稻麦秸秆隧道式发酵双孢蘑菇基料关键技术的研究*

刘建凤，陆玉荣， 张春梅，吕 敏，卫 甜，宗新军，戚尹伟，吉春明**

（1.江苏里下河地区农业科学研究所，江苏 扬州 225007；2.扬州市广陵区上品食用菌专业合作社，江苏 扬州 225105）

稻麦秸秆隧道式发酵双孢蘑菇基料关键技术的研究*

刘建凤1，陆玉荣1， 张春梅1，吕 敏1，卫 甜1，宗新军2，戚尹伟2，吉春明1**

（1.江苏里下河地区农业科学研究所，江苏 扬州 225007；2.扬州市广陵区上品食用菌专业合作社，江苏 扬州 225105）

稻麦秸秆隧道式发酵双孢蘑菇基料可有效构建生态农业的循环模式，解决秸秆造成的环境污染问题。结合扬州地区的实际条件，建造了4条一次发酵槽，2条二次发酵隧道，单条生产线一次可以生产双孢蘑菇基料80 t。研究了发酵场区选址、场区布局、基础设施、配套设施、一次发酵和二次发酵技术等，设置了稻草、麦秸为主要原料不同配比的3个配方，测定了不同处理基料一次发酵后、二次发酵后的水分、pH值、含氮量、C/N等技术参数，结果表明发酵后基料中水分、pH值、含氮量、C/N等技术参数均符合双孢蘑菇发酵后基料的理化指标，为双孢蘑菇基料隧道式发酵提供理论依据。

稻麦秸秆；双孢蘑菇基料；一次发酵；二次发酵

稻麦秸秆是指水稻和小麦在农业生产过程中，稻谷、麦粒收获后，残留的不能食用的秆、茎、叶等副产品。扬州市耕地资源虽然有限，水稻和小麦的栽培面积分别为21万hm2、18.67万hm2，但产生的稻麦秸秆约有310万t。近年来，在政府的一系列政策和措施下，稻麦秸秆的综合利用方面取得了显著的成效[1]，但在稻麦收获季节，仍有部分秸秆未得到有效处理，被直接排放，对我市的生态环境造成严重威胁，因此必须对此加以重视。秸秆资源虽然是农业生产的“垃圾”，但同时也是一种宝贵的生物资源[2]，双孢蘑菇栽培正是将这些“垃圾”按照科学的配方组合起来，生产出集“美味、营养、保健、绿色”于一体的食用菌产品[3]。

双孢蘑菇是典型的草腐异养型真菌，其生长发育必须靠分解基料中的有机质获得所需的全部营养，无法直接吸收和利用稻麦秸秆中的养份，基料必须经过堆制发酵后，各种营养物质才能被双孢蘑菇菌丝很好地吸收利用，因此双孢蘑菇生产中基料的堆制发酵是决定其产量和质量的关键因素[4]。目前，我国双孢蘑菇生产所使用基料的堆制发酵主要还是依靠种植者多年的生产经验，人工翻料、拌料[5]，这是双孢蘑菇栽培过程中最费工，也是最艰苦的生产环节，容易造成堆制发酵过程中堆温内外不均，杂菌杀灭不彻底，栽培时杂菌污染率较高，生产出的基料品质参差不齐，基料质量无法保证[6]等问题，这不仅严重影响双孢蘑菇品质，而且大大影响双孢蘑菇的产量，平均产量只有 8 kg·m-2～10 kg·m-2。目前欧美发达国家双孢蘑菇生产的基料发酵已采用全自动控制的隧道生产线，周年出菇可达 8轮～10轮，每轮采菇 2 潮～3 潮，单产达 25 kg·m-2～30 kg·m-2，有的已达到理论产量的极限 35 kg·m-2[7]。

尽管我市双孢蘑菇基料生产已采用二次发酵隧道生产线，但设施水平普遍较低，发酵技术规程不统一，粪草配比不合理，造成生产出的基料品质有待进一步提高等问题，如我市的广陵、仪征等地均先后建立食用菌基料隧道式生产线，由于规模小，设施建设和配套技术不完善，专业化程度低，有的企业已不能正常运营。江苏里下河地区农业科学研究所的科研人员对扬州市广陵区上品食用菌专业合作社的生产实际状况进行调研，开展了稻麦秸秆隧道式发酵双孢蘑菇基料的科研试验，从生产条件、发酵技术等方面进行了研究。以稻麦秸秆为主料，经过隧道式发酵制成双孢蘑菇基料，创新了扬州市秸秆的综合利用方式，丰富了稻麦秸秆循环利用的途径，满足了双孢蘑菇种植户的需求，改变了长期以来本地区稻麦秸秆利用方式粗放和效益不高的问题。对推动扬州市农村经济可持续发展，改善村容村貌，缓解稻麦秸秆随意堆放和焚烧对周边环境带来的污染等都具有重要意义。

