CN113557908A - 平菇栽培-菌渣堆肥联用的园林废弃物资源化工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种平菇栽培‑菌渣堆肥联用的园林废弃物资源化工艺。本申请利用园林废弃物颗粒培养菌菇，利用菌丝所分泌的漆酶、过氧化物酶等胞外酶破坏园林废弃物中木质素的复杂结构，使采收菌菇后所得菌渣中的有机质更易被好氧微生物降解。本申请能够通过生物转化获得平菇子实体和高品质有机肥料，能够通过对园林废弃物的资源化利用降低菌菇栽培基质成本，并充分利用菌丝分泌物对木质纤维素的降解作用，进而大幅度缩短菌渣堆肥周期，提升堆肥所得有机肥料质量，实现园林废弃物100%资源化利用。
Description
技术领域
本申请涉及园林废弃物综合处理技术领域，具体而言涉及一种平菇栽培-菌渣堆肥联用的园林废弃物资源化工艺。
背景技术
城市绿地养护过程中，会产生大量园林废弃物，包括树枝、落叶、草坪修剪物等植物残骸。据中国城市统计年鉴，2019年我国城市绿地面积达315.29万公顷，粗略估计园林废弃物可利用资源理论总量为1600万吨/年。随着城市化进程不断发展，其产生量还会不断扩大。
我国园林废弃物目前仍以填埋、堆放、焚烧处理为主，既加剧了城市管理系统的负担，又浪费了其中蕴藏的有机质资源。虽然目前部分地区会采用堆肥的方式对园林废弃物进行资源化利用，但由于园林废弃物中含有大量难降解的木质纤维素，因此，现有堆肥处理技术下需要较长发酵周期才能实现对木质纤维素的降解。现有用于园林废弃物的堆肥技术存在堆体温度低，堆肥产品未完全腐熟，难以充分利用其中的有机质资源的问题。
平菇属于真菌门担子菌纲伞菌目侧耳科侧耳属，是一种木腐菌，专以木质纤维素为自身营养物质，可以有效降解自然界中的木质纤维素组分，并转化成可食用的生物蛋白。现有的平菇栽培模式需要分别购置不同培养基质进行混合，成本较高。虽然，现阶段国内已逐步开始尝试利用食用菌处理园林废弃物，但目前的专利存在一些不足之处。中国专利公开号CN 102630487A公开一种行道树架栽培食用菌的方法，实现园林废弃物的原地利用，但食用菌会受到汽车尾气污染，可能导致重金属含量超标，且废弃菌渣pH较低，直接用于绿化有机肥容易对植物造成损伤；中国专利公开号CN 100998294A公开一种利用绿化垃圾生产珍稀食用菌的方法，可转化为高价值产品，但不足之处是培养料配方复杂，原料成本高，操作困难，且未对生产后剩余的菌渣进行处理，会产生二次废弃物；中国专利公开号CN107360856A公开一种绿化垃圾栽培平菇的方法，但该技术需要首先对原料进行发酵处理，工艺复杂，生产周期长，且该专利方案同样无法解决对栽培后剩余的菌渣进行处理回收的问题。
发明内容
本申请针对现有技术的不足，提供一种平菇栽培-菌渣堆肥联用的园林废弃物资源化工艺，本申请利用园林废弃物培育菌菇，通过菌菇分解园林废弃物中木质纤维以促进好氧堆肥过程，提高将园林废弃物转化为有机肥料的效率。本申请具体采用如下技术方案。
首先，为实现上述目的，提出一种平菇栽培-菌渣堆肥联用的园林废弃物资源化工艺，其步骤包括：第一步，粉碎园林废弃物，获得园林材料颗粒；第二步，在园林材料颗粒中添加菌菇培养基材，配制为栽培基质，将栽培基质加水混合装入栽培瓶；第三步，将栽培瓶灭菌处理后在室温无菌条件下接种固体菌种，每个栽培瓶中接种的菌种重量控制在栽培基质重量的5-10%；第四步，待栽培瓶培养至发菌出菇且菌盖边缘开始内卷时，采收菌菇；第五步，从采收后的栽培瓶中取出菌渣，并将其破碎为菌渣颗粒，在菌渣颗粒中添加EM菌剂，并补水至含水率50-60%，搅拌均匀，获得堆肥基材；六步，将堆肥基材建堆发酵20-25天，期间，每隔3-5天进行翻堆；第七步，堆肥结束后，对物料进行筛分，将粒径小于0.5cm的细颗粒物料作为有机肥料，将剩余物料在下一轮工艺过程中投入菌渣颗粒，继续对其进行第六步堆肥处理。
