CN107417431A - 香菇菌糠有机肥及其制备和应用 - Google Patents

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韩韬
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Abstract

本发明属于有机肥的制备及应用，特别是指香菇菌糠有机肥及其制备和应用。采用有效量的香菇菌糠、生石灰、生物质炭、鲜鸡粪、尿素、过磷酸钙、有机物料腐熟剂经原料复配、建堆发酵等工艺步骤制成。本发明解决了现有香菇菌糠污染大、难于资源化处理等问题，具有实现了香菇菌糠的资源化利用、符合有机肥的行业标准、对果蔬作物的增产提质效果显著等优点。

Description

香菇菌糠有机肥及其制备和应用
技术领域
本发明属于有机肥的制备及应用，特别是指香菇菌糠有机肥及其制备和应用。
背景技术
菌糠废料是栽培食用菌后的培养料，是经食用菌及其菌丝残体酶解、结构发生质变且含有粗纤维成分的复合物。随着人们对食用菌消费数量的增加，食用菌产业迅速发展，随之产生的菌糠废料也越来越多。中国是食用菌生产大国，2007年全国食用菌生产总量约1.68×1010kg，约占世界食用菌总产量的70％以上，平均每收获100kg的鲜菇会产生60kg的菌糠。目前，大部分菌糠废料被肆意丢弃或焚烧，然而菌糠中不仅富含有机物质和矿质元素，而且含有菌体蛋白、次生代谢产物和微量元素，丢弃或焚烧均造成极大的浪费。而且废弃菌糠常常被丢弃在路边或河道里，严重污染土壤和水体环境。
香菇是最早被规模化栽培的品种，其培养料的主要组分为杂木屑、麸皮、石膏等，通常的培养方法为将物料混合均匀，调整合适的水分，然后121℃灭菌2个小时，取出晾凉待接种。接种后置于一定的温度下培养，菌丝生长，直至出菇，蘑菇采收后，剩余的基质即为香菇菌糠。香菇菌糠产量大，废弃物相对集中，浪费和污染问题也最严重，随着近些年香菇工厂化栽培的急速发展，香菇菌糠的处理问题越来越急迫。菌糠的肥料化是其资源化利用的主要途径。
中华人民共和国农业行业标准NY525-2012对有机肥料中包括外观、有机质、总养分、水分、酸碱度、重金属含量等性能指标及测定方法进行了限定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种香菇菌糠有机肥及其制备和应用，采用本发明中的香菇菌糠有机肥在施用后对于作物增产提质效果显著。
本发明的整体技术方案是：
香菇菌糠有机肥，由如下单位重量份的原料制成：
菌糠1-3；生石灰0.01-0.09；生物质炭0.05-0.9；鲜鸡粪0.5-2；尿素0.0025-0.06；过磷酸钙0.0025-0.05；有机物料腐熟剂0.01-0.1。
香菇菌糠有机肥的制备方法，包括如下工艺步骤：
A、原料复配
将香菇菌糠：生石灰：生物质炭＝1:0.01-0.03：0.05-0.3的单位质量份数比将三者混配制成混合物A，将鲜鸡粪：尿素：过磷酸钙＝1:0.005-0.03:0.005-0.025的比例将三者混配制成混合物B；按照混合物A：混合物B＝1-3:0.5-2的比例混配均匀制成原料，将原料调节水分含量为55％-65％；
B、建堆发酵
选取平整的地面，将步骤A中制备的原料加入有机物料腐熟剂，混合均匀，堆成宽1.2-1.5m、高0.7-1m、长大于5米的料堆后开始发酵，温度达到55℃以上开始翻堆，发酵周期12-15天，温度开始下降时结束发酵，测定腐熟指标。
香菇菌糠有机肥在果蔬生长中的应用。
