CN104671859A

CN104671859A - 利用作物秸秆栽培食用菌后的培养基废料生产菌渣肥的方法

Info

Publication number: CN104671859A
Application number: CN201510074269.9A
Authority: CN
Inventors: 聂胜委; 张玉亭; 李向东; 张巧萍; 黄绍敏; 康源春; 王二耀; 张水清
Original assignee: Institute of Plant Nutrition and Resource Environmentof of Henan Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Institute of Plant Nutrition and Resource Environmentof of Henan Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2015-02-12
Filing date: 2015-02-12
Publication date: 2015-06-03

Abstract

本发明涉及利用作物秸秆栽培食用菌后的培养基废料生产菌渣肥的方法，可有效解决利用栽培食用菌后的培养基废料制备菌渣肥，以满足农业对肥料的需要，减少环境污染，改良土壤，增加产量的问题，方法是，将栽培食用菌后的培养基废料脱掉外包装的塑料袋体，粉碎，晾晒，然后喷入水，浸润，建堆；在菌渣堆体表面覆盖透明塑料膜，进行第一次发酵；然后去掉透明塑料膜，打碎，均匀翻动，喷施补充水分，再堆放成堆体，覆盖上透明塑料膜，进行第二次发酵；再进行第二次翻堆，继续发酵；以同样的方法每2-3天翻堆一次，直至堆体温度不再升高为止，即成菌渣肥。本发明原材料丰富，废物利用，成本低，制备方法简单，易生产制造，施用效果好，减少环境污染。

Description

利用作物秸秆栽培食用菌后的培养基废料生产菌渣肥的方法

技术领域

本发明涉及肥料，特别是一种利用作物秸秆栽培食用菌后的培养基废料生产菌渣肥的方法，利用栽培食用菌后的培养基废料生产菌渣肥又称为JZA型菌渣肥，以下同。

背景技术

栽培食用菌后残留的培养基废料，又称菌渣，主要包括木屑、棉籽壳、玉米芯及作物秸秆等食用菌分解吸收后残留的粗物质、食用菌代谢产物以及部分菌丝体，所述的作物秸秆包括小麦秸、玉米秸杆等等。我国是食用菌生产大国，据统计，平均每年产生的菌渣在600万t左右，而利用率仅有33%。一方面造成资源的极大浪费；另一方面由于霉菌和害虫的生长，增加了空气中霉菌孢子和害虫的数量造成空气污染。相关研究表明，菌渣还田能提高土壤有机质(SOC)、全氮、有效磷(Olsen-P)、交换钾(Exchangeable-K)的含量，能够增加土壤团粒结构，降低容重，改善土壤pH值，增加土壤微生物群落多样性。同时，利用菌渣可以作为矿井水污染土壤的改良剂，改善土壤理化性质和提高小麦产量；施用菌渣能有效增加稻田土壤的碱解氮、速效钾和有机质含量，改善水稻灌浆期功能旗叶片光合性能，增加水稻有效分蘖数、穗数和产量。此外施用菌渣还可以改善产品品质。当前，由于食用菌生产单位多是分布在广大农村的家庭个体，菌渣堆放废弃现象普遍，如何因地制宜、科学合理的利用栽培食用菌后的培养基废料（又称菌渣），保持食用菌业、种植业的有效衔接以及农村生态环境净化就具有非常重要的现实需求。因此，如何有效利用菌渣是需要认真解决的技术问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种利用作物秸秆栽培食用菌后的培养基废料生产菌渣肥的方法，可有效解决利用栽培食用菌后的培养基废料制备菌渣肥，以满足农业对肥料的需要，减少环境污染，改良土壤，增加产量的问题。

