棉稈栽培雙孢蘑菇、菌糠還田改良重度鹽堿地：黃河三角洲地區(qū)農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式研究

牛貞福，韓鳳英，國(guó)淑梅

（山東省農(nóng)業(yè)管理干部學(xué)院，山東 濟(jì)南 250100）

棉花是離瓣雙子葉植物，在分類學(xué)上隸屬錦葵目錦葵科木模亞科棉屬。棉花喜熱、好光、耐旱、怕澇，溫度、光照對(duì)它的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量及品質(zhì)影響很大。山東省2010年預(yù)計(jì)生產(chǎn)面積可達(dá)8×107hm2，總產(chǎn)在100×107kg以上。與此同時(shí)，棉花種植業(yè)還得到大量的副產(chǎn)物—棉花秸稈，簡(jiǎn)稱棉稈（指除去枝葉及棉桃的棉花莖稈）。據(jù)統(tǒng)計(jì)，棉稈平均產(chǎn)量為3792 kg/hm2。

1 棉稈特點(diǎn)

棉稈橫切面，由內(nèi)向外分別為:髓心即棉稈芯、半木質(zhì)化部分和棉皮部分。各部分的組成特性見(jiàn)表1[1]。

表1 棉桿各部分的組成特性

2 傳統(tǒng)的棉稈處理方式及其缺點(diǎn)

目前世界范圍內(nèi)的產(chǎn)棉區(qū)對(duì)棉柴處理方式主要有兩種：一是田間粉碎還田，二是焚燒。

2.1 棉稈還田及存在的問(wèn)題

棉稈還田技術(shù)在實(shí)施過(guò)程中還存在比較大的推廣阻力，主要以還田棉稈數(shù)量、土壤水分、棉稈被粉碎的程度、棉稈本身難以降解等因素影響棉稈還田效果。目前我國(guó)棉稈還田主要存在以下幾方面問(wèn)題：

(1)還田技術(shù)推廣嚴(yán)重依賴政府資金支持和強(qiáng)化管理執(zhí)行，而不能寄希望于農(nóng)戶自發(fā)出資進(jìn)行機(jī)械化還田。

(2)棉稈還田質(zhì)量不穩(wěn)定。棉柴木質(zhì)化程度高，留在地內(nèi)不易腐爛，對(duì)后茬作物生長(zhǎng)不利，且易造成病蟲(chóng)害的傳播[1]。

(3)棉稈還田與施肥配合有待科學(xué)化。由于棉稈C/N在60～100:1之間，而微生物在分解棉稈時(shí)自身需要吸收一定的氮素，而我國(guó)土壤普遍缺氮、磷和鉀，直接還田時(shí)還需要添加一定的氮、磷、鉀肥料，以加速微生物分解和避免發(fā)生微生物與農(nóng)作物爭(zhēng)氮影響苗期生長(zhǎng)。但由于棉稈還田，使化肥追肥量無(wú)法準(zhǔn)確控制，追肥過(guò)多會(huì)降低棉稈還田的功效，過(guò)少又可能降低棉花產(chǎn)量。因此要考慮還田棉稈的養(yǎng)分問(wèn)題和平衡施肥。

(4)棉稈粉碎還田易造成土壤全層污染。由于棉稈攜帶病原菌較多，而切碎的棉稈成為病蟲(chóng)的寄生源，特別是秸稈覆蓋為病蟲(chóng)害提供了棲息和越冬的場(chǎng)所，還田后加重土傳病蟲(chóng)害的發(fā)生，對(duì)來(lái)年播種的棉籽發(fā)芽、生長(zhǎng)造成危害，最近的調(diào)查研究表明棉稈還田與棉花枯萎病、黃萎病的危害加重之間存在著一定程度的因果關(guān)系。

(5)在推廣應(yīng)用中，棉稈還田常因翻壓量過(guò)大、土壤水分不適、施氮肥少、翻壓質(zhì)量差等原因而出現(xiàn)妨礙耕作，影響出苗、燒苗、病蟲(chóng)害增加等現(xiàn)象，有的甚至造成減產(chǎn)。

