全 文 :食用菌学报2014.21(3):23~27
收稿日期:2014-06-04原稿;2014-08-20修改稿
基金项目:国家科技支撑计划(编号:2013BAC08B03-05)、国家公益性行业农业科研专项(编号:201303094)、福建
省财政专项-福建省农业科学院科技创新团队建设项目(编号:CXTD-1-1309)、国家星火计划项目(编号:
2011GA720008)的部分研究内容
作者简介:应正河(1979-),男,2006年毕业于福建农林大学,硕士,助理研究员,主要从事食用菌育种与栽培
研究。
*本文通讯作者 E-mail:wengboqi@163.com
文章编号:1005-9873(2014)03-0023-05
利用微生物发酵床养猪垫料废料栽培毛木耳
应正河1,2,林衍铨1,2,江晓凌1,2,黄秀声3,罗旭辉3,翁伯琦3,4*
(1福建省农业科学院食用菌研究所,福建福州350014;2特色食用菌繁育与栽培国家地方联合工程研究中心,
福建福州350014;3福建省农业科学院农业生态研究所,福建福州350013;
4农业部福州农业环境科学观测实验站/福建省红壤山地农业生态过程重点实验室,福建福州350013)
摘 要:开展利用微生物发酵床养猪垫料废料(不同添加比例)栽培毛木耳(Auricularia polytricha)研究,分析
其对毛木耳的产量、品质及重金属含量的影响。结果表明,垫料添加到30%时(垫料30%,木屑49%,棉籽壳
11%,麸皮7%,1%石膏,1%石灰,1%轻质碳酸钙,含水量为63%),产量最高,每袋达到269g,比对照提高
11.16%(P<0.01),其子实体中磷、钾、钠、钙、镁、铁、锌及锰含量均比对照高,且子实体中铅、镉、砷和汞含量
符合绿色食品标准。
关键词:毛木耳;微生物发酵床养猪垫料;产量;重金属含量
毛木耳(Auricularia polytricha)与黑木耳
(A.auricula)同属[1],是黄背木耳和白背木耳等
的总称,为我国主栽食用菌和重要出口食用菌。
栽培毛木耳的主要原料为木屑、棉籽壳和玉米
芯,但随着原材料的价格不断上涨,导致生产成
本不断增加,经济效益下滑。微生物发酵床养猪
垫料中的木屑、谷壳等经过微生物发酵降解产生
腐殖质、纤维素、木质素[2],垫料中富含有机质、
氮、磷、钾以及铁、锰、镁、锌等营养物质[3-7],可为
食用菌栽培基质提供丰富的养分。目前,微生物
发酵床养猪垫料资源再利用技术研究还比较薄
弱,一些废弃垫料基本是堆积闲置状态,造成了
资源浪费及环境污染[8]。近年来,随着生物发酵
床畜禽养殖技术逐渐成熟、迅速推广,有关垫料
用作有机肥的资源化应用技术已见报道[3-7],微
生物发酵床养猪垫料废料用于栽培双孢蘑菇
(Agaricus bisporus)也取得理想效果[9],但关于
利用垫料栽培毛木耳未见报道。为了充分利用
垫料廉价资源,笔者尝试利用微生物发酵床养猪
垫料废料替代部分常规培养料原料栽培毛木耳,
以菌丝体和子实体生长情况为考察指标,筛选出
适宜毛木耳栽培的基质配方,同时对所栽培获得
子实体矿质元素含量和铅、镉、砷、汞重金属含量
进行测定,旨在降低毛木耳生产成本、改善培养
料成分,为构建垫料栽培食用菌循环利用技术体
系奠定基础。
1 材料与方法
1.1供试菌株
毛木耳(A.polytricha)菌株781由福建省
农业科学研究院食用菌研究所保藏中心提供。
1.2供试原料
供试原料为新鲜、干燥、无霉变的棉籽壳、木
屑、麸皮、玉米粉。微生物发酵床养猪垫料废料
(简称为垫料)由福州万宇农牧有限公司提供。
初始垫料:木屑和谷壳按照1∶1的比例混合,加入
福建省农业科学院农业生物资源研究所研发的
“零排放1号”发酵菌剂1000倍液至垫料含水量
为45%左右。本试验使用的废弃垫料为猪舍垫
圈使用18个月的废弃垫料,经福建省农业科学
院中心实验室检测,垫料总碳含量为31.3%,全
氮含量为1.63%,全磷含量为1.89%,全钾含量
DOI:10.16488/j.cnki.1005-9873.2014.03.007
食 用 菌 学 报 第21卷
为0.44%,木质素含量为19.6%,纤维素含量为
22.5%,半纤维素含量为11.7%。
1.3培养基质配方
选用目前生产上常用栽培料配方为对照:
70%杂木屑,17%棉籽壳,10%麸皮,1%石膏,
1%碳酸氢钙,1%石灰。以垫料部分代替对照配
方的棉籽壳、杂木屑和麸皮,设计试验配方见
表1。
表1 供试栽培料配方
Table 1 Formulae of test substrates
配方
Formula
垫料
Spent litter1)(%)
木屑
Sawdust(%)
棉籽壳
Cotton seed huls(%)
麸皮
Wheat bran(%)
对照 Control 0 70 17 10
A1 10 63 15 9
A2 20 56 13 8