1 生产条件

1.1 场区选址

场区规划前，对周围环境应做好选址调研，远离村庄、集镇等市民集居区，周边稻麦秸秆等农业下脚料资源较为丰富，交通便利，靠近交通主干道，有水源，排灌方便，地势高爽，场区周围300 m内不能有养殖场、屠宰场、垃圾场等。

1.2 场区布局

场区由原料储备场、原料预处理场、发酵隧道和配套设施等组成，年产1万t培养料的菌料厂总占地面积需2.67 hm2左右，其中原料储备场约1.33 hm2，原料预处理场0.53 hm2，一次发酵料仓和二次发酵隧道共0.37 hm2，配套附属设施占地0.43 hm2。应从便于管理、便捷操作、方便运输、规避污染和环境保护等几个方面综合考虑，科学合理布局。一般原料储备场设置于下风口，发酵隧道区是工厂的核心设施，设置于上风口，以防飞扬的原料等对场区的环境造成污染。

1.3 基础设施

1.3.1 原料储备场

要求地势高爽，具有防火、防雨、防霉变特点。场地大小应与生产所需贮存的原料量相适应。

1.3.2 原料预处理场

地面混凝土结构，利于大型设备作业，同时要在混料区搭建透明遮雨棚，四周设置排水沟，排水沟出口全部与秸秆浸泡池相连，构成污水再利用系统。

1.3.3 发酵隧道

发酵隧道是1种节能降耗的自动控制的专用于蘑菇培养料整批规模处理的形似隧道的发酵装置[8]。无顶无门的敞开式发酵隧道，称为一次发酵隧道，有顶有门的封闭式发酵隧道，称为二次发酵隧道。隧道建造数量应与基质需量相匹配，一次发酵隧道与二次发酵隧道的间数比例一般为2∶1。

（1） 一次发酵隧道

隧道规格视培养料批处理量而定（一般每批料80 t的规格为宽5 m、长18 m、净高4.5 m）。隧道墙体为砖混结构；地面下按40 cm间距平行铺设直径16 cm铺设通气管，管子正上方间隔30 cm，开直径5 cm通气孔，孔上安装高压喷嘴，喷嘴口略低于地面2 cm左右，并沿通气管道方向在喷嘴上方作宽4 cm条槽；地面前低后高，倾角为1°；近门处平行设置1条宽5 cm的明水沟；隧道顶设遮雨棚避雨。

（2） 二次发酵隧道

隧道大小规格与一次发酵隧道相似，长度略短。隧道墙体为夹层保温砖混结构；地面下按20 cm间距平行铺设直径16 cm通气管，管子正上方间隔20 cm开直径5 cm通气孔，孔上安装高压喷嘴，喷嘴口略低于地面2 cm左右，并沿通气管道方向在喷嘴上方作4 cm条槽；地面前低后高，倾角为1°增设隧道顶、隧道门，隧道顶采用水泥钢宽筋浇筑，并在近门上方屋顶设置1个60 cm×60 cm排气口，近门后部上方设热空气循环装置，隧道门为聚氨酯密封保温门，可电动开启。

1.3.4 配套设施

（1） 秸秆浸泡池

水泥混凝土构造，必须有防渗措施。池深1 m，长与宽视所处位置和一次浸泡量而定。

（2） 供水系统

厂内建设供水管道网，配建1个蓄水池。

（3） 排水系统

建设雨水排放管道网，要与污水排放系统分开。

（4） 机械设备

配置的主要机械设备有：大小铲运车各1台，切草机1台，拌料抛料机1台；隧道发酵室风机大小应根据隧道大小而定，一般每批料80 t，一次发酵室配置7.5 kW离心风机1台，二次发酵室配置45 kW离心风机1台，相应配置风道和温度、通气的智能控制系统；变压器、配电房等电源保障系统。

2 发酵技术

2.1 基料的配制

科学配制基料是双孢蘑菇高产、稳产的前提[9]。配方的主要原料为稻草、麦草、牛粪，其中稻草和麦秸来自扬州周边，牛粪来自东北；辅助原料为过磷酸钙、尿素、石灰、石膏，均来自扬州市场。每个处理所有原料的总量为80 t，设计配方时，分别测定稻草、麦草、牛粪、尿素的碳、氮含量，见表1。依据双孢蘑菇基料配制C/N为28:1～30:1的原则计算各种原料的添加量[13]，形成不同处理的基质配方见表2。