申请人需要说明的是，生物质炭、有机物料腐熟剂均为市售商品，可以方便地通过商业途径获得，因此申请人对其化学成分不再赘述。
本发明的具体技术解决方案还有：
为进一步提高腐熟效果，优选的技术方案是，在步骤A之前还包括一预处理步骤，即将香菇菌糠粉碎成1-5cm的颗粒。
为使本发明中的香菇菌糠有机肥满足标准的要求，优选的技术方案是，在步骤B后还包括一后处理步骤，即将步骤B制成的发酵终产物经过晾晒，粉碎，经质检符合有机肥标准NY525-2012的技术指标要求得到香菇菌糠有机肥。
申请人对本发明中的香菇菌糠有机肥各项技术指标进行了如下检测：
一、腐熟指标的测定
发酵结束后，整体观察堆体颜色变为深褐色，可用手碾碎，有明显的腐殖化气味，温度在55℃以上维持了7-10天，发酵结束温度降到40℃以下。测定的各项指标为有机质，粗蛋白，水分，pH，总养分，水溶性有机碳(WSOC)，种子发芽指数。
测定方法为：有机质，粗蛋白，pH，总养分，按照农业部标准NY525-2012方法测定。由有机质换算出纯C的量，粗蛋白换算出纯N的量，计算其C/N比值；水分含量按GB/T8576-2010测定；种子发芽指数(GI)参照国标GBT23486－2009附录A执行。水溶性有机碳(WSOC)按1:5料水比浸提后,利用岛津TOC仪测定。
测定结果如下：
表1菌糠腐熟过程中各参数变化
堆肥过程中物料稳定化进程是判断堆肥成功与否的重要依据，堆肥腐熟度评价一直是该领域研究的主要内容，由于正确评价堆肥腐熟状况是一个复杂的问题，因此至今鲜见统一的指标筛选标准。常用的指标有温度，气味和颜色，水分，pH，碳氮比(C/N)，水溶性有机碳(WSOC)，阳离子交换率(CEC)，CO2释放率，O2消耗速率，微生物种群数量，种子发芽指数等等。本发明综合考虑了可操作性和物料特性，采用了温度，气味和颜色，水分，pH，碳氮比(C/N)，水溶性碳(WSOC)，种子发芽指数(GI)这几个参数进行物料腐熟度的考察。由表1可见，发酵过程pH值略有上升，C/N比由25-30下降到17.02-14.55，水分也降到小于32.03％，达到了腐熟的一般指标要求。堆体水溶性有机碳大幅增加，腐熟结束，堆体水溶性有机碳含量是初始物料含量的1.67-2.90倍。种子发芽指数是评价物料植物毒性的有效方法。常用来作为判断堆肥腐熟度的指标，一般认为GI>50％，则可认为基本腐熟，当GI达到80％-85％时，这种堆肥就可以认为已经完全腐熟，对植物没有毒性。由表1可见，堆肥结束物料的种子发芽指数GI均大于120％，可见其已经完全腐熟，不但对植物没有毒性，还有很好的促进根系生长的作用。
二、有机肥的技术指标
目前现行的有机肥行业标准对有机肥的技术指标要求为：有机质含量≧45％，总养分≧5.0，水分≦30％，pH5.5-8.5。
技术指标测定方法：有机质、水分、pH指标的测定同腐熟指标的测定；外观、总养分，按照农业部标准NY525-2012方法测定。
结果如下：
香菇菌糠有机肥外观颜色为深褐色，粉状，均匀，无异味，无机械杂质。其它技术指标如下表：
表2香菇菌糠有机肥技术指标
项目 pH 水分 总养分(N+P+K)％ 有机质含量(％)
标准值 5.5-8.5 ≦30.0 ≧5.0 ≧45.0
测定值 7.1-8.1 ≦20.0 ≧8.5 ≧80.0
注：表中百分数均为以烘干基计的质量份数；总养分是以纯氮+五氧化二磷+氧化钾的含量合计。
由表2可见，香菇菌糠有机肥中pH和水分含量符合NY525-2012的要求。总养分和有机质含量则远远高于标准的要求。
