不同品种菌糠堆肥的理化特征比较分析.pdf
www caaj org 农学学报 2021 11 2 45 49 JournalofAgriculture 0 引言 菌 糠 是 食 用 菌 栽 培 后 剩 下 的 废 弃 料 有 机 质 含 量 高 不 仅 含 有 丰 富 的 矿 质 元 素 且 含 有 食 用 菌 菌 体 蛋 白 次 生 代 谢 产 物 等 养 分 菌 糠 资 源 化 利 用 有 多 种 途 径 如 菌 糠 可 作 为 有 机 肥 1 改 良 土 壤 理 化 性 状 2 提 高 作 物 品 质 3 可 与 其 他 物 料 按 一 定 比 例 混 合 作 为 育 苗 基金项目 福建省科技厅2018 引导性项目 利用废弃菌糠制备含腐植酸有机肥料的研发及其对土壤的影响 2018N0036 作 者 简 介 陈 贻 钊 男 1984 年 出 生 福 建 福 州 人 助 理 研 究 员 硕 士 研 究 方 向 为 农 业 废 弃 物 资 源 化 利 用 通 信 地 址 350018 福 建 省 福 州 市 仓 山 区 城 门镇石步275 号 福州市农业科学研究所 Tel 0591 83508673 E mail zhao31 收稿日期 2020 08 10 修回日期 2020 11 02 不同品种菌糠堆肥的理化特征比较分析 陈贻钊 福建省福州市农业科学研究所 福州350018 摘 要 研 究 不 同 品 种 菌 糠 堆 肥 的 理 化 性 状 了 解 菌 糠 资 源 品 种 理 化 差 异 有 利 于 充 分 发 挥 不 同 菌 糠 资 源 的 优 势 提 高 菌 糠 利 用 价 值 本 研 究 以 海 鲜 菇 菌 糠 平 菇 菌 糠 以 及 秀 珍 菇 菌 糠 进 行 堆 肥 每10 天 翻 堆 一 次 考 察 菌 糠 堆 肥 的 温 度 pH 电 导 率 有 机 质 以 及 总 腐 植 酸 等 指 标 经 过60 天 堆 肥 3 种 菌 糠 堆 肥 温 度 均 能 升 高 到55 以 上 高 温 持 续 时 间 分 别 为27 17 11 天 除 秀 珍 菇 菌 糠EC 值 变 化 不 大 外 各 菌 糠pH EC 值 总 体 上 均 随 着 堆 肥 进 程 逐 渐 增 加 有 机 质 含 量 逐 渐 降 低 下 降 率 分 别 为6 1 12 2 以 及15 0 总 腐 植 酸 增 加 量 分 别 达70 0 95 5 24 8 各 菌 糠 堆 肥 在 第40 天 时 总 腐 植 酸 最 高 其 中 海 鲜 菇 菌 糠 含 量 为356g kg 不 同 品 种 菌 糠 堆 肥 特 征 存 在 一 定 差 异 利 用 菌 糠 资 源 应 根 据 菌 糠 特 征 优 势 应 用 于 不 同 领域 变肥为宝 关键词 菌糠 品种 堆肥 理化特征 中图分类号 S141 4 文献标志码 A 论文编号 cjas2020 0165 Comparative Study of Physicochemical Characteristics of Different Species of Spent Mushroom Substrate in Compost Chen Yizhao Fuzhou Institute of Agricultural Sciences Fuzhou 350018 Fujian China Abstract To study the physical and chemical characters of self composting mature compost of different species of mushroom bran and to understand their physicochemical differences is helpful to make a full use of different kinds of mushroom bran resources