葉文斌，楊 文，楊小錄，2，何九軍，2，王 瀚，楊滿輝

(1.隴南師范高等?？茖W(xué)校 農(nóng)林技術(shù)學(xué)院，甘肅 成縣 742500；2.隴南特色農(nóng)業(yè)生物資源研究開(kāi)發(fā)中心，甘肅 成縣 742500；3.甘肅省農(nóng)業(yè)固體廢棄物資源化利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 天水 741000；4.隴南康元生物工程有限公司，甘肅 康縣 746500)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要，振興祖國(guó)醫(yī)學(xué)和推動(dòng)中醫(yī)藥發(fā)展已經(jīng)作為國(guó)家醫(yī)藥戰(zhàn)略的重要舉措，鼓勵(lì)龍頭中藥工業(yè)和企業(yè)將藥材加工等環(huán)節(jié)向中藥材種植區(qū)和產(chǎn)區(qū)轉(zhuǎn)移，延伸和完善中藥材走向世界的產(chǎn)業(yè)鏈.甘肅省也出臺(tái)了大力實(shí)施隴藥振興計(jì)劃，明確支持建立中藥材生產(chǎn)加工基地[1]，引導(dǎo)大量資金向中藥農(nóng)業(yè)項(xiàng)目?jī)A斜，鼓勵(lì)發(fā)展中藥產(chǎn)業(yè).紋黨[Codonopisispilosula(Franch.)Nannf.]和紅芪(HedysarumpolybotrysHand.-Mazz.)是甘肅主要支持和推廣種植的栽培品種，也是中國(guó)國(guó)家地理標(biāo)志產(chǎn)品[1-3]，隴南市是這兩種藥材的道地產(chǎn)區(qū)，已成為中國(guó)最大的紋黨和紅芪的生產(chǎn)、加工和銷(xiāo)售基地[1].我國(guó)是中藥資源大國(guó)，在藥材種植和加工炮制過(guò)程中產(chǎn)生了大量的藥渣，不僅浪費(fèi)資源也是污染源，雖然近些年對(duì)中藥藥渣再利用做了很多有利的嘗試，也取得了一些成效，但大多數(shù)企業(yè)都是作為廢物直接排放[4]，給周邊環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重污染[5-7].紋黨和紅芪在采收和加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生頭、須、根、渣、皮等數(shù)量巨大的加工廢棄物，而這些廢棄物中含有多糖、纖維素、蛋白質(zhì)和無(wú)機(jī)鹽等豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，但是這些廢棄物的資源化再利用沒(méi)有得到較好的解決，而是大量自然囤積堆放、發(fā)霉腐爛、最后填埋，作為低效能的肥料流入大田，不但會(huì)對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)生不良影響，也會(huì)污染農(nóng)田和環(huán)境.而中藥材廢渣作為食用菌栽培基質(zhì)，經(jīng)過(guò)食用菌多種酶的分解之后，富含氮、磷、鉀等礦質(zhì)元素，可提供食用菌生長(zhǎng)之需[5-7].

為了減少中藥紋黨和紅芪加工廢棄物資源的浪費(fèi)和提高廢棄物資源化再利用，以中藥紋黨和紅芪加工廢棄物為原料，添加麥秸粉、麥麩、石膏和過(guò)磷酸鈣混合建堆制備平菇栽培基質(zhì)，獲得生產(chǎn)工藝關(guān)鍵參數(shù)，并用平菇測(cè)產(chǎn)，以期為生產(chǎn)添加紋黨和紅芪加工廢棄物的平菇栽培基質(zhì)提供依據(jù)，也為合理利用節(jié)約資源以及綜合開(kāi)發(fā)利用提供技術(shù)支撐.

表1 平菇載培基質(zhì)配方Tab.1 Substrate formulation of edible cultivation Pleurotus ostreatus.

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

紋黨加工廢棄物由甘肅省文縣中寨鄉(xiāng)種植加工基地提供，紅芪加工廢棄物由甘肅省隴南市武都區(qū)米倉(cāng)山紅芪種植加工基地提供；石灰和過(guò)磷酸鈣購(gòu)自上海佰世凱化學(xué)科技有限公司，麥秸粉和麥麩由成縣眾和種植養(yǎng)殖農(nóng)民專業(yè)合作社提供，供試平菇為糙皮側(cè)耳(Pleurotusostreatus)，菌種和菌袋由隴南康元生物工程有限公司提供.

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 平菇栽培基質(zhì)配方的建立 將已經(jīng)干燥粉碎成末的紋黨和紅芪加工廢棄物、麥秸粉、麥麩、棉籽殼、石膏粉和過(guò)磷酸鈣建立平菇栽培基質(zhì)3個(gè)配方，如表1所示，以添加棉籽殼的配方為CK(0).

