不同微生物菌劑對平菇菌糠堆肥效果的影響

陳 亮，武小芬，李 再， 齊 慧，劉志國，鄧 明，劉 安，饒與紅，王克勤

（1.湖南省核農學與航天育種研究所，湖南省農業生物輻照工程技術研究中心，湖南 長沙 410125；2. 長沙縣青山鋪鎮農業綜合服務中心，湖南 長沙 410107；3.長沙縣圣恒農業科技有限公司，湖南 長沙 410107）

食用菌菌糠是食用菌栽培過程中收獲子實體后剩下的廢棄栽培基質，由菌絲體和培養料組成，含有大量的粗纖維、木質素、多糖以及豐富的蛋白質、氨基酸、碳水化合物、維生素和微量元素[1]。據統計，每生產1 kg的食用菌約產生 3.25～5.00 kg菌糠，按照此比例計算，我國一年約產生1.3億～2.0億 t菌糠[2]。目前生產中大量的菌糠并未被有效利用，多數直接被丟棄或焚燒，不但污染環境，而且造成資源浪費[3]。將菌糠、各種作物秸桿等有機物料經過堆肥發酵可轉化為優質的生物有機肥，此舉不但解決了菌糠的合理處置問題還能為農業生產提供大量的有機肥生產原料，對于農業生產十分有益。

試驗以秸稈基料化利用過程中的平菇菌糠為原料，添加不同的市售微生物腐熟堆肥菌劑，考察堆肥溫度、pH值和EC值等與堆肥進程及腐熟情況相關的指標參數，探討添加微生物菌劑提高平菇菌糠堆肥效率的必要性，為實現秸稈等農業廢棄物的基料化循環利用、農業可持續發展和循環經濟發展提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

平菇菌糠來自于長沙縣圣恒農業科技有限公司。微生物菌劑1來自于河南某生物公司，微生物菌劑2來自于湖北某生物企業，微生物菌劑3來自于四川某生物企業。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 試驗于 2021 年 5—6 月在長沙縣圣恒農業科技有限公司生產基地進行，共設 6個處理，分別為不接種菌劑的對照（CK）、接種菌劑1（處理1）、菌劑2（處理2）、菌劑3（處理3） 、菌劑1+菌劑2（處理4）和菌劑2+菌劑3（處理5）的處理。調節菌糠水分含量為60%，加尿素調節碳氮比為30左右。稱取菌糠約500 kg，按照生產廠家推薦的添加量添加微生物菌劑，邊添加邊攪拌，然后堆成 90 cm高的圓錐狀進行發酵，分別在堆制第5、10、17、24、31天進行人工翻堆。

1.2.2 采樣與測定方法 （1）取樣。翻堆后在各處理的堆體上任意選取3點位置共取約1 kg樣品混合均勻用于各項指標的測定。（2）溫度測定。每天下午5：00分別在 3 個不同部位測定距堆體表面20和50 cm處的溫度，取平均值。（3） pH值和EC 值測定。稱取新鮮堆肥樣品10 g（換算成干基）以100 mL去離子水超聲浸提30 min后過濾，分別測定濾液的pH值和EC值。（4）氮、磷、鉀和有機質等養分含量參照NY 525—2012[4]進行測定。

2 結果與分析

2.1 不同微生物菌劑處理對堆肥溫度的影響

從圖1可以看出，不同微生物菌劑處理，堆體的溫度呈現周期性變化，即溫度定期由峰頂迅速下降到峰谷，這主要是由于定期翻堆造成的熱量散失而導致溫度迅速下降。從整個堆肥過程來看，溫度是呈下降的趨勢，這是因為微生物可利用的物質逐漸被消耗，菌群繁殖速度逐漸減緩所致。堆制0～16 d，CK和處理1～5距堆體表面20 cm處的平均溫度分別為55.41和56.47、56.5、55.5、56.09、56.37℃，而距堆體表面50 cm處的平均溫度分別為47.76和49.41、49.70、47.35、48.21、48.18℃，距堆體表面20 cm處的平均溫度較同期50 cm處的高，是因為距堆體表面20 cm處的環境中氧氣更充足，發酵更充分。堆制17～23 d，隨著可利用物質的耗盡，距堆體表面20 cm處的溫度明顯下降，CK和處理1～5的平均溫度分別為40.14和42.5、42.00、42.05、44.41、44.86℃，而距堆體表面50 cm處的平均溫度則只略有下降，分別為48.59和44.64、43.82、44.23、45.41、46.05℃。CK和處理1～5距堆體表面 20 cm處的高溫天數（≥50℃，下同）分別為13和17、17、15、17、17 d，距堆體表面 50 cm處的高溫天數分別為8和10、10、10、9、12 d。與CK相比，處理1～5距堆體表面20 cm處的高溫天數分別多4、4、2、4、4 d，距堆體表面50 cm處的高溫天數分別多2、2、2、1、4 d。