turn waste into treasure and improve the utilization value of mushroom bran The temperature pH conductivity organic matter and total humic acid of seafood mushroom bran pleurotus ostreatus mushroom bran and pleurotus geesteranus mushroom bran were investigated every 10 d When they were composted for 60 d the composting mature temperature of the three kinds of bran could be increased above 55 and the duration of high temperature was 27 17 and 11 d respectively With the exception of pleurotus geesteranus mushroom bran the EC value of each fungus bran increased gradually with the composting process and met the requirements of composting the organic matter content decreased gradually by 6 1 12 2 and 15 0 respectively the total humic acid increased by 70 04 95 5 and 24 8 respectively the total humic acid of each fungus bran compost was the highest at 40 d and that of seafood mushroom bran was 356 g kg The characteristics of different species of mushroom bran have certain differences so the utilization of mushroom bran resources should be applied according to its characteristics Keywords Spent Mushroom Substrate Species Compost Physicochemical Characteristics基 质 或 栽 培 基 质 替 代 泥 炭 土 改 善 育 苗 效 果 4 6 作 为 微生物有机肥的载体 7 8 提高菌肥活性 菌糠还可用于 治 理 石 油 污 染 的 土 壤 修 复 耕 地 9 11 菌 糠 资 源 化 再 利 用 对 农 业 废 弃 物 消 纳 发 展 循 环 农 业 等 具 有 重 要 意 义 但不同品种菌糠理化特征存在差异 12 13 利用菌糠 时 根 据 菌 糠 品 种 特 征 作 出 选 择 非 常 有 必 要 可 提 高 菌 糠 资 源 利 用 的 适 用 性 例 如 香 菇 菌 糠 的 多 种 酶 活 力 优 于 凤 尾 菇 菌 糠 姬 菇 菌 糠 等 更 适 宜 作 为 菌 糠 饲 料 14 杏 鲍 菇 菌 糠 较 香 菇 菌 糠 金 针 菇 菌 糠 更 适 合 替 代 棉 籽 壳 和 麸 皮 用 于 鸡 腿 菇 的 栽 培 15 一 些 研 究 以 不 同 物 料 相 互 调 配 16 18 调 节 混 合 物 料 理 化 性 状 的 方 法 研 究 堆 肥 19 未 能 了 解 单 一 品 种 菌 糠 堆 肥 的 理 化 特 征 未 充 分 发 挥 菌 糠 品 种 的 优 势 