杏鮑菇和金針菇菌渣堆肥的發(fā)酵特性及雙孢蘑菇栽培試驗(yàn)

柯斌榕， 蔡志英， 盧政輝， 廖劍華， 蘭清秀

(1.福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所/特色食用菌繁育與栽培國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心，福建福州 350014；2.福建省龍海市農(nóng)業(yè)局食用菌站，福建龍海 363100)

隨著近年來我國(guó)食用菌產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)性增長(zhǎng)，特別是工廠化栽培模式的興起，日產(chǎn)數(shù)十噸金針菇、杏鮑菇的工廠化企業(yè)層出不窮。據(jù)中國(guó)食用菌協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2015年我國(guó)金針菇、杏鮑菇年產(chǎn)量分別為261.35萬、136.49萬t，據(jù)此可相應(yīng)估算菌渣在500萬t以上。目前，菌渣主要作為鍋爐燃料或有機(jī)肥原料進(jìn)行處理，但存在附加值低、環(huán)境不友好等問題[1-2]，也有部分菌渣經(jīng)開發(fā)利用作為其他菌類栽培的原材，如杏鮑菇菌渣用于栽培草菇、姬松茸等[3-4]，金針菇菌渣用于栽培秀珍菇、平菇等[5-6]。

福建省漳州地區(qū)作為我國(guó)杏鮑菇工廠化栽培的發(fā)源地，中小型杏鮑菇工廠遍布漳州市各縣(市、區(qū))[7]，而對(duì)杏鮑菇菌渣的循環(huán)利用更是走在全國(guó)前列，主要作為草菇、雙孢蘑菇栽培的原材料進(jìn)行處理，價(jià)格為300～500元/t。目前，在國(guó)內(nèi)外科研院所及菇農(nóng)的共同努力下，杏鮑菇菌渣栽培雙孢蘑菇技術(shù)取得長(zhǎng)足進(jìn)步，但仍然存在產(chǎn)量偏低、穩(wěn)定性不足等問題[8-9]。此外，在菌渣利用上以杏鮑菇菌渣為主，對(duì)金針菇等其他木腐菌類菌渣還鮮有嘗試。本試驗(yàn)以杏鮑菇與金針菇菌渣為原料，通過添加玉米芯對(duì)菌渣配方進(jìn)行改良，以期提高菌渣堆料質(zhì)量、菌渣栽培雙孢蘑菇產(chǎn)量及其穩(wěn)定性，為菌渣的科學(xué)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

杏鮑菇、金針菇菌渣，分別由漳州市的福建綠寶集團(tuán)、福建萬辰生物科技有限公司提供，新鮮菌渣的含水量為50%左右(表1)；大小為1 cm左右的玉米芯顆粒，采購(gòu)于漳州當(dāng)?shù)?；曬干、無霉變、成拳頭塊狀的黃牛糞，來自于江西；雙孢蘑菇菌株W192，由福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所提供并保藏。

表1 供試原料的理化性質(zhì)

1.2 試驗(yàn)配方設(shè)計(jì)

以菌渣、牛糞、玉米芯、過磷酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣為原材設(shè)計(jì)4個(gè)雙孢蘑菇的栽培配方(表2)，其中以當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)杏鮑菇菌渣栽培配方(配方1)為對(duì)照(CK)。1種配方為1個(gè)處理，重復(fù)3次，栽培雙孢蘑菇面積為80 m2。

表2 雙孢蘑菇栽培配方

1.3 栽培方法

試驗(yàn)在福建省龍海市紫泥鎮(zhèn)橫倉(cāng)村進(jìn)行，供試菇房采用閩南地區(qū)多層架磚混菇房，內(nèi)有長(zhǎng)、寬分別為9.0、0.9 m的菇床6架，每架10層，每一重復(fù)栽培單個(gè)床架的一整層。試驗(yàn)區(qū)域去除靠墻床架及床架的最上層、最底層，其他隨機(jī)排列。按不同配方要求稱取菌渣、牛糞及玉米芯分別堆放，牛糞及玉米芯提前3～4 d預(yù)濕透，再與菌渣混合建堆，并添加過磷酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣；間隔3 d翻堆1次，連翻3次，將培養(yǎng)料送入菇房進(jìn)行控溫二次發(fā)酵；播種、發(fā)菌、覆土和出菇管理按常規(guī)方法[10]進(jìn)行。

1.4 測(cè)量指標(biāo)及方法

1.4.1 pH值 采用精密pH試紙，分別對(duì)原材料及建堆、一次發(fā)酵結(jié)束、二次發(fā)酵結(jié)束的堆肥進(jìn)行檢測(cè)。