2.2 棉稈直接焚燒及其存在的問(wèn)題

直接焚燒是目前我國(guó)棉區(qū)處理棉稈的主要方法之一。由于棉稈利用技術(shù)發(fā)展遲緩，配套機(jī)械設(shè)備缺乏，使廣大農(nóng)民必須采用手工拔棉稈或焚燒方式處理棉稈，以便于來(lái)年繼續(xù)種植。農(nóng)民難以意識(shí)到或無(wú)法賺取棉花秸稈加工利用的利益，造成每年棉花收獲后，大量棉稈被堆放于渠邊、路邊、地頭，農(nóng)民不愿或無(wú)法回收利用，有時(shí)為圖方便一把火燒掉。據(jù)測(cè)試，棉稈就地焚燒，地面溫度達(dá)到400℃左右，土壤水分損失85%，氮、磷各損失73%和12%，碳的損失更嚴(yán)重；土壤中的真菌、細(xì)菌損失50%以上，這些微生物對(duì)土壤中有機(jī)質(zhì)的分解、氧化、固氮、合成腐殖質(zhì)和對(duì)維生素及抗菌素有著重要作用。另外，直接燃燒棉稈的爐灶效率最高的也僅12%～15%，熱效率低。

因此，就地焚燒棉花秸稈不僅破壞了土壤的理化性質(zhì)，造成一系列損失，直接燃燒棉稈的爐灶效率低，而且焚燒產(chǎn)生大量的煙氣，釋放多種有害氣體，污染空氣、破壞生態(tài)環(huán)境，使資源優(yōu)勢(shì)變成危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和影響人民生活質(zhì)量的劣勢(shì)，妨礙農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3 棉稈栽培食用菌，發(fā)展農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)

棉稈含有豐富的供各種食用菌生長(zhǎng)發(fā)育所需的碳素營(yíng)養(yǎng)，其中的某些成分（如纖維素）比棉籽殼的含量還高，而含毒量（如棉酚）比棉籽殼的低；棉稈栽培食用菌，由于食用菌能分泌許多孢外酶，將棉稈中的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)分解利用，合成各類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而可獲得具有較高產(chǎn)量和較高優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)含量的食用菌。

棉稈栽培食用菌還具有取材易、成本低、周期短、質(zhì)量好、效益高等諸多優(yōu)勢(shì)。利用純棉稈粉栽培食用菌的下腳料，還可進(jìn)一步深層利用，除了就地還田作為優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥料改良重度鹽堿地外，還可通過(guò)加工處理配制牲畜飼料，對(duì)于發(fā)展我國(guó)農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)（見(jiàn)圖1）、改善和提高我國(guó)棉區(qū)農(nóng)業(yè)資源利用效率、開(kāi)辟新的資源、提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力、建設(shè)節(jié)約型社會(huì)具有重要意義，同時(shí)可以促進(jìn)產(chǎn)棉區(qū)農(nóng)民就業(yè)增收，繁榮地區(qū)經(jīng)濟(jì)，有利于區(qū)域經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。

圖1 農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的基本途徑

4 棉稈栽培雙孢蘑菇、菌糠還田關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)

4.1 原料準(zhǔn)備

4.1.1 棉稈加工棉稈作為一種栽培雙孢菇的新型材料，不像麥秸及稻草那樣可直接利用。棉稈加工技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)、栽培料的配方以及發(fā)酵工藝都與麥秸和稻草料有很大區(qū)別。采用專用破碎設(shè)備，將棉稈破碎成4～8 cm左右的絲條狀。加工的時(shí)間以12月份為宜，因這時(shí)棉稈比較潮濕，內(nèi)部含水量在40%左右，加工的棉稈合格率在98%以上。否則干燥加工時(shí)會(huì)有大量粉塵、顆粒、棒狀出現(xiàn)，需要噴濕后再加工。

