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秸秆牛粪堆制基料理化性状对双孢蘑菇产量和品质的影响



全 文 :dible fungi2013(1)
双孢蘑菇栽培基料以秸秆和畜禽粪便为主要原料,通过
堆肥腐熟的方法获得;双孢蘑菇堆肥发酵是双孢蘑菇生产的
关键环节,堆肥发酵水平决定了双孢蘑菇生产水平 [1]。双孢
蘑菇栽培基料堆制按过程分一次发酵和二次发酵,当前大多
以二次发酵为主;按堆制方式分传统方式和工厂化方式,传
统堆制方式在国内广泛存在但逐渐趋于减少,而隧道式堆制
方式由原先的零星存在趋向于逐渐增加,且效果显著优于传
统堆制方式 [2];隧道式堆制方式堆制栽培基料质量取决于原
料组成和堆制过程控制[3],[4]。
无锡市祥云菇业公司采用隧道式堆制方式生产双孢蘑
菇栽培基料,在生产中由于基料质量不稳定,进而影响到蘑
菇产量和品质;针对上述问题,本试验拟开展双孢蘑菇栽培
基料生产及栽培试验,通过对不同批次蘑菇栽培基料理化性
状进行分析,同时对栽培得到的双孢蘑菇的品质和产量进行
统计分析,对栽培基料与品质、产量间关系进行评估,以期为
秸秆和牛粪工厂化堆制双孢蘑菇栽培基料提供理论依据和
技术支持。
1 材料与方法
1.1 试验方法 试验在江苏省无锡市祥云菇业有限公司开
展,供试水稻秸秆取自江苏省宜兴市万石镇后洪村,供试牛
粪取自无锡市天蓬生态科技有限公司,牛粪风干后储存备
用,原料基本性状见表 1。在该公司原料来源组成变动时选
取 7个批次隧道堆制过程及栽培过程为监测对象,对各阶段
栽培基料的理化性状进行分析测定,并监测堆制过程中的温
度,将 7个批次隧道堆制所获基料用于双孢蘑菇栽培,对栽培
得到的双孢蘑菇进行品质分析,并统计产量,进而对栽培基
料与双孢蘑菇品质和产量间相关性进行评估。
该公司隧道堆制所需原料秸秆与牛粪以 6∶4(干基)混
合,但因机械操作过程及原料来源差异,使得各批次原料配
比存在差异;隧道堆制过程包括预湿和预堆、一次发酵、二次
发酵三个步骤,各步骤详细操作过程见参考文献[5],预湿和预
堆、一次发酵、二次发酵结束时均多点取样组成混合样品,充
分混合后保留混合样品 500 g,用于理化性状的分析测定。
双孢蘑菇栽培时的接种和出菇管理均同该公司日常操作 [5];
当双孢蘑菇长到适宜大小时多点采摘取样,充分混合后保留
混合样品 500 g,用于双孢蘑菇品质分析测定,栽培结束时,
多点取菇渣组成混合样品,充分混合后保留混合样品 500 g,
用于分析理化性状,同时统计各批次栽培基料栽培双孢蘑菇
后的产量。
表1 制作双孢蘑菇栽培基料所需原料的基本理化性状
物料
稻草
牛粪
有机碳/(g·kg-1)
422.69
285.65
全氮/(g·kg-1)
8.01
23.36
C/N
53.77
12.23
pH

8.27
1.2 测定指标及方法 基料理化性状测定采用常规方法[6]:
基质 pH采用 pH计测定,总有机碳采用重铬酸钾容量法-外
加热法,全氮采用半微量凯氏定氮法,基质可溶性糖和多糖
测定采用蒽酮比色法,蛋白质测定采用凯氏定氮法,脂肪测
定采用索氏抽提法,粗纤维含量测定采用纤维素测定仪进
行,蘑菇灰分测定采用马弗炉 550℃灼烧法。
1.3 数据处理及统计 数据整理及统计采用 Excel和 SPSS
(11.0)软件进行。
2 结果与分析
2.1 堆制过程基料温度变化 传统栽培基料一次发酵过程
中堆体氧气很快会被耗尽,使得堆体内部大多处于厌氧状
态,只有堆体的外周氧气含量较高,造成堆体内发酵受到限
制,嗜热菌仅在有限范围内生长繁殖继续发热[7],堆料隧道式
发酵可以通过强制通风供给氧气,使得堆体各部分温度保持
均匀。本试验中 7个批次堆肥基料均在短时间内迅速升温,
堆制第 2 d堆体中心温度即达到 75~80 ℃,升温迅速,一次发
酵时间共需 7 d,比传统发酵时间缩短 8~10 d。
隧道二次发酵主要经过温度平衡、杀菌过程、腐熟过程
