平菇發(fā)酵中藥渣產(chǎn)生物有機(jī)肥的研究

夏文靜 于瑋瑋 周惠

摘要 [目的]針對生活中的中藥渣亂倒、不合理利用造成的一系列污染環(huán)境的問題，采用微生物發(fā)酵產(chǎn)有機(jī)肥的方法進(jìn)行中藥渣的資源化回收利用。[方法]以中藥渣、玉米秸稈、麩皮和水按不同比例，用平菇來發(fā)酵生產(chǎn)有機(jī)肥。[結(jié)果]發(fā)酵過程中水分在第30天時基本處于65%左右，pH大多在5.50～8.50，中藥渣為0、5.0 g時，氮、磷、鉀總含量超過5.00%，有機(jī)質(zhì)含量能超過40.00%。因此中藥渣為5.0 g時，發(fā)酵的肥料符合國家有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)，其各項(xiàng)指標(biāo)為pH 5.72，（N+P+K）=5.51%，有機(jī)質(zhì)含量是49.66%。 [結(jié)論]用平菇對中藥渣進(jìn)行發(fā)酵，可以生產(chǎn)有機(jī)肥，實(shí)現(xiàn)中藥渣的無害化處理。

關(guān)鍵詞 中藥渣；有機(jī)肥；玉米秸稈；平菇

中圖分類號 S141 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）28-0113-02

Abstract [Objective]Unreasonable utilization of residues from Chinese Herbs led to a series of environment pollutions.To solve this problem，microbial fermentation of residues from Chinese herbs with mushroom for the production of organic fertilizer was performed to recycle the residues.[Method]Taking different ratio of herb residue，corn stalk，wheat bran ，and water as test material，the purpose was to produce organic fertilizer by microbial fermentation of residues from Chinese herbs with mushroom.[Result]In the fermentation process，the water content was about 65% at 30th day，the pH value was mostly between 5.50 and 8.50.Compared with Chinese organic fertilizer standards，the total content of nitrogen，phosphorus and potassium could exceed 5.00%，the organic content could exceed 40.00% when the contents of residues from Chinese Herbs were 0 g and 5.0 g. When the content of residues from Chinese Herbs was 5.0 g，the pH was 5.72，（N+P+K） content was 5.51%，while the organic content was 49.66%.[Conclusion]It was found that microbial fermentation of residues from Chinese Herbs with mushroom for the production of organic fertilizer could achieve harmless utilization.

Key words Herb residue；Organic fertilizer；Chinese Herbs；Mushroom

中藥渣來源于中成藥和原料藥的生產(chǎn)、中藥材的加工與炮制以及含中藥的輕化工產(chǎn)品的生產(chǎn)，大約有70%的藥渣因中成藥的生產(chǎn)而產(chǎn)生。隨著全國各大中藥制藥廠的中藥渣廢氣量日益增加，年排放量可達(dá)3 000萬t[1]。中藥渣因?yàn)楹枯^高且含有一些營養(yǎng)成分，所以極易腐敗，對環(huán)境造成一定的污染[2]。根據(jù)國內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)，有機(jī)固體廢棄物的處理應(yīng)該以資源化利用為主導(dǎo)方向，以實(shí)現(xiàn)廢棄物的減量化、無害化、資源化。作為廢棄物排放掉的大部分中藥渣，一方面造成了環(huán)境污染，另一方面則是資源的極大浪費(fèi)[3]。甚至一些不法分子將這些廢棄的中藥渣回收，再次將其應(yīng)用到藥品生產(chǎn)環(huán)節(jié)，這無形中給藥品的生產(chǎn)企業(yè)和消費(fèi)者帶來了極大危害。因此，藥渣的排放和妥善處理成為中藥企業(yè)所面臨的棘手問題[4]。我國是農(nóng)業(yè)大國，每年都有大量的秸稈產(chǎn)生，目前有人將其還田，待其腐爛分解后，可增加土壤肥力[5]。利用中藥渣和秸稈進(jìn)行共同發(fā)酵生產(chǎn)有機(jī)肥，可以同時解決中藥渣和秸稈隨便丟棄的問題。劉雪蓮等[6]用黑曲霉和白腐菌分別發(fā)酵來生產(chǎn)生物有機(jī)肥，梁曉琳[7]利用細(xì)菌來生產(chǎn)有機(jī)無機(jī)復(fù)合微生物肥料，馬雪蓮[8]用秸稈發(fā)酵生產(chǎn)有機(jī)肥，并研究其對作物的影響，周林山等[9]驗(yàn)證了黃芪藥渣生物有機(jī)肥的肥效。

