氮源,总孔隙度的变化为T2＞T1＞T3处理,且在T2水平下的S4处理的通气孔隙度变化最大(表4).从图2C可知:第80天,通气孔隙度为T2＞T1＞T3处理;从第70天开始,S3和S4处理的变化趋于稳定.从图2D可以看出,T2处理在第15天时持水孔隙度达到87%,S3和S4处理在发酵第30到 70天变化趋于稳定,到第80天,两者的持水孔隙度分别达到81%和83%,为最大值.由图2E可知:S4处理在发酵第30到80天,大小孔隙比下降趋势明显,第70天,显著低于其他各处理;发酵第80天时,S3处理的大小孔隙比最高,显著高于其他各处理;在T1水平下S1处理和T2水平下S4处理的大小孔隙比变化最大(表4).

表4　2因素试验方差分析结果_Table 4 Results for analysis of variance in the two-factor experiments

图2　在发酵过程中不同C/N比和氮源处理下基质物理性质的变化Fig.2 Changes on physical properties of substrates under different C/N ratios and nitrogen sources during composting

2.4.2不同C/N比和氮源对菇渣发酵过程中EC和p H值的影响

由图3 A可知:在整个发酵过程中EC值的变化为T1＞T2＞T3处理;T2处理从发酵第70天开始呈现相对稳定的趋势;S2处理的EC值一直为最大;S1和S3处理在发酵第30到70天变化趋于稳定.由图3B可知:在整个发酵过程中p H值呈现为T3＞T2＞T1处理,且p H值都呈碱性;S3处理从第45天开始变化趋势趋于稳定,维持在8.6到8.7之间;S1处理的p H值变化一直处于最高状态;S4处理在发酵第80天的p H值相比于其他处理为最低.

图3　在发酵过程中不同C/N比和氮源处理下基质EC和p H值的变化Fig.3 Changes on EC and p H values of substrates under different C/N ratios and nitrogen sources during composting

3　讨论

无土栽培基质以其廉价、易获得,以及稳定的理化性质和丰富的营养物质等特点,已经被广大农户所认可并加以利用,且需求量逐年增加.而农业废弃物转化为无土栽培基质,则需要发酵腐熟过程.基质发酵过程是通过微生物的发酵作用,对有机物进行有效的生物降解,将其转化为富含营养物质的腐殖质[14].这个过程包括4个阶段,即升温阶段、高温阶段、降温阶段、稳定阶段.在高温期可以杀死有机物中的一些病原微生物,所以温度可以判断有机物是否发酵腐熟.如果发酵温度太低,将影响微生物的新陈代谢,并且有机基质得不到有效的氧化分解,所以高温是有机质得到有效降解的必要条件,并在适宜的范围内降解得更快[15].有研究表明,发酵温度在40℃到65℃之间为最佳发酵温度,当温度高于55℃时,可以使一些病原微生物致死[16].在发酵过程中,发酵温度维持50℃以上的高温5～10 d,有机质中所含的虫卵等物质就会被杀死,有毒物质会被微生物分解[1718].在本试验中,各处理温度在发酵第3天均达到高温,并持续一段时间,且在前面所述的适宜发酵温度范围内.C/N为30∶1的处理积温高于C/N比为25∶1和35∶1的处理,且C/N比为30∶1和35∶1的处理温度达50℃以上,并持续8 d;因此,C/N比为30∶1更有利于菇渣的发酵腐熟.氮源为鸡粪+尿素和牛粪+尿素的处理在整个发酵过程中持续高温的时间比较长,可能由于禽畜粪便内含有大量的微生物,可以维持较长时间的高温,而且尿素能够被微生物迅速利用,使得微生物的活动旺盛,加快了有机质的降解,所以氮源为禽畜粪便+尿素更有利于菇渣的发酵腐熟.

