CN108821833A - 平菇菌渣资源化处理方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明给出一种平菇菌渣资源化处理方法，其至少包括1）调整碳氮比，向平菇菌渣中添加辅料，形成平菇菌渣堆料，平菇菌渣堆料的碳氮比控制范围为20:1～30:1；2）接种腐熟菌剂，向平菇菌渣堆料接种腐熟菌剂，腐熟菌剂的接种质量为平菇菌渣堆料质量的1～5%，腐熟菌剂中的贝莱斯芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、甲基营养型芽孢杆菌在腐熟菌剂中的比例为（0.5～1.25）:（0.5～1.25）:（0.5～1.25）；3）堆肥腐熟，接种腐熟菌剂的平菇菌渣堆料在半封闭空间内进行好氧发酵，发酵时间设定为20～30天，好氧发酵的温度设定为55～65℃，完成发酵的堆料含水率控制范围为55～65%，碳氮比控制范围20:1～30:1。本发明利用平菇菌渣利生产有机基质，实现了平菇菌渣的资源化处理。

Description

平菇菌渣资源化处理方法与应用

技术领域

本发明属于废弃物利用技术领域，具体涉及一种平菇菌渣资源化处理方法，以及利用平菇菌渣生产有机基质的用途。

背景技术

有机基质是指采用有机物如农作物秸秆草炭、锯末、畜禽粪便等，经发酵或高温处理后，按一定比例混合，形成的相对稳定并具有缓冲作用的全营养栽培基质原料。目前，设施农业发展迅猛，目前已超过260万公顷，成为我国农村的支柱产业。随着现代设施栽培技术的迅速发展，设施土壤有害生物积累、营养元素不平衡、连作障碍和土壤次生盐渍化等问题日益突出。采用无土栽培技术已成为克服温室连作障碍最有效、最经济和最彻底的办法，并在国外先进农业国得到了大力发展。荷兰至1994年，在其4000hm²温室作物中40%以上采用基质栽培技术，以色列温室蔬菜有约7%采用无土栽培。与之相比，我国无土栽培规模较少，制约我国无土栽培技术推广的一个重要因素是其投入成本过高，其中基质成本在投入成本中的比重较高。有机废弃物的利用成为基质选材的一个主要发展方向，选用木屑、棉籽壳、食用菌基质废料、稻谷壳灰、秸秆和木糖渣等作为无土育苗基质的研究已有较多报道。有机废弃物的利用，大幅度降低了栽培成本，而且减少了对环境的污染。

食用菌作为我国农业生产的第五大经济作物，为促进中国农业发展、农民增收和改善人们生活方面贡献突出。平菇在食用菌产业中产量最大，其一般采用农林废弃物如木屑、秸秆、棉籽壳、玉米芯等富含营养的有机物作为生产原材料。然而，平菇种植实践表明，每100kg种植原料，在收获100 kg鲜平菇后，还会产生60kg平菇菌渣，并且这些平菇菌渣蕴藏着大量的粗纤维、多糖、蛋白质以及丰富的营养元素（N、P、K、Ca、Mg、Zn等）。

平菇种植户往往难以科学处理大量的平菇菌渣，通常长期堆放在种植场周围。由于随意丢弃平菇菌渣，不仅造成病菌积聚、害虫孳生、栽培环境劣变，还使得平菇生产受到严重的污染。同时，由于平菇菌渣以有机物为主、营养成分高，平菇菌渣的随意丢弃造成这一有机资源的巨大浪费。

目前，针对平菇菌渣高效利用的研究相对较少，对其资源化利用度不高，既造成严重的环境污染又产生极大的资源浪费。仅有的研究表明，平菇菌渣具有较为广泛的用途，例如，可作为肥料用于作物种植，可作为土壤改良剂用于土壤修复，可作为有机基质用于作物育种工作，可作为蚯蚓养殖饲料，还可以作为多种酶的提取原料等。然而，当前平菇菌渣的利用大多仅处于基础实验研究阶段，对于解决大量的平菇菌渣处置问题并没有切实可行的途径。因此，急需在现有研究的基础上开发一种无害化、高效化、集约化的资源化处理技术。

