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65 现代农业装备 第42卷 第1期 2021年2月 VOL 42 No 1 Feb 2021 Modern Agricultural Equipment 菌渣有机肥堆制试验方法研究 李 奇 1 陈礼鹏 1 郭正厅 1 周训祥 1 敖云焕 1 陈 莹 2 1 毕节市农田建设服务中心 贵州 毕节 551700 2 毕节市土肥站 贵州 毕节 551700 摘 要 通过不同发酵菌剂下的菌渣有机肥堆制试验 测定有机肥pH值 有机质 全氮 全磷 全钾 含量 试验表明 以代表草腐菌的双孢菇菌渣和代表木腐菌的香菇菌渣为原料 按照菌渣48 00 牛粪 10 00 酒糟40 00 石灰1 96 红糖0 02 主要活化培养发酵菌剂 的质量配比 并添加发酵菌剂 进行堆制发酵 间隔7 d翻堆1次 经42 d即可生产合格的有机肥 关键词 发酵菌剂 堆制 有机肥 菌渣 还田技术 中图分类号 S141 文献标识码 A 文章编号 1673 2154 2021 01 0065 05 0 引言 毕节高投入 高产出 高资源消耗的种植业 系统已造成了对农田生态系统资源的过度消耗 尤其体现在有机质的过度消耗和投入短缺 造成耕 地 土壤质量和综合生产能力的严重退化以及环境污 染 严重制约着农业绿色 可持续发展 将秸秆腐 熟还田 1 3 和增施有机肥 4 5 作为恢复地力 减少 污 染 提高耕地质量和改善农业生态环境的重要 技术正逐渐兴起 当前秸秆资源的开发和利用主要 以直接还田或弃置乱堆为主 虽有部分饲料化 6 7 和 肥料化 8 10 方面的利用 但技术水平和应用比例较 低 制约了秸秆资源的物质利用率和能量转化率 无法形成规模化和产业化 大力发展草腐食用菌产业 11 12 既可以消纳我 国大量的农作物秸秆和畜禽粪便 变废为宝 又可 以有效缓解菇林矛盾 使资源开发利用结构更加合 理 13 随着草腐食用菌生产规模的不断扩大 大量 菌渣的处理变得尤为迫切 14 18 因此 本文以草腐 食用菌菌渣再利用 再循环为切入点 开展以玉米 秸秆生产双孢菇后的菌渣为主要原料生产有机肥的 收稿日期 2020 12 15 基金项目 贵州省科技支撑计划项目 黔科合支撑 2017 2512 作者简介 李奇 1984 男 高级农艺师 硕士 从事土肥水技术推广应用研究 E mail liqianswer13 通讯作者 陈礼鹏 1992 男 工程师 硕士 从事农业机械化及自动化研究 土肥技术推广 E mail 1025778960 用料配比和生产工艺研究 以期应用于生产优质合 格的新型菌渣有机肥料 1 菌渣有机肥生产试验 1 1 试验材料 发酵菌剂为 E M 菌剂和 R w 酵素剂 分别由广 东农冠生物科技有限公司和鹤壁市人元生物发展技 术有限公司生产 堆制原材料为双孢菇菌渣 草腐 香菇菌渣 木腐 牛粪 酒糟 石灰 红糖 除双孢菇菌 渣取自黔西县锦星镇贵州毕节灵丰复肥有限公司双 孢菇生产基地外 其余原料均购自周边地区 堆制 原材料主要成分见表 1 1 2 试验设计 试验共设置 5 个处理 不设置重复 各处理原 料质量配比如表 2 所示 各处理混合样总质量为 2 t 2 堆制方法 按照配比将各种生产原料充分混合 控制含水 量在 6 0 左右 建堆发酵 每间隔 7 d 翻堆 1 次 从建堆后开始 每天定时测定各个处理的温度 同 66 现代农业装备 2021年 时记录环境温度 每 2 d 测定 1 次混合样含水量 测定发酵开始前按配比混合后的混合样 以双孢菇 为原料的混合样和以香菇为原料的混合样 堆制 完成时测定各处理有机肥成品 分别测定 p H 有 机质 全氮 全磷和全钾含量 3 试验结果 3 1 温度变化 温度变化是堆体微生物活动和堆肥进程的直观 反映 19 同时也是堆肥快速腐熟的一个重要参数 本试验结果如图 1 所示 各个处理总体变化趋势相 似 呈现升温 高温 降温及平稳 4 个阶段 升温 阶段 加入发酵菌剂的 4 个处理 处理 2 处理 3 处理 4 处理 5 在第 5 d 时温度升至 4 0 以上 表1 堆制原材料主要成分 表2 菌渣有机肥堆制原料质量配比 3 12 3 03 0 87 0 76 