基质理化性质对作物生长有较大的影响.在本试验中,菇渣理化性质在发酵前后有明显的变化.适宜作物生长的基质体积质量在0.1～0.8 g/cm3之间,总孔隙度在54%～96%的范围内[12].在本试验中,菇渣体积质量均在0.2～0.5 g/cm3之间,经过发酵后,菇渣的总孔隙度有所下降,在93%～96%的范围内.贺满桥[19]研究表明,在蘑菇废弃物的发酵试验中,通气孔隙度在发酵结束时大于10%,通气性比泥炭好.本试验在菇渣发酵结束后,各处理的通气孔隙度均大于10%,其中C/N比为30∶1的处理在发酵前后变化明显,并且从发酵第70天开始,变化趋于稳定.对于持水孔隙度,C/N比为30∶1的处理在发酵前后变化较大,氮源为禽畜粪便+尿素的处理(S3和S4)从发酵第70天开始变化趋于稳定,且在发酵结束时两者的持水孔隙度分别达到81%和83%.刘宁等[20]在棉秆发酵试验中发现,发酵后棉秆持水孔隙度有明显的增加.本试验结果与此一致.适宜植株生长的EC值应低于0.6～2.0 mS/cm,若高于3.5 mS/cm,则会抑制植株的正常生长[21].本试验在菇渣发酵过程中,EC值呈上升趋势,均大于4.0 mS/cm,并且与添加粪肥的量呈正相关,粪肥量越多,EC值越高;且氮源为鸡粪的处理EC值高于其他处理,而氮源为尿素的处理EC值较低,氮源为有机氮的处理EC值高于无机氮的处理,禽畜粪便+尿素的处理处于中间状态.张晔等[3]研究表明,发酵时用有机氮作为氮源更有利于EC值的提高.本试验结果与此一致.在发酵过程中p H值是影响微生物活动的重要因素,中性或者弱碱性的环境适宜微生物的生活,p H值一般在6.7～8.5之间[22].在本试验中,C/N比为30∶1的处理发酵前后p H值变化较大,且发酵结束时p H值为8.6,而C/N比为35∶1的处理在发酵过程中p H值偏高,在8.4～8.9之间;氮源为牛粪的处理在发酵过程中p H值最高,在8.2～9.2之间.p H值可以作为发酵物是否腐熟的重要指标之一,发酵腐熟物的p H值一般在8～9之间,呈弱碱性[23].本试验结果与其一致.

通过2因素方差分析可知:C/N比和氮源对菇渣发酵积温的影响显著,且C/N比对菇渣体积质量、总孔隙度、通气孔隙度、持水孔隙度、EC值和p H值的变化均有显著影响,T2处理的体积质量、总孔隙度、通气孔隙度以及EC值从发酵第70天开始就趋于稳定,所以,当C/N比为30∶1(T2处理)时有利于菇渣的腐熟;氮源对菇渣体积质量、通气孔隙度、持水孔隙度、EC值和p H值的变化有显著影响,S3(牛粪+尿素)和S4(鸡粪+尿素)处理的体积质量、持水孔隙度、p H值以及EC值从发酵第70天开始趋于稳定,所以,添加禽畜粪便+尿素有利于菇渣的腐熟.

4　结论

菇渣发酵初始C/N比为30∶1、氮源为禽畜粪便+尿素的组合处理在发酵过程中有较高的有效积温,菇渣体积质量、总孔隙度、持水孔隙度、EC值、p H值等理化指标从发酵第70天开始趋于稳定,即缩短了菇渣发酵的时间.综上所述,在本试验条件下,宜采用初始C/N比为30∶1、鸡粪+尿素或者牛粪+尿素为氮源进行菇渣发酵.

参考文献(References):

[1] 彭靖.对我国农业废弃物资源化利用的思考.生态环境学报, 2009,18(2):794-798. PENG J.Review and discussion on utilization of agricultural waste resources in China.Ecology and Environmental Sciences,2009,18(2):794-798.(in Chinese with English abstract)

[2] 汪季涛,朱世东,胡克玲,等.油菜秸秆适宜发酵条件研究.中国农学通报,2006,22(12):373-376. WANG J T,ZHU S D,HU K L,et al.Studies on the favorable condition of Cole stalk fermentation.Chinese Agricultural Science Bulletin,2006,22(12):373-376.(in Chinese with English abstract)

[3] 张晔,余宏军,杨学勇,等.棉秆作为无土栽培基质的适宜发酵条件.农业工程学报,2013,29(12):210-217. ZHANG Y,YU H J,YANG X Y,et al.Favorable conditions of cotton straw composting using as soilless culture substrate.Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering,2013,29(12):210-217.(inChinese with English abstract)

[4] 冯海萍,曲继松,杨志刚,等.氮源类型与配比对柠条粉基质化发酵品质的影响.农业机械学报,2015,46(5):171-178. FENG H P,QU J S,YANG Z G,et al.Effects of type and proportion of nitrogen on fermentation quality of Caragana powder for substrate production.Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2015,46(5):171-178. (in Chinese with English abstract)

[5] 陈艳丽,李绍鹏,高新生,等.椰糠在不同氮源发酵过程中养分变化规律的研究.热带作物学报,2010,31(4):525-529. CHEN Y L,LI S P,GAO X S,et al.Nutrient variation of crumbled coconut husk fermented under different nitrogen sources.Chinese Journal of Tropical Crops,2010,31(4): 525-529.(in Chinese with English abstract)

