稻麥秸稈隧道式發(fā)酵雙孢蘑菇基料關鍵技術的研究*

劉建鳳，陸玉榮， 張春梅，呂 敏，衛(wèi) 甜，宗新軍，戚尹偉，吉春明**

（1.江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學研究所，江蘇 揚州 225007；2.揚州市廣陵區(qū)上品食用菌專業(yè)合作社，江蘇 揚州 225105）

稻麥秸稈隧道式發(fā)酵雙孢蘑菇基料關鍵技術的研究*

劉建鳳1，陸玉榮1， 張春梅1，呂 敏1，衛(wèi) 甜1，宗新軍2，戚尹偉2，吉春明1**

（1.江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學研究所，江蘇 揚州 225007；2.揚州市廣陵區(qū)上品食用菌專業(yè)合作社，江蘇 揚州 225105）

稻麥秸稈隧道式發(fā)酵雙孢蘑菇基料可有效構建生態(tài)農(nóng)業(yè)的循環(huán)模式，解決秸稈造成的環(huán)境污染問題。結合揚州地區(qū)的實際條件，建造了4條一次發(fā)酵槽，2條二次發(fā)酵隧道，單條生產(chǎn)線一次可以生產(chǎn)雙孢蘑菇基料80 t。研究了發(fā)酵場區(qū)選址、場區(qū)布局、基礎設施、配套設施、一次發(fā)酵和二次發(fā)酵技術等，設置了稻草、麥秸為主要原料不同配比的3個配方，測定了不同處理基料一次發(fā)酵后、二次發(fā)酵后的水分、pH值、含氮量、C/N等技術參數(shù)，結果表明發(fā)酵后基料中水分、pH值、含氮量、C/N等技術參數(shù)均符合雙孢蘑菇發(fā)酵后基料的理化指標，為雙孢蘑菇基料隧道式發(fā)酵提供理論依據(jù)。

稻麥秸稈；雙孢蘑菇基料；一次發(fā)酵；二次發(fā)酵

稻麥秸稈是指水稻和小麥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，稻谷、麥粒收獲后，殘留的不能食用的稈、莖、葉等副產(chǎn)品。揚州市耕地資源雖然有限，水稻和小麥的栽培面積分別為21萬hm2、18.67萬hm2，但產(chǎn)生的稻麥秸稈約有310萬t。近年來，在政府的一系列政策和措施下，稻麥秸稈的綜合利用方面取得了顯著的成效[1]，但在稻麥收獲季節(jié)，仍有部分秸稈未得到有效處理，被直接排放，對我市的生態(tài)環(huán)境造成嚴重威脅，因此必須對此加以重視。秸稈資源雖然是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的“垃圾”，但同時也是一種寶貴的生物資源[2]，雙孢蘑菇栽培正是將這些“垃圾”按照科學的配方組合起來，生產(chǎn)出集“美味、營養(yǎng)、保健、綠色”于一體的食用菌產(chǎn)品[3]。

雙孢蘑菇是典型的草腐異養(yǎng)型真菌，其生長發(fā)育必須靠分解基料中的有機質(zhì)獲得所需的全部營養(yǎng)，無法直接吸收和利用稻麥秸稈中的養(yǎng)份，基料必須經(jīng)過堆制發(fā)酵后，各種營養(yǎng)物質(zhì)才能被雙孢蘑菇菌絲很好地吸收利用，因此雙孢蘑菇生產(chǎn)中基料的堆制發(fā)酵是決定其產(chǎn)量和質(zhì)量的關鍵因素[4]。目前，我國雙孢蘑菇生產(chǎn)所使用基料的堆制發(fā)酵主要還是依靠種植者多年的生產(chǎn)經(jīng)驗，人工翻料、拌料[5]，這是雙孢蘑菇栽培過程中最費工，也是最艱苦的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，容易造成堆制發(fā)酵過程中堆溫內(nèi)外不均，雜菌殺滅不徹底，栽培時雜菌污染率較高，生產(chǎn)出的基料品質(zhì)參差不齊，基料質(zhì)量無法保證[6]等問題，這不僅嚴重影響雙孢蘑菇品質(zhì)，而且大大影響雙孢蘑菇的產(chǎn)量，平均產(chǎn)量只有 8 kg·m-2～10 kg·m-2。目前歐美發(fā)達國家雙孢蘑菇生產(chǎn)的基料發(fā)酵已采用全自動控制的隧道生產(chǎn)線，周年出菇可達 8輪～10輪，每輪采菇 2 潮～3 潮，單產(chǎn)達 25 kg·m-2～30 kg·m-2，有的已達到理論產(chǎn)量的極限 35 kg·m-2[7]。