全磷 81 20 79 20 66 50 79 80 有机质 双孢菇菌渣 双孢菇菌渣 双孢菇菌渣 香菇菌渣 香菇菌渣 菌渣 发酵菌剂 双孢菇菌渣 香菇菌渣 牛粪 酒糟 原料 1 对照 2 3 4 5 处理 牛粪 酒糟 石灰 红糖 种类 种类 用量 用量 0 87 0 94 1 08 0 42 全钾 2 14 1 91 1 56 2 87 全氮 48 00 48 00 48 00 48 00 48 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 40 00 40 00 40 00 40 00 40 00 1 96 1 96 1 96 1 96 1 96 0 02 0 02 0 02 0 02 0 02 0 02 0 02 0 02 0 02 0 02 清水 EM菌剂 Rw酵素剂 EM菌剂 Rw酵素剂 较未加发酵菌剂的对照 处理 1 提前了 2 d 且加 入好氧型发酵菌剂 Rw 酵素剂的 2 个处理 处理 3 处理 5 温度升高最快 在第 11 d 时分别达到 66 6 7 的最高温或近最高温 而未添加发酵菌剂的 处理 1 对照 升温最慢 在第 1 3 d 达到最高温度 58 高温阶段 各处理的高温阶段持续 8 d 左右 添加 R w 酵素剂的处理 3 和处理 5 从第 1 1 d 开始至 第 1 8 d 止 温度维持在高温 6 7 左右 添加 E M 菌剂的处理 2 和处理 4 从第 12 d 开始到第 19 d 止 温度维持在高温 6 6 左右 未添加发酵菌剂的对 照处理 1 高温阶段与处理 2 和处理 4 相同 但温 度较之前者低 8 左右 降温阶段 处理 3 和处理 5 温度比处理 1 对照 提前 3 d 下降到 45 以下 提前 6 d 下降到 35 以下 处理 2 和处理 4 温度比 处 理 1 对照 提前 2 d 下降到 45 以下 提前 6 d 下降到35 以下 而处理1 对照 直至第39 d温 度才下降至35 以下 平稳阶段 从第33 d开始 处理2 处理3 处理4 处理5均进入35 以下的平 稳期 结束时最低温度降至27 度左右 而处理1 对照 直至第39 d时才进入35 以下的平稳期 且结束时温度未低于30 表明堆肥时加入发酵 菌剂 不仅有利于堆肥温度快速上升 提高高温持 续阶段的温度 而且可以缩短堆肥时间 且添加好 氧型发酵菌剂的堆肥升温快于添加厌 兼 氧型发 酵菌剂的 而草腐菌渣和木腐菌渣之 间 的 差 异 不 温度 时间 d 图1 菌渣堆肥过程中的温度变化 67 第1期 李 奇 等 菌渣有机肥堆制试验方法研究 明 显 3 2 水分变化 水分含量直接影响微生物代谢 特别是好氧微 生物的有氧代谢 一定程度体现了发酵反应速度和 堆肥的质量 20 由图 2 可见 从第 6 d 开始 水分 含量开始进入快速下降阶段 而这时正是堆肥升温 阶段的后期 温度升至 4 0 以上 总体来看 添 加 R w 酵素剂的处理 3 处理 5 含水量下降速度快 于添加 E M 菌剂的处理 2 处理 4 而未添加发酵 菌剂的处理 1 对照 水分含量下降速度最慢 不 同菌渣原料之间差异不明显 到第 26 d 左右 处理 3 处理 5 含水量下降至 3 5 以下 而处理 1 处理 2 在 4 d 后才降至 35 以下 而未添加发酵菌剂的处 理 1 对照 直至第 4 0 d 才降至 3 5 以下 堆制 结束时 添加发酵菌剂的 4 个处理水分含量均降至 30 以下 达到有机肥生产的技术标准要求 而未 添加发酵菌剂的处理 1 含水量为 33 仍未达标 说明添加发酵菌剂后 微生物代谢旺盛 发酵温度 高 维持时间长 水分散失量大 有利于降低水分 含量 减少后续处理的能量消耗 也有益于腐殖化 作用 提高堆肥质量 且好氧型微生物代谢散失水 分相对较快 含水量 天数 d 图2 菌渣堆肥过程中的水分变化 3 3 pH变化 p H 是影响微生物生长的重要因素之一 21 大 多数微生物最适宜生长的 p H 为中性或弱碱性 p H 太高或太低都将影响堆肥的效果 菌渣有机肥堆制 的原料加入了 1 9 6 的石灰 如图 3 所示 起始 pH 相对较高 为 8 0 左右 发酵完成后 pH 下降 处理 2 