金针菇意杨菌糠有机肥发酵的初步研究

林群英,张锋伦，吴亮亮，孙晓明，吴素玲，张卫明*

(1.南京野生植物综合利用研究院，江苏 南京 210042; 2.江苏鸿丰果蔬食品有限公司，江苏 宿迁 223700)

金针菇(Flammulinavelutipes)是我国当前主栽食用菌品种之一。据统计，2009年江苏灌南工厂化纯白金针菇产量跃居全国第一[1]。2013年，江苏灌南金针菇经国家质检总局批准，正式成为地理标志保护产品。江苏省泗阳地区，工厂化生产纯白金针菇等食用菌已经形成日产200多吨的规模。随着金针菇产量的不断攀升，产生的菌糠数量也十分惊人，且呈继续增长的趋势。在苏北地区，意杨是主栽树种，是栽培食用菌的理想原料。已有报道，意杨木屑已经成功用于杏鲍菇、香菇、杨树菇和鲍鱼菇等[2-6]，同时，也用于金针菇的栽培[7]。金针菇产量大，产生的菌糠数量也数量巨大，尽管已被金针菇利用，菌糠仍然保留了丰富的营养。而且，以意杨为主的培养料经过金针菇菌丝的分解，一定程度上对木屑进行了降解，更利于进一步的利用。经检测，以意杨为主的金针菇菌糠含有粗蛋白8.82%[8]，还含有多种无机元素如钾、钙等，是有机肥制作的理想原料。食用菌菌糠已经在土壤改良剂、微生物肥料载体、有机堆肥、无土栽培基质等取得了不错的应用效果[9-10]。但针对以意杨木屑为主的金针菇菌糠，利用生物发酵技术生产有机肥的应用还未见报道。

本文针对意杨木屑为主的金针菇菌糠的成分特点，研究发酵培养基配方和发酵条件，以获得最佳发酵条件，使菌糠转化为营养最高的有机肥。同时，在最佳发酵条件下，测定发酵过程中物理指标和生化指标如脲酶和纤维素酶，更深入揭示生物发酵动态。

1 材料与方法

1.1 试验材料

堆肥快速腐熟剂：购自宜春强微生物科技有限公司。接种前先与米糠按1∶20的比例进行混合，30 ℃下培育3天，进行活化。

金针菇菌糠：金针菇子实体采收后的菌糠，以意杨木屑和玉米芯为主要组分，去除金针菇残余子实体后，粉碎，过5目筛，在105 ℃下烘干2 h至恒重，备用。由江苏鸿丰果蔬食品有限公司提供。

1.2 试验方法

1.2.1 发酵培养基配方筛选

意杨金针菇菌糠与麦麸和米糠按表1配制成4种培养基，水分调节至65%左右。按接种量为2%的比例接入堆肥快速腐熟剂，充分拌匀，装入托盘，用保鲜膜封好，以减少培养过程中水分的散失。35 ℃下，培养30 d。在第4天至第10天，每2天对培养基进行拌料通气，采样用于测定。培养终点时，采样用于发芽率试验。各配方设置3个重复。

表1 金针菇菌糠发酵培养基配方筛选

1.2.2 接种量

按照1.2.1的方法，以配方3为培养基，接入2%、10%、14%等不同比例的接种量，考察接种量对发酵的影响。设置3个重复。

1.2.3 水分含量与pH测定

发酵培养物采样后，进行水分含量和pH测定，分别按NY/T 302-1995 有机肥料水分的测定，以及NY525-2012有机肥料中pH测定的方法进行[11]。

1.2.4 种子发芽试验

吸取5 mL堆肥浸提液(新鲜样品∶水=1∶10)于垫有滤纸的培养皿中，均匀放入10颗饱满的黄豆种子，以蒸馏水作对照，每个处理 3 次重复，在25 ℃恒温培养箱中培养48 h，测定种子发芽率和根长，计算发芽指数GI[12]。

1.2.5 脲酶和纤维素酶

分别参照文献方法进行脲酶和纤维素酶的活性测定[13]。

2 结果与分析

2.1 发酵培养基配方筛选

发酵培养基配方主要针对氮源进行筛选。在4个配方中，以含有麦麸和米糠两种混合氮源的配方3为最佳，GI为94%，其次是配方1和配方2，分别添加米糠和麦麸，其GI值为67%和62%(图1)。添加氮源的配方均高于只有菌糠组成的配方(GI为54%)。可见，最适于菌糠发酵的配方为配方3，由金针菇意杨菌糠70%、米糠15%、麦麸15%组成。

图1 不同发酵培养基配方的种子发芽指数比较

2.2 接种量对金针菇菌糠发酵的影响

接种量对金针菇菌糠有明显的影响，接种量为2%时，发芽指数92%。随着接种量的增加，菌糠发酵后的发芽指数并没有随之提高。接种量为10%和14%时，发芽指数均为87%(图2)。因而，金针菇意杨菌糠发酵时仅需接入2%的腐熟剂。