可选的，如上述任一所述的平菇栽培-菌渣堆肥联用的园林废弃物资源化工艺，其中，所述园林材料颗粒的粒径大小在2-5 mm之间；菌菇培养基材包括：棉籽壳、麦麸、石灰、石膏。
可选的，如上述任一所述的平菇栽培-菌渣堆肥联用的园林废弃物资源化工艺，其中，栽培基质组分重量构成为：园林材料颗粒50-67%，棉籽壳20-37%，麦麸10%左右，石灰2%，石膏1%。
可选的，如上述任一所述的平菇栽培-菌渣堆肥联用的园林废弃物资源化工艺，其中，栽培瓶内物料灭菌处理后含水率保持在60-62%。
可选的，如上述任一所述的平菇栽培-菌渣堆肥联用的园林废弃物资源化工艺，其中，栽培瓶灭菌处理条件为：在121℃，0.1MPa条件下灭菌1小时。
可选的，如上述任一所述的平菇栽培-菌渣堆肥联用的园林废弃物资源化工艺，其中，堆肥基材中菌渣颗粒粒径在1-2cm之间；EM菌剂的添加量为菌渣颗粒总重量的千分之一。
可选的，如上述任一所述的平菇栽培-菌渣堆肥联用的园林废弃物资源化工艺，其中，堆肥基材建堆发酵期间：堆体直径1.5米，堆体高度维持在0.7米以上，在10-30℃室温下自然升温；在堆肥2-3天、中心温度达到55℃时开始翻堆；堆肥中心温度高于45℃期间，每隔3天进行一次翻堆；堆肥中心温度降至45℃后，每隔5天进行一次翻堆。
可选的，如上述任一所述的平菇栽培-菌渣堆肥联用的园林废弃物资源化工艺，其中，栽培基质加水混合装入栽培瓶时，栽培瓶内装料的密度设置在450-500kg/m3。
可选的，如上述任一所述的平菇栽培-菌渣堆肥联用的园林废弃物资源化工艺，其中，栽培瓶培养至发菌出菇的过程中：栽培瓶所处环境温度保持在15-20℃之间，环境湿度保持在60-65%之间，栽培瓶保持在无光环境下，并保持良好通风；菌丝长满栽培瓶后的第5-7天，人为降低夜晚温度，使栽培瓶昼夜温差维持在10℃左右。
可选的，如上述任一所述的平菇栽培-菌渣堆肥联用的园林废弃物资源化工艺，其中，出菇至采收菌菇的过程中，控制栽培瓶所处环境温度在20-25℃之间，环境湿度在85-90%之间，保持自然光照，并保持良好通风。
有益效果
本申请利用园林废弃物颗粒培养菌菇，可以为平菇生产提供充足的栽培原料，大幅降低生产成本，栽培过程中还可利用菌丝所分泌的漆酶、过氧化物酶等胞外酶破坏园林废弃物中木质素的复杂结构，使采收菌菇后所得菌渣中的有机质更易被好氧微生物降解利用。本申请能够通过生物转化获得平菇子实体和高品质有机肥料，实现园林废弃物的全量资源化利用，能够通过对园林废弃物的再利用降低菌菇栽培基质成本，并充分利用菌丝分泌物对木质纤维素的降解作用，进而大幅度缩短菌渣堆肥周期，提升堆肥所得有机肥料质量，实现园林废弃物100%资源化利用。本申请具有良好的经济、环境和社会效益。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。
附图说明
附图用来提供对本申请的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本申请的实施例一起，用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中：
图1是本申请的平菇栽培-菌渣堆肥联用的园林废弃物资源化工艺流程图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
图1为根据本申请的一种平菇栽培-菌渣堆肥联用的园林废弃物资源化工艺。