发明内容

本发明要解决的技术问题：平菇菌渣蕴藏大量的粗纤维、多糖、蛋白质等有机物以及丰富的营养元素，当前的平菇菌渣的相关研究大多仅处于基础实验阶段，难以指导平菇菌渣大规模处理，致使平菇菌渣资源化利用度较低，既造成严重的环境污染又产生极大的资源浪费。

为解决本发明所指出的技术问题，本发明在大量实验探索的基础上，归纳出一种平菇菌渣资源化处理方法。本发明所述平菇菌渣资源化处理方法，采用微生物发酵技术，按照简便易行、可工业化操作的方式利用平菇菌渣生产有机基质，解决了平菇菌渣堆肥处理难的问题，实现了平菇菌渣的无害化及资源化利用。同时，本发明也为利用平菇菌渣大规模生产有机肥开辟了新路径。

本发明所述平菇菌渣资源化处理方法，其至少包括以下几个步骤：

1）调整碳氮比

向平菇菌渣中添加辅料，形成平菇菌渣堆料，所述平菇菌渣堆料的碳氮比控制范围为20:1～30:1。

2）接种腐熟菌剂

向所述平菇菌渣堆料接种腐熟菌剂，所述腐熟菌剂的接种质量为所述平菇菌渣堆料质量的1～5%，所述腐熟菌剂中的活性菌至少包括贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、甲基营养型芽孢杆菌（Bacillus methylotrophicus），所述贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、甲基营养型芽孢杆菌（Bacillus methylotrophicus）在所述腐熟菌剂中的比例为（0.5～1.25）:（0.5～1.25）: （0.5～1.25），其中菌剂的有效活菌数大于2*10⁸ 个/g。

3）堆肥腐熟

接种腐熟菌剂的所述平菇菌渣堆料在半封闭空间内进行好氧发酵，发酵时间设定为20～30天，好氧发酵的温度设定为55～65℃，完成发酵的堆料称为锯末状堆料，所述锯末状堆料的含水率控制范围为55～65%，所述锯末状堆料的碳氮比控制范围不超过20:1。

进一步地，所述平菇菌渣资源化处理方法，其还包括风干粉碎步骤，所述风干粉碎步骤设置在所述堆肥腐熟步骤之后，所述锯末状堆料风干至含水率不超过35%，经粉碎，过60目筛，获得有机基质产品。

作为所述平菇菌渣资源化处理方法的优选实施方式之一，所述辅料选用动物粪便、豆粕、尿素中的一种或几种。

作为所述平菇菌渣资源化处理方法的优选实施方式之一，所述腐熟菌剂的接种质量为所述平菇菌渣堆料质量的3%，所述贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、甲基营养型芽孢杆菌（Bacillus methylotrophicus）在所述腐熟菌剂中的比例为1:1: 1。

作为所述平菇菌渣资源化处理方法的优选实施方式之一，所述半封闭空间选用太阳能温室。

作为所述平菇菌渣资源化处理方法的优选实施方式之一，在所述堆肥腐熟步骤中，接种腐熟菌剂的所述平菇菌渣堆料建成堆垛宽2～5米、高1～2米的料堆，在堆肥腐熟初期翻抛频率为3天/次，堆肥中后期翻抛频率为7～10天/次。