1.4.2 溫度變化 菌渣堆肥一次、二次發(fā)酵過程中，插入數(shù)顯溫度計(jì)探頭，每天檢測(cè)、記錄堆肥50 cm處的溫度。

1.4.3 電導(dǎo)率 以干樣品、蒸餾水質(zhì)量比為1 ∶6配制樣品懸浮液，放置1 h，用上海精密科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)的雷磁 DDS-307型電導(dǎo)率儀測(cè)定不同配方堆肥各階段的可溶性鹽含量(EC值)。

1.4.4 碳氮比 取不同發(fā)酵階段的堆肥樣品，烘干，粉碎，分別采用凱氏定氮法、K2Cr2O3氧化方法測(cè)定氮、碳含量，計(jì)算碳氮比。

1.4.5 產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)及數(shù)據(jù)分析 統(tǒng)計(jì)不同配方不同潮次的出菇產(chǎn)量，以商品菇規(guī)格為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行切腳并稱質(zhì)量。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用DPS v7.05軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 菌渣堆肥發(fā)酵過程中發(fā)酵溫度變化

2.1.1 一次發(fā)酵 蘑菇培養(yǎng)料制備過程中，通過一次發(fā)酵可以將原材料軟化，消耗易于雜菌生長(zhǎng)的簡(jiǎn)單有機(jī)物，同時(shí)有助于原材料間的充分混合。由圖1可見，經(jīng)過預(yù)濕和預(yù)堆處理，不同菌渣配方的堆料一次發(fā)酵過程中建堆后1 d溫度達(dá)到 60 ℃ 以上，但最高溫度低于66 ℃，與常規(guī)稻草及麥草作為主要原料一次發(fā)酵時(shí)的溫度相比要偏低10 ℃；通過翻堆補(bǔ)充氧氣，料溫在有所下降后迅速回升，并很快穩(wěn)定在63 ℃左右；一次發(fā)酵前期，配方3的起始階段溫度相對(duì)最高，一次翻堆后配方2的溫度上升相對(duì)較快，添加玉米芯的配方(配方3、4)在一次發(fā)酵后期溫度要略高于常規(guī)菌渣配方；一次發(fā)酵9 d后各配方的溫度趨于基本一致，13 d開始進(jìn)行二次發(fā)酵，與傳統(tǒng)稻草配方相比，菌渣堆肥一次發(fā)酵時(shí)間可以縮短3～7 d。

2.1.2 二次發(fā)酵 一次發(fā)酵轉(zhuǎn)室內(nèi)二次發(fā)酵，一般采用先自熱升溫再通蒸汽加熱的方式進(jìn)行。由圖2可見，配方2、4這2個(gè)含有金針菇菌渣的培養(yǎng)料的溫度上升較為快速，且超過65 ℃，超過巴氏消毒所需的溫度，這可能是由于金針菇菌渣進(jìn)入室內(nèi)后與空氣的接觸面增大，菌渣中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被微生物快速利用，并產(chǎn)生大量的代謝熱，須采用循環(huán)通風(fēng)方式將溫度降至60 ℃再進(jìn)行巴氏消毒。巴氏消毒后再進(jìn)行降溫處理，使料溫降低至55 ℃以下，并在隨后4～5 d逐步降低至45 ℃進(jìn)行保溫培養(yǎng)，以便放線菌生長(zhǎng)，提高堆肥選擇性，有利于后期蘑菇菌絲的生長(zhǎng)。

2.2 菌渣堆肥過程中電導(dǎo)率及pH值變化

杏鮑菇菌渣、金針菇菌渣是木生菌類生產(chǎn)廢棄物，其pH值在5.0左右，不適于蘑菇栽培的需求。由圖3可見，通過菌渣預(yù)濕和預(yù)堆，正式建堆時(shí)菌渣堆肥的pH值達(dá)到7.0以上；隨著堆肥過程中氨氣的產(chǎn)生，堆肥的pH值上升；經(jīng)過室內(nèi)二次發(fā)酵，菌渣配方堆肥的pH值在8.0左右，而添加玉米芯的配方堆料其pH值顯著高于不添加玉米芯的菌渣堆肥(P<0.05)，這可能與放線菌在玉米芯上長(zhǎng)勢(shì)更好有關(guān)。由圖4可見，金針菇菌渣配方堆肥的電導(dǎo)率顯著高于杏鮑菇菌渣配方(P<0.05)；在建堆發(fā)酵過程中，4個(gè)配方的電導(dǎo)率呈先升后降變化趨勢(shì)，即一次料結(jié)束其電導(dǎo)最高，這可能與一次發(fā)酵過程中材料分解有可溶性礦物質(zhì)溶出有關(guān)。

