双孢蘑菇培养料简易通气增氧发酵技术研究

贾文捷，贾培松，管建华，郝敬喆，罗影，努尔孜亚·亚力买买提，魏鹏，赛力克·阿克孜木别克

(1. 新疆农业科学院植物保护研究所/农业部西北荒漠绿洲作物有害生物综合治理重点实验室，乌鲁木齐 830091；2. 青河县农业技术推广中心，新疆青河 836200；3. 阿勒泰地区哈巴河县林业局，新疆哈巴河 836700)



双孢蘑菇培养料简易通气增氧发酵技术研究

贾文捷1，贾培松1，管建华2，郝敬喆1，罗影1，努尔孜亚·亚力买买提1，魏鹏1，赛力克·阿克孜木别克3

(1. 新疆农业科学院植物保护研究所/农业部西北荒漠绿洲作物有害生物综合治理重点实验室，乌鲁木齐 830091；2. 青河县农业技术推广中心，新疆青河 836200；3. 阿勒泰地区哈巴河县林业局，新疆哈巴河 836700)

【目的】开发双孢蘑菇培养料简易通气增氧发酵技术，以提高双孢蘑菇小规模农法栽培培养料发酵水平，为双孢蘑菇增产增效提供技术支撑。【方法】采用简易通气发酵装备，辅之以全覆盖双层塑料膜，对双孢蘑菇培养料进行发酵处理，检测和分析培养料发酵效果。【结果】简易通气增氧发酵技术缩小了料堆厌氧区面积，提高了料堆保温保湿性，促进了放线菌生长，保障了发酵的均一性和稳定性，提高了培养料发酵效果，与常规方法相比可以缩短发酵时间3～5 d，放线菌层面积提高60.19%。【结论】简易通气增氧发酵技术操作简便、成本低廉，并有效提高了双孢蘑菇培养料发酵质量和效率，适宜双孢蘑菇小规模农法栽培，具有很好的应用潜力。

双孢蘑菇；培养料；简易通气；一次发酵

0 引 言

【研究意义】双孢蘑菇(Agaricusbisporus)又称蘑菇，洋蘑菇，白蘑菇，是当今世界栽培面积最大、产量最多、消费人群最广的一类全球性食用菌，人工栽培迄今已有 300 多年的历史[1-3]。目前，我国双孢蘑菇多采用开放式发酵料栽培，栽培管理相对粗放，其中培养料堆制发酵是双孢蘑菇栽培中最为重要的技术环节，培养料发酵质量的好坏直接关系到双孢蘑菇的产量和质量，甚至栽培的成败[4-5]。在新疆，双孢蘑菇种植主要以小规模农法栽培方式为主，培养料多采用常规一次发酵，由于发酵技术落后、不规范，培养料发酵常因供氧不足而发酵效果很差，严重影响了双孢蘑菇的产量和质量[6]。因此，开发适宜双孢蘑菇小规模农法栽培的培养料，简易通气增氧发酵技术对提高双孢蘑菇培养料发酵水平、促进双孢蘑菇增产增效和农民增收具有重要意义。【前人研究进展】国内有关双孢蘑菇培养料简易通气增氧发酵的报道较少，2013年范丽军等[7]以稻草为原料开展双孢蘑菇培养料简易通气一次发酵技术试验，主要分析了通气发酵处理对料堆温度、发菌速度和产量的影响，结果表明，通气发酵料堆的最高温度比常规发酵高4～5℃，发菌速度快2 d，可增产6.6%。2015年杨建杰等[8]针对西北高海拔地区夏季双孢蘑菇培养料发酵期间培养料易失水，发酵温度不易控制，料堆厌氧发酵区大等问题，开展了双孢蘑菇培养料简易通气发酵技术研究，对比研究了双孢蘑菇料堆中半埋入PVC管强制通风和铁圈自然通风两种方法的发酵效果，结果表明，两种方法处理的培养料料堆厌氧区减小，放线菌层厚度增加，发酵料质量提高，双孢蘑菇产量增加。【本研究切入点】国内双孢蘑菇栽培原料多为稻草或麦草，透气性较好，前人研究多以稻草或麦草为原料开展相关研究，而新疆棉籽壳丰富，稻草或麦草相对匮乏。研究围绕在生产中有效利用棉籽壳、降低成本、保温保湿、提高发酵效果等，以棉籽壳为主要原料，杏鲍菇菌渣为辅助原料(有效降低成本)[9-10]，开发适宜农法栽培的培养料简易通气增氧发酵技术，以提高双孢蘑菇培养料发酵水平，促进双孢蘑菇栽培增质增效。【拟解决的关键问题】开发双孢蘑菇培养料简易通气装备，增加发酵料堆供氧量，提高发酵过程培养料保温保湿性，缩短发酵进程等有效提高双孢蘑菇培养料发酵水平，为双孢蘑菇增质增效及其产业发展提供强有力的技术支撑和理论基础。