收稿日期:2012-07-14一稿;2012-07-18修改稿。
基金项目:公益性行业(农业)科研专项(200903011~01);江苏
省农业科技自主创新基金项目[CX(09)622]。
作者简介:于建光,博士,副研究员,研究方向为农业废弃物处
理与处置。
*通讯作者。
秸秆牛粪堆制基料理化性状对双孢蘑菇产量和品质的影响
于建光 1,2 李瑞鹏 1,2,3 陆建刚 4 常志州 1,2* 顾元 1,2,3
(1江苏省农业科学院农业资源与环境研究所,江苏南京 210014;2江苏省农业废弃物资源化工程技术研究中心,江苏南京 2100141;
3南京农业大学资源与环境科学学院,江苏南京 210095;4无锡市祥云菇业有限公司,江苏宜兴 214217)
摘 要 为更好地提高隧道式堆制生产双孢蘑菇基料的质量,
从而满足双孢蘑菇生产中对产量和品质的要求,进而为秸秆和
奶牛场废弃物混合堆制双孢蘑菇栽培基料提供理论依据和技
术支持,通过采集 7个批次隧道堆制生产的栽培基料,对其理化
性状进行分析,分析栽培得到的双孢蘑菇的品质和产量,并对
栽培基料与品质、产量间关系进行评估。结果表明:二次发酵
结束时,各批次栽培基料的 pH均微偏碱性,基料全氮含量上
升,C∶N下降。B5批次栽培基料所得双孢蘑菇的品质最好,产
量较高,所得栽培基料适合栽培双孢蘑菇,栽培基料原料堆制
配方较为合理。二次发酵后栽培基料总有机碳含量、C∶N与品
质和产量负相关,基料全氮含量与品质和产量正相关。
关键词 秸秆 牛粪 双孢蘑菇 产量 品质
文章编号 1000-8357(2013)01-0021-03
培 养 材 料
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dible fungi 2013(1)
和冷却四个阶段,栽培基料移入隧道发酵槽 6~10 h将温度控
制在 40 ℃左右,随后堆体开始升温,当堆体温度升到 50 ℃
时,通入热蒸汽使堆体温度升到 58~62 ℃,并保持 8 h,进一步
杀灭病菌害虫卵,然后机械通风将堆体温度降至 48~52 ℃,
保持 6 d左右,促进有益微生物大量繁殖和栽培基料腐熟。
2.2 栽培基料pH变化 7个批次隧道栽培基料的原料初始
pH各不相同,B1批次的原料初始 pH最高,为 9.36,B7批次
初始 pH最低,为 8.02,各批次基料的 pH在整个堆制过程中
呈降低趋势(图 1),这主要是由于发酵过程中氨态氮的不断
挥发以及微生物分解有机物产生的有机酸使得基料的 pH不
断降低。双孢蘑菇菌种的适宜 pH微偏碱性,介于 7.5~8.5之
间[8],二次发酵结束时,各批次基料的 pH均呈微偏碱性,其中
B4的 pH最高,为 8.35,B7的 pH最低,为 7.63,其他批次的 pH
几乎相近,均适合双孢蘑菇食用菌的生长增殖;在双孢蘑菇栽
培结束后,B7栽培基料的 pH几乎没有变化,其他批次基料的
pH均明显下降,这主要归因于双孢蘑菇利用基料中的有机质
进行分解代谢产生CO2和有机酸等使得栽培基料的pH降低。
2.3 栽培基料总有机碳、全氮和C∶N变化 随着堆制时间
的进行,7个批次基料的总有机碳均呈逐渐下降的趋势,其中
一次发酵和二次发酵过程中栽培基料总有机碳下降较少,两次
发酵后基料总有机碳累积下降分别占其预堆后总有机碳的
10.44%、2.79%、11.36%、9.64%、10.43%、17.67%和 12.43%;各
批次栽培基料的总有机碳经过双孢蘑菇栽培后降解较多,分
别下降了72.52、153.67、85.84、59.91、76.94、61.36和87.52 g/kg,
分别占预堆后栽培基料总有机碳的 19.05%、40.16%、22.66%、
16.42%、22.87%、16.56%和 23.89%。
随着堆制的进行和栽培,7个批次栽培基料的全氮含量
逐渐升高,尽管堆制过程中氨氮的散失以及双孢蘑菇菌种的
吸收利用使得氮素损失,但微生物对有机物的降解使得栽培
基料总固形物减少幅度大于氮素的损失幅度,使栽培基料的