图2 不同发酵培养基配方的种子发芽指数比较

2.3 接种量对金针菇菌糠发酵过程中脲酶和纤维素酶活性的影响

接种量可影响金针菇菌糠发酵过程中脲酶和纤维素酶活性大小。接种量为2%时，脲酶活性最大，为17U。接种量为10%和14%时，脲酶活性分别是12U和13U(图3)。而纤维素酶活性大小受接种量的影响较小，接种量为10%时，活性为9U，比接种量为2%和14%略高1U(图3)。结果与发芽指数试验相一致，金针菇菌糠发酵的最佳接种量为2%。

图3 不同接种量对脲酶和纤维素酶活性的影响

2.4 金针菇菌糠发酵过程中水分含量和pH的变化

在金针菇菌糠发酵过程中培养基的水分含量呈下降趋势，经过8天的发酵培养，由65%降到63%(图4)。而培养基的pH则呈上升的趋势，由6.6上升至最高值8.7。这可能是由于培养时间较短而导致的。

图4 发酵培养过程中水分含量及pH的变化

2.5 金针菇菌糠发酵过程中脲酶和纤维素酶活性的变化

从图5中可以看出，金针菇菌糠发酵过程中的脲酶活性先升高后降低，最大活性为21U，出现在第6天(图5)，在第8天降到最低值，仅为8U。而纤维素酶活性最高值则出现在第8天，为10U，随之下降至8U(图5)。

图5 发酵培养过程中脲酶和纤维素酶活性的变化

3 讨 论

金针菇菌糠的再利用是实现循环种植的重要途径，苏北地区意杨资源丰富，以意杨木屑为主要原料进行金针菇栽培是当地食用菌产业的特色与优势。利用以意杨木屑为主的金针菇菌糠进行有机肥发酵，培养基组成和接种量等是影响发酵效果的重要因素。麦麸和米糠同时使用更能促进菌糠的发酵，优于单独使用，这可能是由于来源不同的氮源含有更丰富的其他元素，能起到相互补充的效果。与氮源密切相关的另一因素是碳氮比(C/N)，耿富卿等人认为C/N为25∶1最利于有机肥的发酵[14]，但有关金针菇意杨菌糠发酵的最佳C/N还没见报道，是进一步研究的重要内容。发酵过程中各种酶活性是重要的指标，是判断发酵效果的重要依据[15-16]，在研究金针菇意杨菌糠发酵中，对脲酶和纤维素酶活性进行测定，间接考察碳源和氮源的变化情况，这些酶活性变化规律与李琬等人的报道相一致[12]。可见，酶活性是比较可靠的检测指标，可作为评价发酵效果的重要依据。本文已初步筛选得合适的发酵配方和接种量，为了更好地利用金针菇意杨菌糠，有必要继续对其他因素如腐熟剂种类、发酵温度和发酵周期等进行更全面的优化，实现菌糠的肥料化目标。

参考文献：

[1] http://zixun.mushroommarket.net/200908/06/49055.html.

[2] 王增池,孔德平,范惠菊,等.平菇菌糠栽培杏鲍菇研究[J].北方园艺,2012(11): 183-184.

[3] 汪国莲,陈明.意杨加工下脚料栽培杏鲍菇技术研究[J].江苏农业科学,2007(5): 194-195.

[4] 汪国莲,陈明,孙玉东.意杨加工下脚料栽培杨树菇技术研究[J].江苏农业科学,2008,24(4): 162-164.

[5] 汪国莲,谢忠谊,汪翠芳,等.意杨木屑培养基不同培养条件对鲍鱼菇子实体产量和品质的影响[J].江苏农业学报,2013,29(6): 1434-1437.

[6] 刘连成,张安宁.意杨木屑栽培香菇技术研究[J].河南农业科学,2013,42(10): 130-132.

[7] http://www.txgh.net/chanyezixun/show.php?itemid=3230.

[8] 林群英,张锋伦,孙晓明,等.氮源对金针菇菌糠栽培杏鲍菇的改良作用研究[J].北方园艺,2013(22): 151-153.

[9] 周巍,盛萱宜,彭霞薇,等.菌糠的综合利用研究进展[J].生物技术,2011,21(2): 94-97.

[10] 陈智毅,赵晓丽,刘学铭.金针菇菌糠堆肥生产有机肥研究[J].中国食用菌,2012,31(4): 30-31.

[11] NY525-2012,有机肥料[S].

[12] 李琬,许修.外源微生物对堆肥理化性质及酶活影响的研究[J].农业环境科学学报,2010,29(3): 592-596.

[13] 关松荫.土壤酶及其研究法[M].北京: 农业出版社,1986.

[14] 耿富卿,苟剑渝,何楷,等.不同碳氮比对有机肥发酵过程中微生物数量的影响[J].作物研究,2013,27(增刊1): 25-28.

[15] 刘莹莹,张坚,王红兵,等.不同菌糠酶活力测定及微生物菌种发酵效果比较[J].农业科技与信息,2010(3): 59-60.

[16] 王英超,潘亮,高艳萍.菌糠发酵过程中的生化指标动态变化[J].贵州农业科学,2013,41(1): 143-145.