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工廠化食用菌菇渣理化性狀和安全性評價

發布時間:2019-1-2 10:50:39   轉載來源: 北京農學院學報 2017年第3期  瀏覽次數:2988  字號:  【關閉窗口

食用菌菌渣是指食用菌人工栽培收獲產品后剩下的培養基廢棄物。由于菇渣中含有豐富的有機質?菌絲體?蛋白質?大量微量元素等,目前在很多方面都有再利用。隨著中國工廠化食用菌產量的增長,配料和性狀相對穩定的菇渣數量越來越多,研究工廠化菇渣的理化性狀和安全性對其規模化的利用有重要指導意義。

食用菌菇渣的再利用一般集中在食用菌栽培?飼料?做栽培基質及土壤改良等方面。菇渣作為二次培養料,被用于栽培草菇?平菇等。菇渣的粗蛋白?粗纖維?粗脂肪豐富,被認為是一種很好的新型飼料。為了驗證菇渣是否適合作為商業栽培基質,許多研究對草菇菇渣?茶樹菇菇渣?杏鮑菇菇渣?香菇菇渣進行理化性狀研究。雖然菇渣含有豐富的營養,但是有研究表明它的重金屬超標。食用菌栽培原料來源廣泛,加上中國食用菌行業目前農民家庭式小生產居多,沒有統一固定的配方,導致菇渣的成分?種類非常繁多。雙孢菇?杏鮑菇?金針菇等是工廠化食用菌的代表菇種,擁有穩定的配方,生產后留有大量的廢棄菇渣,但是不同類型食用菌工廠化菇渣的理化性質及其安全性未見系統的報道。選擇可以代表工廠化菇渣的樣本,主要包括草腐型和木腐型2種類型的菇渣,分別從菇渣的理化性狀和重金屬含量兩個方面對菇渣進行評價。

1 材料與方法

1.1 材料

通過對工廠化食用菌企業考察,進行樣本采集最終獲得新鮮?發酵半年?發酵一年的菇渣,選擇10個樣本分別為:草腐型A1GA3;木腐型B1GB3,C1GC2D1GD2;分別來自4個廠家,將菌渣樣品自然風干后粉碎,裝入自封袋中備用。

1.2 方法

1.2.1菇渣的理化性狀測定

菇渣pH與EC值測定采用水浸提(水∶菇渣=10∶1)后,用酸度計法與電導率法;菇渣含碳量用灼燒重量法,全氮(N)用半微量凱氏定氮法,灰分采用干灰化法。

1.2.2菇渣的重金屬測定 火焰原子吸收分光光度計。

1.2.3數據分析試驗 數據統計和顯著性檢測用Excel 2010和SPSS17.0軟件完成。

2 結果與分析

2.1 不同工廠化菇渣的理化性狀

菇渣的理化性狀測定結果,草腐型菇渣pH值在6.67~7.67,木腐型菇渣pH值在5.27~8.61,隨著發酵程度增加,pH值增加。草腐型菇渣EC值在3.77~5.22mS/cm;木腐型菇渣EC值在2.47~3.79mS/cm,隨著發酵程度增加EC值也增加;草腐型菇渣的EC值明顯高于木腐型。

草腐型菇渣含氮量在1.20%~1.81%,隨著發酵程度增加,含氮量增加;木腐型菇渣含氮量在1.36%~2.44%,隨著發酵程度的增加含氮量也隨之增加;木腐型菇渣的含氮量明顯高于草腐型菇渣。草腐型菇渣的含碳量是所有工廠化菇渣中最少,為15.41%~22.34%;木腐型菇渣含碳量在43.99%~48.41%。各種菇渣隨著腐熟度增加,含碳量減少,但是整體減少的幅度不大,都在5%以內。

草腐型菇渣的C/N在12.34~12.87之間,隨著菇渣放置時間的延長,C/N幾乎沒有大的變化,非常穩定;木腐型菇渣C/N在19.53~33.20,C/N變化比較大,表明其腐熟程度低,放置過程中受微生物分解影響,性質不是很穩定。