在第一种实现方式下，可具体通过以下方式对剔除石子、塑料袋等杂物后的城市绿化树木修剪后的废弃枝条进行以下步骤的处理：
（1）粉碎：用削片机将园林废弃物粉碎成5mm左右的颗粒，获得园林材料颗粒；
（2）制作菌棒：按重量比园林材料颗粒50%、棉籽壳37%、麦麸10%、石灰2%、石膏1%，总质量100%称重配料，混合配制为栽培基质，然后将栽培基质加水至含水率60%，搅拌均匀并装入栽培瓶；
（3）灭菌接种：将栽培瓶在121℃，0.1MPa条件下保持1小时进行灭菌处理，然后待其自然冷却至室温后，在无菌条件下接种固体菌种，每个栽培瓶中接种的菌种重量控制在栽培基质重量的10%；
（4）发菌出菇：发菌过程中需控制环境温度18-20℃，环境湿度60-62%，无光环境，保持良好通风，待菌丝长满后继续培养7天，人为降低夜晚温度，使昼夜温差在10℃左右，刺激出菇；出菇过程中需控制环境温度24-25℃，环境湿度89-90%，自然光照，保持良好通风，培养至第一潮菇菌盖边缘微微内卷时进行采收；
（5）菌渣调理：将采收后栽培瓶中的废弃菌渣用刮刀取出，将其破碎成2cm左右的菌渣颗粒，废弃菌渣内含丰富的菌丝体，含有微生物生长必须的营养物质，因此不需要再外加其他原料，但是，考虑到菌渣中菌群种类较为单一，因此，需要按重量千分之一的比例在菌渣颗粒中添加EM菌剂以加快堆肥启动，通过将菌渣补水至含水率达到60%左右搅拌均匀，可创造微生物适宜生长的环境，获得能够进行高效堆肥的基材；
（6）好氧堆肥：将堆肥基材建堆发酵，发酵期间：保持堆体直径为1.5米，堆体高度维持在0.7米以上，堆体在15-20℃室温下自然升温，在第3天堆体中心温度达到55℃开始翻堆，在堆体中心温度高于45℃的高温期每隔3天进行一次翻堆，待后期堆体中心温度降至45℃后，每隔5天进行一次翻堆，发酵时间25天；
（7）筛分：堆肥结束后，对物料进行筛分，将粒径小于0.5cm的细颗粒物料作为有机肥料，将筛选后的剩余物料可重新在下一轮中投入第五步所得菌渣颗粒中继续堆肥处理。
由此，本申请能够利用每吨干园林废弃物获得市场价格6元/千克的平菇，和市场价格700元/吨的有机肥，产品收入2750元。并且，利用本发明培育平菇可替代传统培育方式下50-67%的棉籽壳消耗，缓解食用菌栽培原材料紧缺、价格上涨的压力。由此，本发明可将生产一公斤平菇的原料成本由1.86元降至0.53元，降幅达70%。扣除其余原料成本、人工费等后，本发明可利用每吨干园林废弃物获得1500元的毛利润，具有良好的经济收益，增加了菇农的收益。
在第二种实现方式下，可具体通过以下方式对剔除石子、塑料袋等杂物后的废弃悬铃木枝条进行以下步骤的处理：
（1）粉碎：用削片机将园林废弃物粉碎成2mm左右的颗粒，获得园林材料颗粒；
（2）制作菌棒：按重量比园林材料颗粒67%、棉籽壳20%、麦麸10%、石灰2%、石膏1%，总质量100%称重配料，混合配制为栽培基质，然后将栽培基质加水至含水率62%，搅拌均匀并装入栽培瓶；
（3）灭菌接种：将栽培瓶在121℃，0.1MPa条件下保持1小时进行灭菌处理，然后待其自然冷却至室温后，在无菌条件下接种固体菌种，每个栽培瓶中接种的菌种重量控制在栽培基质重量的5%；
（4）发菌出菇：发菌过程中需控制环境温度18-20℃，环境湿度60-62%，无光环境，保持良好通风，待菌丝长满后继续培养7天，人为降低夜晚温度使昼夜温差在10℃左右，刺激出菇；出菇过程中需控制环境温度24-25℃，环境湿度89-90%，自然光照，保持良好通风，培养至第一潮菇菌盖边缘微微内卷时进行采收；
（5）菌渣调理：将采收后栽培瓶中的废弃菌渣用刮刀取出，将其破碎成1cm左右的菌渣颗粒，按重量千分之一的比例在菌渣颗粒中添加EM菌剂，并补水至含水率达到50%左右时搅拌均匀，获得堆肥基材；
