香菇菌渣好氧发酵生产有机栽培基质的试验研究

摘要

食用菌产业的迅猛发展，每年产生大量的废弃菌渣，尤其是食用菌种植区，菌渣引起严重的环境污染问题，为了实现高效资源化利用农业废弃物菇渣，本文主要研究菇渣好氧发酵生产有机栽培基质前处理技术，以菇渣为主要原料，通过试验筛选适宜的添加料，并按筛选结果进行发酵装置内试验研究，分别确定添加料最优调配比例及阶段通风量，同时探讨发酵过程中堆体传热传质特征，以确定出较佳的菇渣发酵生产栽培基质的前处理方案。
　　试验在维持物料含水率稳定的前提下，研究了不同处理对菇渣堆沤腐熟条件中堆体温度、有机质含量、pH、全氮全磷、种子发芽指数和堆体体积等指标的影响。试验均在华中农业大学工科试验基地进行。
　　本研究的主要内容和结论如下：
　　1、通过添加料选择试验，即选用无机物料珍珠岩，微生物菌种，有机物料猪粪与菇渣混合进行条垛式好氧发酵。结果表明：有机物料猪粪作为添加料与添加无机物料、菌种及对照相比，高温维持时间更长，VS和C/N下降幅度更高，GI值大于80％，对植物生长的抑制作用较小。有机物料猪粪更有利于菇渣好氧发酵达到腐熟，是较适宜的添加料。
　　2、添加有机物料猪粪进行好氧发酵处理，堆体内温度出现层次效应，高温发酵阶段下层温度高于中层温度，稳定阶段中层温度高于下层，堆体上层温度始终低于中下层。试验最佳发酵层范围为距离堆体底部20-60 cm处。
　　3、通过发酵装置内堆腐试验，即：调节猪粪的不同添加比例（15%、25%、35%）与菇渣混合进行发酵处理。处理过程始终维持含水率在60%左右，三个处理高温持续时间均在5d以上，满足国家无害化卫生标准，发酵结束时GI均达到60%以上。而猪粪添加量较少时，可以缩短进入高温发酵期的时间，堆体达到的最高温度较高，堆料腐熟较快。运用Surfer9.0软件绘制的发酵装置内温度空间分布等值线图表明：猪粪添加比例为15%时无害化面积大于25%和35%。综合判断，猪粪添加比例为15%，具有发酵温度高，发酵完成时间短且无害化面积较大的特点，是较合适的添加比例。
　　4、通过调节相同的物料和不同阶段通风量，进行发酵装置内堆腐试验。各试验组适当通风可以满足菇渣发酵腐熟的要求。发酵完成后，全氮和全磷含量均比初始状态有所上升，堆体体积均呈下降规律，各产品的GI均大于80%，对植物生长的抑制作用较小。通风量对堆体 pH值、种子发芽指数的影响不显著，而对堆料温度和有机质的影响比较明显。综合比较各阶段的参数，得到了较适宜的通风量：发酵升温和高温阶段以48 m3/d进行通风，高温阶段后以24 m3/d进行通风。
　　5、通风使堆体温度呈现出明显的梯度效应，发酵时间不同，高温区域的位置和面积呈动态变化规律，升温期温度首先在发酵罐中上部积聚，高温分布区均呈类似椭圆型，随后椭圆面积逐渐向堆体中部扩散和扩大，二次高温期不断递减并向中下部迁移，降温期堆体各区域温度趋于一致。由等值线的疏密程度可知，温度的空间变异性大体呈现出高温期>第二次高温期>升温期>降温期的规律。
　　综合试验研究得出的最佳工艺为：菇渣进行好氧发酵中，采用有机物料猪粪为添加料，且占总干物重15%左右时，可获得较好的腐熟效果。不同阶段通风量对对堆料温度和有机质的影响比较明显。综合比较各阶段的参数，建议采用以下通风量：发酵升温和高温阶段以48 m3/d进行通风，即：空气泵开10min，关80min，高温阶段后以24 m3/d进行通风，即：空气泵开5min，关85min。

目录

声明

1 绪论

1.1 无土栽培基质概述

1.2 食用菌废料的研究背景及处理利用现状

1.3 本论文的研究内容与技术路线

2 添加料选择的试验研究

2.1 概述

2.2纯菇渣、添加无机基质珍珠岩及菌种发酵试验

2.3 添加猪粪发酵试验

2.4本章小结

3 添加料配比对菇渣基质发酵效果的影响

3.1 概述

3.2 试验方案

3.3 试验结果与分析

3.4 本章小结

4 通风量对菇渣基质发酵效果的影响

4.1概述

4.2 试验方案

4.3 试验结果与分析

4.4 改进试验方案对发酵的影响分析

4.5 本章小结

5结论与讨论

5.1 主要结论

5.1 讨论与建议

参考文献

致谢

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