4.1.2 畜禽糞準(zhǔn)備畜禽糞（如馬糞、牛糞、豬糞、雞糞等）同棉稈一起構(gòu)成雙孢菇生長(zhǎng)發(fā)育的主要營(yíng)養(yǎng)來(lái)源。由于雙孢蘑菇屬于糞草型腐生菌，又因棉柴具有質(zhì)地硬和分解慢的特性，因此，必須添加畜禽糞。

4.1.3 輔料準(zhǔn)備含氮輔料包括餅肥（豆餅、菜籽餅、花生餅等）、氮肥（尿素、硫酸銨等），過(guò)磷酸鈣、石膏粉、碳酸鈣、石灰等。

4.2 培養(yǎng)料配制

4.2.1 培養(yǎng)料配方計(jì)算方法合理的配方是取得高產(chǎn)的基礎(chǔ)，合理配方的原則是既要保證培養(yǎng)料有合適的C/N，又要考慮到原料的來(lái)源是否充足易得。雙孢蘑菇對(duì)培養(yǎng)料C/N的要求是（30～33）：1。棉柴的含碳量是45.5%，含氮量是0.98%；牛糞的含碳量是38.6%，含氮量是1.78%；干雞糞的含氮量是1.3%；各種餅肥的含氮量約4.5%；尿素和碳酸氫銨的含氮量分別是46%和17%。

若以100 m2投2000 kg 棉稈、1500 kg 牛糞的主料量為例，計(jì)算碳氮比及原料添加量的方法如下：

2000 kg 棉柴的含碳量= 2000×0.455= 910 kg

2000kg 棉柴的含氮量= 2000×0.098= 19.6 kg

同樣可計(jì)算出1500 kg牛糞的含碳量、含氮量分別是579、26.7 kg。將棉柴和牛糞的含碳量、含氮量分別相加，可得到培養(yǎng)料主料的總碳量、總氮量分別是1489 kg 和46.3 kg。而按30∶1 碳氮比的要求，培養(yǎng)料應(yīng)有的總氮量49.63 kg，已有氮素比應(yīng)有的少3.33 kg。若用尿素來(lái)補(bǔ)充不足的氮素，應(yīng)補(bǔ)加3.33×0.46 = 7.25 kg。

以上計(jì)算的是一種理論數(shù)值，在具體生產(chǎn)中，由于棉柴質(zhì)量、糞的種類和堆制發(fā)酵過(guò)程中氮素的損失等因素影響，氮素實(shí)際添加量要稍大于理論數(shù)值。一般增加5%的量，常用100 kg餅肥來(lái)提供。另外，由于尿素起效慢，可部分替換為碳酸氫銨，后者的含氮量低，用量為尿素的2.7倍。除主料棉柴、糞肥外，常添加主料量0.3%的過(guò)磷酸鈣，0.5%～1.0%的碳酸鈣和石膏，0.5%～1.5%的石灰。

4.2.2 參考配方（1）棉稈2500（kg，100m2用量，下同。）、牛糞1500、雞糞250、餅肥50、硫酸銨15、尿素15、碳酸氫銨10、石膏50、輕質(zhì)碳酸鈣50、氯化鉀7.5、生石灰97.5、過(guò)磷酸鈣17.5[1]。

（2）棉稈50%，牛糞40%，雞糞10%，尿素0.1%，菜籽餅10%，石膏、石灰、磷肥各1%。

4.3 預(yù)濕

棉柴因組織致密、吸水慢和吃水量小等原因，水分過(guò)小極易發(fā)“燒堆”，所以棉稈、糞肥要提前2～3 d預(yù)濕。預(yù)濕的方法是：開(kāi)挖一溝槽，內(nèi)襯塑料薄膜，然后往溝里放水，添加水量1%的石灰。把棉柴放入溝內(nèi)水中，并不斷拍打，使之浸泡在水中1～2 h，待吸足水后撈出。檢查棉柴吃透水的方法是抽出幾根長(zhǎng)棉柴用手掰斷，以無(wú)白芯為宜。