（6）好氧堆肥：将堆肥基材建堆发酵，发酵期间：保持堆体直径为1.5米，堆体高度维持在0.7米以上，堆体在25-30℃室温下自然升温，在第2天堆体中心温度达到55℃开始翻堆，在堆体中心温度高于45℃的高温期，堆肥温度可达60℃，可有效杀死病原微生物，此期间可每隔3天进行一次翻堆以确保堆体内部的好氧环境，待后期堆体中心温度降至45℃后，可每隔5天进行一次翻堆，发酵时间20天后完成整个发酵过程；
（7）筛分：堆肥结束后，对物料进行筛分，粒径小于0.5cm的细颗粒物料作为有机肥料，筛选后的剩余物料可重新在下一轮第五步中投入所得菌渣颗粒中继续堆肥处理。
相比于园林废弃物直接堆肥，上述利用菌丝分解木质素后再进行好氧堆肥的方式可大幅缩短发酵时间，并有效提升堆肥产品质量。本实施例所得平菇总重和有机肥料质量与第一实施例无明显差异。因此，可认为，栽培基质中：园林废弃物50-67%、棉籽壳20-37%、麦麸10%、石灰2%、石膏1%，总质量为100%的配方原料营养齐全，能够满足平菇生长需求，也能够通过2-5mm的粉碎粒径保持培养料内部空气流通，利于真菌生长。上述实施例中虽然只选择悬铃木作为园林废弃物，但是实践中我们发现，一般简单易得、成本低廉的各类阔叶木枝条均能够达到与上述实施例相似的效果。而松、樟等树种含有一些抑制真菌生长的物质，因此会对平菇单位产量带来部分影响，但仍然能够实现本发明对园林废弃物资源化利用的目的。
考虑到上述工艺过程所需园林废弃物来源广泛，具体实施本发明时可以就近取材于城市地区，栽培后所得平菇产品也可以就近运输至当地消费者手中，生产的有机肥料可以用于城市绿地养护。由此可进一步减少原料和产品长途运输带来的能耗、污染和损失，这种生产方式绿色环保，并且具有强大的市场竞争优势。
在更为优选的实现方式下，栽培基质加水混合装入栽培瓶时，控制栽培瓶内装料的密度在450kg/m3左右可以缩短菌丝满瓶时间。由于第一潮出菇产量最高，第二潮以后生长时间延长、转化率低，因此，一般可只收获第一潮平菇。以选用1100mL规格栽培瓶为例，优选可控制装料量500g/瓶，由此可在第一潮平菇生长周期中获得较高的生物转化率。
所述平菇培育发菌的过程中，一般可控制环境温度保持在15-20℃，环境湿度保持在60-65%，无光环境，保持良好通风。待菌丝长满栽培瓶后可继续培养5-7天，在此期间，可人为降低夜晚温度，使昼夜温差维持在10℃左右，以刺激出菇。出菇过程一般可控制环境温度在20-25℃左右，控制环境湿度在85-90%之间，保持自然光照，保持良好通风即可获得良好收获。
上述工艺可将平菇生产后的菌渣用于好氧堆肥，避免菌渣随意丢弃带来的污染，同时由于菌丝分泌的漆酶、过氧化物酶等胞外酶的作用，破坏了木质素复杂的结构，因此本发明所得菌渣中的有机质会更容易降解，由此可有效减少堆肥过程的辅料添加，大幅缩短堆肥时间，提升堆肥产品质量。
对比例1
采用纯棉籽壳配方栽培平菇，基质配方比例为棉籽壳87%、麦麸10%、石灰2%、石膏1%，调节含水率为60%，培养条件与实施例1中步骤（3）（4）相同。
对比例2
采用园林废弃物与厨余垃圾按质量比3:1混合堆肥，其余步骤与实施例1中（5）（6）相同。
表1为实施例1与对比例1-2的效果对比
表1
由表1可以得出：用园林废弃物代替棉籽壳栽培平菇，发菌天数和出菇天数均缩短1-2天，而生物转化率均为40%左右，对平菇产量没有影响；而相比于园林废弃物直接堆肥，使用菌渣堆肥可大幅缩短发酵周期，由63天缩短至25天，减少60%时间，高温期最高温度提高5℃，且堆肥产品的性质也得到明显改善。