腐殖酸被证明是一类生理活性物质，能够加速种子发芽、增强根系活力、促进作物生长、提高农产品的质量。堆肥是腐殖化的过程，堆肥中腐殖酸及黄腐殖酸的含量对堆肥品质有很大的影响。这两个指标常常也被用于评价有机肥的肥效好坏。所以申请人在考察香菇菌糠有机肥通用指标的基础上又对这两项指标进行了考察。腐殖酸含量按NYT1971-2010方法测定；黄腐酸含量按杨献红等在杂志《河南化工》发表的文章“容量滴定法测定黄腐酸含量”的方法测定。结果见下表。
表3香菇菌糠有机肥的其它指标
项目 腐殖酸含量(％) 黄腐酸含量(％)
初始值 21.35 3.13
产品值 61.10-66.76 17.2-21.10
由表3可见，经过腐熟后物料的腐殖酸含量和黄腐酸含量分别提高2.86-3.13倍和5.50-6.74倍。香菇菌糠有机肥中腐殖酸和黄腐酸含量可达66.76％和21.10％。可见经过此腐熟方法制备的香菇菌糠有机肥品质很高，具有较好的肥效。
申请人对于本发明中制备的香菇菌糠有机肥在果蔬作物上的施用进行了如下实验：
一、香菇菌糠有机肥在黄瓜上的应用。
试验在河北省徐水县保淑蔬菜专业合作社园区进行。试验地前茬为萝卜。土壤肥力中等，有机质含量13.1g/kg，碱解氮55.4mg/kg，速效磷26.0mg/kg，速效钾31.84mg/kg。设对照和处理两个处理，对照为合作社常用市售有机肥。用量均为100kg/亩。常规方法田间管理，对照与处理均一致。期间进行生长期观察、产量测定。
二、香菇菌糠有机肥在草莓上的应用
试验在河北省满城草莓基地进行。有机质含量15.3g/kg，碱解氮58.4mg/kg，速效磷28.5mg/kg，速效钾35.21mg/kg。试验简单对照。对照为基地常用市售有机肥。用量均为100kg/亩。常规方法田间管理，对照与处理均一致。期间进行生长期观察、产量测定、草莓品质测定。
三、试验结果
1、生长期观察：与对照相比，施用本发明中香菇菌糠有机肥的黄瓜处理缓苗快2-3天，叶色浓绿，茎蔓粗壮。座果率高5％-10％，病虫害发病率低5％-20％，瓜条直，瓜形好，口感好；草莓处理苗壮，开花早3-5天，坐果率高5％-10％，果形好，口感好。
2、产量：试验组黄瓜产量为65880kg/hm2-69340kg/hm2，比对照组(59900kg/hm2)增产5980kg/hm2-9440kg/hm2，增产率达到10.0％-15.7％。草莓试验组产量33880kg/hm2-32941.1kg/hm2，比对照组(30058.9kg/hm2)增产9.6％-12.7％。
3、草莓的品质指标见表4。用折射示糖仪测定果实可溶性固形物含量；用铁氰盐滴定法测定果实含糖量；用标准NaOH滴定法测定可滴定酸含量；计算糖酸比；采用比色法测定VC。
表4施用菌糠有机肥对草莓产量和品质的影响
处理 可溶性糖(％) 可滴定酸(％) 糖酸比 可溶性固形物(％) VC(mg/kg)
CK 5.52 0.79 6.98 7.90 492.1
T 6.02-6.35 0.72-0.75 8.03-8.82 8.5-9.10 550.2-620.8
较CK±％ 9.1-15 -(5.1-10.2) 15.0-26.4 7.6-14.6 11.8-26.2
由表4可见，与普通市售有机肥比较，施用菌糠有机肥的草莓糖酸比提高15.0％-26.4％，可溶性固形物提高7.6％-14.6％，VC含量提高11.8％-26.2％。可见菌糠有机肥在不仅能提高草莓产量，对草莓品质提升显著。
本发明所具备的实质性特点和取得的显著技术进步在于：