2.3 菌渣堆肥過程中碳、氮含量變化

由圖5可見，在堆制發(fā)酵過程中，4個(gè)配方菌渣含氮量呈上升趨勢(shì)，在二次發(fā)酵結(jié)束，添加玉米芯的配方3、配方4堆肥含氮量相應(yīng)顯著低于未添加玉米芯的菌渣配方1、配方2(P<0.05)；二次發(fā)酵結(jié)束，配方1的含氮量相對(duì)最高，為1.58%，明顯低于現(xiàn)代工藝發(fā)酵的麥稈堆肥，菌渣常規(guī)堆肥技術(shù)須進(jìn)一步改進(jìn)。由圖6可見，4個(gè)配方菌渣在堆制發(fā)酵過程中，其碳氮比呈下降趨勢(shì)；二次發(fā)酵結(jié)束，4個(gè)配方的碳氮比在25.0左右，相互間差異不顯著；與配方1、配方2相比，添加玉米芯的配方3、配方4在二次發(fā)酵結(jié)束后碳氮比較建堆時(shí)有明顯下降。

2.4 不同菌渣配方堆肥對(duì)雙孢蘑菇產(chǎn)量影響

由圖7可見，配方1(對(duì)照)前2潮的雙孢蘑菇產(chǎn)量基本相同，其他配方均為第1潮產(chǎn)量相對(duì)最高，約占總產(chǎn)量的40%；配方2的雙孢蘑菇5潮總產(chǎn)量為17.17 kg/m2，略低于配方1的產(chǎn)量18.65 kg/m2；添加玉米芯的配方3、配方4生產(chǎn)的雙孢蘑菇總產(chǎn)量顯著明顯高于未添加的，其中配方3的產(chǎn)量相對(duì)最高，為20.60 kg/m2，配方4次之，產(chǎn)量為 19.65 kg/m2；金針菇菌渣為主的堆肥生產(chǎn)的雙孢蘑菇第4潮、第5潮產(chǎn)量顯著低于杏鮑菇菌渣配方(P<0.05)。

3 結(jié)論與討論

利用杏鮑菇菌渣替代麥草或稻草秸稈進(jìn)行雙孢蘑菇栽培，不僅原料來源較稻草、麥草易得，且在堆料時(shí)省工省時(shí)、易于操作[11]，近年來在漳州地區(qū)得到較好的推廣應(yīng)用[12]。但是，同樣為工廠化木腐菌的金針菇菌渣卻無人問津，鮮有嘗試用來栽培雙孢蘑菇。本研究利用金針菇菌渣栽培雙孢蘑菇時(shí)發(fā)現(xiàn)，金針菇菌渣可以替代杏鮑菇菌渣、稻草用于雙孢蘑菇栽培，但采用金針菇菌渣進(jìn)行培養(yǎng)料制備時(shí)與杏鮑菇菌渣存在一定差異，在室外一次發(fā)酵階段，由于金針菇菌渣黏性大、透氣性較差，容易發(fā)生厭氧，導(dǎo)致pH值降低較快，而原材料偏酸將不利于二次發(fā)酵，一方面須及時(shí)進(jìn)行翻堆處理，另一方面可在室內(nèi)二次發(fā)酵前應(yīng)用石灰調(diào)節(jié)酸堿度至中性；在室內(nèi)二次發(fā)酵初期，金針菇菌渣升溫迅速且溫度超過70 ℃，此時(shí)應(yīng)注意控溫培養(yǎng)放線菌，開門通風(fēng)、采用風(fēng)機(jī)進(jìn)行內(nèi)循環(huán)使各部位溫度降到60 ℃左右，防止溫度過高導(dǎo)致產(chǎn)生氨氣，降低雜菌污染。

菌渣作為食用菌栽培中的廢棄物，其營(yíng)養(yǎng)成分已經(jīng)被消耗過1次，如再用于雙孢蘑菇栽培，則須要添加牛糞等物質(zhì)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)。玉米芯粗纖維含量在30%以上，來源簡(jiǎn)易、價(jià)格便宜、質(zhì)量穩(wěn)定，可利用玉米芯的顆粒性和持水性改善菌渣的透氣性和持水能力，常作為食用菌栽培常用的原材料，被廣泛應(yīng)用于杏鮑菇、金針菇、平菇栽培[13-16]。本研究除常規(guī)添加牛糞外，還通過添加玉米芯進(jìn)行配方改良，并得到一定的增產(chǎn)效果。我國(guó)北方地區(qū)也常利用當(dāng)?shù)刎S富的玉米芯資源，通過簡(jiǎn)單破碎后進(jìn)行堆制發(fā)酵用于栽培雙孢蘑菇，也取得了良好的效果[17]。添加玉米芯可提高菌渣培養(yǎng)料的質(zhì)量，但仍有許多工作須進(jìn)一步細(xì)化研究，如玉米芯添加量多少較為合適、是否須要提前預(yù)堆發(fā)酵等亟待解決。