金针菇菌渣堆肥生产有机肥的研究

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1、金针菇菌渣堆肥生产有机肥的研究张云飞淳B旭晶;代莉蓉;邓宇【摘要】食用菌菌渣的资源化利用可以减少其对环境造成的污染.堆肥是食用菌菌 渣资源化利用的有效方法.本文在微生物强化(M)和自然条件(CK)下对金针菇菌渣进 行堆肥，研究堆肥过程中的有机质、电导率(EC),N,P,K及有效N,P,K的变化.结果表 明微生物强化堆肥效果优于自然条件的堆肥效果.接种复合菌剂的处理M1(菌剂+ 猪粪)及M2(菌剂+硫酸铵)可使堆内温度迅速上升至50C,而CK条件下最高温度 只有42C.经过35 d堆肥，接种菌剂处理的M1和M2的总养分，有机质含量,pH值 和夕卜观形态等指标均达到有机肥料的标准(NY525-20

2、02) .从外观形态、发酵温度、 持续时间及有机肥养分含量看,M1处理的菌渣腐熟效果最佳，而自然条件堆肥CK 的菌渣尚未腐熟.【期刊名称】中国沼气 【年(卷)，期】2015(033)006 【总页数】4页(P24-27) 【关键词】金针菇菌渣;堆肥;菌剂 【作者】张云飞;郭旭晶;代莉蓉邓宇【作者单位】农业部沼气科学研究所，成都610041;农业部农村可再生能源开发利 用重点实验室，成都610041;农业部沼气科学研究所，成都610041;农业部农村可再 生能源开发利用重点实验室，成都610041;农业部沼气科学研究所，成都610041;农 业部农村可再生能源开发利用重点实验室，成都610041

3、;农业部沼气科学研究所，成 都610041;农业部农村可再生能源开发利用重点实验室，成都610041【正文语种】中文 【中图分类】S216.4;X7121材料与方法1.1材料菌渣:取自蓬溪县金针菇种植基地，含水量46.2% , pH值7.5，有机质46%，猪 粪为堆放过一段时间的的，TS含量为20%;制肥的复合菌是由以下菌株构成:Cytophaga fermentans 发酵噬纤维菌，Cellulomonas flavigena 产黄纤维单 胞菌，Butyrivibrio fibrisolvens 溶纤维丁酸弧菌，Clostridium cellobiopa-rum 产纤维二糖梭菌，Clost

4、ridium papyrosolvens，Clostridium termitidis，巨大 芽孢杆菌，热带假丝酵母，里氏木霉，黄孢平革菌。这些菌中包括前半部分的厌氧 纤维素降解菌及后半部分的好氧菌，使用时分别将其培养后按照1:1比例混合， 按原料的20%接种菌液。厌氧纤维素菌的培养方法:纤维素的培养液配方如 FNaCl 3%。，纤维素（稻草）5%。，尿素1%。，蛋白腺1%。，酵母粉0.5%。， CaCO3 2%。，以水为溶剂，上述含量是指CaCO3 , NaCl，纤维素，尿素，蛋白 腺，酵母粉的质量占培养基总质量的比例，接种后在30OC条件下培养一个周后备 用。好氧菌培养方法:采用PDA3液

5、体培养基分别将巨大芽孢杆菌、热带假丝酵母、 里氏木霉、黄孢平革菌接种于培养基进行培养，5 d后按照1:1:1:1的比例混 合备用。1.2方法试验设置3种处理分别为CK（菌渣+猪粪）；M1（菌渣+猪粪+复合菌）；M2（菌渣+硫酸 铵+复合菌）源料的C/N均为20 1。3个处理均在堆制时加入0.1%石灰调节pH 值以中和有机质分解产生的有机酸，在堆沤前期若水分散失过多，在堆肥上喷洒水 分，使堆肥水分含量保持在60%左右。3个处理堆肥原料置于1 mxl mxl m的 聚乙烯保温箱内，保温箱的顶盖上留9个5-8 cm的圆孔，以便散失水分和热量。堆肥时间共计35 d，适时翻推，堆肥期间温度早晚7点各测量