本发明解决的技术方案是，包括以下步骤：

（1）菌渣脱袋、粉碎：将栽培食用菌后的培养基废料脱掉外包装的塑料袋体，粉碎，晾晒；

（2）建堆：将粉碎晾干后的菌渣喷入水，浸润，建堆；

（3）第一次发酵：建堆后，在菌渣堆体表面覆盖透明塑料膜，进行第一次发酵；

（4）第一次翻堆：将第一次发酵好的菌渣堆体去掉透明塑料膜，打碎，均匀翻动，喷施补充水分，再堆放成堆体，覆盖上透明塑料膜，进行第二次发酵；

（5）第二次发酵：第一次翻堆后再堆成堆体进行第二次发酵，第二次翻堆，继续进行发酵；

（6）成品：在第二次翻堆后，以同样的方法每2-3天翻堆一次，直至堆体温度不再升高为止，即成腐熟的菌渣肥。

本发明原材料丰富，废物利用，成本低，制备方法简单，易生产制造，施用效果好，减少环境污染，具有突出的经济和社会效益。

具体实施方式

以下结合具体情况对本发明的具体实施方式作详细说明。

本发明在具体实施中，包括以下步骤：

（1）菌渣脱袋、粉碎：将栽培食用菌后的培养基废料脱掉外包装的塑料袋体，粉碎成粒径为5mm～20mm，晾晒24h；

（2）建堆：将粉碎晾干后的菌渣喷入水，浸润，使重量含水量为50-55%，在环境温度为20-35℃下堆放成长2-6m、宽1.5-2m、高0.5-1.2m的堆体；

（3）第一次发酵：建堆后，在菌渣堆体表面覆盖透明塑料膜，进行发酵，经24-72h发酵，堆体温度升至40℃时，进行第一次翻堆；

（4）第一次翻堆：将第一次发酵好的菌渣堆体去掉透明塑料膜，打碎，均匀翻动，喷施补充水分，使重量含水量为50-55%，然后再堆放成堆体，覆盖上透明塑料膜，进行第二次发酵；

（5）第二次发酵：第一次翻堆后再堆成堆体进行第二次发酵，当温度升至55-65℃时，保持24-36h，进行第二次翻堆，去掉堆体上的透明塑料膜，打碎，均匀翻动，喷施补充水分，使重量含水量为50-55%，然后再堆放成堆体，覆盖上透明塑料膜，继续进行发酵；

（6）成品：在第二次翻堆后，以同样的方法每2-3天翻堆一次，直至堆体温度不再升高为止，每次翻堆后再建堆体时，都要保持重量含水量50-55%，从建堆到发酵成菌渣肥时间为40-55天，即成腐熟的菌渣肥，每次建堆发酵都在同样的环境温度下进行，即步骤（2）给出的环境温度，为节约能源，一般都是在夏天进行菌渣肥生产。

所述的作物秸秆为小麦秸、玉米秸杆或其等重量比的混合物。

本发明制备的菌渣肥物料松散，质地松软，体积缩小，呈深褐色或黑褐色，无异味（不招苍蝇），经权威部门测试，菌渣肥有机质(SOM)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)含量分别为35.6%、0.86%、0.21%、0.15%，pH为7.97，并经实地试验取得了非常满意的有益技术效果，申请人经2013年、2014年的实验表明，化肥投入为：氮肥为尿素[CO(NH₂)₂]，施纯氮165 kg/ hm²，底肥、追肥比(重量比)为6/4；磷肥为磷酸二氢钙[Ca(H₂PO₄)₂]，施磷肥(P₂O₅) 82.5 kg/ hm²；钾肥为硫酸钾(K₂SO₄)，施钾肥(K₂O) 82.5 kg/ hm²，磷、钾肥做底肥一次施入。JZA型菌渣肥施用量为6000 kg/hm²时，表现出稳定的增产效果；在2013年，JZA型菌渣肥的小麦产量达到5115.9 kg/hm²，高于不施菌渣肥(4922.5 kg/hm²)；2014年，JZA型菌渣肥的小麦产量达到10021.7 kg/hm²，高于不施菌渣肥(9496.4 kg/hm²)，增产幅度在5%左右。

具体实验资料如下：

1材料与方法

1.1试验地概况

试验地位于河南省农业科学院郑州国家潮土土壤肥力与肥料效益监测站(34°47′N, 113°40′E)，气候类型为暖温带季风气候，四季分明，年平均气温14.4 ℃，＞10 ℃积温约5,169 ℃。7月最热，平均27.3 ℃；1月最冷，平均0.2 ℃；年平均降雨量645 mm，无霜期224 d，年平均蒸发量1,450 mm, 年日照时间约2400 h。土壤类型为潮土，pH 8.3，土壤有机质(SOM) 78.2 g/kg，全氮0.074%，有效磷(Olsen-P) 25.6 mg/kg，有效钾(K) 98.2 mg/kg。