4.4 堆料

由于發(fā)酵需要的是不同溫型微生物的協(xié)同作用，整堆料升溫過(guò)快、過(guò)高，并不利于種群的調(diào)整和發(fā)酵的進(jìn)行，所以料堆方向以南北為宜。堆料前先鋪一層棉柴，約30 cm 厚，堆寬2 m，長(zhǎng)度不限。然后在上面鋪一層糞，以蓋住棉柴層為度，糞上再鋪30 cm 厚的棉柴，上面再撒一層糞。這樣一層棉柴一層糞，按順序往上堆疊，直到料堆高達(dá)1.5 m 左右為止。建堆之前每隔 1 m 立 1 根長(zhǎng)2 m、直徑5 cm 的木棍或竹竿，建好堆后拔出，自然形成透氣孔。

餅肥和尿素一般在料堆中間層加入，下層不加，上面幾層加碳酸氫銨。溶于水的要隨水使用，以利充分發(fā)酵和吸收。堆料時(shí)注意堆形四邊垂直、整齊、密實(shí)。頂部用碎料壓實(shí)做成弧形，堆頂覆蓋草簾防日曬。下雨時(shí)蓋薄膜，防止雨水淋入料內(nèi)，雨后及時(shí)揭去薄膜，以利通氣發(fā)酵。

4.5 培養(yǎng)料二次發(fā)酵

4.5.1 前發(fā)酵建好堆后，插上溫度計(jì)，待料溫升至70℃時(shí)保持3天，進(jìn)行翻堆，重新建堆后料溫達(dá)到70℃時(shí)再保持3天，進(jìn)行第2次翻堆，共翻3次堆。每次建堆時(shí)都要立木棍或竹桿，以利透氣。

前發(fā)酵的目的是讓料充分腐熟和殺菌殺蟲(chóng)，因此料溫一定要達(dá)到70℃，翻堆一定要均勻，不要流于形式，否則達(dá)不到發(fā)酵的目的。

4.5.2 后發(fā)酵二次發(fā)酵的目的是進(jìn)一步達(dá)到殺蟲(chóng)殺菌的目的，改變理化性質(zhì)，為達(dá)到高產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。二次發(fā)酵是在棚內(nèi)進(jìn)行，高架棚鋪好料后需人為加溫；一般冬暖式大棚自然溫度發(fā)酵即可，達(dá)不到溫度要加溫。

料進(jìn)棚后，建成小堆，使料溫達(dá)到60℃，保持8～10 h，然后，使料溫降至52℃保持2～3天即可鋪料，料厚25 cm，寬1.3 m 左右，長(zhǎng)度不限。

4.6 播種

鋪好料后播種，每平方米用菌種1～2瓶（500 ml 菌種瓶）。將2/3的菌種均勻撒于料的表面，然后用叉子均勻抖入料層上部的2/3，再把剩余的1/3菌種均勻撒入表面后，耙平料面，將料表面輕輕拍實(shí)。適宜的發(fā)菌溫度25～29℃，料溫不要超過(guò)30℃，如果超過(guò)要及時(shí)通風(fēng)降溫。一般20 d菌絲吃透料。

4.7 覆厚土，澆重出菇水

當(dāng)菌絲長(zhǎng)至2/3 至近料底部時(shí)可以覆土，由于菌絲在棉柴上生長(zhǎng)特別旺盛，需覆厚土才能將菌絲生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)變?yōu)槌龉絻?yōu)勢(shì)。覆土厚4 cm，可采用一次覆土法。

土質(zhì)的好壞直接影響產(chǎn)量，不能用沙壤土，應(yīng)用有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的、持水性好的壤土（地表層20 cm以下的土，不含氮、無(wú)蟲(chóng)卵。）覆土邊拌邊灑水，土只要能撒開(kāi)即可，用石灰調(diào)節(jié)pH值至8左右。覆土最好用草碳土，一般每平方米能多產(chǎn)鮮菇2 kg左右。

