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利用食用菌菌渣生产有机肥料的研究


中国土壤与肥料2008(1)

利用食用茵菌渣生产有机肥料的研究
孙建华,袁玲,张翼
(西南大学资源环境学院,重庆400r716)

摘要:无害化处理食用菌菌渣生产优质有机肥的试验研究表明,接种高温纤维菌可使堆内温度迅速上升至 45℃以上,并可持续18—20 d。经过45 d堆制,接种菌剂的处理除水分含量外,总养分和有机

质含量、pH值和 外观形状等技术指标均达到有机肥料的标准(mr525—2002)。从发酵温度,持续时间,有机肥的养分含量和外 观形态等方面看,接种高温纤维菌加猪粪处理食用菌菌渣的腐熟效果最好,可用于食用菌菌渣的无害化处理和 资源化利用。 关键词:食用菌菌渣;高温纤维菌;堆肥 中图分类号:S144 文献标识码:A 文章编号:1673—6257(2008)01—0052一04

食用菌菌渣的主要成分是被食用菌菌丝利用后 的植物残体,极难降解。在川、渝两地生产食用菌
的广大农村,河流沿岸,田边地角,房前屋后随处

酶)、6.3腭?ⅡliIl。1?n1L‘1(微晶纤维素酶)、3.0腭? 111in_l?mL-1(滤纸酶)。将供试菌株在50℃条件 下,用赫奇逊液体培养基培养10 d,每loo l【g原料 拌入1000 rIlL菌液作为接种处理。 试验设置3个处理,每个处理重复2次。①处 理A(对照):菌渣+猪粪;②处理B:菌渣+猪
粪+高温纤维菌;③处理C:菌渣+硫酸铵+高温 纤维菌;原料C/N比值3个处理均为20±1。

可见食用菌菌渣,所产生的环境污染问题非常突
出,如何处理和利用这些有机废弃物迫在眉睫。利

用食用菌菌渣生产有机肥料既解决了环境污染问 题,又实现了农业资源的再利用。至今,有关方面 的研究甚少,快速腐熟食用菌菌渣的有关工艺及相 应的条件控制几乎未见报道。研究表明,影响堆肥 的关键因素是微生物种类、原料性质和条件控
制【lJ。为此,我们利用长期反复筛选获得的优良高 温纤维菌,进行了食用菌菌渣的腐熟工艺及条件的

3个处理均在堆制时加入O.1%石灰以中和有 机质分解产生的有机酸,在堆沤期前20。25 d,若 水分散失过多,在堆肥上喷洒水分,使堆肥水分含
量保持在60%。65%。每个处理的堆肥原料重约
20

研究,为快速无害化处理食用菌菌渣,生产优质有
机肥料及农业废弃物的资源化利用提供依据。 l材料与方法

l【g,置于1

m×0.5 m×O.5

m的聚乙烯保温箱

内,保温箱的顶盖上留3个5—6锄的圆孔,以便
适量散失水分和热量。 堆制时间为2006年6月19日到8月19日;堆

供试的食用菌菌渣含水量63%、有机质58%、 pH值7.9、‘金N、P、K分别为1.72%、0.9r7%和 2.22%。高温纤维菌是从马粪中分离获得的一株分

制期为60 d,适时翻堆。在堆肥前期(0~7 d), 每天早、晚8时各测量温度一次,以后每天早8点 测量;在O、5、10、15、25、35、60 d时取样测定

解纤维素的芽孢杆菌(勘础獬),最高生长温度约
65℃,最适生长和最适产酶温度50一55℃。在

水分、有机质、全N、P、K含量和pH值,均采用
常规方法测定【2,3J。 2结果与分析 2.1温度变化

50℃培养条件下,用50 rIlL赫奇逊液体培养基培养
10 d,6000

r.1Ilin“离心培养液10 miIl,上清液中的

纤维酶活力分别为10.7腭?nliIl—l?mLo(cMC—Na

收稿日期:2ID0r7一04一嘶

基金项目:“十一五”国家科技支撑计划(2006呦∞8)。
作者简介:孙建华(19_79一),女,硕士研究生,研究方向为植 物营养与环境。袁玲为通讯作者。

从图l可见,在适宜的C/N比值、水分和pH 值等条件下,各处理的温度变化曲线均有升温期、 高温期、降温期和平稳期。在堆制后铝h时,接 种菌剂的处理B和处理C进入高温阶段,堆内温 度分别上升到48℃和45℃;对照处理A此时仅

