食用菌渣制备微生物肥料的关键技术与应用研究

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农业生产中广泛使用化肥会造成环境污染、虫害抗性的形成和食品安全等严重问题。而生物有机肥的使用会减少化肥的使用率,增加土壤肥力,提高作物的产量和品质,改善土壤生态环境。农业生产中的大量食用菌渣是一种廉价可利用的环境友好型农业废弃资源,具有开发微生物肥料的利用价值。本文从食用菌渣的肥料化综合利用入手,将杏鲍菇食用菌渣作为有机原料进行处理,然后接种功能微生物菌种制成微生物有机肥料。通过分析菌渣预处理前后的成分,探索了菌渣发酵、干燥、破碎与混合的微生物肥料基质生产工艺,在优化红球菌和枯草芽孢杆菌生长需要的最佳碳源、氮源、无机盐、温度和pH值条件下,将菌渣和微生物混合制备成微生物有机肥料。用芹菜、萝卜、水稻和玉米评价了微生物肥料的田间小区试验效果,分析微生物有机肥料对农作物的产量、品质、土壤理化生化的影响。研究发现:(1)杏鲍菇鲜菌渣氮含量为0.89%,磷含量为2.52%,钾含量为2.34%,有机质含量为60.5%,总腐植酸含量为15.5%,pH值5.6左右。通过发酵、干燥、破碎并混合后,其有效总养分(N+P2O5+K2O)含量达到8%以上,有机质70%以上,总腐植酸20%以上,可以作为有机肥料的基质。(2)在杏鲍菇菌渣发酵处理中添加10%-20%的菜籽饼作为调节辅料效果最佳,其发酵升温快,最高温度达到69℃,高温时间长,碳氨比和pH值有提高。干燥温度控制在80℃左右,时间在60-120 min之间时干燥效果最佳;转筒干燥机的干燥效果明显好于流化床干燥机,能降低3%的水分。发酵菌渣破碎细度为1-2 mm最适合作物生长需要,能用于生产微生物有机肥。(3)筛选的枯草芽孢杆菌和红球菌的解无机磷(磷酸钙)能力分别为31.72 mg/L和72.24 mg/L;解钾能力分别为3.17 mg/L和6.73 mg/L。当淀粉作为碳源,花生作为氮源,硫酸镁作为无机盐且浓度分别为0.30%,1.50%,0.50%时,经48 h培养后,红球菌浓度最大。当蜜糖作碳源,黄豆作氮源,碳酸钙作无机盐且浓度分别为0.70%,1.50%,0.60%时,经22 h培养后,枯草芽孢杆菌浓度最大。当温度为28℃时,转速为140 r/min时,pH为5.2时,红球菌浓度最大,而当温度为28℃时,转速为140 r/min时,pH为7.2时,枯草芽孢杆菌浓度最大。(4)制备的微生物肥料通过180 d的有效活菌数监测发现,仍能满足生物有机肥标准中规定的保质期内总有效活菌数≥0.2亿/g的技术要求。(5)施用微生物有机肥可提高作物产量和品质。相比空白处理,芹菜最高可增产121.6%,萝卜最高可增产79.2%,玉米可增产42.6%,水稻可增产57.9%。对叶菜类作物的叶绿素含量、植株生长等均有较大程度的提高。萝卜样品中Vc含量、蛋白质含量、可溶性糖含量均提高,而亚硝酸盐含量则较低。此外,还有效改善玉米秃尖,使玉米果实更丰满,提高水稻结实率和千粒重,改良土壤等效果。研究显示,将杏鲍菇等食用菌渣开发成微生物有机肥料,具有提高作物产量品质和改善土壤性质的良好效果。
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