[6] 王春雨.基于农业废弃物利用的茄果类蔬菜育苗基质研究.山东,泰安:山东农业大学,2010:5-6. WANG C Y.Study on the seedling media based on agricultural wastes for solanaceous fruit vegetables.Tai'an, Shandong:Shandong Agricultural University,2010:5-6.(in Chinese with English abstract)

[7] 李海燕,李絮花,王克安,等.蘑菇渣替代草炭的栽培基质对番茄幼苗氮素状况的影响.中国农学通报,2011,27(31): 244-247. LI H Y,LI X H,WANG K A,et al.Effects of mushroom compost replace peat on substrates formula on N nutrition status of tomato seedlings.Chinese Agricultural Science Bulletin,2011,27(31):244-247.(in Chinese with English abstract)

[8] 郭淑云,吴晓刚,赵静杰.菇渣有机生态型无土栽培基质配方初探.中国园艺文摘,2014(3):34-35. GUO S Y,WU X G,ZHAO J J.Preliminary test study on organic ecotype soilless culture on cucumber.Chinese Horticulture Abstracts,2014(3):34-35.(in Chinese with English abstract)

[9] VUORINEN A H,SAHARINEN M H.Evolution of microbiological and chemical parameters during manure and straw co-composting in a drum composting system. Agriculture,Ecosystems and Environment,1997,66(1):19-29. [10] GOLUEKE C G.Principles of composting:Understanding the process//The Art and Science of Composting.Emmaus, Pennsylvania,USA:The JG Press,1991:14-27.

[11] 黄国锋,吴启堂,黄焕忠.有机固体废弃物好氧高温堆肥化处理技术.中国生态农业学报,2003,11(1):159-161. HUANG G F,WU Q T,HUANG H Z.Aerobic and thermophilic composting technology of solid organic waste. Chinese Journal of Eco-Agriculture,2003,11(1):159-161. (in Chinese with English abstract)

[12] 郭世荣.无土栽培学.北京:中国农业出版社,2005:423-425. GUO S R.Soilless Culture.Beijing:Chinese Agricultural Press,2005:423-425.(in Chinese)

[13] 鲍士旦.土壤农化分析.北京:中国农业出版社,2000:44-48. BAO S D.Soil and Agricultural Chemistry Analysis. Beijing:Chinese Agricultural Press,2000:44-48.(in Chinese)

[14] HAUG R T.Compost Engineering:Principles and Practice.Michigan,USA:Ann Arbor Science,1980:28-62.

[15] 秦莉,沈玉君,李国学,等.不同C/N比对堆肥腐熟度和含氮气体排放变化的影响.农业环境科学学报,2009,28(12): 2668-2673. QIN L,SHEN Y J,LI G X,et al.The impact of composting with different C/N on maturity variation and emission of gas concluding N.Journal of Agro-Environment Science,2009, 28(12):2668-2673.(in Chinese with English abstract)

[16] BERTOLDI M,VALLINI G,PERA A.The biology of composting.Waste Management and Research,1983,1: 157-176.

[17] 钱晓雍,沈根祥,黄丽华,等.畜禽粪便堆肥腐熟度评价指标体系研究.农业环境科学学报,2009,28(3):549-554. QIAN X Y,SHEN G X,HUANG L H,et al.An index system for evaluating the maturity of animal manure composting.Journal of Agro-Environment Science,2009,28 (3):549-554.(in Chinese with English abstract)

[18] 吕子文,顾兵,方海兰,等.绿化植物废弃物和污泥的堆肥特性研究.中国土壤与肥料,2010(1):57-64. LÜZ W,GU B,FANG H L,et al.Compost characteristics with greening plant waste and sewage sludge.Soil and Fertilizer Sciences in China,2010(1):57-64.(in Chinese with English abstract)

[19] 贺满桥.蘑菇栽培废弃物的生物转化及在蔬菜育苗基质中应用.杭州:浙江大学,2012:25-26. HE M Q.The research on biological fermentation and application of mushroom castoff in vegetable nursery substrate.Hangzhou:Zhejiang University,2012:25-26.(in Chinese with English abstract)

[20] 刘宁,边洋,王威,等.发酵棉秆屑的重组理化性质研究及配比筛选.新疆农业科学,2011,48(4):702-706. LIU N,BIAN Y,WANG W,et al.Study on recombinant physico-chemical properties of fermented cotton straw crumbs and the combination screening.Xinjiang Agricultural Sciences,2011,48(4):702-706.(in Chinese with English abstract)

[21] CHONG C.Experiences with the utilization of wastes in nursery potting mixes and as field soil amendments. Canadian Journal of Plant Science,1999,79:139-148.

