陳 亮，武小芬，李 再， 齊 慧，劉志國(guó)，鄧 明，劉 安，饒與紅，王克勤

（1.湖南省核農(nóng)學(xué)與航天育種研究所，湖南省農(nóng)業(yè)生物輻照工程技術(shù)研究中心，湖南 長(zhǎng)沙 410125；2. 長(zhǎng)沙縣青山鋪鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，湖南 長(zhǎng)沙 410107；3.長(zhǎng)沙縣圣恒農(nóng)業(yè)科技有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410107）

食用菌菌糠是食用菌栽培過程中收獲子實(shí)體后剩下的廢棄栽培基質(zhì)，由菌絲體和培養(yǎng)料組成，含有大量的粗纖維、木質(zhì)素、多糖以及豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸、碳水化合物、維生素和微量元素[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每生產(chǎn)1 kg的食用菌約產(chǎn)生 3.25～5.00 kg菌糠，按照此比例計(jì)算，我國(guó)一年約產(chǎn)生1.3億～2.0億 t菌糠[2]。目前生產(chǎn)中大量的菌糠并未被有效利用，多數(shù)直接被丟棄或焚燒，不但污染環(huán)境，而且造成資源浪費(fèi)[3]。將菌糠、各種作物秸桿等有機(jī)物料經(jīng)過堆肥發(fā)酵可轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)的生物有機(jī)肥，此舉不但解決了菌糠的合理處置問題還能為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供大量的有機(jī)肥生產(chǎn)原料，對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)十分有益。

試驗(yàn)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(jìn)程及腐熟情況相關(guān)的指標(biāo)參數(shù)，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(shí)現(xiàn)秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物的基料化循環(huán)利用、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

平菇菌糠來自于長(zhǎng)沙縣圣恒農(nóng)業(yè)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(yè)，微生物菌劑3來自于四川某生物企業(yè)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)于 2021 年 5—6 月在長(zhǎng)沙縣圣恒農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)基地進(jìn)行，共設(shè) 6個(gè)處理，分別為不接種菌劑的對(duì)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(diào)節(jié)菌糠水分含量為60%，加尿素調(diào)節(jié)碳氮比為30左右。稱取菌糠約500 kg，按照生產(chǎn)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(jìn)行發(fā)酵，分別在堆制第5、10、17、24、31天進(jìn)行人工翻堆。

1.2.2 采樣與測(cè)定方法 （1）取樣。翻堆后在各處理的堆體上任意選取3點(diǎn)位置共取約1 kg樣品混合均勻用于各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定。（2）溫度測(cè)定。每天下午5：00分別在 3 個(gè)不同部位測(cè)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(cè)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(cè)定濾液的pH值和EC值。（4）氮、磷、鉀和有機(jī)質(zhì)等養(yǎng)分含量參照NY 525—2012[4]進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同微生物菌劑處理對(duì)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(xiàn)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(dǎo)致溫度迅速下降。從整個(gè)堆肥過程來看，溫度是呈下降的趨勢(shì)，這是因?yàn)槲⑸锟衫玫奈镔|(zhì)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?yàn)榫喽洋w表面20 cm處的環(huán)境中氧氣更充足，發(fā)酵更充分。堆制17～23 d，隨著可利用物質(zhì)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(shù)（≥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(shù)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(shù)分別多4、4、2、4、4 d，距堆體表面50 cm處的高溫天數(shù)分別多2、2、2、1、4 d。

圖1 各處理堆肥堆制進(jìn)程中的溫度變化

2.2 不同微生物菌劑處理對(duì)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(dá)到最高值，并在一段時(shí)間內(nèi)保持相對(duì)穩(wěn)定，然后開始下降，各處理堆肥的pH值變化趨勢(shì)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(xiàn)象。

圖2 各處理堆肥堆制進(jìn)程中的pH值變化

2.3 不同微生物菌劑處理對(duì)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富，微生物生長(zhǎng)代謝活動(dòng)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(jī)肥時(shí)也觀察到了同樣的現(xiàn)象。隨堆制時(shí)間的延長(zhǎng)，各處理堆體EC值持續(xù)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(fā)酵39 d時(shí)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(gè)發(fā)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(shí)，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(rèn)為當(dāng)堆肥EC值小于 9 000 μs/cm 時(shí)，對(duì)種子發(fā)芽沒有抑制作用[7]。

圖3 各處理堆肥堆制進(jìn)程中的EC值變化

2.4 不同微生物菌劑處理對(duì)堆肥養(yǎng)分含量的影響

從表1可以看出，各處理堆制后總養(yǎng)分均明顯增加，CK和處理1～5堆制39 d后，總養(yǎng)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(yǎng)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(jìn)程中的N、P、K養(yǎng)分含量的變化 （%）

2.5 不同微生物菌劑處理對(duì)堆肥有機(jī)質(zhì)含量及C/N的影響

從表2 可以看出，經(jīng)過堆制發(fā)酵后所有處理有機(jī)質(zhì)含量均明顯下降，CK和處理1～5堆制39 d后有機(jī)質(zhì)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(jìn)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(píng)價(jià)堆肥腐熟度的重要化學(xué)指標(biāo)之一，其與堆肥質(zhì)量檢測(cè)中的其他化學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性都較高，當(dāng)堆肥的C/N降至15～20時(shí)，可認(rèn)為堆肥達(dá)到基本腐熟[8]。

表2 各處理堆肥堆制進(jìn)程中的有機(jī)質(zhì)含量及C/N的變化

3 結(jié) 論

試驗(yàn)結(jié)果顯示，平菇菌糠在發(fā)酵過程中pH值呈先升高后下降的趨勢(shì)，最終pH值在8.06～8.26之間，堆體EC值和總養(yǎng)分水平明顯增加，有機(jī)質(zhì)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(shù)，添加微生物菌劑的處理距堆肥表面20 cm處的高溫天數(shù)（≥50℃）較CK多2～4 d；不同微生物菌劑對(duì)于菌糠有機(jī)質(zhì)的降解效果不一，其中處理5（菌劑2+菌劑3）對(duì)有機(jī)質(zhì)降解效果最佳，有機(jī)質(zhì)含量降幅較CK高3.69個(gè)百分點(diǎn)，但添加微生物菌劑對(duì)堆肥過程中的pH值、EC值和C/N沒有明顯影響。