作为所述平菇菌渣资源化处理方法的优选实施方式之一，在所述调整碳氮比步骤中，所述平菇菌渣堆料的碳氮比控制范围为25:1。

另一方面，本发明提供了一种有机基质的生产制备方法其采用所述的平菇菌渣资源化处理方法生产有机基质。

具体地，所述有机基质的生产方法包括以下几个步骤：

1）调整碳氮比

向平菇菌渣中添加辅料，形成平菇菌渣堆料，所述平菇菌渣堆料的碳氮比控制范围为20:1～30:1。

2）接种腐熟菌剂

向所述平菇菌渣堆料接种腐熟菌剂，所述腐熟菌剂的接种质量为所述平菇菌渣堆料质量的1～5%，所述腐熟菌剂中的活性菌至少包括贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、甲基营养型芽孢杆菌（Bacillus methylotrophicus），所述贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、甲基营养型芽孢杆菌（Bacillus methylotrophicus）在所述腐熟菌剂中的比例为（0.5～1.25）:（0.5～1.25）:（0.5～1.25），其中菌剂的有效活菌数大于2*10⁸ 个/g。

3）堆肥腐熟

接种腐熟菌剂的所述平菇菌渣堆料在半封闭空间内进行好氧发酵，发酵时间设定为20～30天，好氧发酵的温度设定为55～65℃，完成发酵的堆料称为锯末状堆料，所述锯末状堆料的含水率控制范围为55～65%，所述锯末状堆料的碳氮比控制范围不超过20:1。

4）风干粉碎

所述锯末状堆料风干至含水率不超过35%，经粉碎，过60目筛，即得所述有机基质。

还有，本发明给出了一种有机肥，其制备原料包括所述的有机基质。

与平菇菌渣的传统处理技术相比，本发明所述平菇菌渣资源化处理方法的有益效果或优点主要体现在以下方面。

本发明所述平菇菌渣资源化处理方法，主要通过调整碳氮比、接种腐熟菌剂、堆肥腐熟等步骤，将大量废弃的平菇菌渣转变成大量需求的有机基质，有效解决了平菇种植的平菇菌渣难以处理的问题，变废为宝，为探索平菇菌渣资源化利用提供了一种经济有效的途径。

本发明所述平菇菌渣资源化处理方法，平菇菌渣廉价易得，处理方法简单易行，易生产制备，利于大规模产业化、综合化处理平菇菌渣。

本发明所述平菇菌渣资源化处理方法，采用量大且易得的平菇菌渣与辅料组成平菇菌渣堆料，辅料选用动物粪便、豆粕、尿素中的一种或几种，可减少动物粪便对周边环境的污染；采用高效的有益腐熟菌剂，发酵时间短，并有效控制水分和C/N比，生产出大量的有机基质。所述腐熟菌剂中的活性菌至少包括贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、甲基营养型芽孢杆菌（Bacillus methylotrophicus），腐熟菌剂中的活性菌能迅速分解有机物，防治有机物腐化，无臭味同时生产出的有机基质含有有益植物生长的有机物。

以下将结合实施例对本发明做进一步详细阐述。

具体实施方式

实施例1

菌渣是栽培食用菌后残留的培养基废料，主要包括木屑、棉籽壳、玉米芯及农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。本实施例以量大且易得的平菇菌渣为例，给出了平菇菌渣资源化处理方法。需要说明的是，平菇菌渣属于菌渣范畴中的一种培养基废料，而菌渣包括但不限于平菇菌渣、香菇菌渣、杏鲍菇菌渣、金针菇菌渣等。本领域的普通技术人员，可依据本实施例的技术思路，在实施例技术方案的指导下，实现香菇菌渣、杏鲍菇菌渣、金针菇菌渣等菌渣的资源化处理。

（1）菌渣脱袋粉碎

在菌渣脱袋前，可先将平菇菌棒上的硬质塑料环采用手工方式去掉并回收，实现硬质塑料环重复再利用，降低食用菌种植物料成本。平菇菌棒可以采用手工脱袋，或是脱袋机自动脱袋，或是手工与机器相结合的方式脱袋。作为平菇菌棒脱袋的优选实施之一，对水分含量不超过45%的平菇菌棒采用机器脱袋，对水分含量超过45%的平菇菌棒适宜采用手工脱袋，其原因在于平菇菌棒的水分含量过高易堵塞脱袋机器。脱袋机自动脱袋方式，可将平菇菌渣与菌棒上的软塑料袋进行物理分离，并将平菇菌棒进行自动粉碎。易于理解地，手工脱袋方式的效率较低。