一52一

万   方数据

中国土壤与肥料2008(1) 35℃,升温缓慢,在8 d后堆内温度才上升到

度均在60%一65%之间,主要是在堆制过程中为 了实现物料分解的最佳条件;在堆制后期(25
d以

40℃,明显滞后于接种菌剂的处理。在堆制0—20
d(包括升温和高温阶段),不接菌剂处理的平均温

后),停止撒水,堆制结束时原料的水分降到35% 左右,接种菌剂处理的水分含量低于对照,可能是 接种菌剂处理的发酵温度高,维持时间长,水分散
失量大。在堆制的高温期间,水分散失量大,适量

度比接种菌剂的处理B和处理C分别低5.5℃和 3.4℃,整个堆制期间总积温也显著低于接种菌剂 的处理。每次翻堆后温度均要下降5.10℃,但1
—2

d内回升,堆肥的高温期持续15~18 d,最高 接种高温纤维菌后,堆内温度迅速升高,说明

补充水分是必要的。但在降温阶段应适时停止补充 水分,以便降低水分含量,减少后续处理的能量消 耗;同时也有益于腐殖化作用,提高堆肥质量。
表l食用菌渣堆制过程中的水分变化(%)
堆沤天数(d)
O 5 lO 15 25 35 60

温度处理B可达54℃,比当时的气温高出25℃。

微生物活动强烈,有机质分解迅速,有益于除臭和 杀死病原微生物【4j。此外,在堆制的升温和高温阶
段(O一20 d),接种菌剂处理的温度显著高于未接

菌的处理,在整个堆制期间接种茵剂处理的总积温 也显著高于未接种菌剂处理,说明在处理难分解的 食用菌菌渣时,接种高温纤维菌剂是非常必要的, 不仅有益于除臭和杀死病原微生物L5J,而且还有益 于有机质迅速分解和减量化。值得注意的是,在堆
2.3

处理B

64.57

63.65∞.96

60.∞59.∞53.23 35.46

丝望璺

箜:堑竺:竺箜:竺垒!:塑竺:塑丝:丝竺:堑

pH值的变化

大部分微生物适宜在中性和微碱性条件下活
动,在堆肥中加入适量的石灰等碱性物质,中和有

制期间,接种菌剂加猪粪调节洲处理的总积温
显著高于接种菌剂加硫酸铵的处理。在我国,集约

机质分解产生的有机酸,使pH值保持在7.5~8.0 之间,可获得最大的堆制速率和最好的堆肥效
果[7|。 在堆制时,各处理均加人等量的石灰来调节物

化猪场有大量的猪粪需要处理,结合处理食用菌菌 渣生产有机肥料将是一个很好的途径。
60

7.95,处理C由于加入硫酸铵调节洲,所以初始

料的pH,其中处理A的pH值为8.02,处理B为

pH值7.7。在堆肥发酵过程中,3种处理的pH值
50

变化趋势一致,即先升后降,可能是含氮有机物质 降解产生的氨使pH值在开始时有所上升,随着发 酵过程的进行,微生物降解有机物产生有机酸,使 pH下降,最后保持在pH值7.5~7.8。由于接种菌 剂的处理B和处理C升温和物料分解快,pH值出 现的高峰也明显早于不接种菌剂的处理A。在前期
O lO 20 30 40 50

,-、

£4‘)


30 20

堆沤天数(d) 图1堆肥堆制过程中温度的变化
注:①处理B、C翻堆;②处理A翻堆;③处理A、B、c翻堆

若能尽量控制pH的上升,就会减少臭气的产生和 氮素损失[8|,提高肥效。

2.2水分变化
堆肥原料的水分含量直接影响好氧反应速度和

堆肥的质量,甚至关系到好氧堆肥工艺的成败,水 分过多,阻碍气体输送,严重影响微生物的有氧代 谢,并产生恶臭;水分过少,也会限制微生物代 谢,从而降低反应速率。因此,堆制过程中的水分 控制十分重要【6J。
表1可见,在堆制前期(0—25 d),因人为在