A3 30 49 11 7
A4 40 42 9 6
A5 50 35 7 5
A6 60 28 5 4
A7 70 19 5 3
A8 80 10 5 2
A9 90 4 2 1
A10 100 0 0 0
对照和A1~A9含有1%石膏、1%石灰、1%轻质碳酸钙,含水量为63%
Controls and substrates A1~A9also contained 1%gypsum,1%lime,1%CaCO3and 63%water;1)Spent litter:waste remaining after
a mixture consisting of 50%rice chaff and 50%sawdust,supplemented with a live microbial preparation(Lingpaifang No.Ⅰdiluted
1000-fold to adjust the overal water concentration to 45%),was fermented for 2-3days at 70℃and then used as bedding material in
apig house for 18months
1.4栽培方法
将配制好的培养料装入聚丙烯塑料袋
(17cm×33cm×0.005cm)中,每配方30袋,设
3次重复,每袋装料合干重420g。126℃灭菌
2.5h,接种后及时移入发菌室,参照文献[1]进行
墙式立体栽培。接种后观察菌丝长势,记录菌丝
满袋时间、单袋平均产量,前三潮的产量总和计
为产量,计算生物学率。对菌丝生长较好,子实
体产量较高的培养料配方所栽培的子实体进行
磷钾等元素含量及重金属含量测定。
生物学效率=每袋鲜菇产量/每袋干料重量
×100%
1.5元素含量测定方法
将采收的新鲜子实体置于50℃烘干箱中烘
干,粉碎并过50目筛,备用。
磷含量的测定方法依照 GB/T6437.92-
2002,钾含量的测定方法依照 GB/T13885-2003,
钠、钙、镁、铁、锌和锰含量的测定方法依据 GB/
T13885-2003,砷 含 量 的 测 定 方 法 依 照 GB/
T13079-2006,汞 含 量 的 测 定 方 法 依 照 GB/
T13081-2006,铅 含 量 的 测 定 方 法 依 照 GB/
T13080-2004,镉 含 量 的 测 定 方 法 依 照 GB/
T13082-1991,以上测定由福建省农业科学院中
心实验室承担并完成。
1.6数据处理
所有数据均采用DPS软件进行差异显著性
分析。
2 结果与分析
2.1垫料中重金属残留量
垫料中重金属 As、Hg、Pb和 Cd残留量分
别为1.63、0.08、1.79和0.47mg/kg,参照城
镇垃圾农用控制标准(GB8172-1987)[10]以及农
用污泥中污染物控制标准(GB4284-1984)[11],
垫料中砷、汞、铅、镉重金属含量均在标准限量
范围内。
2.2不同培养料对毛木耳生长的影响
不同培养料配方对毛木耳菌丝长势、满袋天
数和子实体产量的影响如表2所示,当垫料添加
到90%时,毛木耳菌丝还能生长出菇,在培养基
A2、A3、A4上的菌丝生长旺盛、洁白浓密,菌丝
长势最好;随着垫料添加量的逐渐提高,菌丝满
袋天数逐渐缩短,垫料添加到80%以上时,菌丝
满袋天数缩短到40d以内;A2、A3袋单产极显
42
第3期 应正河,等:利用微生物发酵床养猪垫料废料栽培毛木耳
著高于对照,垫料添加到30%时,毛木耳单袋平
均产 量 最 高 为 269g,比 对 照 袋 单 产 提 高
11.16%,生物学效率为64.1%,垫料添加到40%
以上时,单袋平均产量显著低于配方A3。
表2 不同培养料对毛木耳菌丝体和子实体生长的影响
Table 2 Growth of fungal mycelium and fruit bodies on different substrates
处理
Treatment
菌丝长势
Mycelial growth
vigor
菌丝满袋时间
Time from inoculation
to ful colonization(d)
单袋平均产量
Yield(g/bag)
生物转化率
Biological efficiency
(%)
对照 Control +++ 45±2 242±5.9cd BC 57.5
A1 +++ 44±2 258±6.0ab AB 61.4
A2 ++++ 44±2 265±7.0ab A 63.2
A3 ++++ 43±1 269±6.6aA 64.1
A4 ++++ 43±1 252±10bc AB 60.0
A5 +++ 42±2 232±5.1dC 55.3
A6 +++ 41±1 145±5.6eD 34.5
A7 ++ 41±2 111±15.4fE 26.4
A8 ++ 39±2 51±6.1g F 12.2