（2）调整碳氮比

通过向平菇菌渣添加辅料的方式，平菇菌渣与辅料混合形成平菇菌渣堆料，使得所述平菇菌渣堆料的碳氮比控制范围为20:1～30:1。由于平菇菌渣自身的C/N在50:1左右，不适宜腐熟微生物生长繁殖的生物条件，通过调整碳氮比，创造适宜腐熟菌剂生长扩繁的环境。进一步优选地，所述平菇菌渣堆料的碳氮比控制范围为25:1。所述辅料选择可选动物粪便、豆粕、尿素等中的一种或是其混合物。所述动物粪便包括但不限于牛粪便、猪粪便、鸡粪便等。以动物粪便作为调节所述平菇菌渣堆料碳氮比的辅料，可减少动物粪便对周边环境的污染，变废为宝。

（3）接种腐熟菌剂

向所述平菇菌渣堆料接种有益腐熟菌剂，所述腐熟菌剂的接种质量为所述平菇菌渣堆料质量的1～5%。进一步优选地，所述腐熟菌剂的接种质量为所述平菇菌渣堆料质量的3%。通过接种有益腐熟菌剂，活性菌能迅速分解有机物，防治有机物腐化，无臭味同时生产出的有机基质含有有益植物生长的有机物。本实施例选用的腐熟菌剂中的活性菌至少包括贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、甲基营养型芽孢杆菌（Bacillus methylotrophicus）。其中，贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）可抑制杂菌生长，枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）可分解纤维素木质素，甲基营养型芽孢杆菌（Bacillus methylotrophicus）可以促进有益菌生长。

通过调控腐熟菌剂中的贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、甲基营养型芽孢杆菌（Bacillus methylotrophicus）比例，可以抑制杂菌生长，促进有益微生物扩繁，有利于加快腐熟进程。优选地，所述贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、甲基营养型芽孢杆菌（Bacillus methylotrophicus）在所述腐熟菌剂中的比例为（0.5～1.25）:（0.5～1.25）:（0.5～1.25）。进一步优选地，所述贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、甲基营养型芽孢杆菌（Bacillus methylotrophicus）在所述腐熟菌剂中的比例为1:1:1，其中菌剂的有效活菌数大于2*10⁸ 个/g。

（4）堆肥腐熟

接种有益腐熟菌剂的所述平菇菌渣堆料采用堆肥的方式进行好氧发酵。肥堆的长、宽、高会影响通气效率，从而影响发酵过程中的温度、氧气、发酵程度和发酵效率等，因而，合理的选择肥堆的长、宽、高对发酵的时间、单位产量和产品质量具有积极意义。作为一种优选的实施方式，好氧发酵在半封闭空间内进行，半封闭空间优选为太阳能温室（大棚），进行好氧发酵的所述平菇菌渣堆料堆成条形堆垛，堆垛宽2～5米，高1～2米，长度由堆肥现场自行决定，由翻抛设备进行翻动，堆肥初期（1～6天）频率为3天1次，堆肥中后期7～10天1次，发酵时间为20～30天；所述好氧发酵的温度可为55～65℃，最好为60度，所述锯末状堆料的含水率控制为25～35%，所述锯末状堆料的碳氮比控制范围不超过20:1。

实施例2

采用实施例1所述的平菇菌渣资源化处理方法，获得锯末状堆料。这种锯末状堆料可作为制备有机基质的前提物（原料）。将锯末状堆料风干，使其含水率控制在30%左右，通过粉碎机进行粉碎，得到有机基质。

实施例3

本实施例给出一种有机肥，其制备原料包括实施例2所述的有机基质。关于有机肥的制备工艺可参照现有技术，在此不做赘述。

上面结合实施例对本发明做了进一步的叙述，但本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.平菇菌渣资源化处理方法，其特征在于，至少包括以下几个步骤：