综上，本申请通过将园林废弃物粉碎后，添加棉籽壳、麦麸、石灰、石膏等辅料，调节含水率制成菌棒，用于栽培平菇；收获平菇后剩下的菌渣，经过破碎调理，添加EM菌剂进行好氧堆肥，20-25天后即可获得成熟有机肥料。本工艺不但通过生物转化得到了高附加值的平菇产品，低了平菇生产成本；而且解决了园林废弃物中木质纤维素难降解的问题，可实现园林绿化垃圾的100%资源化利用。本发明具有良好的环境、经济效益和广阔的推广前景。
以上仅为本申请的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种平菇栽培-菌渣堆肥联用的园林废弃物资源化工艺，其特征在于，步骤包括：
第一步，粉碎园林废弃物，获得园林材料颗粒；
第二步，在园林材料颗粒中添加菌菇培养基材，配制为栽培基质，将栽培基质加水混合装入栽培瓶；
第三步，将栽培瓶灭菌处理后在室温无菌条件下接种固体菌种，每个栽培瓶中接种的菌种重量控制在栽培基质重量的5-10%；
第四步，待栽培瓶培养至发菌出菇且菌盖边缘开始内卷时，采收菌菇；
第五步，从采收后的栽培瓶中取出菌渣，并将其破碎为菌渣颗粒，在菌渣颗粒中添加EM菌剂，并补水至含水率50-60%，搅拌均匀，获得堆肥基材；
第六步，将堆肥基材建堆发酵20-25天，期间，每隔3-5天进行翻堆；
第七步，堆肥结束后，对物料进行筛分，将粒径小于0.5cm的细颗粒物料作为有机肥料，将剩余物料在下一轮工艺过程中投入菌渣颗粒，继续对其进行第六步堆肥处理。
2.如权利要求1所述的平菇栽培-菌渣堆肥联用的园林废弃物资源化工艺，其特征在于，所述园林材料颗粒的粒径大小在2-5 mm之间；
菌菇培养基材包括：棉籽壳、麦麸、石灰、石膏。
3.如权利要求2所述的平菇栽培-菌渣堆肥联用的园林废弃物资源化工艺，其特征在于，栽培基质组分重量构成为：园林材料颗粒50-67%，棉籽壳20-37%，麦麸10%左右，石灰2%，石膏1%。
4.如权利要求2所述的平菇栽培-菌渣堆肥联用的园林废弃物资源化工艺，其特征在于，栽培瓶内物料灭菌处理后含水率保持在60-62%。
5.如权利要求2所述的平菇栽培-菌渣堆肥联用的园林废弃物资源化工艺，其特征在于，栽培瓶灭菌处理条件为：在121℃，0.1MPa条件下灭菌1小时。
6.如权利要求1所述平菇栽培-菌渣堆肥联用的园林废弃物资源化工艺，其特征在于，堆肥基材中菌渣颗粒粒径在1-2cm之间；EM菌剂的添加量为菌渣颗粒总重量的千分之一。
7.如权利要求1所述平菇栽培-菌渣堆肥联用的园林废弃物资源化工艺，其特征在于，堆肥基材建堆发酵期间：
堆体直径1.5米，堆体高度维持在0.7米以上，在10-30℃室温下自然升温；
在堆肥2-3天、中心温度达到55℃时开始翻堆；
堆肥中心温度高于45℃期间，每隔3天进行一次翻堆；
堆肥中心温度降至45℃后，每隔5天进行一次翻堆。
8.如权利要求2所述平菇栽培-菌渣堆肥联用的园林废弃物资源化工艺，其特征在于，栽培基质加水混合装入栽培瓶时，栽培瓶内装料的密度设置在450-500kg/m3。
9.如权利要求1-8所述平菇栽培-菌渣堆肥联用的园林废弃物资源化工艺，其特征在于，栽培瓶培养至发菌出菇的过程中：
栽培瓶所处环境温度保持在15-20℃之间，环境湿度保持在60-65%之间，栽培瓶保持在无光环境下，并保持良好通风；
菌丝长满栽培瓶后的第5-7天，人为降低夜晚温度，使栽培瓶昼夜温差维持在10℃左右。
10.如权利要求1-9所述平菇栽培-菌渣堆肥联用的园林废弃物资源化工艺，其特征在于，出菇至采收菌菇的过程中，控制栽培瓶所处环境温度在20-25℃之间，环境湿度在85-90%之间，保持自然光照，并保持良好通风。
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