1、本发明采用香菇菌糠等废料作为有机肥制作的主要原料，有效解决了因香菇菌糠产量大、废弃物相对集中所带来的严重的环保问题，实现了香菇菌糠的资源化利用。
2、本发明所制备的香菇菌糠有机肥符合行业标准中对于有机肥的各项指标要求，在总养分、有机质含量指标上显著高于行业标准的要求，其中腐殖酸和黄腐酸含量高，具有较好的肥效。
3、本发明通过合理选配腐熟过程中所需的各原辅料，通过腐熟过程中工艺参数的合理选用，达到了较好的腐熟作用，在对植物无毒的前提下，对植物根系具有较好的促生长的作用。
4、本发明所制备的香菇菌糠有机肥在施用于草莓、黄瓜等作物上时，相比市售有机肥而言增产提质效果显著。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述，但不作为对本发明的限定，本发明的保护范围以权利要求记载的内容为准，任何依据说明书做出的等效技术手段替换，均不脱离本发明的保护范围。
实施例1
香菇菌糠有机肥，由如下单位重量份的原料制成：
菌糠1；生石灰0.01；生物质炭0.05；鲜鸡粪0.5；尿素0.0025；过磷酸钙0.0025；有机物料腐熟剂0.01。
A、原料复配
将香菇菌糠：生石灰：生物质炭＝1:0.01：0.05的单位质量份数比将三者混配制成混合物A，将鲜鸡粪：尿素：过磷酸钙＝1:0.005:0.005的比例将三者混配制成混合物B；按照混合物A：混合物B＝1:0.5的比例混配均匀制成原料；
B、建堆发酵
选取平整的地面，将步骤A中制备的原料加入有机物料腐熟剂，堆成宽1.2-1.5m、高0.7-1m、长大于5米的料堆后开始发酵，温度达到55℃以上开始翻堆，发酵周期12-15天，温度开始下降时结束发酵，测定腐熟指标。
在步骤A之前还包括一预处理步骤，即将香菇菌糠粉碎成1-5cm的颗粒。
为使本发明中的香菇菌糠有机肥满足标准的要求，优选的技术方案是，在步骤B后还包括一后处理步骤，即将步骤B制成的发酵终产物经过晾晒，粉碎，经质检符合有机肥标准NY525-2012的技术指标要求得到香菇菌糠有机肥。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：
香菇菌糠有机肥，由如下单位重量份的原料制成：
菌糠1；生石灰0.01；生物质炭0.05；鲜鸡粪2；尿素0.06；过磷酸钙0.05；有机物料腐熟剂0.03。
A、原料复配
将香菇菌糠：生石灰：生物质炭＝1:0.01：0.05的单位质量份数比将三者混配制成混合物A，将鲜鸡粪：尿素：过磷酸钙＝1:0.03:0.025的比例将三者混配制成混合物B；按照混合物A：混合物B＝1:2的比例混配均匀制成原料；
其余内容同实施例1。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：
香菇菌糠有机肥，由如下单位重量份的原料制成：
菌糠3；生石灰0.09；生物质炭0.9；鲜鸡粪0.5；尿素0.0025；过磷酸钙0.0025；有机物料腐熟剂0.1。
A、原料复配
将香菇菌糠：生石灰：生物质炭＝1:0.03：0.3的单位质量份数比将三者混配制成混合物A，将鲜鸡粪：尿素：过磷酸钙＝1:0.005:0.005的比例将三者混配制成混合物B；按照混合物A：混合物B＝3:0.5的比例混配均匀制成原料；
其余内容同实施例1。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于：
香菇菌糠有机肥，由如下单位重量份的原料制成：
菌糠2；生石灰0.04；生物质炭0.2；鲜鸡粪0.8；尿素0.01；过磷酸钙0.01；有机物料腐熟剂0.08。