6、一次海5 d翻堆一 次，分别在0 ,5,10,15,25,35 d时取样测定（pH值）、有机质、电导率、全 N,P,K含量及有效N,P,K含量和pH值，均采用常规方法测定4-5。2结果与分析2.1堆肥过程中的温度变化堆肥温度是反应堆沤是正常与否的最直观指标。堆沤过程一般分为4个阶段升温、 高温、降温及平稳阶段。从图1可知，堆体中堆温最高的为添加猪粪及复合菌剂 的M1在堆沤到第3 d后堆温达到50OC,在第6 d升到最高温度55.5，并在 50C60C之间保持了 6 d时间;随后进入降温期，到第19 d后进入平稳期，堆 温保持在241左右;其次是M2 ,在第4 d来到50C,并在第5 d达到最高

7、温度 51.5C，但在50C60C之间仅仅维持了 2 在第8 d进入降温期，在第18 d 进入平稳期，温度维持在22左右;仅仅添加了菌渣及猪粪的CK，整个堆沤过程 都没有达到50C（即未进入高温期）在第5 d来到最高温度42C，从第6 d开始进 入了降温期，最后在17 d进入稳定期，温度维持在23左右。而由前人研究6 可知高温维持时间的长短反映了堆沤体系的好坏，而理想的高温（50C60OC ）的 维持时间应该在5-10 d这有助于杀灭堆沤系统中的有害病原菌。高温阶段结束 后，进入二次发酵阶段，这一阶段较难降解的有机质缓慢分解，堆肥系统逐渐趋于 稳定，温度平稳下降。2.2堆肥过程中的pH值变化影

8、响微生物生长的重要因素之一就是pH值，而绝大多数微生物的最适生长pH值 为中性到弱碱性，在堆肥中加入适量的石灰中和分解有机质产生的有机酸可以获得 最大的堆沤速率和最好的堆沤效果7。图1堆沤过程中堆体的温度变化堆沤时，各处理均加入0. 1%石灰来调节pH值，其中CK的pH值为8.1, M1 的为8.0 , M2的pH值为7.85。由图2可知，在整个堆肥过程中，各处理pH值 变化在7.5 8.3之间。堆沤过程中，3种处理的pH值变化趋势一致，都呈现先 升后降，初期微生物的分解作用释放出大量的氨气使得体系中的pH值快速上升， 随着微生物的快速繁殖，降解物料中的有机质产生有机酸使得体系pH值下降。由

9、于M1和M2接种复合菌剂，其升温和物料分解较CK快，pH值出现峰值的时间 也早于不接种菌剂的CK。前期控制pH值的上升，会减少臭气的产生和氮素的损 失8,从而提高肥效。图2菌渣堆肥过程中pH值变化2.3堆肥过程中的电导率变化电导率(EC)的物理意义是表示物质导电的性能，也反映了堆肥浸提液中的总离子浓 度即可溶性盐含量，溶液的含盐量与EC值呈正相关。由图3可知3个处理在堆肥 过程中EC值表现出波动性，均出现先增加后降低的趋势。这是因为随着堆肥的进 行，堆肥系统中的离子与有机酸不断积累EC值逐渐增加，随之有机物的分解作用 逐渐减弱，EC值缓慢下降，CK的EC值由最初的1565 pS-cm-1稳定到

10、末期的 1756 pS-cm-1 , M1 由最初的 1448 pS-cm-1 稳定到末期的 2457 pS-cm-1 , M2 从最初的1920 pS-cm-1稳定到末期的2750 pS-cm-1o堆肥过程中EC值呈现出 波动性，但是整体变化不大。图3菌渣堆肥过程中电导率变化2.4堆沤过程中有机质变化有机质是微生物赖以生存的基本条件，因此它能在一定程度反映堆沤的进程9。 由图4可知CK,M1, M2的有机质总体变化都呈现降低的趋势，堆肥结束后有 机质含量分别下降了 3.86% , 15.8% , 14.1%，整个堆肥过程中未添加复合菌剂的 CK中有机质降解最慢、降解量最低，而添加复合菌剂的M