A9 + 38±1 41±4.0g F 9.8
A10 - - - -
+菌丝生长较弱,+ +菌丝生长一般,+++菌丝生长较好,++++菌丝生长旺盛,-未生长;数据为试验平均值±SD,大小写字母分
别表示在0.01和0.05水平上的差异性
+Sparse growth,++ moderate growth,+++good growth,++++luxuriant growth,-no growth;Values shown are the means
(n=3)±SD;Different lower and higher case letters represent significant differences at P0.05and 0.01,respectively
2.3不同培养料对毛木耳子实体元素含量的影响
2.3.1矿质元素含量
由表3可知,各处理子实体中磷和钾含量随
着垫料添加量的增加而升高,A6子实体的磷和
钾含量最高,比对照高127.8%和59.8%;各处理
子实体中钠、镁、锌和锰含量都要高于对照的含
量,与对照差异明显,A5子实体中的钠含量最
高,比对照高163.74%,A6子实体中的镁和锌含
量最高,比对照高84.08%和73.08%;A2子实体
中的锰含量最高,比对照高50.51%;A5子实体
中的铁和 A1子实体中的钙含量分别比对照高
185.47%和22.47%。
表3 栽培料对毛木耳子实体中不同元素含量的影响
Table 3 P、K、Na、Ca、Mg、Fe、Zn、Mn and heavy metal levels in A.polytrichafruit bodies
测定项目
Element
处理 Treatment
对照 Control A1 A2 A3 A4 A5 A6
P(%) 0.2 0.2 0.2 0.3 0.3 0.3 0.4
K(%) 1.0 0.9 0.9 1.2 1.2 1.2 1.6
Na(mg/kg) 597.1 687.2 829.3 820.1 902.9 1574.8 984.4
Ca(mg/kg) 1086.0 1330.0 1317.0 1278.0 1131.0 910.0 1034.0
Mg(mg/kg) 1113.7 1651.3 1835.9 2034.5 1892.9 1887.2 2050.1
Fe(mg/kg) 108.3 91.4 86.6 114.8 108.8 309.1 207.3
Zn(mg/kg) 10.4 12.4 13.4 16.5 15.1 17.0 18.0
Mn(mg/kg) 3.9 5.6 5.9 5.7 4.0 5.0 5.0
As(mg/kg) 0.04 0.07 0.06 0.09 0.15 0.15 0.22
Hg(mg/kg) 0.03 0.02 0.13 0.07 0.05 0.11 0.16
Pb(mg/kg) <0.5 <0.5 <0.5 <0.5 <0.5 <0.5 <0.5
Cd(mg/kg) <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1
52
食 用 菌 学 报 第21卷
2.3.2重金属Pb、Cd、As和Hg含量
依据《中华人民共和国农业行业标准》(绿色
食品食用菌 NY/T 749-2012),食用菌子实体干
品重金属标准:Pb<2.0mg/kg,Cd<1.0mg/kg,
As<1.0mg/kg,Hg<0.2mg/kg,由表3可知,
供试培养料栽培的毛木耳子实体中四种重金属含
量都符合绿色食品标准;在不同处理中,毛木耳子
实体中砷的含量随着垫料含量的增加而逐渐升
高,而毛木耳子实体中汞的含量表现各异。
3 讨论
利用垫料栽培毛木耳试验结果表明,垫料栽
培毛木耳确实可行,与其他原料按照一定配比组
合完全可以满足毛木耳菌丝生长及子实体生长发
育的营养要求。垫料中的木屑经过微生物发酵分
解,更有利于毛木耳菌丝的吸收。配方 A3栽培
毛木耳效果较好,不但明显提高了产量,还缩短了
生长周期,而且子实体中的矿质元素含量也高于
对照。
如今禽畜饲养方式大量使用含有重金属元素
的饲料添加剂,生物发酵床垫料养殖技术本身不
可能消减重金属元素,从而导致重金属元素在垫
料中累积[4],因此,利用垫料栽培食用菌前,应对
垫料进行重金属含量检测。一些研究结果表明,
生物发酵床养猪垫料中重金属含量处于较低水
平,符合国家相关标准[3-5,12],本试验中的发酵床
养猪垫料废料中4种有害重金属含量均在相关标
准限量范围内,各处理子实体中铅、镉、砷和汞含
量均符合国家食用菌绿色食品标准。
利用微生物发酵床养猪垫料栽培毛木耳,丰
富了毛木耳产业的原料资源,降低了生产成本,实
现了废弃垫料资源化利用,对农业生产的可持续
发展有着积极意义。
参考文献
[1]吕作舟.食用菌栽培学[M].北京:高等教育出版社,
2006:177.