盡管我市雙孢蘑菇基料生產(chǎn)已采用二次發(fā)酵隧道生產(chǎn)線，但設施水平普遍較低，發(fā)酵技術規(guī)程不統(tǒng)一，糞草配比不合理，造成生產(chǎn)出的基料品質(zhì)有待進一步提高等問題，如我市的廣陵、儀征等地均先后建立食用菌基料隧道式生產(chǎn)線，由于規(guī)模小，設施建設和配套技術不完善，專業(yè)化程度低，有的企業(yè)已不能正常運營。江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學研究所的科研人員對揚州市廣陵區(qū)上品食用菌專業(yè)合作社的生產(chǎn)實際狀況進行調(diào)研，開展了稻麥秸稈隧道式發(fā)酵雙孢蘑菇基料的科研試驗，從生產(chǎn)條件、發(fā)酵技術等方面進行了研究。以稻麥秸稈為主料，經(jīng)過隧道式發(fā)酵制成雙孢蘑菇基料，創(chuàng)新了揚州市秸稈的綜合利用方式，豐富了稻麥秸稈循環(huán)利用的途徑，滿足了雙孢蘑菇種植戶的需求，改變了長期以來本地區(qū)稻麥秸稈利用方式粗放和效益不高的問題。對推動揚州市農(nóng)村經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，改善村容村貌，緩解稻麥秸稈隨意堆放和焚燒對周邊環(huán)境帶來的污染等都具有重要意義。

1 生產(chǎn)條件

1.1 場區(qū)選址

場區(qū)規(guī)劃前，對周圍環(huán)境應做好選址調(diào)研，遠離村莊、集鎮(zhèn)等市民集居區(qū)，周邊稻麥秸稈等農(nóng)業(yè)下腳料資源較為豐富，交通便利，靠近交通主干道，有水源，排灌方便，地勢高爽，場區(qū)周圍300 m內(nèi)不能有養(yǎng)殖場、屠宰場、垃圾場等。

1.2 場區(qū)布局

場區(qū)由原料儲備場、原料預處理場、發(fā)酵隧道和配套設施等組成，年產(chǎn)1萬t培養(yǎng)料的菌料廠總占地面積需2.67 hm2左右，其中原料儲備場約1.33 hm2，原料預處理場0.53 hm2，一次發(fā)酵料倉和二次發(fā)酵隧道共0.37 hm2，配套附屬設施占地0.43 hm2。應從便于管理、便捷操作、方便運輸、規(guī)避污染和環(huán)境保護等幾個方面綜合考慮，科學合理布局。一般原料儲備場設置于下風口，發(fā)酵隧道區(qū)是工廠的核心設施，設置于上風口，以防飛揚的原料等對場區(qū)的環(huán)境造成污染。

1.3 基礎設施

1.3.1 原料儲備場

要求地勢高爽，具有防火、防雨、防霉變特點。場地大小應與生產(chǎn)所需貯存的原料量相適應。

1.3.2 原料預處理場

地面混凝土結構，利于大型設備作業(yè)，同時要在混料區(qū)搭建透明遮雨棚，四周設置排水溝，排水溝出口全部與秸稈浸泡池相連，構成污水再利用系統(tǒng)。

1.3.3 發(fā)酵隧道

發(fā)酵隧道是1種節(jié)能降耗的自動控制的專用于蘑菇培養(yǎng)料整批規(guī)模處理的形似隧道的發(fā)酵裝置[8]。無頂無門的敞開式發(fā)酵隧道，稱為一次發(fā)酵隧道，有頂有門的封閉式發(fā)酵隧道，稱為二次發(fā)酵隧道。隧道建造數(shù)量應與基質(zhì)需量相匹配，一次發(fā)酵隧道與二次發(fā)酵隧道的間數(shù)比例一般為2∶1。