11、1和M2,降解速率和 量都大于CK，这说明添加复合菌能加快并且更大程度的分解物料中的有机质。图4堆沤过程中有机质含量变化2.5堆肥过程中全N，P，K及外观变化堆肥过程中的全N，全P，全K变化如表1所示。由实验结果可知，在整个堆肥 过程中，全N，全P，全K含量均表现出增加趋势。在堆沤过程中CK，M1， M2的全N含量分别从最初的1. 98%，2%，2. 69%增加到堆沤末期2. 15%，2. 38%，3.33%，比发酵之初分别增长了 8. 58%，19%，23.8%;在堆沤过程中CK， M1，M2的全P含量分别从最初0.48%，0.47%，0.12%增加到堆沤末期的0.65%，0. 68%，0.

12、 14%，分别增加了 35. 4%，44.7%，16.6%;在堆沤过程中 CK， M1，M2的全K含量分别从最初1.02%，1.11%，0.61%增加到堆沤末期的1.1%，1. 53%，0. 77%，分别增加了 7.84%，37.8%，26.22%，通过堆肥使体系 中的营养成分得到了有效的积累，而M1和M2中N，P，K含量的增加量高于 CK则是因为2个处理中均添加了复合菌剂，而微生物的作用，使得原料中的有机 物更多更快的被分解，最终造成原料中的营养物质累积量增加整个实验结果表明菌 渣中添加复合菌剂的M1相比CK更能有效促进体系中总N，P，K的积累，全N 的增加比例是不添加菌剂的CK的2.2倍，

13、M1全P的增加比例是CK的1.2倍。 全K的增加比例是CK的2.1倍;而M2除P外另外两种养分也远远高于CK。堆沤35 d以后，从外观看，添加复合菌剂的M1和M2呈现褐色，无臭味，完全 腐熟，其中M1好于M2;而CK呈灰褐色，并伴有未被腐熟的菌渣及异味，尚未 腐熟。表1堆肥过程中全氮、全磷、全钾的变化(%)时间TN TP TK 1 2 3 1 2 3 1 2 3 0 d 1.98 2.0 2.69 0.48 0.47 0.12 1.02 1.11 0.61 5 d 2.02 2.1 3.06 0.53 0.47 0.141.04 1.36 0.68 10 d 2.13 2.15 3.18 0.

14、39 0.49 0.13 1.06 1.3 0.7 15 d 2.15 2.24 3.20 0.5 0.38 0.14 1.08 1.52 0.72 25 d 2.14 2.36 3.30 0.43 0.51 0.14 1.10 1.53 0.74 35 d 2.15 2.38 3.33 0.65 0.68 0.14 1.10 1.53 0.772.6堆肥过程中有效N,P,K的变化由图5可知，有效N在05 d范围内3个处理均快速上升，并在第5 d达到最 大值，然后进入有效N减少的阶段，而表2中在第5 d后的全氮含量仍然保持着 增长的趋势，这也说明在堆肥过程中损失的氮主要来源于有效氮，这与胡清秀

15、等的 研究结果相似9。由图6可知，在堆肥初始05 d,3个处理的有效磷均呈现减少的趋势，这是因 为有机酸含量的减少10 以及微生物繁殖对堆肥系统中的有效磷的消耗所致， 而后在堆肥进行的5d至堆肥结束，3个处理有效P均呈现出增加的趋势，这是 由于随着堆肥的进行微生物自身活动以及降解有机质释放出有机酸，使得堆肥过程 中的有机酸含量增多11，因此加速了对无机磷的溶解，导致堆肥系统中的有 效磷处于上升的阶段。CK,M1,M2,在堆肥后有效磷的分别增加了 8% , 14.6% , 13.4%，添加了复合菌剂的M1和M2，有效磷的增加量几乎达到了没加 复合菌剂的CK组的2倍。由图7可知，CK,M1,M2的