全氮含量逐渐升高。经两次发酵后,7个批次栽培基料的全氮含
量分别增加了6.89、2.26、6.89、8.15、7.40、8.82和9.08 g/kg,两次
发酵结束时堆肥槽B4栽培基料全氮含量最高,为 18.23 g/kg,
B2批次栽培基料全氮含量最低,为 12.97 g/kg。
栽培基料的 C∶N随着堆制的进行,呈逐渐下降趋势,主
要是由于栽培基料总有机碳含量降低和全氮含量升高,经过
两次发酵后,栽培基料的 C∶N分别下降了 47.07%、19.76%、
48.43%、50.18%、48.13%、65.66%和 59.97%,其中 B5批次栽
培基料的C∶N降幅最大,二次发酵后C∶N为 17.13,B2批次栽
培基料的C∶N降低幅度最小,为 28.68,其他批次栽培基料的
C∶N介于 17~20之间。双孢蘑菇栽培结束时,B6批次栽培基
料的 C∶N最大,为 15.10,其他批次栽培基料的 C∶N介于 12~
13之间,相差不大(图 2)。
图2 栽培基料总有机碳、全氮和C∶N变化
(B1、B2、B3、B4、B5、B6和B7代表 7个批次)
400
350
300
250
200




/(g·
kg-
1 )
预堆后 一次发酵 二次发酵 栽培后
采样时间
23
21
19
17
15
13
11
9
7
5


/(g·
kg-
1 )
预堆后 一次发酵 二次发酵 栽培后
采样时间
B5 B6 B7
B1 B2 B3
B4
70
60
50
40
30
20
10
0
C∶N
预堆后 一次发酵 二次发酵 栽培后
采样时间
B5 B6 B7
B1 B2 B3
B4
B5 B6 B7
B1 B2 B3
B4
培 养 材 料
10.0
9.5
9.0
8.5
8.0
7.5
7.0
6.5
6.0
采样时间
pH
预堆后 一次发酵 二次发酵 栽培后
B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7
图1 不同批次栽培基料堆制过程中pH变化
(B1、B2、B3、B4、B5、B6和B7代表 7个批次)
2.4 栽培基料可溶性糖含量变化 栽培基料在堆制过程中
由微生物产生的纤维素酶以粗纤维为底物,产生可溶性糖,
而栽培基料含有较多的可溶性糖,有利于双孢蘑菇菌丝的生
长繁殖,促进双孢蘑菇的高产优质 [9]。各批次栽培基料可溶
性糖含量呈先增加后降低的趋势,B5批次栽培基料的可溶性
糖含量在一次发酵后达到最大值随后开始降低,其他批次栽
培基料可溶性糖含量均在二次发酵后达到最大值,经过两次
发酵后,B2批次栽培基料的可溶性糖含量最高,为 3.02%,B5
批次栽培基料的可溶性糖含量最低,为 2.38%。种植双孢蘑
菇后,双孢蘑菇利用栽培基料中的可溶性糖进行生长代谢产
生子实体,使得菇渣的可溶性糖含量大量减少。在栽培结束
时各批次栽培基料可溶性糖含量分别下降了 49.92%、
51.22%、67.57%、49.26%、44.71%、62.59%和 63.98%(图 3)。
2.5 各批次双孢蘑菇的品质和产量 双孢蘑菇的营养品质
指标主要有蛋白质、粗脂肪、多糖、粗纤维和灰分,蛋白质、粗
脂肪和多糖含量越高,双孢蘑菇品质越好,但在关注肥胖的
22
dible fungi2013(1)
当今公众比较偏向于脂肪含量低的食品,粗纤维和灰分含量
越低,双孢蘑菇品质越好[10]。各批次双孢蘑菇的营养成分和产
量如表 2所示,B5批次栽培所得蛋白质含量最高,达 48.57%,
B5批次栽培基料所得粗脂肪含量最低,为 1.61%,B4批次栽
培基料所得多糖含量最高,为 2.81%,B7批次栽培基料所得
粗纤维含量最低,为 10.90%,B1批次栽培基料所得灰分含量
最低,为 10.30%;采摘结束时 B7批次的双孢蘑菇产量最高,
达 15.77 kg/m2,B3批次的双孢蘑菇产量最低,为 9.63 kg/m2。
表2 各批次栽培基料栽培双孢蘑菇的营养成分和产量
指标