表1 主要原料的碳、氮含量Tab.1 Content of carbon and nitrogen for main raw

表2 不同配方组成Tab.2 Formula of different substrates

2.2 预堆

用铲车将所需的稻草或麦秸放入秸秆浸泡池中浸泡，稻草浸泡2 d，麦秸浸泡3 d（其中麦秸要经过碾压，使秸秆破碎），草料捞出预湿池淋水备用，同时牛粪在原料预处理场上经预湿后堆积2 d，使其含水量达到50%，然后按配方比例用铲车、抛料机等设备将稻草或麦秸、牛粪、过磷酸钙、尿素、石膏混合均匀，建堆4 d，料堆水分掌握在70%左右[10]。

2.3 一次发酵

用铲车和翻料机将预堆的混合料输送到一次发酵隧道，料高1.8 m～2 m，调节风机的开关时间和通气量，即每30分钟通风3 min～5 min。当料温达到70℃以上时，1 d后开始倒仓，在第1次倒仓的过程中，将石灰加入基料中，倒仓时用铲车将预堆料移至相邻的一次发酵隧道中停放的翻料机料斗上，开动翻料机使料抖散，重新堆放，料高1.8 m～2 m。第1次倒仓视培养料湿度情况补水加湿，补水在第1次移料时进行。培养料一次发酵所需时间一般为14 d左右，需倒仓3次，倒仓时间间隔为4 d→3 d→3 d→2 d，如此轮番进行。一次发酵料的质量标准[11-12]：发酵好的培养料呈浅咖啡色，可见放线菌白斑，柔软，富有弹性，拉断时有一点阻力，少量氨味，含水量70%～72%，pH7.0～8.0，含氮1.8%～2%，C/N 为 20∶1。

2.4 二次发酵

一次发酵好的基料用抛料机机械化装入二次发酵隧道，料堆松散，均匀一致，高度2 m左右，宽度依隧道宽度而定，密闭隧道门，进行二次发酵。二次发酵阶段各时段操作和控制参数见表3，所需时间8 d左右。二次发酵料的质量标准[12]：发酵良好的基料呈暗褐色，料中有白色放线菌菌落，无臭味，无氨气，具蘑菇香味，质地疏松，无粘滑感觉，手握料能成团，一抖就松散开来，秸秆轻轻一拉就断，含水量68%～70%，pH7.0～7.5，含氮2.0%～2.2%，C/N 为 16:1～17∶1。

表3 基料二次发酵的操作和控制参数Tab.3 Operation and control parameters of the second fermentation of base material

由表3可见，装料后，关闭新风系统，先自然升温发酵，第2天打开风机，开启新风供氧，促使微生物增殖产热，料温逐步上升至58℃时，维持10 h，利用巴氏消毒原理，杀灭基料内残留的有害微生物和病虫，料温要控制在60℃以下，否则会损害有益微生物，巴氏消毒结束后，在6 h内将料温降至48℃，维持 4 d～5 d，使高温放线菌等有益微生物大量繁殖，腐熟基料，关闭隧道气阀门，通新风，当基料呈暗褐色，料内出现白色放线菌菌落，无氨味，秸秆疏松柔软，手拉即断时，发酵结束。

2.5 发酵后基料中技术参数的测定

2.5.1 样品的采集

各处理的稻麦秸秆基料在一次发酵后、二次发酵后分别取样，取样方法为隧道培养料中心和四周选取5个点取样，每铲车取200 g，通过5个点取至样品1 000 g，混合后及时带回实验室，剪碎再混合，取一定量用于基料水分、pH的测定，其余的样品烘干粉碎至100目，用于测定碳、氮指标[14]。

2.5.2 测定方法

采用烘干法测定各处理的水分；点位法测定各处理的pH；重铬酸钾外加热法测定各处理的总碳含量；H2SO4-H2O2消煮法测定各处理中总氮[15]。

2.5.3 测定结果

各处理的水分、pH、含氮量、C/N的测定结果与要求达到的技术指标[16]的比较见表4。

表4 各处理的水分、pH、含氮量、C/N一次发酵后和二次发酵后的测定结果Tab.4 Results of water、pH、nitrogen、C/N after the primary and secondary fermentation