（1） 一次發(fā)酵隧道

隧道規(guī)格視培養(yǎng)料批處理量而定（一般每批料80 t的規(guī)格為寬5 m、長18 m、凈高4.5 m）。隧道墻體為磚混結構；地面下按40 cm間距平行鋪設直徑16 cm鋪設通氣管，管子正上方間隔30 cm，開直徑5 cm通氣孔，孔上安裝高壓噴嘴，噴嘴口略低于地面2 cm左右，并沿通氣管道方向在噴嘴上方作寬4 cm條槽；地面前低后高，傾角為1°；近門處平行設置1條寬5 cm的明水溝；隧道頂設遮雨棚避雨。

（2） 二次發(fā)酵隧道

隧道大小規(guī)格與一次發(fā)酵隧道相似，長度略短。隧道墻體為夾層保溫磚混結構；地面下按20 cm間距平行鋪設直徑16 cm通氣管，管子正上方間隔20 cm開直徑5 cm通氣孔，孔上安裝高壓噴嘴，噴嘴口略低于地面2 cm左右，并沿通氣管道方向在噴嘴上方作4 cm條槽；地面前低后高，傾角為1°增設隧道頂、隧道門，隧道頂采用水泥鋼寬筋澆筑，并在近門上方屋頂設置1個60 cm×60 cm排氣口，近門后部上方設熱空氣循環(huán)裝置，隧道門為聚氨酯密封保溫門，可電動開啟。

1.3.4 配套設施

（1） 秸稈浸泡池

水泥混凝土構造，必須有防滲措施。池深1 m，長與寬視所處位置和一次浸泡量而定。

（2） 供水系統(tǒng)

廠內(nèi)建設供水管道網(wǎng)，配建1個蓄水池。

（3） 排水系統(tǒng)

建設雨水排放管道網(wǎng)，要與污水排放系統(tǒng)分開。

（4） 機械設備

配置的主要機械設備有：大小鏟運車各1臺，切草機1臺，拌料拋料機1臺；隧道發(fā)酵室風機大小應根據(jù)隧道大小而定，一般每批料80 t，一次發(fā)酵室配置7.5 kW離心風機1臺，二次發(fā)酵室配置45 kW離心風機1臺，相應配置風道和溫度、通氣的智能控制系統(tǒng)；變壓器、配電房等電源保障系統(tǒng)。

2 發(fā)酵技術

2.1 基料的配制

科學配制基料是雙孢蘑菇高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的前提[9]。配方的主要原料為稻草、麥草、牛糞，其中稻草和麥秸來自揚州周邊，牛糞來自東北；輔助原料為過磷酸鈣、尿素、石灰、石膏，均來自揚州市場。每個處理所有原料的總量為80 t，設計配方時，分別測定稻草、麥草、牛糞、尿素的碳、氮含量，見表1。依據(jù)雙孢蘑菇基料配制C/N為28:1～30:1的原則計算各種原料的添加量[13]，形成不同處理的基質(zhì)配方見表2。

表1 主要原料的碳、氮含量Tab.1 Content of carbon and nitrogen for main raw

表2 不同配方組成Tab.2 Formula of different substrates

2.2 預堆

用鏟車將所需的稻草或麥秸放入秸稈浸泡池中浸泡，稻草浸泡2 d，麥秸浸泡3 d（其中麥秸要經(jīng)過碾壓，使秸稈破碎），草料撈出預濕池淋水備用，同時牛糞在原料預處理場上經(jīng)預濕后堆積2 d，使其含水量達到50%，然后按配方比例用鏟車、拋料機等設備將稻草或麥秸、牛糞、過磷酸鈣、尿素、石膏混合均勻，建堆4 d，料堆水分掌握在70%左右[10]。

2.3 一次發(fā)酵

用鏟車和翻料機將預堆的混合料輸送到一次發(fā)酵隧道，料高1.8 m～2 m，調(diào)節(jié)風機的開關時間和通氣量，即每30分鐘通風3 min～5 min。當料溫達到70℃以上時，1 d后開始倒倉，在第1次倒倉的過程中，將石灰加入基料中，倒倉時用鏟車將預堆料移至相鄰的一次發(fā)酵隧道中停放的翻料機料斗上，開動翻料機使料抖散，重新堆放，料高1.8 m～2 m。第1次倒倉視培養(yǎng)料濕度情況補水加濕，補水在第1次移料時進行。培養(yǎng)料一次發(fā)酵所需時間一般為14 d左右，需倒倉3次，倒倉時間間隔為4 d→3 d→3 d→2 d，如此輪番進行。一次發(fā)酵料的質(zhì)量標準[11-12]：發(fā)酵好的培養(yǎng)料呈淺咖啡色，可見放線菌白斑，柔軟，富有彈性，拉斷時有一點阻力，少量氨味，含水量70%～72%，pH7.0～8.0，含氮1.8%～2%，C/N 為 20∶1。

