食用菌下腳料產(chǎn)沼氣技術(shù)初探

●郭年東 林貴富（贛州市章貢區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 江西 贛州 341000）

食用菌產(chǎn)業(yè)是贛州市章貢區(qū)為長效鞏固脫貧攻堅成果而大力發(fā)展的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)。隨著食用菌規(guī)?；a(chǎn)，大量食用菌下腳料被隨意丟棄在田間地頭，極易腐爛，不但污染環(huán)境，而且易滋生霉菌、蚊蠅等。如何處理食用菌下腳料，成為食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展亟需解決的問題之一，章貢區(qū)探索和開展食用菌下腳料產(chǎn)沼氣技術(shù)試驗，并取得一定的成果。

1 技術(shù)概況

食用菌菌包基質(zhì)料的主要成分：棉籽殼15%～20%、玉米芯20%、米糠13%、玉米粉4%、木屑10%～15%、麥皮25%和蔗渣5%，結(jié)合基質(zhì)料上生長出的食用菌（下腳料和商品食用菌成分含量一致）的主要成分，得出食用菌下腳料可用作沼氣的發(fā)酵原料的結(jié)論[1]。

基于理論基礎(chǔ)，以食用菌下腳料作發(fā)酵原料，符合產(chǎn)沼氣（20～30）∶1的碳氮比要求，無需添加其他氮素原料，且食用菌下腳料易腐爛，沼渣呈糜爛狀，出料容易。

2019年，利用食用菌下腳料在10～20 m3沼氣池發(fā)酵產(chǎn)氣，開展了為期1年的產(chǎn)氣技術(shù)試驗，收集結(jié)果發(fā)現(xiàn)，每立方米池容日均產(chǎn)氣率為0.10～0.15 m3，甲烷含量在50%以上，沼氣灶壓電開關(guān)均能正常點火。2019年7月2日至9月3日，在沙石鎮(zhèn)南田村井頭組的一個20 m3長拱形沼氣池開展食用菌下腳料（以金針菇下腳料為發(fā)酵原料）產(chǎn)沼氣技術(shù)試驗，按每周投料2次，投料時記錄產(chǎn)氣量。試驗數(shù)據(jù)：63 d共投料18次，共計845.5 kg，產(chǎn)沼氣167.1 m3，每立方米池容日均產(chǎn)氣率為0.147 m3、每百千克食用菌下腳料可產(chǎn)沼氣19.8 m3，具體投料量、產(chǎn)沼氣量，見表1。

表1 投料、產(chǎn)沼氣記錄

試驗證明，食用菌下腳料產(chǎn)沼氣技術(shù)有效、可行，但存在進(jìn)料難的問題，主要原因是由于食用菌下腳料長度均在3～5 cm，菌柄細(xì)長、中空、密度小，浮在進(jìn)料口，易堵塞進(jìn)料口，需人工不斷用器材輔助送入才能進(jìn)料，并且每次進(jìn)料都需配水，才能促使沼氣發(fā)酵原料流入發(fā)酵池。經(jīng)過多年的試驗、改進(jìn)，研發(fā)了一整套食用菌下腳料產(chǎn)沼氣技術(shù)的有效模式，提升了食用菌下腳料可再生利用水平，減少了面源污染，保護(hù)了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。技術(shù)試驗中進(jìn)一步總結(jié)經(jīng)驗和模式，在條件成熟的情況下逐步向其他地方推廣，為美麗鄉(xiāng)村創(chuàng)建和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展找到一條適宜發(fā)展途徑。

2 技術(shù)方案

2.1 工藝路線

食用菌下腳料產(chǎn)沼氣工藝路線，見圖1。

2.2 沼液循環(huán)沖壓自動進(jìn)料技術(shù)

常規(guī)沼氣池的進(jìn)料口與沼氣池頂部相平，均埋于地表下，進(jìn)料時直接通過進(jìn)料管將原料送入到發(fā)酵池中，這種沼氣池適用于液態(tài)發(fā)酵原料，當(dāng)發(fā)酵原料密度小或為固態(tài)時，由于沼氣壓力的影響，原料無法自流進(jìn)入發(fā)酵池中。利用沼液循環(huán)沖壓自動進(jìn)料技術(shù)，可以解決這一問題。進(jìn)料時，先往進(jìn)料口倒入食用菌下腳料等發(fā)酵原料，直到原料填滿進(jìn)料池為止。然后，打開污水泵開關(guān)，將發(fā)酵主池中的沼液抽入進(jìn)料池，隨著沼液不斷沖進(jìn)進(jìn)料池，進(jìn)料液面壓力大于發(fā)酵池內(nèi)壓力時，發(fā)酵原料將會與沼液混合物自動進(jìn)入發(fā)酵主池。進(jìn)料完成后，關(guān)閉污水泵。