1）调整碳氮比

向平菇菌渣中添加辅料，形成平菇菌渣堆料，所述平菇菌渣堆料的碳氮比控制范围为20:1～30:1；

2）接种腐熟菌剂

向所述平菇菌渣堆料接种腐熟菌剂，所述腐熟菌剂的接种质量为所述平菇菌渣堆料质量的1～5%，所述腐熟菌剂中的活性菌至少包括贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、甲基营养型芽孢杆菌（Bacillus methylotrophicus），所述贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、甲基营养型芽孢杆菌（Bacillus methylotrophicus）在所述腐熟菌剂中的比例为（0.5～1.25）:（0.5～1.25）:（0.5～1.25），其中菌剂的有效活菌数大于2*10⁸ 个/g；

3）堆肥腐熟

接种腐熟菌剂的所述平菇菌渣堆料在半封闭空间内进行好氧发酵，发酵时间设定为20～30天，好氧发酵的温度设定为55～65℃，完成发酵的堆料称为锯末状堆料，所述锯末状堆料的含水率控制范围为55～65%，所述锯末状堆料的碳氮比控制范围30:1~20:1。

2.根据权利要求1所述的平菇菌渣资源化处理方法，其特征在于，还包括风干粉碎步骤，所述风干粉碎步骤设置在所述堆肥腐熟步骤之后，所述锯末状堆料风干至含水率不超过35%，经粉碎，过60目筛，获得有机基质产品。

3.根据权利要求1所述的平菇菌渣资源化处理方法，其特征在于，所述辅料选用动物粪便、豆粕、尿素中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的平菇菌渣资源化处理方法，其特征在于，所述腐熟菌剂的接种质量为所述平菇菌渣堆料质量的3%，所述贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、甲基营养型芽孢杆菌（Bacillus methylotrophicus）在所述腐熟菌剂中的比例为1:1: 1。

5.根据权利要求1所述的平菇菌渣资源化处理方法，其特征在于，所述半封闭空间选用太阳能温室。

6.根据权利要求1所述的平菇菌渣资源化处理方法，其特征在于，在所述堆肥腐熟步骤中，接种腐熟菌剂的所述平菇菌渣堆料建成堆垛宽2～5米、高1～2米的料堆，在堆肥腐熟初期翻抛频率为3天/次，堆肥中后期翻抛频率为7～10天/次。

7.根据权利要求1所述的平菇菌渣资源化处理方法，其特征在于，在所述调整碳氮比步骤中，所述平菇菌渣堆料的碳氮比控制范围为30:1~20:1。

8.采用权利要求1至7中任一项所述的平菇菌渣资源化处理方法生产有机基质。

9.根据权利要求10所述的有机基质，其生产方法包括以下几个步骤：

1）调整碳氮比

向平菇菌渣中添加辅料，形成平菇菌渣堆料，所述平菇菌渣堆料的碳氮比控制范围为20:1～30:1；

2）接种腐熟菌剂

向所述平菇菌渣堆料接种腐熟菌剂，所述腐熟菌剂的接种质量为所述平菇菌渣堆料质量的1～5%，所述腐熟菌剂中的活性菌至少包括贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、甲基营养型芽孢杆菌（Bacillus methylotrophicus），所述贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、甲基营养型芽孢杆菌（Bacillus methylotrophicus）在所述腐熟菌剂中的比例为（0.5～1.25）:（0.5～1.25）:（0.5～1.25）， 其中菌剂的有效活菌数大于2*10⁸ 个/g；

3）堆肥腐熟

接种腐熟菌剂的所述平菇菌渣堆料在半封闭空间内进行好氧发酵，发酵时间设定为20～30天，好氧发酵的温度设定为55～65℃，完成发酵的堆料称为锯末状堆料，所述锯末状堆料的含水率控制范围为55～65%，所述锯末状堆料的碳氮比控制范围为30:1~20:1；

4）风干粉碎

所述锯末状堆料风干至含水率不超过35%，经粉碎，过60目筛，即得所述有机基质。

10.一种有机肥，其制备原料包括权利要求9所述的有机基质。