1.2.2 平菇栽培基質(zhì)的處理 平菇栽培基質(zhì)的處理的工藝流程為依次為備料→預(yù)濕→建堆→翻堆→裝袋→滅菌，具體操作方法如下.① 備料：先把麥秸粉用1.0%的石灰水浸泡4 h后撈出，根據(jù)表1中的配方添加紋黨和紅芪加工廢棄物、麥秸粉、麥麩、棉籽殼和1.0%過(guò)磷酸鈣混合均勻.② 預(yù)濕：將混合均勻的基質(zhì)灑水，含水量保持在60%左右，pH控制在為6.5左右.③ 建堆：堆建成長(zhǎng)1.0 m、寬1.0 m、高0.5 m的基質(zhì)堆[8].④ 翻堆：每3 d進(jìn)行1次翻堆，發(fā)酵15 d后所有的基質(zhì)顏色均呈褐色，無(wú)病蟲(chóng)雜菌，無(wú)糞塊臭味、酸味、氨味等不正常的氣味，而且伴有泥土和蘑菇特有的香味，視為基質(zhì)發(fā)酵成功.⑤ 裝袋：菌袋采用規(guī)格為寬17 cm、長(zhǎng)30 cm、厚0.05 mm的聚乙烯折角塑料袋，每袋干料質(zhì)量0.4 kg.⑥ 滅菌：裝袋后進(jìn)行鍋爐常壓滅菌，100 ℃保溫12 h備用[8-9].

1.2.3 平菇培養(yǎng)與管理 平菇栽培養(yǎng)與管理工藝流程為依次為接種→進(jìn)棚→作床→發(fā)菌管理→出菇管理→采收測(cè)產(chǎn)，具體操作如下.① 接種：接種前對(duì)接種室和接種工具進(jìn)行消毒處理，將高溫滅菌的菌棒自然冷卻到30 ℃左右時(shí)接種，接種標(biāo)準(zhǔn)為750 mL瓶裝菌種接種50棒左右[8-9]，快速接種.② 進(jìn)棚：培養(yǎng)溫棚要提前24 h用噴灑2%的石灰水消毒處理，每7 h消毒處理1次，消毒處理3次，然后接種后的菌棒移入泥土地面溫棚.③ 作床：用塑料薄膜覆蓋地面增濕保溫，菌棒移入溫棚地面后就地作床，每層50棒，最高4層，嚴(yán)防漏水浸泡菌棒，溫棚溫度控制在23～26 ℃.④ 發(fā)菌管理：剛發(fā)菌培養(yǎng)時(shí)不宜加濕，待菌絲封面后，保持溫棚濕潤(rùn)，濕度維持在60%左右即可，溫棚內(nèi)要注意通風(fēng)，保持空氣新鮮，發(fā)菌期間翻垛3次，使菌絲均勻分布在菌棒中直至菌絲全部長(zhǎng)滿，觀察和統(tǒng)計(jì)菌棒污染與菌絲生長(zhǎng)情況.⑤ 出菇管理：出菇準(zhǔn)備階段，每天加強(qiáng)通風(fēng)，增強(qiáng)光照，用噴霧器噴灑清水，濕度保持在65%左右，溫度保持在25 ℃時(shí)直至出菇.⑥ 采收測(cè)產(chǎn)：鮮菇要在菌蓋充分展開(kāi)之前采收，采收時(shí)不要損傷菌蓋，保證菇體完整，不要損傷周?chē)脑陀坠?，采?茬后統(tǒng)計(jì)鮮菇產(chǎn)量，計(jì)算生物學(xué)效率.試驗(yàn)設(shè)3個(gè)配方和1個(gè)CK(0)處理，每個(gè)處理50棒，重復(fù)3次.

1.2.4 評(píng)價(jià)指標(biāo)的測(cè)定 將1.2.2中發(fā)酵成功的平菇栽培基質(zhì)測(cè)定基本特性[10]進(jìn)行比較，全碳采用重鉻酸鉀氧化法，全氮測(cè)定采用凱氏定氮法，全磷測(cè)定采用釩鉬黃比色法，全鉀、重金屬含量測(cè)定采用原子吸收分光光度法，基質(zhì)的養(yǎng)分含量和重金屬含量指標(biāo)參考國(guó)家有機(jī)肥料標(biāo)準(zhǔn)(NY525-012)進(jìn)行比較.在接種10 d后第1次調(diào)查菌絲萌發(fā)情況和菌絲滿袋情況并畫(huà)線標(biāo)記，之后每組隨機(jī)選取15個(gè)菌袋，每隔5 d畫(huà)1次線并測(cè)量菌絲生長(zhǎng)長(zhǎng)度[8]，第3次測(cè)定后，統(tǒng)計(jì)菌絲平均生長(zhǎng)速度(mm/d)，同時(shí)統(tǒng)計(jì)菌絲生長(zhǎng)密度，用“+”表示[8-14]；統(tǒng)計(jì)每個(gè)處理的污染菌袋數(shù)，計(jì)算污染率(%)和生物學(xué)效率(%)，調(diào)查隨機(jī)選取各個(gè)處理第一茬單叢平菇子實(shí)體，調(diào)查菇體顏色和菇體形狀以及測(cè)量單叢菇體的質(zhì)量[8-14].菌絲平均生長(zhǎng)速度、菌袋污染率和生物學(xué)效率的計(jì)算公式如下.