笔 者 以 海 鲜 菇 菌 糠 秀 珍 菇 菌 糠 以 及 平 菇 菌 糠 进 行 堆 肥 考 察 菌 糠 堆 肥 的 温 度 湿 度 有机质以及腐植酸等理化指标 旨在了解各菌糠堆 肥 特 征 差 异 为 不 同 菌 糠 品 种 的 堆 肥 利 用 提 供 理 论 依 据 1 材料与方法 1 1 供试材料 试 验 选 取 海 鲜 菇 菌 糠 平 菇 菌 糠 以 及 秀 珍 菇 菌 糠 作 为 堆 肥 材 料 海 鲜 菇 菌 糠 来 自 福 州 永 丰 食 用 菌 有 限 公 司 平 菇 菌 糠 以 及 秀 珍 菇 菌 糠 取 自 福 州 市 农 业 科 学 研究所食用菌研究组 1 2 试验方法 试验于2019 年5 10 月在福州市农业科学研究所 开 展 废 菌 棒 经 脱 袋 打 碎 加 水 翻 拌 水 分 调 节 至 约 60 装 入1 m 1 m 1 m 透 气 尼 龙 袋 进 行 堆 肥 发 酵 堆肥共持续60 天 每10 天进行翻堆一次 翻堆均匀后 采集物料测试样品 经风干 粉碎 过1mm 筛备用 1 3 样品的指标及测定方法 温 度 数 据 采 集 将 温 度 记 录 仪 探 头 插 入 堆 体50cm 深 度 每 隔1h 自 动 记 录 温 度 数 据 取 平 均 值 作 为 当 日 堆 体 温 度 数 据 称 取 风 干 样 约5 0 g 按1 10 固 液 比 加 入 蒸 馏 水 震 荡15min 静 置30min 分 别 用 电 导 率 仪 酸 度 计 测 定 电 导 率 和pH 20 有 机 质 含 量 用 马 弗 炉 烧 失 法 测 定 21 总 腐 植 酸 用 焦 磷 酸 钠 氢 氧 化 钠 提 取 比 色 法测定其含量 22 2 结果与分析 2 1 不同品种菌糠堆肥温度特征 不 同 品 种 菌 糠 堆 肥 堆 体 温 度 有 较 大 差 异 如 图1 所 示 以 每 日 温 度 作 配 对 样 本 T 测 验 海 鲜 菇 菌 糠 与 平菇菌糠 秀珍菇菌糠之间温度差异达极显著水平 平 菇 菌 糠 与 秀 珍 菇 菌 糠 之 间 差 异 显 著 P 0 05 平 菇 菌 糠 与 秀 珍 菇 菌 糠 建 堆 后5 天 内 温 度 迅 速 上 升 达60 以 上 均 为 堆 肥 过 程 中 的 最 高 温 度 分 别 为61 9 62 5 海 鲜 菇 菌 糠 前10 天 温 度 上 升 速 度 较 其 他 菌 糠 堆 体 慢 平 菇 菌 糠 和 秀 珍 菇 菌 糠 堆 体 温 度 迅 速 上 升 后3 5 天温度均呈现下降趋势 翻堆后再次升温并降温 堆体 在35 天 后 温 度 呈 下 降 趋 势 其 中 秀 珍 菇 菌 糠 温 度 下 降 幅 度 较 大 海 鲜 菇 菌 糠 堆 肥 在13 天 后 温 度 均 高 于 其 他 2 种 菌 糠 前40 天 无 明 显 的 下 降 趋 势 一 般 堆 肥 堆 体 温 度 在55 以 上 保 持 一 定 天 数 是 杀 灭 致 病 微 生 物 和 害虫卵 保证堆肥腐熟的重要条件 23 24 对各菌糠温度 数 据 进 行 统 计 分 析 表1 海 鲜 菇 菌 糠 堆 体 温 度 大 于 50 55 的 天 数 达38 27 天 高 温 持 续 时 间 较 长 大 于 平菇菌糠与秀珍菇菌糠堆体 2 2 菌糠堆肥中pH 与电导率的变化 堆 肥pH 一 般 呈 增 加 的 趋 势 主 要 是 由 于 堆 肥 过 程 中 物 料 在 微 生 物 的 作 用 下 产 生NH3 部 分NH3 随 着 堆 肥 进 程 的 发 展 挥 发 另 一 部 分 留 在 堆 肥 物 料 中 使 物 料 pH 上 升 3 种 菌 糠 堆 肥 中pH 随 着 堆 肥 进 程 的 发 展 较 为 一 致 呈 现 上 升 趋 势 图2 海 鲜 菇 菌 糠 平 菇 菌 糠 堆 肥 天 数 堆 体 温 度 海 鲜 菇 菌 糠 平 菇 菌 糠 秀 珍 菇 菌 糠 图 1 不同品种菌糠堆体温度变化特征 