1 材料与方法

1.1 材 料

1.1.1 培养料配方(按100 m2用料计算)

棉籽壳1 500 kg，杏鲍菇菌渣500 kg，干牛粪1 750 kg，石膏50 kg，尿素25 kg，过磷酸钙50 kg，油渣20 kg，碳酸钙20 kg，用石灰调整酸碱度至8.0。

1.1.2 器材

750 W 离心式通风机，上海光陆电机有限公司制造；KG316T 微电脑时控开关，上海董氏电器发展有限公司制造；直径9 cm的PVC管。

1.2 方 法

1.2.1 培养料的常规发酵

1.2.1.1 预湿

先把棉籽壳和杏鲍菇菌渣按3/1的比例混合均匀，并用水浇湿透，预湿时加入适量石灰调节酸碱度到8.0左右；干牛粪扎碎后浇水拌湿，加入适量石灰调节酸碱度到8.0左右；把辅料全部拿出拌匀开始建堆。

1.2.1.2 建堆

先将预湿的棉籽壳和杏鲍菇菌渣在底层铺20～25 cm厚，加一层8～10 cm厚的牛粪，均匀地撒上一层已拌匀的辅料，然后再铺预湿的棉籽壳和杏鲍菇菌渣20～25 cm厚，再加一层8～10 cm厚的牛粪，再均匀地撒上一层已拌匀的辅料，这样循环建堆一直到料堆宽2.5～3.0 m，高1.5 m左右，顶部堆成弓形。建好堆后从堆上均匀浇水直到底部有水渗出为止，在堆顶覆盖双层比堆顶略宽的塑料，以保湿。

1.2.1.3 翻堆

待培养料料堆温度达到最高并维持24 h后，即可翻堆，翻堆时要求内外料混合均匀，即外层料翻至中间，上层料翻至下层，堆宽2.5～3.0 m，高1.5 m左右，顶部堆成弓形，翻完后从堆上均匀浇水直到底部有水渗出为止，在堆顶覆盖双层比堆顶略宽的塑料，以保湿。

1.2.2 培养料的简易通气增氧发酵

原料预湿、建堆和翻堆方式与培养料常规发酵方式相同，只是在堆底部增加了一套简易通气装置，该装置为两根间距70 cm平行摆放直径为9 cm的PVC管，PVC管上每隔50 cm在管左右两侧分别打直径0.5 cm左右的通气洞，PVC的一端封死，另一端连接通风机，整个PVC管用砖块搭建保护罩。整个料堆覆盖双层塑料薄膜，以增温保湿，在料堆顶部中心开一个与料堆顶部同宽的透气孔，以利排除废气。每间隔5 h通过PVC管向料堆鼓风15 min，以排出废气，达到增氧的目的。图1

图1 发酵料堆通气装置设置示意
Fig. 1 Schematic diagram of the aeration device of fermentation pile

1.2.3 料温检测

对常规发酵料堆和简易通气增氧发酵料堆进行料温检测，使用温度计分别检测5、15和25 cm深度的料温，每种处理设3次重复，每天15：00对料堆进行料温检测。料堆阳面和阴面均采用同样方式检测料温。

1.2.4 放线菌层检测

每次翻堆前对料堆剖面上的放线菌层进行观测，分别观测纵深0.8和1.2 m处料堆剖面上放线菌层的分布和厚度情况。外层放线菌厚度测量点：分别为料堆阳面中间、顶部和阴面中间3个点，最后取平均值；内层放线菌厚度测量点：以PVC管为中心分别取管左侧中间、正上方和右侧中间3个点，最后取平均值。