以白腐菌中側(cè)耳屬的平菇為菌種，以秸稈、麩皮中藥渣為原料進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)生物有機(jī)肥，研究不同配比情況下生產(chǎn)的有機(jī)肥的各項(xiàng)指標(biāo)（水分、pH、N、P、K、有機(jī)質(zhì)），并確定符合有機(jī)肥指標(biāo)的配比，為下一步研究有機(jī)肥對種子發(fā)芽的影響打下基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 玉米秸稈，麩皮，葛根藥渣（揚(yáng)子江藥業(yè)集團(tuán)）。

1.2 主要試劑的配制 PDA培養(yǎng)基：馬鈴薯200 g，葡萄糖20 g，瓊脂20 g，水1 000 mL。0.1 mol/L硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液：稱取27.8 g的FeSO4·7H2O，溶于900 mL水中，加入20 mL硫酸，用水定容至1 L，搖勻備用。0.016 7 mol/L重鉻酸鉀溶液：稱取4.9 g烘干過的重鉻酸鉀，溶于1 L水中，裝于棕色瓶中保存。鉬酸銨溶液：將10.6 g鉬酸銨四水合物溶于500 mL水中，移入1 000 mL燒瓶中，加入500 mL的10 mol/L硫酸溶液，混合并冷卻至室溫。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 玉米秸稈、麩皮、葛根藥渣的配比如表1所示。將上述分組原料裝于組培瓶中，高壓滅菌。滅好菌后，接入平菇，置于25℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)一段時間，取樣測定各項(xiàng)指標(biāo)。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 菌種的活化及接種。將平菇接種到PDA培養(yǎng)基上，在25 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7 d左右，待菌絲長滿整個平板，用打孔器接種到固體發(fā)酵基質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵，每隔一段時間取樣測定水分、酸度、pH、氮磷鉀以及有機(jī)質(zhì)含量。

1.4.2 水分的測定。

稱取3 g（精確至0.000 1 g）鮮樣于干燥皿中，放入烘箱中105 ℃烘干6 h至恒重，烘干前稱重記為W1，烘干后至恒重時稱重記為W2。

1.4.3 酸度值的測定。

稱取2 g（精確至0.01 g）發(fā)酵后的樣品，置于100 mL錐形瓶中，加水10 mL，靜置后測定濾液pH。

1.4.4 氮、磷、鉀含量的測定。

樣品前處理：取一定量的樣品，烘干研磨后放入試劑瓶中保存，稱取2 g研磨好的樣品于三角瓶中，加入5 mL濃硫酸后，放置24 h。將三角瓶放在電爐上加熱，等到有白煙冒出后，加入適量雙氧水，瓶中液體會變淡，然后再加熱，再加雙氧水，直至液體變?yōu)闊o色，整個過程都需要在通風(fēng)處進(jìn)行。待消煮完全后，裝入50 mL容量瓶中，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至中性，加水定容到50 mL，保存在試劑瓶中備用。