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
蛋白质
/%
25.27
28.27
20.45
31.77
48.50
37.09
31.76
粗脂肪
/%
2.45
2.33
2.57
2.11
1.61
1.79
1.89
多糖
/%
1.43
2.26
1.82
2.81
2.25
2.77
1.87
粗纤维
/%
16.54
18.12
11.61
17.17
13.20
16.75
10.90
灰分
/%
10.30
11.33
11.80
11.38
11.50
12.07
12.02
产量
/(kg·m-2)
9.9
10.8
9.63
11.59
15.39
15.41
15.77
注:B1、B2、B3、B4、B5、B6和B7代表 7个批次。
综合考虑品质与产量,B5批次栽培基料所得双孢蘑菇的
蛋白质含量最高,粗脂肪含量最低,多糖、粗纤维和灰分含量
居中,并且 B5批次栽培基料的产量为 15.39 kg/m2,与产量最
大的B7相差不多,因此B5批次栽培基料所得的品质最好,产
量较高,所得栽培基料适合栽培双孢蘑菇,栽培基料原料堆
制配方较为合理。
2.6 双孢蘑菇栽培基料理化性状与双孢蘑菇产量品质间的
关系 双孢蘑菇产量、品质与两次发酵后栽培基料理化性状
的相关性分析如表 3,栽培基料总有机碳含量、蛋白质、多糖、
灰分含量和产量负相关,与粗脂肪和粗纤维含量正相关,其
中与蛋白质含量和产量的负相关显著(P<0.01和P<0.05);栽
培基质全氮含量与双孢蘑菇蛋白质、多糖含量和产量均正相
关,与粗脂肪、粗纤维和灰分含量负相关,但其相关性均不显
著(P>0.05);栽培基质C∶N与双孢蘑菇蛋白质、多糖、灰分含
量和产量均呈负相关,与粗脂肪和粗纤维含量均呈正相关,
但其相关性均不显著(P>0.05);栽培基质可溶性糖含量和蛋
白质、灰分含量呈负相关,与多糖、粗脂肪、粗纤维和产量呈
正相关,但相关性均不显著(P>0.05)。综合考虑栽培基料理
化性状与双孢蘑菇产量品质间的关系,在堆制双孢蘑菇栽培
基料过程中,应保证基料有机质有一定的降解幅度,同时要
控制氮素的损失,使栽培基料的C∶N维持在适宜水平。
表3 双孢蘑菇产量、品质与栽培基质的相关性分析
指标
总有机碳
全氮
C∶N
可溶性糖
蛋白质
-0.626**
0.207
-0.397
-0.579
多糖
-0.253
0.062
-0.051
0.105
粗脂肪
0.773*
-0.210
0.452
0.451
粗纤维
0.410
-0.429
0.486
0.492
灰分
-0.450
-0.076
-0.150
-0.134
产量
-0.753*
0.127
-0.406
0.046
* P<0.05,** P<0.01。
3 小结
二次发酵结束时,各批次栽培基料的 pH介于 7.63~8.35
之间,均微偏碱性,适合双孢蘑菇的生长增殖,基料总有机碳
含量下降 16.42%~40.16%,全氮含量上升,C∶N下降。
B5批次栽培基料所得蘑菇的品质最好,产量较高,所得栽
培基料适合栽培双孢蘑菇,栽培基料原料堆制配方较为合理。
两次发酵后栽培基料总有机碳含量、C∶N与品质和产量
负相关,基料全氮含量与品质和产量正相关,合理控制碳、氮
含量在双孢蘑菇栽培基料堆制生产过程中简便且易操作,是
关键控制指标。
参考文献
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35.5
30.5
25.5
20.5
15.5
10.5
5.5
0
采样时间




/(g·
kg-
1 )
预堆后 一次发酵 二次发酵 栽培后
图3 栽培基料可溶性糖含量变化
(B1、B2、B3、B4、B5、B6和B7代表 7个批次)
B5 B6 B7
B1 B2 B3
B4
培 养 材 料
长治市科艾特商贸有限公司
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