覆土后，溫度（料溫）控制在25～28℃。一般20 d開(kāi)始出菇，進(jìn)入出菇管理階段。

4.8 出菇管理

當(dāng)菌絲在覆土層內(nèi)充分繁殖，長(zhǎng)到大土粒的1/2時(shí)，需及時(shí)噴結(jié)菇水，以覆土表面光亮或稍有積水為宜，促使菌絲從營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段向生殖生長(zhǎng)階段過(guò)渡，4 d左右便有大量菇蕾形成，以后管理同常規(guī)。

4.8.1 溫度管理雙孢蘑菇子實(shí)體生長(zhǎng)溫度一般在6～22℃，最適15～18℃，25℃以上5℃以下都不能出菇。

4.8.2 濕度管理雙孢蘑菇子實(shí)體生長(zhǎng)的水分主要來(lái)源于培養(yǎng)料，因此，噴水時(shí)土層一定要噴透，氣溫低時(shí)，在中午氣溫高時(shí)噴，嚴(yán)禁噴閉門水，噴水后要通風(fēng)。

4.8.3 通風(fēng)管理雙孢蘑菇是好氣性真菌，因此，菇棚內(nèi)要有足夠的氧氣。每天需要通風(fēng)，氣溫高時(shí)，夜間通，氣溫低時(shí)，白天中午通風(fēng)。

5 菌糠還田，改良重度鹽堿地

棉稈粉碎種菇后的菌糠，作為有機(jī)肥既可再作生產(chǎn)沼氣的原料，也可直接還田，增加土壤肥力。每666.7m2棉田增加有機(jī)肥150 kg以上，104hm2的棉區(qū)可增加優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥2×108kg左右，對(duì)于改良黃河三角洲的重度鹽堿地具有重大意義。

6 結(jié)論及發(fā)展前景

6.1 棉稈種菇出菇早、質(zhì)量?jī)?yōu)、出菇集中

棉稈與麥秸相比，棉稈培養(yǎng)料比麥秸培養(yǎng)料疏松，通氣性好，所以棉稈的二次發(fā)酵質(zhì)量較麥秸的好，從而使得它的營(yíng)養(yǎng)成分易被菌絲吸收，菌絲一開(kāi)始就能獲得充足的養(yǎng)料而生長(zhǎng)的快而旺盛，從而使其能早結(jié)菇、結(jié)好菇，更適合在自然氣候下栽培時(shí)間短的北方地區(qū)栽培。

6.2 棉稈栽培雙孢蘑菇可大幅度提高產(chǎn)量

在一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)，我國(guó)北方用麥秸種植雙孢蘑菇一般產(chǎn)鮮菇10 kg/m2左右，而改用棉稈種植，因棉稈營(yíng)養(yǎng)豐富、出菇猛、后勁足，產(chǎn)量可穩(wěn)定在12.5～15 kg/m2。

6.3 棉稈種菇經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益可觀

棉稈栽培雙孢蘑菇既解決了黃河三角洲棉區(qū)種植雙孢蘑菇的原料問(wèn)題，也可減少大面積焚燒棉稈造成的環(huán)境污染，降低棉農(nóng)種棉的風(fēng)險(xiǎn)。每666.7m2按250 kg 的棉稈可轉(zhuǎn)化150 kg鮮菇及多年來(lái)雙孢蘑菇的最低市價(jià)3.2元/kg計(jì)算，每666.7m2棉稈可增收450元以上。

[1]韓芹芹.農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理論基礎(chǔ)與初步應(yīng)用[D].青島大學(xué)， 2007.

[2]沈 茂，張國(guó)忠，周 勇,等.我國(guó)棉柴機(jī)械收獲技術(shù)現(xiàn)狀綜述[J].農(nóng)機(jī)化研究,2009，5:1-5.

[3]池惠榮, 陳 穎, 王立安, 等.棉稈栽培雙孢菇高產(chǎn)技術(shù)[J].食用菌,2009，4:51-52.