下降幅度最大 下降 1 3 降幅为 16 3 其 次是处理 4 下降 1 1 5 降幅为 1 4 5 再次分别 是处理 3 和处理 5 分别下降了 1 1 和 0 8 5 降幅 分别为 13 8 和 10 7 处理 1 对照 降幅最 小 下降0 7 降幅为8 8 这表明 随着发酵过 程的进行 微生物降解有机物产生有机酸 使pH 下 降 接种发酵菌剂后微生物代谢活动旺盛 pH下降 快 而可能由于有氧代谢和厌氧代谢活动的区别 加入EM菌剂的处理pH下降幅度更大 图3 菌渣堆肥开始和结束时的pH变化 3 4 有机质及外观变化 在堆肥过程发生的各种生化反应中 有机质是 微生物赖以生存和繁殖的基本条件 因此有机质的 变化能在一定程度上反映堆肥的进程 研究堆肥过 程中有机质的降解率 可以判断堆肥的腐熟度 如 图 4 所示 各处理有机质总体变化趋势一致 在堆 肥结束时含量均有所下降 处理 3 下降幅度最大 下 降 了 15 5 降 幅 为 19 1 其 次 是 处 理 5 下 降了 1 4 8 降幅为 1 8 7 再次分别是处理 2 和 处理 4 分别下降了 1 4 0 和 1 3 1 降幅分别为 17 3 和 16 5 处 理 1 对 照 降 幅 最 小 下 降 10 7 降 幅 为 13 2 堆 沤 结 束 后 从 外 观 看 添加复合菌剂的 4 个处理 处理 2 处理 3 处理 4 处理 5 呈现褐色或灰褐色 均匀粉状 无臭味 有机质 图4 菌渣堆肥开始和结束时的有机质含量对比 81 2 90 0 80 0 70 0 60 0 50 0 40 0 30 0 20 0 10 0 0 0 81 2 81 2 79 2 79 2 70 5 10 7 14 0 15 5 13 1 14 8 处理5 处理4 处理3 处理2 发酵前 发酵后 增减 处理1 空白 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 处理2 处理1 空白 处理3 处理4 处理5 67 2 65 7 66 1 64 4 8 00 8 00 8 00 7 95 7 95 7 30 0 70 1 30 1 10 1 15 0 85 处理5 处理4 处理3 处理2 发酵前 发酵后 增减 处理1 空白 6 70 6 90 6 80 7 10 pH 9 0 8 0 7 0 6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 1 0 0 0 68 现代农业装备 2021年 完全腐熟 而处理 1 对照 呈灰色 不均匀 并 伴有未被腐熟的菌渣及异味 说明添加发酵菌剂可 加快堆肥过程中有机质的降解和腐熟 好氧型微生 物代谢更为活跃 消耗有机质较多 3 5 总养分含量变化 有机肥堆制发酵过程中 原料中的有机物被 分解 造成原料中的营养物质累积量增加 如图 5 所示 添加发酵菌剂的 4 个处理 处理 2 处理 3 处理 4 处理 5 发酵完成后总养分含量增加 量均大于对照处理 1 增量最大的是处理 3 增加 了 0 524 增 幅 为 10 6 其 次 是 处 理 5 增 加 了 0 496 增 幅 为 10 3 再 次 分 别 是 处 理 2 和 处 理 4 分别增加了 0 485 和 0 449 增幅分别为 9 9 和 9 4 说明添加发酵菌剂有利于加快有机物分解 和养分积累 添加好氧型 R w 酵素剂可使有机物分 解更快 养分积累更多 总养分含量 图5 菌渣堆肥开始和结束时的总养分含量对比 4 结语 以代表草腐菌的双孢菇菌渣和代表木腐菌的香 菇 菌 渣 为 原 料 按 照 菌 渣 48 00 牛 粪 10 00 酒 糟 40 00 石 灰 1 96 红 糖 0 02 主 要 活 化 培养发酵菌剂 的质量配比 并添加发酵菌剂进行 堆制发酵 每间隔 7 d 翻堆 1 次 经 4 2 d 左右即可 生产合格的有机肥 其 p H 范围为 5 5 8 5 有 机 质含量大于等于 4 5 总量分含量大于 5 水分 含量低于 30 试验证明好氧发酵在快速升温 持续高温 降 低水分 养分积累方面的表现略好于厌 兼 氧发酵 但有机质损失相对较高 两种发酵方式的综合优劣 评判 还需要再针对不同的作物和土壤情况 