1.2 试验设计

试验为随机区组设计，JZA型菌渣肥分施用量分为: 试验组一3000(JZA-JZ1)、试验组二6000(JZA-JZ2)、试验组三9000(JZA-JZ3) kg/hm² 3个水平，不施菌渣肥为对照组(CK-JZ0)；其中JZA-JZ1、JZA-JZ2、JZA-JZ3分别代表菌渣肥为3000、6000、9000 kg/hm²施用量水平的处理代号或编号。小区面积为5×8 m²，4个处理，每个处理重复3个点，共计12个小区。小麦种植季田间做业顺序依次为：将上季玉米的秸秆全部粉碎还田，各小区施入对应量的菌渣肥，然后进行犁翻耕，犁深度为20cm左右，旋耕2遍，最后打梗播种。试验选用的小麦品种为郑麦7698(国审麦2012009)，分别于2012、2013年的10月中旬播种，机播耧播种，行距23 cm，播量均为375 kg/ hm²；氮肥为尿素[CO(NH₂)₂]，施纯氮165 kg/ hm²，氮肥的底肥、追肥比(重量比)为6/4；磷肥为磷酸二氢钙[Ca(H₂PO₄)₂]，施磷肥(P₂O₅) 82.5 kg/ hm²；钾肥为硫酸钾(K₂SO₄)，施钾肥(K₂O) 82.5 kg/ hm²，磷、钾肥做底肥一次施入。分别于2013、2014年6月上旬收获，各个小区实收测产、考种；小麦生育期内各个小区田间管理均保持一致。

1.3 分析方法

成熟期进行田间植株样品的采集和考种，记录田间株高、穗长、干物质总质量、群体穗数、穗粒数、千粒质量等；小区实收4m²计算产量。文中数据用Excel、DPS等软件进行整理分析。

2结果与分析

2.1在不同施用量水平上施用不同菌渣肥对小麦生长因子的影响，统计处理结果见表1。

由表1可以看出，2013年，本发明组与对照组相比，在 JZ1 施用量水平上， JZA菌渣肥处理的干物质总质量较高，分别达到17690.6 kg/hm²；株高、穗长以JZA处理的较高。在JZ2施用量水平上，菌渣肥处理的干物质总质量均高于对CK；菌渣肥处理的株高有所增高，穗长则有所降低。在JZ3施用量水平上，菌渣肥处理的株高均有增加；干物质总质量和穗长也有一定的变化，但是处理间均未达到显著(P≤0.05)差异。

表1在不同施用量水平上施用不同菌渣肥对小麦生长因子的影响

注：表中字母代表不同施肥处理同一施肥水平内P≤0.05的显著水平。下同

本发明组2014年与对照组相比，在JZ1施用量水平上，菌渣肥处理的株高均有下降，穗长则有所增加，JZA处理的干物质总质量高于对照，所有处理间均未达到显著(P≤0.05)水平。在JZ2施用量水平上，除JZA处理的干物质总质量低于对照组CK；JZA处理的株高高于对照组CK；菌渣肥处理的穗长较小。在JZ3施用量水平上，JZA处理的株高、穗长均有增加，所有处理的干物质总质量则低于对照组CK。

2.2 在不同施用量水平上施用不同菌渣肥对小麦产量构成的影响，统计处理结果见表2。

表2在不同施用量水平上施用不同菌渣肥对小麦产量构成的影响

由表2可以看出，在2013年，与对照组CK相比，JZ1施用量水平上， JZA、CK群体穗数分别为529.3、509.6万穗/hm²；JZA处理的穗粒数高于对照组CK；施菌渣肥处理的千粒质量高于CK(51.68 g)。在JZ2施用量水平上，对穗粒数、千粒重影响较为明显，JZA处理的穗粒数最大，达到35.50粒/穗；千粒质量低于于JZA处理；菌渣肥处理的群体穗数均高于对照组CK，但是各处理间的群体穗数差异不显著(P≤0.05) (表2-2013)。在JZ3施用量水平上，与对照组CK相比，菌渣肥处理的穗粒数增加，JZA处理均显著(P≤0.05)高于对照组CK，JZA、对照组CK处理分别为39.57、27.73 粒/穗；千粒质量则低于对照组CK，JZA处理显著(P≤0.05)低于对照组CK，JZA、对照组CK分别为46.65、51.58 g；此外，JZA处理的群体穗数高于对照组CK。