2.3 拱型沼氣工程的建造技術(shù)

該技術(shù)工程主要由100 m3拱形厭氧發(fā)酵主池、2 m3進(jìn)料池、10 m3貯氣柜和輸配系統(tǒng)組成。其核心設(shè)施為厭氧發(fā)酵主池，主要由加粗進(jìn)料管、酸化池、活動蓋、自動溢流出料管、沼液循環(huán)沖壓自動進(jìn)料裝置等組成。主要技術(shù)原理：沼氣發(fā)酵的主要化學(xué)成分為多糖、蛋白質(zhì)和脂類。其中，多糖類物質(zhì)是發(fā)酵原料的主要成分，包括淀粉、纖維素、半纖維素等。食用菌下腳料的主要成分蛋白質(zhì)約占30%、糖類占60%、粗纖維3%及其他無機(jī)鹽、礦物質(zhì)等7%。食用菌下腳料進(jìn)入密閉的沼氣發(fā)酵主池后，在厭氧的條件下，通過產(chǎn)甲烷菌等一系列細(xì)菌的生物、化學(xué)反應(yīng)，可產(chǎn)生沼氣和沼肥，通過導(dǎo)氣管輸導(dǎo)沼氣并將其貯存在貯氣柜中，為食堂、鍋爐提供燃料。發(fā)酵后產(chǎn)生的沼肥，不僅保留了原有食用菌中的營養(yǎng)成分，而且使難以消化吸收的粗纖維變成易于被作物吸收的成分，并衍生出激素、酶等一系列活性物質(zhì)，可重新應(yīng)用于食用菌的菇包基質(zhì)料的培植。該沼氣工程主要的技術(shù)關(guān)鍵有三點。

2.3.1 氣壓穩(wěn)定且貯氣量大所產(chǎn)沼氣輸送到貯氣柜，壓力恒定在6～7 kPa，可解決大量用氣和遠(yuǎn)距離輸送氣的問題。

2.3.2 進(jìn)料方便采用沼液循環(huán)沖壓自動進(jìn)料裝置，解決了食用菌下腳料因密度小、重量輕、體積膨大、難以進(jìn)料及難以混勻的問題。

2.3.3 安裝溢流出料管可實現(xiàn)自動出料，長期無需大出料，方便管理。

2.4 科學(xué)啟動發(fā)酵技術(shù)

第一次投料的發(fā)酵原料需用豬、牛糞等易于產(chǎn)氣的原料，料液占總池容的50%，正常產(chǎn)氣后才可投放食用菌下腳料，投料封蓋的時間選擇在溫度較高的時期。

3 經(jīng)濟(jì)效益和社會效益

3.1 經(jīng)濟(jì)效益

每新建沼氣池1000 m3，年產(chǎn)沼氣4萬立方米，按每立方米沼氣1元計算，計4萬元，年產(chǎn)沼肥1000萬千克，計20萬元。

3.2 改善人居環(huán)境

改善了農(nóng)村居住環(huán)境，縮小城鄉(xiāng)差別，促進(jìn)精神文明建設(shè)。通過本技術(shù)的推廣，企業(yè)食堂和部分農(nóng)民用上了清潔的可再生能源，生活水平得到提高。農(nóng)村廚房的衛(wèi)生得到了改善，改變了千百年來農(nóng)村燒水做飯“煙熏火燎，一把柴草一把灰，廚房灶臺黑漆漆”的狀況[2]。農(nóng)村炊事簡單，節(jié)省了時間和勞力，勞動力可集中到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上來。

4 前景展望

4.1 創(chuàng)立食用菌農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的有效模式

廢棄物的資源化再利用，為食用菌農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)建成了可行的發(fā)展模式，為解決制約食用菌行業(yè)發(fā)展的難題找到了有效途徑，對食用菌行業(yè)的發(fā)展起到了積極的推動作用。

4.2 拓展沼氣行業(yè)的發(fā)展空間

食用菌下腳料資源豐富，碳氮比適宜，出料方便，產(chǎn)氣效果好，為缺少發(fā)酵原料而停用沼氣的用戶提供了產(chǎn)氣原料，拓展了沼氣行業(yè)的發(fā)展空間。