16、有效钾增加量分别为9% , 44.5% , 35.7%。有效 钾含量除CK外，均高于全钾的增加量，说明添加复合菌剂后的菌渣在堆沤后，里 面的速效养分得到了活化。图5堆肥过程中有效氮含量变化 图6堆肥过程中有效磷含量变化 图7堆肥过程中有效钾含量变化 3结论与讨论(1)金针菇菌渣在堆肥过程中，EC值表现出波动性，均出现先增加后降低的趋势，CK , Ml和M2中的EC值远低于抑制作物生长的限定值4000 pS-cm-1 12, 因此将菌渣经堆肥处理后再使用可以避免不经堆肥直接施入土壤后离子波动性对作 物生长的影响12。(2)金针菇菌渣通过添加复合菌剂以后进行堆肥与自然条件下的堆肥存在显著差异， 能

17、提高堆肥体系中的N,P,K的累积量并能有效的活化菌渣中的速效养分。由研 究可知添加复合菌剂及猪粪的的Ml综合效果最佳，总N,P, K增加量都远高于 未添加复合菌剂的CK，分别为CK增加量的2.2倍，1.2倍和2.1倍。这与张良13 等的研究结果不同，其原因可能存在两点:一是食用菌菌渣的种类不同，可 能受外源微生物的影响不同；二是人工判定添加的夕卜源微生物并非是该菌渣堆肥的 最适微生物。金针菇菌渣经过35 d堆沤，并接种复合菌剂后是可以制成有机肥的。其中接种 复合菌剂的M1和M2可使堆内温度迅速上升，并持续15d左右，最高温度5UC, 而未接种复合菌剂的CK升温慢，最高温度较低整个过程未到到40

18、C从外观形态 及有机肥养分判断，堆沤完毕时，接种菌剂+猪粪的M1腐熟效果最好这与孙建华 等研究结果相似14。实验得到的腐熟堆肥M1和M2的有机质含量平均为41. 05% ,pH值7. 5,N , P , K总量为4.42%达到了有机肥国家标准NY525-2002。参考文献：1 卫智涛，周国英，胡清秀.食用菌菌渣综合利用研究现状J.中国食用菌， 2010 , 29(5):3 -6 , 11.2 孙建华，袁玲，张翼.利用食用菌菌渣生产有机肥料的研究J.中国土壤 与肥料 2008 , 1:52 -54.3 中国科学院南京土壤研究所微生物室.土壤微生物研究法M .北京:科学出 版社，1985.46.4

19、南京农业大学.土壤农化分析M.北京:农业出版社，1986.5 鲍士旦.土壤农化分析M.北京:中国农业出版社，2000,433 -438.6张良，李宗堂，邢雅阁等，草菇菌渣接种固氮菌、磷溶菌进行有机堆肥的 研究J.中国土壤与肥料2015 , 5:85 -88.7 李国学，张福锁.固体废弃物堆肥化与有机复混肥生产M .北京:化学工业 出版社，2001, 33 -60.8 Smars S , Gustafsson L , Bech-Friis B , etc. Improvement of the composting time for household waste during an initi

20、al low pH phase by mesophilic temperature control J .Bioresource Technology , 2002 , 84:237 -241.9胡清秀，卫智涛，王洪媛.双孢蘑菇菌渣堆肥及其肥效的研究J.农业环 境科学学报，2011 , 30(9):1902 -1909.10 魏自民，王世平，魏丹，等.生活垃圾堆肥过程中有机氮形态结果的动态 变化J.植物营养与肥料科学，2005 , 11(2):194 -198.11 Kelley K R,et al. Forms and nature of organic N in soils J. Fertilizer Research , 1995,42:1 -11.12 李吉进.畜禽粪便高温堆肥机理与引用研究D.北京:北京农业大学， 2004.13 张良，李宗堂，肖奎，等.草菇菌渣接种固氮菌、溶磷菌进行有机肥的研 究J.中国土壤与肥料，2012 ,5:85 -89.14 孙建华，袁玲，张翼.利用食用菌菌渣生产有机肥料的研究J.中国土壤 与肥料,2008,1:52 -55.