A、原料复配
将香菇菌糠：生石灰：生物质炭＝1:0.02：0.1的单位质量份数比将三者混配制成混合物A，将鲜鸡粪：尿素：过磷酸钙＝1:0.01:0.01的比例将三者混配制成混合物B；按照混合物A：混合物B＝2:1的比例混配均匀制成原料；
其余内容同实施例1。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于：
香菇菌糠有机肥，由如下单位重量份的原料制成：
菌糠1；生石灰0.03；生物质炭0.5；鲜鸡粪1；尿素0.03；过磷酸钙0.02；有机物料腐熟剂0.06。
A、原料复配
将香菇菌糠：生石灰：生物质炭＝1:0.03：0.5的单位质量份数比将三者混配制成混合物A，将鲜鸡粪：尿素：过磷酸钙＝1:0.03:0.02的比例将三者混配制成混合物B；按照混合物A：混合物B＝1:1的比例混配均匀制成原料；
其余内容同实施例1。
申请人对以上实施例中获得的香菇菌糠有机肥的各项指标进行了检测，结果如下：
香菇菌糠有机肥技术指标
项目 pH 水分(％) 总养分(N+P+K)(％) 有机质含量(％)
标准值 5.5-8.5 ≦30.0 ≧5.0 ≧45.0
实施例1产品测定值 7.1 18.2 8.5 80.0
实施例2产品测定值 7.5 17.9 10.0 82.2
实施例3产品测定值 8.1 17.5 8.6 84.8
实施例4产品测定值 7.9 18.8 8.9 89.5
实施例5产品测定值 7.6 17.3 9.4 85.4
香菇菌糠有机肥的其它指标
项目 腐殖酸含量(％) 黄腐酸含量(％)
实施例1产品测定值 61.10 17.20
实施例2产品测定值 62.90 18.10
实施例3产品测定值 65.50 18.53
实施例4产品测定值 66.76 21.10
实施例5产品测定值 63.25 19.33

Claims (5)

1.香菇菌糠有机肥，其特征在于由如下单位重量份的原料制成：
菌糠1-3；生石灰0.01-0.09；生物质炭0.05-0.9；鲜鸡粪0.5-2；尿素0.0025-0.06；过磷酸钙0.0025-0.05；有机物料腐熟剂0.01-0.1。
2.根据权利要求1所述的香菇菌糠有机肥的制备方法，其特征在于包括如下工艺步骤：
A、原料复配
将香菇菌糠：生石灰：生物质炭＝1:0.01-0.03：0.05-0.3的单位质量份数比将三者混配制成混合物A，将鲜鸡粪：尿素：过磷酸钙＝1:0.005-0.03:0.005-0.025的比例将三者混配制成混合物B；按照混合物A：混合物B＝1-3:0.5-2的比例混配均匀制成原料，将原料调节水分含量为55％-65％；
B、建堆发酵
选取平整的地面，将步骤A中制备的原料加入有机物料腐熟剂，堆成宽1.2-1.5m、高0.7-1m、长大于5米的料堆后开始发酵，温度达到55℃以上开始翻堆，发酵周期12-15天，温度开始下降时结束发酵，测定腐熟指标。
3.根据权利要求2所述的香菇菌糠有机肥的制备方法，其特征在于在步骤A之前还包括一预处理步骤，即将香菇菌糠粉碎成1-5cm的颗粒。
4.根据权利要求2或3所述的香菇菌糠有机肥的制备方法，其特征在于在步骤B后还包括一后处理步骤，即将步骤B制成的发酵终产物经过晾晒，粉碎，经质检符合有机肥标准NY525-2012的技术指标要求得到香菇菌糠有机肥。
5.根据权利要求1所述的香菇菌糠有机肥在果蔬生长中的应用。
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