陈贻钊 不同品种菌糠堆肥的理化特征比较分析 46以 及 秀 珍 菇 菌 糠 分 别 由 原 来 的pH 6 39 pH 7 11 pH 6 70 升高到pH8 72 pH8 99 pH8 45 电 导 率 EC 值 反 映 了 固 体 发 酵 过 程 中 堆 料 的 盐 度 是评价堆肥是否对植物产生毒害作用的重要参数 在一定程度上反映堆肥对植物的毒性以及对植物的促 进 或 抑 制 作 25 EC 值 的 大 小 对 微 生 物 的 生 长 与 活 性 有 着 重 要 的 作 用 与 意 义 EC 值 过 高 或 过 低 都 会 影 响 到 微 生 物 的 生 长 适 宜 的EC 值 可 使 微 生 物 正 常 生 长 26 海 鲜 菇 与 秀 珍 菇 菌 糠 堆 肥 结 束 时 电 导 率 分 别 提 高 了 46 77 37 43 由 原 来 的1 86 1 95mS cm 提 高 到2 73 2 68mS cm 平 菇 菌 糠 在 堆 肥 过 程 中 电 导 率 变 化 不 大 各 阶 段EC 值 在1 6 1 9mS cm 图3 2 3 不同品种菌糠堆肥进程中有机质的变化 有 机 肥 发 酵 过 程 中 的 物 质 变 化 较 为 复 杂 但 主 要 有2 个 基 本 过 程 即 矿 质 化 和 腐 殖 化 过 程 矿 质 化 把 有 机 物 分 解 为 简 单 的 无 机 化 合 物 而 腐 殖 化 是 微 生 物 把矿质化过程中形成的中间产物再合成为比原先更为 复杂的有机质 在堆肥过程中矿质化与腐殖化同时进 行 总体上有机质含量呈现下降趋势 主要是由于微生 物 活 动 有 机 碳 以CO2 CH4 热 量 等 形 式 损 耗 分 析3 种 菌 糠 堆 肥 有 机 质 含 量 总 体 上 呈 现 下 降 趋 势 图4 其 中 秀 珍 菇 菌 糠 自 堆 肥 开 始 至 第40 天 有 机 质 含 量 从 初 始 的769 2g kg 下 降 到653 8g kg 损 失 率 约15 海 鲜 菇 菌 糠 有 机 质 含 量 下 降 主 要 在 堆 肥 的 前20 天 至 堆 肥 结 束 有 机 质 含 量 下 降 约6 1 为685 12g kg 有 机 质 损 失 率 较 低 平 菇 菌 糠 有 机 质 含 量 下 降 趋 势 与 海 鲜 菇 菌 糠 温度值 55 50 45 40 天数 d 海鲜菇菌糠 27 38 46 58 平菇菌糠 17 24 34 40 秀珍菇菌糠 11 17 27 32 表 1 不同品种菌糠堆体高温累积天数 堆 肥 天 数 海 鲜 菇 菌 糠 平 菇 菌 糠 秀 珍 菇 菌 糠 图 2 不同品种菌糠 pH 变化特征 堆 肥 天 数 有 机 质 含 量 海 鲜 菇 菌 糠 平 菇 菌 糠 秀 珍 菇 菌 糠 堆 肥 天 数 电 导 率 海 鲜 菇 菌 糠 平 菇 菌 糠 秀 珍 菇 菌 糠 图 3 不同品种菌糠 EC 值变化特征 图 4 不同品种菌糠堆肥有机质变化特征 47较为一致 但有机质含量下降较海鲜菇菌糠 多 下降了 约12 2 2 4 菌糠堆肥总腐植酸含量变化特征 腐植酸有多种功效 包括改良土壤 提高土壤中各 种 营 养 元 素 的 利 用 率 促 进 作 物 生 长 提 高 作 物 抗 力 等 考察不同菌糠品种堆肥腐植酸含量对提高菌糠资 源 的 利 用 价 值 具 有 重 要 意 义 3 种 菌 糠 经60 天 堆 肥 腐 熟 总 腐 植 酸 含 量 均 有 不 同 程 度 增 加 图5 腐 植 酸 含量在整个堆肥过程先呈现增加后少量下降后又上升 的 趋 势 在40 天 左 右 含 量 达 到 最 高 水 平 再 不 同 程 度 下 降 海 鲜 菇 菌 糠 与 秀 珍 菇 菌 糠 变 化 较 为 相 似 0 10 天 总 腐 植 酸 含 量 增 加 较 多 10 20 天 含 量 稍 有 下 降 20 40 天 腐 植 酸 含 量 逐 渐 增 加 达 堆 