高海拔地區廢棄菇渣發酵生物菌劑的篩選

梅燕 張琨 徐麗萍

摘? ?要? ?為解決青海高寒地區廢棄菇渣發酵時間長、發酵不充分、發酵質量低等問題，促進菇渣作為基質化資源的有效利用，研究了不同生物菌劑對菇渣發酵過程及發酵效果的影響。結果表明：接種生物菌劑可加快物料堆升溫過程，經發酵腐熟的菇渣物化特性均得到一定改善，pH和EC值呈現增加趨勢。其中，接種萬豐生物菌劑的處理腐熟效果最好，種子發芽率指數達到72.14%，明顯優于其他3種生物菌劑，可用于高海拔地區菇渣發酵生產。

關鍵詞? ?高海拔地區;菇渣發酵;生物菌劑;篩選

青海食用菌產業規模不斷壯大，栽培種類不斷增多，產量增加，促進經濟效益不斷提升，已成為農業提質增效的特色產業。隨之也帶來了大量的食用菌廢料，每100 kg鮮菇便可產生60 kg菌渣廢料，栽培食用菌后剩余的培養基廢料， 仍含有大量菌體蛋白、纖維素和多糖，以及豐富的營養元素（N、P、K、Ca、Mg、Zn等）。菇（菌）渣的產量及排放量呈現日益增長的態勢，菌渣隨意丟棄造成了環境污染與資源浪費。

廢棄菇渣營養物質含量及比例、理化性狀不符合蔬菜生長發育的要求，不宜直接用來栽培蔬菜。有研究表明用發酵菇渣為主要有機質培育黃瓜幼苗，不僅有利于其生長發育，還可以顯著提高黃瓜產量和品質。顧斌斌等人的研究結果表明，以蟹味菇渣發酵有機底肥促進了番茄的單株結果數，說明堆肥發酵是處理菇渣無害化和資源化利用的有效途徑，其中高效微生物菌劑的引入可以有效促進有機物的腐熟。

青海為高海拔地區，晝夜溫差大，存在廢棄菇渣堆肥時間長、發酵不充分等問題，在一定程度上限制了廢棄菇渣的應用范圍。通過腐熟微生物菌劑，可提高有機廢棄物的酶促反應速率，加快有機物降解轉化速率。本研究通過添加不同商業生物菌劑進行菇渣發酵試驗，評價不同商業微生物菌劑對菇渣堆肥腐熟效果的影響，以期篩選出適合高海拔地區晝夜溫差大、空氣濕度低的環境下能夠快速發酵的生 物菌劑，加快廢棄菇渣變廢為寶循環再利用的進程。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗材料? ?實驗材料菇渣取自青海惠田種植有限公司大堡子種植基地，選擇無霉變的菇渣菌棒脫皮粉碎后加水混和均勻，水分含量控制在55%～60%。

1.2? ?菇渣發酵試驗? ?試驗設置5個處理組，見表1。將4種商業菌劑按照使用說明提供的活菌數確定使用劑量，并按照使用方法與菇渣充分拌勻堆置，同時設置對照組。每個重復為廢棄菌棒料1 m3，不同微生物發酵菌劑分別按照一定比例與粉碎的廢棄菌棒混勻進行翻拋、打堆、蓋膜，堆成圓堆，采用人工堆積自然通風的方式堆置。待溫度呈現下降趨勢即可人工翻堆。

在距離發酵堆表層40 cm處，每天早? ? ?（8：00）中（14：00）晚（20：00）進行測溫，同時記錄環境溫度，環境溫度為每日3個時段的平均 溫度。

1.3? ?測定項目與方法

1.3.1? ?發酵后菇渣廢料的理化特性的測定? ?指標包括容重（g/cm3），總孔隙度（%），通氣孔隙（%），持水孔隙（%），大小孔隙比、pH、電導率（EC）。

1.3.2? ?發酵后菇渣毒性的測定方法? ?為了測定菇渣經發酵后腐熟程度，參照有機肥GB/T 23486-2009中堆肥毒性的測定方法進行菇渣發酵腐熟程度的測定。在發酵后120天，將5組發酵好的菇渣和未發酵菇渣在室內自然風干，用高速萬能粉碎機進行粉碎，每個處理取20 g樣品加入200 mL蒸餾水，震蕩20分鐘，室溫下浸提3小時，過濾取上清液備用。

在直徑為90 mm的培養皿內放置一張濾紙，加入5 mL菇渣浸提液，加入20粒顆粒飽滿、大小均勻的油白菜種子（擺放均勻，便于觀察），同時以清水做對照，每個處理設3次重復，置于25±1 ℃恒溫培養箱中培養72小時后，觀察記錄測定各培養皿中種子發芽數及根長，計算種子發芽勢