2.2 不同工廠化菇渣的重金屬含量分析

10個樣品中,Cd?Pb均未超標。A1GD2中重金屬含量均低于GB/T23349-2009肥料中砷?鎘?鉛?鉻生態指標的規定。與NY525-2012有機肥標準相比,除A1?A2和C1中As超標,A3中Cr超標,其他樣品重金屬含量均未超標。GB/T23349-2009和NY525-2012有機肥中并未對Cu?Zn標準做出規定,依據德國堆肥標準,堆肥中Cu須低于100.00mg/kg,Zn須低于400.00mg/kg,C2和D2中Cu含量超過該標準,其他樣品均未超標,A1和A2中Zn的含量未超過該標準,其他樣品Zn含量處于超標狀態。樣品中Cu?Zn的含量隨著腐熟時間的增加呈上升趨勢。草腐型菇渣Cr的含量134.58~294.75mg/kg,高于木腐型菇渣61.93~144.32mg/kg;草腐型菇渣Zn的含量在317.75~469.50mg/kg,低于木腐型菇渣583.25~902.50mg/kg。

3 討論

大多數菇渣的pH值中性至偏堿性,是由于菇渣培養料中的礦質輔料中一般會放入石膏粉(CaSO4)?碳酸鈣(CaCO3)?石灰(CaO)?過磷酸鈣等,主要目的是為了調節pH值,防止培養料酸壞。由本試驗結果可以看出,在經過食用菌菌絲體分解利用后,廢棄的培養料一般偏堿性或接近中性。不同種類的菇渣在發酵后pH值都是升高的,pH值升高的主要原因是微生物通過礦化作用,對菇渣中的有機氮進行分解,使得腐熟菇渣的氮素主要以銨態氮的形式存在,造成pH升高,堆肥后期,消化細菌通過消化作用釋放氫離子,又會導致pH升高。pH通過影響微生物的活性,從而影響發酵腐熟的進程。

目前菇渣被用作有機肥還田或者基質是一個普遍的做法。不同菇渣的電導率差異性很大,對于一些作物的生長起到促進作用,對有些作物反而起到抑制作用;EC值是反映基質水溶液離子總濃度的指標。作物生長的安全EC值應為≤2.6mS/cm,理想基質的電導率(EC值)要求在2mS/cm以下。本試驗中,草腐型和木腐型菇渣發酵后的EC值都大于3,高于作物安全生長的EC值,如果直接使用,對作物生長不利,實際應用中可以用淋溶的方式降低菇渣的EC值,或者與土壤混合后使用。

堆肥的含氮量一般是0.636%,馬糞的含氮量為0.58%,含土的豬圈肥含氮量在0.45%。本試驗所測菇渣含氮量都高于普通堆肥和有機肥含氮量。據研究木屑?稻殼經過腐熟處理后,它們的總含氮量是增加的。本試驗菇渣隨著發酵程度的增加,菇渣含氮量增加的趨勢不很明顯。

菇渣的有機質含量很高,木腐型菇渣的含碳量比草腐型菇渣的要高;據研究木屑?稻殼經過腐熟處理后,它們的總含碳量是減少的,本試驗中各種菇渣隨著發酵腐熟其含碳量也呈減少趨勢,其原因可能是在自然堆置過程中,堆料中大分子有機物質通過微生物的代謝而消耗,一部分被降解為較為穩定的小分子有機物,進而形成腐殖質,另一部分以水和CO2的形式散失。

碳氮比對于蘑菇培養料是一個重要的指標。通常雙孢蘑菇栽培料的碳氮比在16~18∶1,木腐菌在33~35∶1。C/N是評價和判斷堆料腐熟程度的一項重要指標。本試驗可以看出草腐型菇渣隨著腐熟程度已經不再變化,說明其穩定性很好,這可能與草腐型雙孢蘑菇培養料的制作過程有關,雙孢蘑菇培養料以麥草和雞糞為主,并且經過隧道一?二次發酵,培養料性質穩定,再經過蘑菇菌絲體分解利用,更適合于制作植物生長基質,但其較高的EC值還需要注意。

本試驗測定菇渣的重金屬含量,結果表明:菇渣中重金屬Zn的風險較大,As有一定風險;其中草腐型菇渣中As?Cr?Zn含量過高可能跟雞糞有關;也可能與原料配方中的礦質輔料有關。木腐型菇渣中Zn含量普遍偏高,可能跟木腐型菇渣的原料配方有關。但總體上危害較大的鎘Cd和鉛Pb含量都沒有超標。

 

作者:盛鵬飛,桑羽希,王建立,張國慶,劉超杰,陳青君


轉載者: 市食用菌站  

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