2 结果与分析

2.1 发酵料堆阴阳面料温检测

取一次翻堆后、二次翻堆后和三次翻堆后料堆阳面或阴面每天不同深度料温的平均值，统计结果显示：(1)增氧发酵料堆阳面料温每次最高温度分别为64.3、62.7和64.0℃，阴面料温分别为57.7、58.0和70.7℃，均显著高于常规发酵料堆阳面料温(59.3、51.3和54.0℃)和阴面料温(42.0、46.3和43.3℃)，表明简易通气增氧发酵有利于提高料温。(2)常规发酵料堆三个时段料温最迟达到最高温度的时间分别为第6 d、第6 d和第4 d，共16 d，增氧发酵料堆的分别为第5 d、第4 d和第4 d，共13 d，增氧发酵较常规发酵缩短了3 d，表明简易通气增氧发酵有利于缩短发酵进程，按照发酵料堆翻堆4～5次估计整个增氧发酵过程能够缩短发酵时间4～5 d；(3)常规发酵料堆阳面料温(59.3、51.3和54.0℃)明显高于阴面料温(42.0、46.3和43.3℃)，且料温升降较阴面波动大，一方面表明常规发酵料堆阳面白天受阳光辐射热影响较大，有利于发酵升温，另一方面也表明常规发酵受环境影响较大，发酵过程稳定性、均一性较差；(4)增氧发酵料堆阳面料温(3次最高料温平均为63.7℃)和阴面料温(3次最高料温平均为62.1℃)差异较小，前期阳面料温略高于阴面，而后期阴面料温出现高于阳面的情况，一方面表明简易通气增氧发酵在全覆盖双层塑料薄膜的情况下发酵的均一性和稳定性较好，另一方面也表明简易通气增氧发酵受环境的影响较小。图2

2.2 发酵料堆不同深度料温检测

取一次翻堆后、二次翻堆后和三次翻堆后料堆阳面或阴面每天不同深度料温，研究表明，常规发酵料堆阳面不同深度料温波动较大，5 cm深度料温变化最为剧烈，前期料温较高(最高料温为64.0℃)，高于15 cm(最高料温为61.0℃)和25 cm(最高料温为53.0℃)深度料温，后期料温(最高料温为53.0和48.0℃)逐渐低于15 cm(最高料温为54.0和55.0℃)和25 cm(最高料温为49.0和59.0℃)深度料温，表明5 cm深度料温受环境影响较大，另外，15 cm深度料温较为稳定；常规发酵料堆阴面不同深度料温较为稳定，5 cm深度料温最低(3次最高料温平均为39.3℃)，25 cm深度料温最高(3次最高料温平均为48.7℃)；简易通气增氧发酵料堆阳面和阴面不同深度料温均较为稳定，且阴阳面或不同深度的料温差异均不大，料堆阳面5、15和25 cm深度3次最高料温平均值分别为62.0、63.3和67.7℃；料堆阴面5、 15和25 cm深度3次最高料温平均值分别为60.7、61.0和65.3℃。常规发酵受环境条件影响较大，发酵稳定性较差，而简易通气增氧发酵可以明显提高发酵的稳定性和均一性，降低环境对发酵的影响程度，具有较明显优势。图3～6

注：曲线上标注的数字为每阶段最高温度值，下同

Note: The highest temperature value is marked on the curve, the same as below

图2 发酵料堆料温
Fig.2 The temperature of fermentation pile

图3 常规发酵料堆阳面不同深度料温

Fig. 3 The sunny side temperature of the routine fermentation pile

图4 常规发酵料堆阴面面不同深度料温

Fig. 4 The shade temperature of the routine fermentation pile

图5 简易通气增氧发酵料堆阳面不同深度料温
Fig. 5 The sunny side temperature of the aerobic fermentation pile

图6 简易通气增氧发酵料堆阳面不同深度料温
Fig. 6 The shade temperature of the aerobic fermentation pile

2.3 料堆内放线菌层的检测

对第二、三、四次翻堆前常规发酵和增氧发酵料堆内放线菌层进行检测分析，研究表明，常规发酵和增氧发酵料堆不同纵深处放线菌层厚度均呈现随翻堆次数的增加而增加的趋势，表明发酵越完全的培养料越有利于放线菌生长；常规发酵料堆由于未设置简易通气装备，中层为厌氧区，因此中层没有放线菌生长，而设置简易增氧设施的增氧发酵料堆中层通气管周围有较厚的放线菌层，平均可达27.00 cm，明显增加了放线菌层的面积；常规发酵料堆纵深0.8和1.2 m处外层放线菌层平均厚度别为18.67和16.56 cm，而增氧发酵料堆分别为31.01和20.55 cm，明显大于常规发酵料堆；常规发酵料堆纵深1.2 m处放线菌层厚度为16.56 cm，面积为11 618.53 cm2，增氧发酵料堆纵深1.2 m处外层放线菌层厚度为20.55 cm，中层为27.00 cm，总面积为18 611.40 cm2，较常规发酵料堆增加了60.19%的面积。增氧发酵通过主动增氧和覆盖双层塑料薄膜，既缩小了料堆厌氧区，又提高了料堆保温保湿性，从而促进了防线菌生长，增加了放线菌层面积，提高了培养料发酵效果和进程。表1