種子發芽勢（%）=（規定天數發芽種子數/供試種子數）×100。

以發芽率指數GI（Germination Index）評價堆肥的毒性。

發芽率指數GI（%）=（浸提液種子發芽? ?率×根長）×100 /（對照種子發芽率×根長）。

2? ?結果與分析

2.1? ?不同的生物菌劑發酵菇渣的溫度變化? ?從圖1中可以看出，在發酵的前21天，萬豐固體菌劑處理的物料堆溫度有明顯的持續升高的過程，且最高溫度達到51.8 ℃，其他3種菌劑處理升溫過程不明顯，尤其樂貝豐菌劑與農富康菌劑物料堆升溫慢，溫度最高分別只達到37.5 ℃和38.9 ℃。第20天翻堆后，添加生物菌劑物料堆與對照在最初4天的升溫速度相同，均升高到34 ℃，24天后升溫明顯有差異，添加菌劑物料堆溫度上升均高于對照組，萬豐菌劑物料堆的發酵溫度達到37.1 ℃，其次是樂貝豐和百益寶菌劑物料堆，溫度分別到達33.2 ℃和32 ℃;第30天各組溫度均開始下降，趨于穩定。可以看出使用生物菌劑有利于提高堆體微生物活性，促使物料堆溫度上升，促進菇渣的腐熟。不同菌劑作用階段不同，其中萬豐菌劑在翻堆前后均提升了升溫速度，且升溫最為明顯，溫度最高。

2.2? ?不同生物菌劑發酵后菇渣廢料的理化特性? ?將菇渣作為草炭的替代品進行復配成蔬菜育苗基質和栽培基質用于蔬菜生產，其理化性狀對蔬菜的生長有很大的影響。由表2可以看出，發酵后，菌棒廢料的理化性狀較發酵前均有所變化，其中菇渣的通氣空隙較對照處理明顯增加，持水孔隙度有所下降。發酵后容重的變化值增加0.01～0.02 g/cm3，發酵后總孔隙度增加較為明顯，與發酵前相比增加了13.09%～16.21%，通氣孔隙度提高了5.62%～10.21%，持水空隙增加了5.7%～10.38%，5個處理的容重差異不顯著，但與未發酵菇渣差異顯著。處理2的總孔隙度與處理1，處理4的通氣孔隙度與處理1、處理2、處理3均差異不顯著，但與處理5和未發酵菇渣差異顯著;處理5持水孔隙度與處理3差異不顯著，與其他處理差異顯著;處理4大小空隙比與處理1、處理2、未發酵菇渣差異不顯著，與處理3、處理5均差異顯著。

結束發酵后完全腐熟的產品pH值一般應控制在5.5～8.5，過高過低均會影響蔬菜的生長。菇渣經過發酵后，pH呈現增加趨勢，除第1個處理組外，其他處理間的pH差異并不明顯，各處理發酵后均達到6.5～8.5。經過堆置發酵后， EC 值明顯高于未發酵物料，且后4個處理組EC值增加尤為明顯，添加不同生物菌劑與未添加菌劑pH與EC值變化趨勢基本一致。

2.3? ?不同發酵菌劑處理菇渣種子發芽指數的比較? ?參照堆肥GBT23486-2009中GI（發芽指數）的描述，當發芽率指數>50%時，堆肥已基本成熟，作為有機肥對植物基本沒有毒性，當GI>80%時，可認為堆肥已經腐熟。將添加不同菌劑發酵后的菇渣浸提液進行油白菜種子萌發試驗，結果詳見表3，萌發72小時后，所有處理的發芽勢均在94%以上，發芽率均在96%以上;處理4根長最短，為1.45 cm，清水處理根長最長，為3.78 cm;處理1芽長最長為，2.54 cm， 清水處理芽長最短為0.98 cm，? 芽/根最小為清水處理0.74，最大比值為處理1， 1.49。

從圖2中可以看出，經過各試驗處理的浸提液進行種子發芽試驗，處理3萬豐商業菌劑堆肥處理的菇渣浸提液的種子發芽率指數達到72.14%，腐熟效果最好，菇渣對植物已基本沒有毒性，處理5自然發酵的菇渣浸提液的種子發芽率指數達到53.69%，菇渣基本成熟，也達到基本沒有毒性的標準，其余菌劑處理的種子發芽率指數均低于50%，與未發酵菇渣的種子發芽指數相差不大，農富康菌劑發酵菇渣的種子發芽指數甚至明顯低于未發酵菇渣。說明不同生物菌劑處理會在堆置發酵過程中影響大分子有機物分解，且影響到種子的發芽? 指數。

3? ?結論

在高海拔地區由于日平均氣溫偏低，自然發酵時間長，導致廢棄菇渣發酵效率較低。一般廢棄菇渣多在戶外自然堆置6個月后還田使用，否則易造成二次發酵燒苗。本試驗的研究結果表明，保持菇渣物料堆55%～60%的含水量，進行2～3次的翻堆處理，添加生物菌劑可以有效提高菇渣發酵的升溫過程，發酵效果隨生物菌劑的種類不同而不同。萬豐發酵腐熟劑可將菇渣發酵天數縮短至120天，腐熟效果最好，浸提液顏色透亮，其種子發芽指數最高。綜合物料堆的溫度變化和發酵后菇渣理化特性指標的變化，菇渣發酵后過高的EC值可能是由于堆肥過程大分子有機物分解并礦化轉化為離子狀態導致的，將發酵后的菇渣替代不可再生草炭復配成有機栽培基質用于蔬菜生產是切實可行的。同時，使用萬豐生物菌劑操作簡單，成本較低，可以用于廢棄菇渣發酵，以縮短發酵周期，提高廢棄菇渣的再利用效率。

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