[2]宋泽琼,蓝江林,刘波,等.养猪微生物发酵床垫料发
酵指数的研究[J].福建农业学报,2011,26(6):
1069-1075.
[3]胡海燕,于勇,张玉静,等.发酵床养猪废弃垫料的资
源化利用评价[J].植物营养与肥料学报,2013,19
(1):252-258.
[4]赵兴征,刘宝庆,葛成冉,等.生物发酵床养猪垫料中
营养成分及重金属含量的测定[J].贵州农业科学,
2013,41(11):129-131.
[5]黄静,康建平,苏波,等.生物床养猪垫料用作有机肥
的安全性研究[J].食品与发酵科技,2011,47(1):
39-41.
[6]黄义彬,李即,张莉,等.发酵床垫料无害化处理技术
研究[J].贵州畜牧兽医,2011,35(5):3-7.
[7]张媛媛,胡启蒙,刘春燕,等.发酵床养猪垫料重金属
含量变化[J].上海交通大学学报,2013,31(4):23-29.
[8]蓝江林,刘波,宋泽琼,等.微生物发酵床养猪技术研
究进展[J].生物技术进展,2012,2(6):411-416.
[9]阮瑞国,丁李春,罗仰奋,等.葡萄园中零排放猪舍垫
料废料栽培双孢蘑菇[J].食用菌学报,2011,18(3):
31-34.
[10]GB8172-1987城镇垃圾农用控制标准[S].
[11]GB4284-1984农用污泥中污染物控制标准[S].
[12]张霞,杨杰,李健,等.猪发酵床不同原料垫料重金属
元素累积特性研究[J].农业环境科学学报,2013,32
(1):166-171.
Cultivation of Auricularia polytricha
UsingSpent PigLitter
YING Zhenghe1,2,LIN Yanquan1,2,JIANG Xiaoling1,2,
HUANG Xiusheng3,LUO Xuhui 3,WENG Boqi 3,4*
(1Institute of Edible Fungi,Fujian Academy of Agricultural Sciences,Fuzhou,Fujian 350014,China;
2 National and Local Joint Engineering Research Center(NDRC)for Breeding &Cultivation of Featured
Edible Fungi,Fuzhou,Fujian 350014,China;3 Agricultural Ecology Institute,Fujian Academy of Agricultural
Sciences,Fuzhou,Fujian 350013,China;4Fuzhou Scientific Observing and Experimental Station of Agro-
Environment,Ministry of Agriculture/Fujian Key Laboratory on Ecological Processes of Hily Agriculture in Red
Soil Region,Fuzhou,Fujian 350013,China)
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第3期 应正河,等:利用微生物发酵床养猪垫料废料栽培毛木耳
Abstract:A mixture consisting of 50% rice chaff and 50% sawdust,supplemented with a live microbial
preparation(Lingpaifang No.Ⅰ diluted 1000-fold to adjust the overal water concentration to 45%),was
fermented for 2-3days at 70℃and then used as bedding material in a pig house.After 18months,the spent
litter remaining was incorporated into ten growth substrate formulae used to cultivate Auricularia polytricha.
One of these(Substrate A3consisting of 49%sawdust,30%spent litter,11%cotton seed huls,7% wheat
bran,1%gypsum,1%lime,1% CaCO3and 63% water)produced the highest fruit body yield of 269g/bag,
which was higher of 11.16% (P<0.01)compared to controls.P,K,Na,Ca,Mg,Fe and Zn levels in fruit
bodies were higher than controls,and Pb,Cd,As and Hg levels in fruit bodies were lower than the safe
thresholds defined for Green Food.
Key words:Auricularia polytricha;spent pig litter;mushroom yield;heavy metal cotent
[本文编辑] 于荣利
72