本发明组2014年与对照组CK相比，在JZ1施用量水平上，JZA(30.5 粒/穗，574.4 万穗/hm²)处理的穗粒数、群体穗数高于CK(28.6 粒/穗，571.5 万穗/hm²)；JZA处理的千粒质量低于CK(53.63g)。在JZ2施用量水平上，菌渣肥处理的群体穗数低于CK，JZA处理的穗粒数为31.6粒/穗，高于CK，而千粒质量则均低于CK。在JZ3施用量水平上，菌渣肥处理的穗粒数高于CK，JZA、CK处理分别为30.4、28.6 粒/穗；JZA(557.0 万穗/hm²)处理的群体穗数低于CK；此外，千粒质量有所下降(表2-2014)。

2.3 在不同施用量水平上施用不同菌渣肥对小麦产量的影响

施用菌渣肥后对小麦产量的影响，在2013年， JZA-JZ1处理的小麦产量低于CK(4922.5 kg/hm²)，分别为4237.1 kg/hm²，而JZA-JZ3、JZA-JZ2处理的小麦产量则均高于对照组CK，分别达到5923.0、5115.9 kg/hm²。小麦产量依次为：JZA-JZ3＞JZA-JZ2＞CK＞JZA-JZ1。

在2014年，与对照组CK(9496.4 kg/hm²)相比，JZA-JZ2、JZA-JZ1处理的产量较高，分别达到10021.7、9734.9 kg/hm²，而JZA-JZ3处理的产量则较低，为9473.1 kg/hm²，各处理产量高低依次为：JZA-JZ2＞JZA-JZ1＞CK＞JZA-JZ3。

3 结论

实验资料表明，采用菌渣有机肥还田能够改善土壤的理化性质，同时提高小麦或水稻产量；通过对不同原料配比菌渣肥及3种不同施用量水平试验发现，在施用量(3000(JZ1) kg/hm²较低或配比(JZD)不适宜时抑制产量的增加，可能是由于有机肥中的碳氮比偏高，施入土壤后再次腐熟与作物争夺养分，过多消耗施入土壤中的氮肥，导致产量下降。在适宜的施用量(6000(JZ2) kg/hm²、9000(JZ3) kg/hm²)下才表现出较为明显的增产效果，这就说明通过改变菌渣肥的配比来解决菌渣废弃的问题是可行的，同时也为解决养殖业中的粪肥问题提供了一条有效、便捷的途径。

通过连续两年(2013、2014)6个点的研究得出，菌渣肥施用量为6000(JZ2) kg/hm²时，JZA处理表现出稳定的增产效果。在2013a，而JZA-JZ2处理的小麦产量则均高于CK(4922.5 kg/hm²)，分别达到5115.9 kg/hm²。2014a，与CK(9496.4 kg/hm²)相比，JZA-JZ2处理的产量较高，达到10021.7 kg/hm²，经多次反复试验，均取得了相同或相近似的结果，与现有技术相比，具有以下优点：

3.1 建堆要求低，方便快捷

与专业化有机肥生产建堆要求相比，本方法生产的菌渣有机肥适宜于种植业合作社，只要有开阔的空地即可， 2～6m×1.5～2.0m×0.5～1.2m(长×宽×高)的建堆要求更容易建堆、发酵和翻堆，方便快捷。

3.2 物料投入简单，易操作

本方法生产的菌渣有机肥物料投入主要为菌渣和水，热源投入主要利用环境热源，物料投入少，易操作。在整个发酵过程中主要控制好发酵温度和水分即可。

3.3 适应农业发展需求，广适性强

本方法生产的菌渣有机肥针对未来农业发展的形势而研制，广适性强。食用菌产业生成的大量废弃菌渣，容易污染环境，浪费资源；未来农业土地流转相对集中，种植业规模化增强，种植业秸秆也为栽培食用菌提供了丰富的原料来源；种植业与食用菌产业的结合为进一步解决菌渣废弃、环境污染以及种植业土地生产的不可持续性提供了空间，而且简便易操作，广适性强，开拓了菌渣废物利用和农业用肥的新途径，经济和社会效益突出。

Claims

1.一种利用作物秸秆栽培食用菌后的培养基废料生产菌渣肥的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（6）成品：在第二次翻堆后，以同样的方法每2-3天翻堆一次，直至堆体温度不再升高为止，每次翻堆后再建堆体时，都要保持重量含水量50-55%，从建堆到发酵成菌渣肥时间为40-55天，即成腐熟的菌渣肥。

2.根据权利要求1所述的利用作物秸秆栽培食用菌后的培养基废料生产菌渣肥的方法，其特征在于，所述的作物秸秆为小麦秸、玉米秸杆或其等重量比的混合物。