2.4 二次發(fā)酵

一次發(fā)酵好的基料用拋料機機械化裝入二次發(fā)酵隧道，料堆松散，均勻一致，高度2 m左右，寬度依隧道寬度而定，密閉隧道門，進行二次發(fā)酵。二次發(fā)酵階段各時段操作和控制參數(shù)見表3，所需時間8 d左右。二次發(fā)酵料的質(zhì)量標準[12]：發(fā)酵良好的基料呈暗褐色，料中有白色放線菌菌落，無臭味，無氨氣，具蘑菇香味，質(zhì)地疏松，無粘滑感覺，手握料能成團，一抖就松散開來，秸稈輕輕一拉就斷，含水量68%～70%，pH7.0～7.5，含氮2.0%～2.2%，C/N 為 16:1～17∶1。

表3 基料二次發(fā)酵的操作和控制參數(shù)Tab.3 Operation and control parameters of the second fermentation of base material

由表3可見，裝料后，關閉新風系統(tǒng)，先自然升溫發(fā)酵，第2天打開風機，開啟新風供氧，促使微生物增殖產(chǎn)熱，料溫逐步上升至58℃時，維持10 h，利用巴氏消毒原理，殺滅基料內(nèi)殘留的有害微生物和病蟲，料溫要控制在60℃以下，否則會損害有益微生物，巴氏消毒結束后，在6 h內(nèi)將料溫降至48℃，維持 4 d～5 d，使高溫放線菌等有益微生物大量繁殖，腐熟基料，關閉隧道氣閥門，通新風，當基料呈暗褐色，料內(nèi)出現(xiàn)白色放線菌菌落，無氨味，秸稈疏松柔軟，手拉即斷時，發(fā)酵結束。

2.5 發(fā)酵后基料中技術參數(shù)的測定

2.5.1 樣品的采集

各處理的稻麥秸稈基料在一次發(fā)酵后、二次發(fā)酵后分別取樣，取樣方法為隧道培養(yǎng)料中心和四周選取5個點取樣，每鏟車取200 g，通過5個點取至樣品1 000 g，混合后及時帶回實驗室，剪碎再混合，取一定量用于基料水分、pH的測定，其余的樣品烘干粉碎至100目，用于測定碳、氮指標[14]。

2.5.2 測定方法

采用烘干法測定各處理的水分；點位法測定各處理的pH；重鉻酸鉀外加熱法測定各處理的總碳含量；H2SO4-H2O2消煮法測定各處理中總氮[15]。

2.5.3 測定結果

各處理的水分、pH、含氮量、C/N的測定結果與要求達到的技術指標[16]的比較見表4。

表4 各處理的水分、pH、含氮量、C/N一次發(fā)酵后和二次發(fā)酵后的測定結果Tab.4 Results of water、pH、nitrogen、C/N after the primary and secondary fermentation

由表4所示，處理1～處理3一次發(fā)酵后和二次發(fā)酵后的水分、pH、含氮量、C/N的測定結果與要求基本達到國內(nèi)外工廠化隧道發(fā)酵雙孢蘑菇基料的技術指標。其中處理1一次發(fā)酵后的水分72.13%、二次發(fā)酵后水分70.88%都略高于一次發(fā)酵后水分技術指標72%、二次發(fā)酵后水分技術指標70%，這與稻草的吸水性高于麥秸有關，但發(fā)酵后pH、含氮量、C/N都達到了技術指標。處理2二次發(fā)酵后C/N為 17.16∶1，略高于標準 C/N 技術指標 16∶1～17∶1，說明碳源轉(zhuǎn)化略少，試驗證明控制腐熟期可以達到指標之內(nèi)，且發(fā)酵后的水分、pH、含氮量都達到了技術指標。所以，以上3個處理都可以用于雙孢蘑菇基料的隧道式發(fā)酵。

