平菇菌渣添加尿素堆料发酵初探

2023-10-04陈颖

食用菌 2023年5期

陈颖

（化州市农业技术推广中心，广东化州 525100）

菌渣是一种含有大量的木质素、纤维素、甲壳素、菌体非可溶性蛋白的廉价可利用的环境友好型农业废弃物资源。大量菌渣开发成有机肥料或制作园艺基质，不仅将长期利用率不高的废弃物菌渣变废为宝，增加菇农和企业收入，还减少菌渣随地堆放对环境污染，同时提高可再生资源利用率[1-3]。试验以尿素替代传统的有机物料腐熟剂进行菌渣发酵腐熟处理，以寻求新的菌渣发酵方法。

1 材料与方法

1.1 试验材料

（1）菌渣：袋栽平菇后菌渣。原栽培料配方为棉籽壳80%，稻草屑18%，石灰2%；（2）栽培盘采用一次性塑料杯（200 mL），市售；（3）尿素，市售。

1.2 仪器与设备

电热鼓风干燥箱（型号JC9030A，青岛精诚仪器仪表有限公司），精密电子天平（型号JC-JA1003，青岛精诚仪器仪表有限公司），酸度计（型号PHBJ-260F，上海仪电科学仪器有限公司），电导率仪（型号JC-DDL1A，青岛精诚仪器仪表有限公司），全温型恒温培养摇床（型号HN00009，上海汗诺仪器有限公司），紫外分光光度计（型号JC721，青岛精诚仪器仪表有限公司），数显恒温水浴锅（型号HH-2A，常州隆和仪器制造有限公司），元素分析仪（型号CN802，北京力高泰科技有限公司）。

1.3 试验方法

试验在化州市中粮菌业科技有限公司食用菌基地。

1.3.1 发酵菌渣碳氮比设置

用元素分析仪测定菌渣的总氮、总碳，加入尿素调整菌渣碳氮比为①25∶1、②30∶1、③35∶1。

测定前须把菌渣研磨均匀，60～70 ℃连续烘烤48 h以上，再装入密封的样品袋，确保待测样品干燥方可进入仪器测定。结果菌渣的平均全碳含量为31.73%，平均全氮含量为0.46%，即菌渣的平均碳氮比为69∶1。

补氮量=（菌渣含碳量÷所需C/N-菌渣含氮量）÷补充物含氮量，计算出菌渣调整至试验碳氮比所需添加尿素的质量（表1）。每处理3 次重复，每重复10 kg 料。采取条垛式堆料发酵，调料含水量为50%，堆料后每隔10 cm 打一排废气孔后覆盖编织袋，控制发酵温度为25 ℃。

表1 每100 g菌渣中需加入尿素的质量

1.3.2 菌渣腐化速度及质量判断

将基质与去离子水按1∶5的质量比混合，振荡，静置，取上清液，分别用台式酸度计和电导率仪测定pH和EC。

观察菌渣腐败程度，通过其颜色和气味判断发酵程度，每3 d 分别测容重、总孔隙度、通气孔隙度、持水孔隙度、EC值及pH等指标各一次，并记录。

1.4 数据处理

采用Excel 2003 和Origin 8.5 进行各项数据的计算和分析。

2 结果与分析

2.1 菌渣腐熟过程中电导率的变化

从菌渣开始发酵当天起，每隔3 d 取一次样，测定菌渣发酵过程中电导率的变化。基质电导率是测定基质中所含有的水溶性盐的指标，电导率越大，说明其所含的水溶性盐的量越大，同时电导率也是判断基质中含有的盐离子是否会限制农作物生长的重要指标。根据10 次取样测定的电导率数值，绘制菌渣腐熟过程中电导率的变化（图1）。

图1 菌渣腐熟过程中电导率的变化

由图1可看出，试验碳氮比菌渣发酵过程中，电导率的变化曲线类似于细菌生长曲线从对数生长至平稳期的变化，菌渣发酵结束时电导率已经小于35 μS/cm；处理①、②、③菌渣前两次取样测定的电导率数值基本一致，处理①第7、第8、第9 次取样堆料电导率基本不发生变化，说明菌渣已经完全腐熟。

2.2 菌渣腐熟过程中pH的变化

pH 测定的取样间隔同2.1，10 次取样测定的pH变化如图2。

图2 菌渣发酵腐熟过程中pH的变化

由图2 可知，第1 次取样时测定菌渣的pH 约为6.33，呈弱酸性。菌渣在发酵腐熟过程中放出氨气，pH 的变化与电导率变化相似，pH 逐渐上升，但其上升趋势逐渐变缓。其中处理①，在第7 次取样即发酵开始后第21 天至发酵结束pH 基本无变化，而处理②、③分别在发酵第24 天、第27 天后pH 稳定，结合图1，判断此时菌渣腐熟。

2.3 不同碳氮比菌渣发酵后的理化性质

由表2 可知，三处理料在发酵过程中容重呈现上升的趋势，总孔隙度和、通气孔隙呈下降趋势，持水孔隙变化无规律，EC 值、pH 都呈现上升的趋势。可见，这充分说明调节菌渣发酵初期的碳氮比，有利于菌渣的腐熟。

表2 不同碳氮比菌渣发酵后的理化性质

2.4 菌渣发酵前后成分检测

取三处理发酵菌渣分别干燥、粉碎，测定相关成分取平均值，结果三处理发酵渣成分无显著差异，故取处理①数据与对照发酵前比较（表3）。由表3 可见，发酵料有效总养分（N+P2O5+K2O）含量达8%以上，有机质70%以上，其他指标也优于发酵前，是非常好的有机原材料，相关指标达到了生物有机肥行业标准NY 884—2012要求，可用来制作微生物有机肥。