做进 一步的研究 但草腐菌菌渣与木腐菌菌渣作为原料 生产的有机肥相比 肥力差异不大 说明草腐菌菌 渣是很好的替代原料 可缓解食用菌生产所需的林 木资源消耗压力 具有巨大的发展潜力 参考文献 1 庄 文锋 韩伟 侯金星 等 秸秆还田方式与保水 剂对玉米产量及土壤水分的影响 J 节水灌溉 2020 11 1 5 2 勉有明 李荣 侯贤清 等 秸秆还田配施腐熟剂 对砂性土壤性质及滴灌玉米生长的影响 J 核农学 报 2020 34 10 2343 2351 3 萨 如拉 杨恒山 邰继承 等 秸秆还田条件下腐 熟剂对不同质地土壤真菌多样性的影响 J 中国生 态农业学报 2020 28 7 1061 1071 4 杨 恒山 萨如拉 邰继承 等 不同质地土壤细菌 多样性对玉米秸秆还田配施腐熟剂的响应 J 土壤 通报 2019 50 6 1352 1360 5 黄玲 张自阳 赵若含 等 秸秆配施腐熟剂对土 壤细菌群落及养分状况的影响 J 土壤通报 2019 50 6 1361 1369 6 孙 明 王艳芹 仲子文 等 农作物秸秆饲料化利 用方法 J 中国畜禽种业 2020 16 11 83 7 于 治晓 濮永赛 邵立斌 等 云南省保山市秸秆 饲料化推广应用效益分析 J 畜牧兽医科学 电子 版 2020 19 149 150 8 刘 朝霞 刘鸣 牛文娟 等 保温时间对不同秸秆 生物炭肥料化利用理化特性的影响 J 华中农业大 学学报 2020 39 4 182 192 9 彭 志红 褚飞 李果 等 湖南省农业废弃物就地 肥料化利用技术模式研究与应用 J 中国农学通 报 2020 36 30 36 39 1 0 陈 炀 王丽霞 杨毅 等 四川省秸秆资源肥料化 与能源化利用潜力及生态足迹分析 J 山东农业科 学 2020 52 8 110 114 1 1 郭 惠东 任鹏飞 黄春燕 等 草腐性食用菌病虫 害绿色防控技术 J 食药用菌 2019 27 3 218 221 1 2 裴 东辉 黄雷 李红艳 等 新兴食用菌产业的发 展趋势与利润点浅析 J 安徽农学通报 2017 23 7 71 72 105 5 288 5 407 5 445 5 247 5 294 6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 1 0 0 0 4 921 4 921 4 921 4 798 4 798 0 496 0 449 0 524 0 485 0 366 处理5 处理4 处理3 处理2 发酵前 发酵后 增减 处理1 空白 69 第1期 1 3 张 俊飚 李波 对我国食用菌产业发展的现状与政 策思考 J 华中农业大学学报 社会科学版 2012 5 13 21 1 4 赵 自超 赵时峰 翟合生 等 菌渣还田对设施土 壤微生物量碳 氮的影响 J 水土保持通报 2020 40 4 163 167 175 1 5 孔 凡磊 刘晓林 陈伟 等 秸秆和菌渣改良剂对 高寒沙地土壤有机碳库的影响 J 水土保持学报 2020 34 4 288 294 1 6 程 舒 王艺凝 傅民杰 等 木耳菌渣稻苗基质化 利用难点及解决技术 J 中国农业大学学报 2020 25 8 154 162 1 7 孙 传昊 郭素娟 张亦弛 等 栗蘑菌渣对板栗苗 木生长及光合特性的影响 J 河南农业大学学报 2020 54 3 378 385 1 8 孙 湄婷 杏鲍菇菌渣与无机肥料配施对丹参产量和 品质的调控研究 D 泰安 山东农业大学 2020 1 9 S ARPONG D ODURO KWARTENG S GYA SI S F et al Biodegradation by composting of municipal organic solid waste into organic fertilizer using the black soldier fly Hermetia illucens Diptera Stratiomyidae larvae J International Journal of Recycling of Organic Waste in A g r i c u l t u r e 2 0 1 9 8 1 45 