肥 进 程 中 的 最 高 值 分 别 为356 292g kg 平 菇 菌 糠 在 堆 肥 进 程 中 前20 天 腐 植 酸 含 量 增 加 第40 天 时 腐 植 酸 含 量 为344g kg 至 堆肥结束 海鲜菇菌糠 平菇菌糠和秀珍菇菌糠腐植酸 增加量分别达70 04 95 51 24 8 3 讨论 3 1 堆肥的温度 有机肥腐熟中的温度是影响微生物活性的最显著 因子 影响有机肥发酵质量 常作为堆肥中微生物活动 量的宏观指标 堆体的温度受原料组成 有机质含量 pH C N 比 值 通 气 量 水 分 含 量 等 堆 体 内 各 种 理 化 参 数 的 影 响 27 其 高 低 决 定 了 堆 肥 速 率 的 快 慢 28 在 堆 肥 工 艺 相 对 一 致 的 情 况 下 堆 肥 的 原 料 是 影 响 堆 肥 温 度 的 主 要 原 因 本 研 究 的3 种 菌 糠 堆 肥 并 未 添 加 其 他 物 料 进 行C N pH 等 的 调 节 平 菇 菌 糠 与 秀 珍 菇 菌 糠虽然能快速升温 但温度持续时间不长 通过翻堆可 提高堆体温度 可能是 随着分解过程进行 堆体的氧气 供应量不足 导致温度下降 翻堆后氧气得到了补充 堆 肥 再 次 升 温 29 该 类 型 物 料 堆 肥 的 控 温 应 增 加 翻 堆 频 率 腐 熟 时 加 入 蓬 松 剂 或 强 制 通 风 等 措 施 提 高 堆 体 需 氧 量 促 进 堆 肥 腐 熟 海 鲜 菇 菌 糠 在 前40 天 堆 体 温 度 无明显下降 高温持续时间较长 腐熟温度特征较为理 想 3 2 堆肥的pH 和EC pH 的 大 小 对 微 生 物 生 长 有 重 要 作 用 在pH 7 5 8 5 时 堆 肥 可 获 得 最 大 腐 熟 速 率 27 不 同 物 料 堆 肥pH 的 变 化 有 所 差 异 牛 粪 与 玉 米 秸 秆 混 合 物 料 堆 肥pH 上 升 主 要 在 前12 天 内 由pH 7 5 上 升 到pH 8 8 左 右 30 食 用 菌 菌 渣 协 同 白 酒 丢 糟 堆 肥pH 的 升 高 主 要 在 堆 肥 的 前5 天 31 以 猪 粪 蘑 菇 渣 以 及 烟 沫 混 合 物 料 接 种 高 效 纤 维 素 降 解 复 合 菌 物 料 在 发 酵 期 内pH 总 体 上 呈 现 上 升 趋 势 32 本 研 究 结 果 与 其 相 似 EC 值 的 增 加 可 能 是由于微生物活动过程中矿化有机质产生更多的可溶 性 盐 33 有 关 研 究 认 为 堆 肥 电 导 率 应 小 于4 mS cm 34 在0 5 3 mS cm 之 间 均 适 合 植 物 的 生 理 生 长 35 各 菌 糠 堆 肥 的 电 导 率 较 为 符 合 堆 肥 的 要 求 或 适 宜 作 物 生 长 3 3 堆肥中腐植酸的含量 堆肥物料对堆肥腐植酸的含量及腐殖化过程起决 定 性 作 用 36 不 同 物 料 堆 肥 腐 植 酸 含 量 差 异 较 大 变 化趋势也不同 鸡粪与玉米糠堆肥腐植酸含量从开始 的119 8 g kg 升 高 到297 8 g kg 增 加 量 约150 37 牛 粪 接 种 复 合 发 酵 剂 堆 肥 的 总 腐 植 酸 下 降 约32 38 猪 粪 垫 料 堆 肥 发 酵 腐 植 酸 含 量 由 开 始 的28 增 加 到 44 39 对 于 有 机 废 弃 物 堆 肥 中 腐 植 酸 含 量 变 化 研 究 较 多 但 是 由 于 堆 肥 物 料 的 来 源 种 类 物 料 配 比 等 差 异 堆 肥 腐 植 酸 含 量 的 多 少 和 变 化 趋 势 有 较 多 不 同 的 观 点 另 一 方 面 腐 植 酸 是 一 类 较 为 复 杂 的 物 质 其 还 包 含 胡 敏 酸 富 里 酸 等 物 质 变 化 趋 势 也 有 较 多 差 异 目前尚未形成较为一致的结论 本研究菌糠腐熟堆肥 总 腐 植 酸 含 量 可 