3 結論與討論

稻麥秸稈為主要原料的3種配方基料的技術參數(shù)均符合雙孢蘑菇發(fā)酵料的標準參數(shù)，說明稻草、麥秸單獨或按一定比例混合都可以應用于雙孢蘑菇基料隧道式發(fā)酵。雙孢蘑菇基料隧道式集中發(fā)酵在生產(chǎn)中成功應用，在上世紀70年代法國和荷蘭的企業(yè)就已經(jīng)實現(xiàn)[17]，國內(nèi)雙孢蘑菇基料隧道式發(fā)酵技術已見報導[8，18-20]，本試驗再次研究的目的是借鑒雙孢蘑菇基料隧道式發(fā)酵技術工藝，結合我市的實際條件，以稻麥秸稈用于雙孢蘑菇基質(zhì)研發(fā)為重點，配套開展稻麥秸稈的加工處理機械設備研發(fā)、發(fā)酵隧道引進和改良、配方的篩選和優(yōu)化、隧道式發(fā)酵技術和模式的研究，探索出一套適合于本地區(qū)的隧道式生產(chǎn)雙孢蘑菇基料的技術手段和工藝流程，為我市農(nóng)業(yè)固體廢棄物（稻草和麥秸）的資源化利用和大面積推廣提供有力技術支撐和配套技術，推動我市食用菌產(chǎn)業(yè)節(jié)能環(huán)保、健康種植的技術進步。

建立占地2.67 hm2的稻麥秸稈隧道式發(fā)酵雙孢蘑菇基料示范基地，單條生產(chǎn)線一次可以生產(chǎn)基料80 t，消化稻麥秸稈55 t左右，且機械化程度高，節(jié)能降耗，基料質(zhì)量穩(wěn)定，可統(tǒng)一提供等顯著優(yōu)勢和特點，一方面可實現(xiàn)雙孢蘑菇基料全年全天候生產(chǎn)，滿足雙孢蘑菇周年化生產(chǎn)對基料的需求；另一方面解決了農(nóng)事栽培種植戶的用工難問題，可供給種植戶直接裝架生產(chǎn)，縮短種殖戶的栽培周期，同時降低雙孢蘑菇的病蟲害發(fā)生率，更有利于現(xiàn)行“合作社+基地+菇農(nóng)”的產(chǎn)業(yè)模式運作，最終為我市雙孢蘑菇工廠化生產(chǎn)提供有力的保障。

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Study of the Key Technology with the Tunnel Type Fermentation of Rice and Wheat on Agaricus bisporus Base Stock

LIU Jian-feng,LU Yu-rong,ZHANG Chun-mei,LV Min,WEI tian,ZHONG Xing-jun,QI Yin-wei,JI Chun-ming
(1.Institute of Agricultural Science in Lixiahe Region of Jiangsu Provience,Yangzhou 225007,China;2.Shangpin Edibble Fungus Professional Cooperatives at Guangling District,Yangzhou 225105,China)

The base stock of Agaricus bisporus of the rice and wheat straw stalk fermentation can be effectively constructed the recycling mode of ecological agriculture and solved the environment pollution problem caused by straw stalk.Based on the actual conditions in Yangzhou area,four fermentation tanks,two secondary fermentation tunnels and the single production line were constructed to produce 80 tons of Agaricus bisporus base stock at a time.The especial location of fermentation,area distribution,infrastructure,supporting facilities and the fermentation technology of first and secondary fermentation were studied,while straw,wheat straw as the main raw materials of different proportion of three ingredients were set up.The moisture,pH,nitrogen content and ratios of C/N and other technical parameters of different base stock were measured after first fermentation and secondary fermentation.The results showed that moisture,pH,nitrogen content and ratios of C/N and other technical parameters were all met the physical and chemical indicators of A.bisporus after fermentation,for providing the theoretical basis for fermentation of A.bisporus makings tunnel.

rice and wheat straw;Agaricus bisporus base stock;first fermentation;secondary fermentation

S646.1

A

1003-8310（2017）05-0040-05

10.13629/j.cnki.53-1054.2017.05.010

揚州市科技計劃項目（YZ2016095）。

作者介紹：劉建鳳（1968-），女，本科，副研究員，主要從事食用菌及農(nóng)作物病蟲害的研究。E-mail:yzljfeng@163.com

**通信作者：吉春明（1968-），男，本科，副研究員，從事農(nóng)作物病蟲害防治研究及農(nóng)藥研發(fā)。E-mail:jcmcn@163.com

2017-07-22