54 2 0 D ITTA A IMTIAZ M MEHMOOD S et al Phosphate enriched organic fertilizer with p h o s p h a t e solubilizing microorganisms improves nodulation growth and yield of legumes J Communications in Soil science and Plant Analysis 2019 49 21 2715 2725 2 1 C OSTA B D S C D MOURA B D A S N ABREU LIMA E S et al Relation between changes in organic matter structure of poultry litter and heavy metals solubility during composting J Journal of E nvironmental Management 2019 247 Oct 1 291 298 Study on the Test Method of Bacterial Residue Organic Fertilizer Composting Li Qi 1 Chen Lipeng 1 Guo Zhengting 1 Zhou Xunxiang 1 Ao Yunhuan 1 Chen Ying 2 1 Bijie Farmland Construction Service Center Bijie 551700 China 2 Bijie Soil and Fertilizer Station Bijie 551700 China Abstract Composting test of organic fertilizer residues under different fermented agents to determine the Hydrogen ion concentration organic matter total nitrogen total phosphorus and total potassium content of organic fertilizer The test results show that agaricus bisporus which represents grass rot fungi and representative the mushroom residue of wood rot fungi is used as the raw material according to the quality ratio of 48 00 of bacteria residue 10 00 of cow dung 40 00 of distille r s grain s 1 96 of lime 0 02 of brown sugar mainly activated and cultured fermented agents and added fermented agents carry out composting fermentation turn the pile once every 7 days and produce qualifie d organic fe rtilizer afte r 42 days that is the pH range is 5 5 8 5 the organic matter content is greater than or equal to 45 the to ta l conte nt is greater than 5 and the moisture content is low less than 30 Key words fermentation bacteria composting organic fertilizer bacte ria resid ue return to fie ld technolo gy 李 奇 等 菌渣有机肥堆制试验方法研究