[22] 李国学,张福锁.固体废弃物堆肥化与有机复混肥生产.北京:化学工业出版社,2000:23-24. LI G X,ZHANG F S.Composting of Solid Waste and Production of Organic Compound Fertilizer.Beijing: Chemical Industry Press,2000:23-24.(in Chinese)

[23] 李艳霞,王敏健,王菊思.有机固体废弃物堆肥的腐熟度参数及指标.环境科学,1999,20(2):98-103. LI Y X,WANG M J,WANG J S.The maturity indexes and standards of organic solid waste composting.Chinese Journal of Environmental Science,1999,20(2):98-103.(in Chinese with English abstract)

BAI Yongjuan,XU Weinan,CHANG Xiaoxiao,HU Xiaohui*
(Key Laboratory of Protected Horticultural Engineering in Northwest,Ministry of Agriculture,College of Horticulture,Northwest A&F University/ Shaanxi Province Facility Agriculture Engineering Center,Yangling 712100,Shaanxi,China)

Summary With the increase production of agricultural products by years,large quantitative accumulations of agricultural waste have brought severe environmental problems and wasting of resources.Therefore,recycling and reusing the agricultural waste become urgent.Recently,composting of agricultural waste has become the research focus of soilless culture substrate.With the advantages such as stable physiochemical property,adequate supply of fat,wide variety of sources and low cost,soilless culture substrates have been accepted by majority of farmers, and the demand for substrates increased quickly.Mushroom waste contains large amounts of mycoprotein,a variety of metabolites and underutilized nutrients,which is a good substrate material.In this study,mushroom residue was selected as the main material for composting,the effects of different carbon-to-nitrogen ratios and nitrogen sources on physiochemical properties of composting were investigated,to find the optimal condition for transformation of mushroom residue to soilless culture substrate,to provide optimized composting parameters for the practical production,to offer scientific basis for the widespread application of the mushroom substrates.

The carbon-to-nitrogen(C/N)ratio was set at three levels of 25∶1,30∶1,and 35∶1.Five different combinations of nitrogen sources were selected,including cow manure,chicken manure,urea,a mixture of cow manure and urea,and a mixture of chicken manure and urea.Actually,the C/N ratio of mushroom was 40∶1, and the dry cow manure,dry chicken manure and urea were used to adjust the C/N ratio.Each treatment contained 100 kg mushroom residue and 3%effective microorganism(EM)agents,and the water content was adjusted to 60%.Static composting at high temperature was applied and the experimental containers were covered by plastic sheeting.The piles were turned over every 10 days,and were sampled every 15 days for a study period of 80 days.Composting temperature,total porosity,air-filled porosity,water holding capacity,air-water ratio, electrical conductivity(EC),p H and bulk density were measured for each sample.The temperature in center of each pile was recorded using a temperature meter every day.

The results showed that during the composting period,the C/N ratios had significant influence on all parameters,while the nitrogen sources had significant influence on all parameters except total porosity.The optimal condition to keep high temperature(＞50℃,and last for 8,8 and 9 days,respectively),and to shorten the composting period of mushroom residue was C/N ratio of 30∶1,and adding the mixture of cow manure or chicken manure and urea as an additive nitrogen source.Under the C/N ratio of 30∶1,bulk density and porosity tend to be stable after 70-day fermentation,beneficial to composting of mushroom residue.When the mixture of cow manure or chicken manure and urea was added as nitrogen source,bulk density,water holding capacity,p H and EC values tended to be stable after 70-day composting.

In conclusion,the optimal condition for composting of mushroom residue is the initial C/N ratio of 30∶1 and the mixture of cow manure or chicken manure and urea as the nitrogen source.

Key wordsmushroom residue;carbon-to-nitrogen ratio;nitrogen source;composting;soilless culture substrate

Effects of carbon-to-nitrogen ratios and nitrogen sources on composting of mushroom residue.Journal of Zhejiang University(Agric.&Life Sci.),2016,42(6):760- 768

DOI:10.3785/j.issn.1008-9209.2016.01.061

中图分类号X 71;S 141.4

文献标志码A

基金项目:陕西省农业科技创新与攻关项目(S2015NY102);陕西省杨凌示范区科技计划项目(2014NY-17).

*通信作者(Corresponding author):胡晓辉(http://orcid.org/0000-0003-1298-9250),Tel:+86- 29- 87082452,E-mail:hxh1977@163.com

收稿日期(Received):2016 01 06;接受日期(Accepted):2016 04 19;网络出版日期(Published online):2016 11 19

第一作者联系方式:白永娟(http://orcid.org/0000-0002-6741-553X),E-mail:1058085600@qq.com

URL:http://www.zjujournals.com/agr/CN/article/download ArticleFile.do?attach Type=PDF&id=10437