圖1 各處理堆肥堆制進程中的溫度變化

2.2 不同微生物菌劑處理對堆肥pH值的影響

如圖2所示，菌糠初始pH值為7.4左右，接入微生物菌劑后，堆體pH值迅速升高，堆制5 d左右達到最高值，并在一段時間內保持相對穩定，然后開始下降，各處理堆肥的pH值變化趨勢基本一致，堆制完成后，CK和處理1～5 的pH值分別為8.19和8.24、8.26、 8.06、8.21、8.20。魯耀雄等[5]在利用牛糞和食用菌菌糠堆肥過程中也觀察到堆肥完成后堆體呈弱堿性的現象。

圖2 各處理堆肥堆制進程中的pH值變化

2.3 不同微生物菌劑處理對堆肥EC值的影響

EC值反映了菌糠浸提液中的離子濃度水平，不同微生物菌劑處理的堆肥，堆制過程中EC值變化如圖3所示。堆肥開始后所有處理的EC值均迅速增加，可能是由于堆肥初期營養物質豐富，微生物生長代謝活動旺盛，物料快速分解，各處理的離子濃度明顯增加，張楠[6]在研制抗小白菜炭疽病多功效生物有機肥時也觀察到了同樣的現象。隨堆制時間的延長，各處理堆體EC值持續增加，但是增加幅度較堆制前5 d有所下降。CK、處理3、處理4在堆制32 d后，堆體EC值便不再增加，發酵39 d時其堆體EC值分別為3 445、3 419、2 929 μs/cm，較初始分別增加1 287、1 627、1228 μs/cm；而在整個發酵過程中，處理1、處理2和處理5的EC值則一直緩慢增加，堆肥39 d時，其EC值分別為3 802、3 678、3 502 μs/cm，較初始分別增加1 901、1 852、1 892 μs/cm。通常認為當堆肥EC值小于 9 000 μs/cm 時，對種子發芽沒有抑制作用[7]。

圖3 各處理堆肥堆制進程中的EC值變化

2.4 不同微生物菌劑處理對堆肥養分含量的影響

從表1可以看出，各處理堆制后總養分均明顯增加，CK和處理1～5堆制39 d后，總養分分別較初始增加了47.38%和37.96%、38.34%、43.32%、46.68%、35.95%；從N、P、K養分的變化情況來看，所有處理的N、P、K含量均有增加，其中P元素增幅最大，CK和處理1～5堆制39 d后P元素的增幅分別為73.85%和69.49%、79.31%、60.56%、82.76%、57.35%。

表1 各處理堆肥堆制進程中的N、P、K養分含量的變化 （%）

2.5 不同微生物菌劑處理對堆肥有機質含量及C/N的影響

從表2 可以看出，經過堆制發酵后所有處理有機質含量均明顯下降，CK和處理1～5堆制39 d后有機質含量較初始分別下降了8.55%和11.56%、9.37%、8.49%、7.15%、12.24%，C/N比也隨著堆制進程大幅度下降，由初始的30左右下降到20以下，CK和處理1～5堆制39 d后C/N分別較初始下降了39.71%和38.25%、32.38%、40.41%、38.63%、38.15%。合適的C/N 也是評價堆肥腐熟度的重要化學指標之一，其與堆肥質量檢測中的其他化學指標的相關性都較高，當堆肥的C/N降至15～20時，可認為堆肥達到基本腐熟[8]。

表2 各處理堆肥堆制進程中的有機質含量及C/N的變化

3 結 論

試驗結果顯示，平菇菌糠在發酵過程中pH值呈先升高后下降的趨勢，最終pH值在8.06～8.26之間，堆體EC值和總養分水平明顯增加，有機質含量和堆體C/N明顯下降，堆體最終C/N在18～20之間；在平菇菌糠堆肥過程中添加微生物菌劑能夠增加堆體的高溫天數，添加微生物菌劑的處理距堆肥表面20 cm處的高溫天數（≥50℃）較CK多2～4 d；不同微生物菌劑對于菌糠有機質的降解效果不一，其中處理5（菌劑2+菌劑3）對有機質降解效果最佳，有機質含量降幅較CK高3.69個百分點，但添加微生物菌劑對堆肥過程中的pH值、EC值和C/N沒有明顯影響。