香菇菌渣好氧发酵生产有机栽培基质的试验研究

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:skyaixiao
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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。
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