原料表面适量撒水的缘故,3个处理的水分变化幅

图2堆制过程中pH值的变化

一53—

万   方数据

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2.4

C/N比值变化 有学者认为碳氮比降低,有利于腐殖质的形

图3可见,在整个堆制期间,各处理的C/N

变化基本一致,随着堆肥发酵的进行,c/N逐渐下
降,经60 d腐解大约由初始的20降到14。

成,使堆肥向着稳定化、腐熟化、无害化方向转
变,是堆肥腐熟度的重要指标[9J。在微生物所需营

2.5氮、磷、钾含量及外观变化 从表2可以看出,在各试验处理中,原料氮、 磷、钾的含量变化趋势一致。原料含氮量由初期的 1.48%逐渐增加到堆制后期的1.86%,全磷
(P205)和钾(K20)含量也随着堆制时间的延长有

养物中,以碳、氮最多,碳主要为微生物生命活动

提供能源,氮则用于合成细胞原生质…。正常的
好氧堆肥原料中要求有一定的碳氮比。在堆肥过程 中,多余的碳素将转变成cQ。因此,一些研究者 认为,腐熟的堆肥在理论上应趋向于微生物体的
C/N,即14~16,若碳氮比过低,微生物的繁殖就

逐步增加的趋势。其原因是微生物的作用,有机碳 的分解,使堆肥原料的体积和重量减少【12J。此外, 由于处理A和B中添加了猪粪,而猪粪的含磷量 较高,所以含磷量都高于未加猪粪的处理。
堆制45 d后,从外观形态来看,加高温纤维 菌的处理呈现褐色,无臭味,完全腐熟,其中接种

会因能量不足而受到抑制,导致分解缓慢且不彻 底。但是,碳氮比过高,堆肥施人土壤后将会发生 夺取土壤中氮素的现象,对作物生长产生不良影
响[11]。

菌剂加猪粪的处理B又优于接种菌剂加硫酸铵的 处理C;对照为灰褐色,可观察到白灰色的菌渣,
有少量异味,尚未腐熟。根据化学指标和外观形

态,接种菌剂加猪粪的处理经45 d左右的腐熟效 果最好。本试验得到的腐熟堆肥处理B和处理C
的有机质含量平均为45.6%,氮、磷、钾总量为

5.05%,pH值为7.7,达到了有机肥国家标准
(m石25—2002)。在我国,集约化猪场有大量的猪

粪需要处理,结合处理食用菌菌渣生产有机肥料将
堆沤时间(d)

是一个很好的途径,在缺少禽畜粪便的地方,用少

图3堆肥过程中D,N变化

量的化学氮肥(如硫酸铵等)调节C/N也是一种
行之有效的方法。

表2食用菌菌渣堆肥氮、磷(P205)、钾(岛O)含量的动态变化(%)
堆制天数(d)
O K A B lO 20 K


35 P

60 P 2 2

处处处 理理理 C






2 2



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2 2

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2 2

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2 2





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3讨论 经过45 d的堆制,接种高温纤维菌可使堆内 的温度迅速上升,并可持续20 d左右;不接菌剂 的处理不仅升温滞后,温度较低,而且持续时间

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短,整个堆制期间的总积温也低于接种菌剂的处 理。总之,从发酵温度,持续时间,堆肥周期,有 机肥的养分含量和外观形态等方面看,接种高温纤 维菌加猪粪调节C/N处理食用菌菌渣45 d的腐熟 效果最好,可用于食用菌菌渣的无害化处理和资源 化利用。 一54一

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一55—

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利用食用菌菌渣生产有机肥料的研究
作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 被引用次数: 孙建华, 袁玲, 张翼, SUN Jian-hua, YUAN Ling, ZHANG Yi 西南大学资源环境学院,重庆,400716 中国土壤与肥料 SOILS AND FERTILIZERS SCIENCES IN CHINA 2008(1) 7次

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