达30 以 上 与 杏 鲍 菇 单 物 料 腐 熟 堆 肥腐植酸含量的结果相似 29 4 结论 菌 糠 堆 肥 有 异 于 其 他 物 料 堆 肥 且 各 菌 糠 品 种 堆 肥存在一定的共性以及差异性 海鲜菇菌糠堆肥温度 较 稳 定 高 温 持 续 时 间 较 长 3 种 菌 糠 堆 肥 的pH 以 及 电 导 率 随 堆 肥 进 程 的 发 展 逐 渐 增 加 堆 肥 结 束 时pH 以 及 电 导 率 指 标 较 符 合 堆 肥 的 要 求 有 机 质 含 量 逐 渐 降 低 且 有 机 质 损 失 率 不 同 海 鲜 菇 菌 糠 有 机 质 损 失 率 较 低 各 品 种 菌 糠 堆 肥 总 腐 植 酸 含 量 较 高 且 在 第40 天 左 右 含 量 最 高 以 获 取 腐 植 酸 为 目 的 的 菌 糠 堆 肥 应 在 堆 肥 天 数 总 腐 植 酸 含 量 海 鲜 菇 菌 糠 平 菇 菌 糠 秀 珍 菇 菌 糠 图 5 不同品种菌糠堆肥腐植酸含量变化特征 陈贻钊 不同品种菌糠堆肥的理化特征比较分析 4840 天左右结束堆肥 参考文献 1 于 法 辉 袁 秀 秀 阳 正 林 等 菇 渣 有 机 肥 对 烟 田 土 壤 养 分 含 量 及 烟 草品质的影响 J 湖南农业科学 2015 11 52 54 59 2 LiF KongQ 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polycyclic aromatic hydrocarbons in agriculturalsoil J Chemosphere 2020 259 127462 11 Chen G Q Zeng G M Xiang T U et al A novel biosorbent characterization of the spent mushroom compost and its application forremovalofheavymetals J JEnvironSci 2005 17 5 756 760 12 Nakajima V M Soares F E D F Queiroz J H D Screening and decolorizing potential of enzymes from spent mushroom composts of six different mushrooms J Biocatalysis and Agricultural Biotechnology 2018 13 58 61 13 范 文 丽 李 天 来 代 洋 等 杏 鲍 菇 香 菇 金 针 菇 蛹 虫 草 滑 菇 平 菇菌糠营养分析评价 J 沈阳农业大学学报 2013 44 5 673 677 14 刘 莹 莹 张 坚 王 红 兵 等 不 同 菌 糠 酶 活 力 测 定 及 微 生 物 菌 种 发 酵 效果比较 J 农业科技与信息 2010 3 59 60 15 张 红 娟 张 朝 阳 胡 煜 三 种 常 见 食 用 菌 菌 糠 营 养 成 分 分 析 及 其 对 鸡腿菇菌丝生长的影响 J 陕西农业科学 2014 60 10 11 13 16 王 广 耀 李 雪 周 昶 延 等 滑 子 菇 渣 与 猪 粪 不 同 配 比 对 堆 肥 腐 殖 质 组成的影响 J 华南农业大学学报 2019 40 6 111 117 17 王 楠 张 溪 刘 镔 娴 等 不 同 菌 糠 废 料 鸡 粪 配 比 对 堆 肥 质 量 的 影 响 J 河南农业科学 2017 46 4 49 54 18 周 祖 法 闫 静 王 伟 科 等 不 同 配 方 菌 渣 堆 肥 效 果 比 较 J 浙 江 农 业科学 2017 58 1 171 173 19 胡 清 秀 卫 智 涛 王 洪 媛 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