由表4所示，处理1～处理3一次发酵后和二次发酵后的水分、pH、含氮量、C/N的测定结果与要求基本达到国内外工厂化隧道发酵双孢蘑菇基料的技术指标。其中处理1一次发酵后的水分72.13%、二次发酵后水分70.88%都略高于一次发酵后水分技术指标72%、二次发酵后水分技术指标70%，这与稻草的吸水性高于麦秸有关，但发酵后pH、含氮量、C/N都达到了技术指标。处理2二次发酵后C/N为 17.16∶1，略高于标准 C/N 技术指标 16∶1～17∶1，说明碳源转化略少，试验证明控制腐熟期可以达到指标之内，且发酵后的水分、pH、含氮量都达到了技术指标。所以，以上3个处理都可以用于双孢蘑菇基料的隧道式发酵。

3 结论与讨论

稻麦秸秆为主要原料的3种配方基料的技术参数均符合双孢蘑菇发酵料的标准参数，说明稻草、麦秸单独或按一定比例混合都可以应用于双孢蘑菇基料隧道式发酵。双孢蘑菇基料隧道式集中发酵在生产中成功应用，在上世纪70年代法国和荷兰的企业就已经实现[17]，国内双孢蘑菇基料隧道式发酵技术已见报导[8，18-20]，本试验再次研究的目的是借鉴双孢蘑菇基料隧道式发酵技术工艺，结合我市的实际条件，以稻麦秸秆用于双孢蘑菇基质研发为重点，配套开展稻麦秸秆的加工处理机械设备研发、发酵隧道引进和改良、配方的筛选和优化、隧道式发酵技术和模式的研究，探索出一套适合于本地区的隧道式生产双孢蘑菇基料的技术手段和工艺流程，为我市农业固体废弃物（稻草和麦秸）的资源化利用和大面积推广提供有力技术支撑和配套技术，推动我市食用菌产业节能环保、健康种植的技术进步。

建立占地2.67 hm2的稻麦秸秆隧道式发酵双孢蘑菇基料示范基地，单条生产线一次可以生产基料80 t，消化稻麦秸秆55 t左右，且机械化程度高，节能降耗，基料质量稳定，可统一提供等显著优势和特点，一方面可实现双孢蘑菇基料全年全天候生产，满足双孢蘑菇周年化生产对基料的需求；另一方面解决了农事栽培种植户的用工难问题，可供给种植户直接装架生产，缩短种殖户的栽培周期，同时降低双孢蘑菇的病虫害发生率，更有利于现行“合作社+基地+菇农”的产业模式运作，最终为我市双孢蘑菇工厂化生产提供有力的保障。

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Study of the Key Technology with the Tunnel Type Fermentation of Rice and Wheat on Agaricus bisporus Base Stock

LIU Jian-feng,LU Yu-rong,ZHANG Chun-mei,LV Min,WEI tian,ZHONG Xing-jun,QI Yin-wei,JI Chun-ming
(1.Institute of Agricultural Science in Lixiahe Region of Jiangsu Provience,Yangzhou 225007,China;2.Shangpin Edibble Fungus Professional Cooperatives at Guangling District,Yangzhou 225105,China)

The base stock of Agaricus bisporus of the rice and wheat straw stalk fermentation can be effectively constructed the recycling mode of ecological agriculture and solved the environment pollution problem caused by straw stalk.Based on the actual conditions in Yangzhou area,four fermentation tanks,two secondary fermentation tunnels and the single production line were constructed to produce 80 tons of Agaricus bisporus base stock at a time.The especial location of fermentation,area distribution,infrastructure,supporting facilities and the fermentation technology of first and secondary fermentation were studied,while straw,wheat straw as the main raw materials of different proportion of three ingredients were set up.The moisture,pH,nitrogen content and ratios of C/N and other technical parameters of different base stock were measured after first fermentation and secondary fermentation.The results showed that moisture,pH,nitrogen content and ratios of C/N and other technical parameters were all met the physical and chemical indicators of A.bisporus after fermentation,for providing the theoretical basis for fermentation of A.bisporus makings tunnel.

rice and wheat straw;Agaricus bisporus base stock;first fermentation;secondary fermentation

S646.1

A

1003-8310（2017）05-0040-05

10.13629/j.cnki.53-1054.2017.05.010

扬州市科技计划项目（YZ2016095）。

作者介绍：刘建凤（1968-），女，本科，副研究员，主要从事食用菌及农作物病虫害的研究。E-mail:yzljfeng@163.com

**通信作者：吉春明（1968-），男，本科，副研究员，从事农作物病虫害防治研究及农药研发。E-mail:jcmcn@163.com

2017-07-22