不同微生物菌剂对平菇菌糠堆肥效果的影响

陈 亮，武小芬，李 再， 齐 慧，刘志国，邓 明，刘 安，饶与红，王克勤

（1.湖南省核农学与航天育种研究所，湖南省农业生物辐照工程技术研究中心，湖南 长沙 410125；2. 长沙县青山铺镇农业综合服务中心，湖南 长沙 410107；3.长沙县圣恒农业科技有限公司，湖南 长沙 410107）

食用菌菌糠是食用菌栽培过程中收获子实体后剩下的废弃栽培基质，由菌丝体和培养料组成，含有大量的粗纤维、木质素、多糖以及丰富的蛋白质、氨基酸、碳水化合物、维生素和微量元素[1]。据统计，每生产1 kg的食用菌约产生 3.25～5.00 kg菌糠，按照此比例计算，我国一年约产生1.3亿～2.0亿 t菌糠[2]。目前生产中大量的菌糠并未被有效利用，多数直接被丢弃或焚烧，不但污染环境，而且造成资源浪费[3]。将菌糠、各种作物秸杆等有机物料经过堆肥发酵可转化为优质的生物有机肥，此举不但解决了菌糠的合理处置问题还能为农业生产提供大量的有机肥生产原料，对于农业生产十分有益。

试验以秸秆基料化利用过程中的平菇菌糠为原料，添加不同的市售微生物腐熟堆肥菌剂，考察堆肥温度、pH值和EC值等与堆肥进程及腐熟情况相关的指标参数，探讨添加微生物菌剂提高平菇菌糠堆肥效率的必要性，为实现秸秆等农业废弃物的基料化循环利用、农业可持续发展和循环经济发展提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

平菇菌糠来自于长沙县圣恒农业科技有限公司。微生物菌剂1来自于河南某生物公司，微生物菌剂2来自于湖北某生物企业，微生物菌剂3来自于四川某生物企业。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 试验于 2021 年 5—6 月在长沙县圣恒农业科技有限公司生产基地进行，共设 6个处理，分别为不接种菌剂的对照（CK）、接种菌剂1（处理1）、菌剂2（处理2）、菌剂3（处理3） 、菌剂1+菌剂2（处理4）和菌剂2+菌剂3（处理5）的处理。调节菌糠水分含量为60%，加尿素调节碳氮比为30左右。称取菌糠约500 kg，按照生产厂家推荐的添加量添加微生物菌剂，边添加边搅拌，然后堆成 90 cm高的圆锥状进行发酵，分别在堆制第5、10、17、24、31天进行人工翻堆。

1.2.2 采样与测定方法 （1）取样。翻堆后在各处理的堆体上任意选取3点位置共取约1 kg样品混合均匀用于各项指标的测定。（2）温度测定。每天下午5：00分别在 3 个不同部位测定距堆体表面20和50 cm处的温度，取平均值。（3） pH值和EC 值测定。称取新鲜堆肥样品10 g（换算成干基）以100 mL去离子水超声浸提30 min后过滤，分别测定滤液的pH值和EC值。（4）氮、磷、钾和有机质等养分含量参照NY 525—2012[4]进行测定。

2 结果与分析

2.1 不同微生物菌剂处理对堆肥温度的影响

从图1可以看出，不同微生物菌剂处理，堆体的温度呈现周期性变化，即温度定期由峰顶迅速下降到峰谷，这主要是由于定期翻堆造成的热量散失而导致温度迅速下降。从整个堆肥过程来看，温度是呈下降的趋势，这是因为微生物可利用的物质逐渐被消耗，菌群繁殖速度逐渐减缓所致。堆制0～16 d，CK和处理1～5距堆体表面20 cm处的平均温度分别为55.41和56.47、56.5、55.5、56.09、56.37℃，而距堆体表面50 cm处的平均温度分别为47.76和49.41、49.70、47.35、48.21、48.18℃，距堆体表面20 cm处的平均温度较同期50 cm处的高，是因为距堆体表面20 cm处的环境中氧气更充足，发酵更充分。堆制17～23 d，随着可利用物质的耗尽，距堆体表面20 cm处的温度明显下降，CK和处理1～5的平均温度分别为40.14和42.5、42.00、42.05、44.41、44.86℃，而距堆体表面50 cm处的平均温度则只略有下降，分别为48.59和44.64、43.82、44.23、45.41、46.05℃。CK和处理1～5距堆体表面 20 cm处的高温天数（≥50℃，下同）分别为13和17、17、15、17、17 d，距堆体表面 50 cm处的高温天数分别为8和10、10、10、9、12 d。与CK相比，处理1～5距堆体表面20 cm处的高温天数分别多4、4、2、4、4 d，距堆体表面50 cm处的高温天数分别多2、2、2、1、4 d。