表1 料堆内放线菌层厚度
Table 1 The thickness of Actinomycetes layer in the stockpile (cm)

08m处/At08m12m处/At12m外层Extro中层Intro外层Extro中层Intro常规发酵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-增氧发酵Aerobicfermentation一次翻堆后2800273519002350二次翻堆后3070290020332765三次翻堆后3433318922332985平均3101294120552700

注：“-” 符号表示无此项数据

Note: “-” Show no data

3 讨 论

3.1 好的发酵料是双孢蘑菇栽培增产增效前提，当前我国大多双孢蘑菇产区仍以传统的小规模农法栽培为主[11]，尤其是新疆，由于市场较小、技术落后，双孢蘑菇培养料的发酵依然以一次发酵为主，一次发酵建堆、翻堆等工作也多以人工进行，而随着经济的发展，劳动力日益短缺，一次发酵翻堆的规范化得不到保障，普遍存在翻堆松料不彻底、料堆供氧不足等问题，导致培养料发酵质量不高，效果参差不齐，严重影响了双孢蘑菇的产量和质量。 隧道式集中通气发酵是当今最先进、大规模高效双孢蘑菇培养料发酵工艺[12-13]，但由于投资大、运行技术要求高，目前尚不适于新疆季节性栽培方式。因此，开发双孢蘑菇培养料简易通气增氧发酵技术，提高当前生产方式下的培养料一次发酵质量是产业发展面临的重要问题。研究在双孢蘑菇培养料一次发酵中采用简易通气增氧装备，料堆全覆盖双层塑料膜等措施，可有效提高一次发酵料堆的供氧、保温、保湿效果，降低厌氧发酵面积，增加嗜热放线菌菌量，加快发酵进程，从而有效提高了培养料一次发酵的质量和效果。

3.2 该简易通气增氧装备安装简便、投资小、运行成本低，非常适用新疆小规模农法栽培。范丽军等[7]和杨建杰等[8]开展了双孢蘑菇培养料简易通气增氧发酵技术的相关研究，研究表明，该技术能够有效提高培养料发酵效果，提高产量。与之相比，研究采用新疆特有原料棉籽壳为主料，辅之以杏鲍菇菌渣以降低成本，前者均采用稻草为主料；研究的通气装备为PVC管，辅之以砖块保护罩，即保护了PVC管不被压坏，又防止了通气孔堵塞问题，而范丽军等[7]和杨建杰等[8]试验中PVC管未加保护罩，存在PVC管易被压坏，通气孔易被堵塞问题，影响通气效果；检测指标不同，研究检测了发酵料堆阴阳面和不同深度料温情况，更为全面、深入的分析了简易通气增氧发酵效果。

4 结 论

简易通气增氧发酵技术通过主动增氧和全覆盖双层塑料薄膜，一方面缩小了料堆厌氧区面积，提高了料堆保温保湿性，从而促进了防线菌的生长，增加了放线菌层面积，提高了培养料发酵效果和进程，与常规方法相比可以缩短发酵时间3～5 d，放线菌层面积提高60.19%；另一方面发酵料堆在主动增氧和全覆盖双层塑料薄膜的情况下受环境因素的影响明显减小，发酵的均一性和稳定性有明显提升，较明显提高了发酵质量。另外，简易通气增氧发酵技术操作简便、成本低廉、省时省工，因此适宜新疆双孢蘑菇小规模农法栽培，具有很好的应用潜力。

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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

现代农业产业技术体系(CARS24)；新疆农业科学院院长基金项目(xjnky-2012-y04)

贾文捷(1969-)，男，陕西人，农艺师，研究方向为食用菌栽培，(E-mail) xjzbsjwj@126.com

贾培松(1984-)，男，河北人，助理研究员，硕士研究生，研究方向为食用菌资源，(E-mail)jps-fly@163.com

魏鹏(1961-)，男，新疆人，高级农艺师，研究方向为食用菌，(E-mail)xjzbswp@126.com

S646

A

1001-4330(2016)11-2106-06