測定方法：氮含量的測定用凱氏定氮法 GB 50095—2010，

磷含量的測定用鉬酸銨分光光度法 GB 11893—89，

鉀含量的測定用火焰發(fā)射光譜法 GB/T 5009.91—2003。

1.4.5 有機(jī)質(zhì)的測定。

準(zhǔn)確稱取0.1 g（精確至0.000 1 g）風(fēng)干并粉碎過100目篩后的樣品于500 mL的錐形瓶中，然后準(zhǔn)確加入0.016 7 mol/L K2Cr2O7溶液50 mL于干燥的樣品中，轉(zhuǎn)動瓶子使之混合均勻，然后加濃H2SO4 5 mL，將錐形瓶緩緩轉(zhuǎn)動1 min，促使混合，以保證試劑與樣品充分作用，85 ℃水浴30 min，加鄰啡羅啉指示劑2～3滴，然后用0.2 mol/L FeSO4溶液標(biāo)定之，滴定至近終點(diǎn)時溶液顏色由綠變?yōu)榘稻G色，逐漸加入FeSO4溶液直至生成磚紅色為滴定終點(diǎn)[10]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同配比的基質(zhì)在發(fā)酵過程中水分含量變化

由圖1可知，發(fā)酵初期的水分含量75%～80%，隨著發(fā)酵天數(shù)的增加水分含量在前期基本維持不變。到了發(fā)酵中后期，將發(fā)酵瓶的瓶蓋打開，水分含量開始慢慢下降，30 d時水分含量降到了65%左右。

2.2 不同配比的基質(zhì)在發(fā)酵過程中pH變化

由圖2可知，隨著發(fā)酵天數(shù)的增加， pH略有下降。中藥渣0、5.0、7.5、10.0、15.0 g時，第5天的pH分別為5.49、5.72、5.68、5.86和5.42。國家標(biāo)準(zhǔn)對有機(jī)肥pH的規(guī)定為5.50～8.50。由此可見，這5種肥料的pH都在國標(biāo)范圍。

2.3 不同配比基質(zhì)的發(fā)酵后氮、磷、鉀含量

國家對于有機(jī)肥限定的標(biāo)準(zhǔn)為：N+P+K≥5.00%，表2為發(fā)酵過的肥料中氮磷鉀含量，中藥渣質(zhì)量為0、5.0 g時氮磷鉀的總量達(dá)到國家有機(jī)肥所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，其他配比不符合國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 不同配比的基質(zhì)發(fā)酵后有機(jī)質(zhì)含量 國家規(guī)定有機(jī)肥中有機(jī)質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)是≥40.00%。由圖3可知，當(dāng)中藥渣質(zhì)量為0、5.0、7.5、10.0、15.0 g時，有機(jī)質(zhì)含量分別是46.86%、49.66%、41.42%、47.48%和37.7%，由此可見，中藥渣質(zhì)量為15.0 g時有機(jī)質(zhì)含量未達(dá)標(biāo)，其他幾個配比符合國家有機(jī)肥的規(guī)定。

3 結(jié)論與討論

微生物有機(jī)肥發(fā)酵是一個復(fù)雜的生物化學(xué)過程，伴隨有機(jī)物質(zhì)在微生物作用下發(fā)生腐殖化，發(fā)酵過程中中藥渣和秸稈得到充分利用。發(fā)酵過程中水分含量在前5 d基本維持不變，到了發(fā)酵后期其水分含量達(dá)到65%左右；pH隨天數(shù)變化呈現(xiàn)下降趨勢，但是pH總體在5.50～8.50；氮、磷、鉀總含量有2組數(shù)據(jù)符合有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)；有機(jī)質(zhì)含量除了中藥渣為15.0 g時達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)，其余均符合要求。綜合分析，中藥渣5.0g、麩皮5.0g、玉米秸稈10.0 g時發(fā)酵產(chǎn)的有機(jī)肥符合國家標(biāo)準(zhǔn)，其各項(xiàng)指標(biāo)分別是：pH 5.72，N+P+K含量為5.51%，有機(jī)質(zhì)含量是49.66%。由此可見，利用白腐菌發(fā)酵可資源化利用的中藥渣，同時還能無害化處理中藥渣。劉雪蓮等[6]研究了不同菌種發(fā)酵基質(zhì)產(chǎn)有機(jī)肥的效果，發(fā)現(xiàn)種白腐真菌的有機(jī)肥全磷的含量最高，將中藥渣進(jìn)行無害化處理，既能解決中藥渣隨意拋棄污染環(huán)境的問題，又使其得到循環(huán)利用[10] 。

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