图1 各处理堆肥堆制进程中的温度变化

2.2 不同微生物菌剂处理对堆肥pH值的影响

如图2所示，菌糠初始pH值为7.4左右，接入微生物菌剂后，堆体pH值迅速升高，堆制5 d左右达到最高值，并在一段时间内保持相对稳定，然后开始下降，各处理堆肥的pH值变化趋势基本一致，堆制完成后，CK和处理1～5 的pH值分别为8.19和8.24、8.26、 8.06、8.21、8.20。鲁耀雄等[5]在利用牛粪和食用菌菌糠堆肥过程中也观察到堆肥完成后堆体呈弱碱性的现象。

图2 各处理堆肥堆制进程中的pH值变化

2.3 不同微生物菌剂处理对堆肥EC值的影响

EC值反映了菌糠浸提液中的离子浓度水平，不同微生物菌剂处理的堆肥，堆制过程中EC值变化如图3所示。堆肥开始后所有处理的EC值均迅速增加，可能是由于堆肥初期营养物质丰富，微生物生长代谢活动旺盛，物料快速分解，各处理的离子浓度明显增加，张楠[6]在研制抗小白菜炭疽病多功效生物有机肥时也观察到了同样的现象。随堆制时间的延长，各处理堆体EC值持续增加，但是增加幅度较堆制前5 d有所下降。CK、处理3、处理4在堆制32 d后，堆体EC值便不再增加，发酵39 d时其堆体EC值分别为3 445、3 419、2 929 μs/cm，较初始分别增加1 287、1 627、1228 μs/cm；而在整个发酵过程中，处理1、处理2和处理5的EC值则一直缓慢增加，堆肥39 d时，其EC值分别为3 802、3 678、3 502 μs/cm，较初始分别增加1 901、1 852、1 892 μs/cm。通常认为当堆肥EC值小于 9 000 μs/cm 时，对种子发芽没有抑制作用[7]。

图3 各处理堆肥堆制进程中的EC值变化

2.4 不同微生物菌剂处理对堆肥养分含量的影响

从表1可以看出，各处理堆制后总养分均明显增加，CK和处理1～5堆制39 d后，总养分分别较初始增加了47.38%和37.96%、38.34%、43.32%、46.68%、35.95%；从N、P、K养分的变化情况来看，所有处理的N、P、K含量均有增加，其中P元素增幅最大，CK和处理1～5堆制39 d后P元素的增幅分别为73.85%和69.49%、79.31%、60.56%、82.76%、57.35%。

表1 各处理堆肥堆制进程中的N、P、K养分含量的变化 （%）

2.5 不同微生物菌剂处理对堆肥有机质含量及C/N的影响

从表2 可以看出，经过堆制发酵后所有处理有机质含量均明显下降，CK和处理1～5堆制39 d后有机质含量较初始分别下降了8.55%和11.56%、9.37%、8.49%、7.15%、12.24%，C/N比也随着堆制进程大幅度下降，由初始的30左右下降到20以下，CK和处理1～5堆制39 d后C/N分别较初始下降了39.71%和38.25%、32.38%、40.41%、38.63%、38.15%。合适的C/N 也是评价堆肥腐熟度的重要化学指标之一，其与堆肥质量检测中的其他化学指标的相关性都较高，当堆肥的C/N降至15～20时，可认为堆肥达到基本腐熟[8]。

表2 各处理堆肥堆制进程中的有机质含量及C/N的变化

3 结 论

试验结果显示，平菇菌糠在发酵过程中pH值呈先升高后下降的趋势，最终pH值在8.06～8.26之间，堆体EC值和总养分水平明显增加，有机质含量和堆体C/N明显下降，堆体最终C/N在18～20之间；在平菇菌糠堆肥过程中添加微生物菌剂能够增加堆体的高温天数，添加微生物菌剂的处理距堆肥表面20 cm处的高温天数（≥50℃）较CK多2～4 d；不同微生物菌剂对于菌糠有机质的降解效果不一，其中处理5（菌剂2+菌剂3）对有机质降解效果最佳，有机质含量降幅较CK高3.69个百分点，但添加微生物菌剂对堆肥过程中的pH值、EC值和C/N没有明显影响。