表2 平菇基質(zhì)發(fā)酵的主要參數(shù)Tab.2 Main parameters of Pleurotus ostreatus substrate fermentation

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)所有數(shù)據(jù)均通過(guò)SPSS 17.0軟件來(lái)統(tǒng)計(jì)分析，試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)照與各處理的顯著性檢驗(yàn)均用單因素方差來(lái)進(jìn)行分析，P<0.05表示顯著差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P<0.01表示極顯著差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義.

2 結(jié)果與分析

2.1 平菇基質(zhì)發(fā)酵參數(shù)

以紋黨和紅芪加工廢棄物、麥秸粉、麥麩、棉籽殼、石膏粉和過(guò)磷酸鈣建立了平菇栽培基質(zhì)的3個(gè)配方與CK(0)，按照發(fā)酵的主要參數(shù)分別控制通風(fēng)量在0.20 m3/min，溫度60 ℃，pH控制在6.5，含水率60%，通過(guò)15 d的發(fā)酵后，有機(jī)質(zhì)含量均在53%～56%，差別不大，雖然棉籽殼發(fā)酵后的有機(jī)質(zhì)含量稍高于紋黨和紅芪加工廢棄物發(fā)酵后的有機(jī)質(zhì)含量，但區(qū)別不大，無(wú)顯著性差異.而且發(fā)酵所得的所有配方的基質(zhì)顏色均呈褐色，無(wú)病蟲(chóng)雜菌，無(wú)糞塊臭味、酸味、氨味等不正常的氣味，而且伴有泥土和蘑菇特有的香味，基質(zhì)發(fā)酵完全，制備成功，主要發(fā)酵參數(shù)如表2所示.

2.2 平菇發(fā)酵后基質(zhì)的基本特性

對(duì)平菇栽培基質(zhì)的3個(gè)配方與CK(0)的發(fā)酵過(guò)程中嚴(yán)格控制含水率、有機(jī)質(zhì)、通風(fēng)量、溫度及pH，每3 d進(jìn)行1次翻堆，連續(xù)發(fā)酵15 d后所得的4種平菇栽培基質(zhì)的養(yǎng)分及重金屬含量和pH指標(biāo)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，具體指標(biāo)如表3和表4所示.發(fā)酵前添加棉籽殼的CK(0)和添加紋黨和紅芪加工廢棄物的3個(gè)配方相比有機(jī)質(zhì)含量稍高，但4個(gè)配方之間均無(wú)顯著性差異，通過(guò)發(fā)酵4個(gè)配方的有機(jī)質(zhì)含量有了很大的提升，提升的配方由高到低依次為CK(0)>配方1>配方2>配方3，而且CK(0)與配方1相比存在顯著差異(P<0.05)，配方2和配方3與CK(0)相比均存在極顯著差異(P<0.01)；添加紋黨和紅芪加工廢棄物的3個(gè)配方氮、磷、鉀的含量均顯著低于CK(0)(P<0.05或P<0.01)，砷、汞、鉛、鎘、鉻等重金屬含量與CK(0)相比均無(wú)顯著差異(P>0.05)，而且遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).

表3 發(fā)酵后干燥基質(zhì)中養(yǎng)分含量與pHTab.3 Nutrient contents and pH in dried substrate after fermentation

表4 發(fā)酵后干燥基質(zhì)中重金屬的指標(biāo)Tab.4 The heavy metal indexes of dried substrate after fermentation

表5 不同配方基質(zhì)中平菇菌絲生長(zhǎng)情況Tab.5 Mycelial growth of Pleurotus ostreatus in different substrates formulations

2.3 不同配方基質(zhì)對(duì)平菇菌絲和子實(shí)體生長(zhǎng)的影響

不同配方基質(zhì)對(duì)平菇菌絲生長(zhǎng)如表5所示.添加紋黨和紅芪加工廢棄物的3個(gè)配方與CK(0)比較，菌絲萌發(fā)時(shí)間分別延遲1～3 d，菌絲滿袋時(shí)間分別延遲3～5 d，其中配方1與CK(0)相比均存在顯著差異(P<0.05)，配方2和配方2與CK(0)相比均存在極顯著差異(P<0.01)；添加紋黨和紅芪加工廢棄物的3個(gè)配方的菌絲生長(zhǎng)速度和菌絲密度明顯低于CK(0)(P<0.05或P<0.01)，菌絲顏色沒(méi)有差別，全為潔白，3個(gè)配方的菌棒污染率卻極顯著低于CK(0)(P<0.01).38 d后對(duì)4種配方基質(zhì)中菌絲生長(zhǎng)觀察發(fā)現(xiàn)，菌絲全部滿袋，菌絲密度和顏色都相當(dāng)，沒(méi)有顯著差異.

不同配方基質(zhì)對(duì)平菇生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響如表6所示.通過(guò)對(duì)添加紋黨和紅芪加工廢棄物的3個(gè)配方檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，所產(chǎn)平菇的子實(shí)體顏色為灰黑色、菇形緊湊子實(shí)體大小均勻，商品性較好，而CK(0)基質(zhì)所產(chǎn)平菇顏色亦為灰黑色、菇形緊湊，但子實(shí)體大小不一，商品性次之.通過(guò)對(duì)4個(gè)配方頭茬單叢子實(shí)體質(zhì)量、單袋頭茬產(chǎn)量和單袋三茬總產(chǎn)量的比較，4個(gè)配方之間無(wú)顯著差異(P>0.05)；平菇在4個(gè)配方的栽培試驗(yàn)中表現(xiàn)出了較高的生物轉(zhuǎn)化率，其中CK(0)生物轉(zhuǎn)化率為73.23%，配方1生物轉(zhuǎn)化率為75.54%，配方2生物轉(zhuǎn)化率為73.65%，配方3生物轉(zhuǎn)化率為71.92%，生物轉(zhuǎn)化率均超過(guò)了70%，結(jié)果表明添加紋黨和紅芪加工廢棄物的3個(gè)平菇栽培基質(zhì)配方的生產(chǎn)潛力較大.

表6 不同配方基質(zhì)中平菇子實(shí)體生長(zhǎng)情況Tab.6 Fruiting body growth of Pleurotus ostreatus in different substrates formulations

3 結(jié)論

以中藥材紋黨和紅芪生產(chǎn)加工過(guò)程中廢棄的固體廢棄物為原料，添加麥秸粉、麥麩、石膏和過(guò)磷酸鈣混合建堆制備平菇栽培基質(zhì)，獲得了生產(chǎn)工藝的關(guān)鍵參數(shù)，其中含水率、通風(fēng)量、溫度、發(fā)酵時(shí)間和pH依次為60%、0.20 m3/min、60 ℃、15 d和6.5，每3 d翻堆1次，發(fā)酵15 d后所有配方的基質(zhì)顏色均呈褐色，無(wú)病蟲(chóng)雜菌，無(wú)糞塊臭味、酸味、氨味等不正常的氣味，而且伴有泥土和蘑菇特有的香味，有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀的含量有了很大的提升，砷、汞、鉛、鎘、鉻等重金屬含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).綜合比較4種配方栽培平菇的菌絲生長(zhǎng)情況、子實(shí)體農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量以及生物轉(zhuǎn)化率等指標(biāo)，結(jié)果表明，利用藥材紋黨和紅芪生產(chǎn)加工過(guò)程中廢棄的固體廢棄物的3個(gè)配方的基質(zhì)對(duì)平菇的菌絲萌發(fā)時(shí)間、菌絲滿袋時(shí)間和菌絲平均生長(zhǎng)速度都具有一定的延遲和抑制作用，這可能是兩種中藥材加工廢棄物成分中含有一些生物堿和其他生物活性物質(zhì)，使平菇的菌絲萌發(fā)和生長(zhǎng)都產(chǎn)生了抑制影響，同時(shí)對(duì)其他雜菌生長(zhǎng)也起到了很好的抑制作用，有效地減少了平菇菌棒的污染，降低了污染率.但是在后期平菇菌絲全部滿袋，當(dāng)菌絲全部滿袋后，菌絲密度和顏色都相當(dāng)，平菇的子實(shí)體顏色為均灰黑色，菇形緊湊且子實(shí)體大小均勻，商品性較好，而添加棉籽殼的CK(0)基質(zhì)所產(chǎn)平菇菇形緊湊但子實(shí)體大小不一，商品性次之.通過(guò)對(duì)4個(gè)配方頭茬單叢子實(shí)體質(zhì)量、單袋頭茬產(chǎn)量和單袋三茬總產(chǎn)量的比較，生物轉(zhuǎn)化率均超過(guò)了70%，說(shuō)明添加紋黨和紅芪加工廢棄物的3個(gè)平菇栽培基質(zhì)配方的生產(chǎn)潛力較大，可以進(jìn)一步推廣，同時(shí)這也為循環(huán)利用紋黨和紅芪廢棄資源提供技術(shù)支撐.