福建省是著名的食用菌之乡，2012年漳州市食用菌杏鲍菇工厂化生产的厂家已达71家，龙海市仅九湖镇杏鲍菇厂就达14家，日产杏鲍菇近20 t^[1]。因而福建省杏鲍菇菌渣资源丰富，而菇渣中含有丰富的营养物质，包括粗蛋白、粗脂肪和无氮浸出物^[2]，还含有Ca、P、K、Si等矿物质^[3]。而菌渣中含有大量病原菌, 无法被直接利用，必须经过堆肥腐熟进行无害化处理。目前菌渣堆肥多采用自然堆积法，发酵时间通常至少需要3个月, 且效率低，养分流失严重^[4]。

沸石是一种非金属矿物材料，晶体中含有大量的空穴和穴道，具有很大的比表面积，吸附能力很强^[5]。魏宗强等^[6]研究发现在鸡粪堆肥中添加沸石可减少养分的流失。罗一鸣等^[7]指出在鸡粪高温堆肥中添加沸石可以显著减少氨挥发，还能起到降低EC值的作用。但也有一些研究指出在鸡粪锯末堆肥中添加沸石保氮效果不明显^[8]。

微生物是影响堆肥品质的重要生物因素，李九龙等^[9]研究发现在玉米芯和菇渣混合堆肥中接种微生物菌剂有助于提高堆肥质量。王伟东等^[10]指出接种木质素分解复合菌可促进牛粪、鸡粪、秸秆混合堆肥的发酵进程。本试验拟通过添加沸石及微生物菌剂研究缩短菌渣腐熟时间及提高菌渣堆肥品质的途径。

1 材料与方法 1.1 供试材料

用于发酵的杏鲍菇菌渣主要原料是玉米芯、木屑、麸皮等，购于福建漳州龙海市，菌渣的营养成分见表 1；沸石(规格为3~5 mm)购于福州国艺花鸟市场；微生物菌剂(主要成分为枯草芽孢杆菌、木霉菌等复合菌，有效活菌数>10×10¹⁰个·g^-1), 购于山东君德生物科技有限公司；作为调理物的羊粪购于福建宁德, 营养成分见表 1。

1.2 试验方法

试验于2016年3月22日至6月5日在福建农林大学园艺学院妙峰山基地进行。建堆发酵前用75 kg羊粪处理菌渣调节碳氮比至26，再分成4个处理。处理一为纯菌渣(D1)；处理二为菌渣+羊粪(D2)；处理三为菌渣+羊粪+200 mL发酵菌(D3)；处理四为菌渣+羊粪+200 mL发酵菌+25 kg沸石(D4)。在3 L水中加入200 mL微生物菌剂，充分拌匀并在建堆时用喷壶均匀撒向堆体。堆体长1.5 m，宽1 m，高1.2 m。发酵过程中维持堆体水分含量60%左右，用便携式水分仪实时检测。当堆体温度下降至50 ℃时进行翻堆，本试验共进行了3次翻堆，翻堆时间分别为4月10日、4月19日、5月1日。

1.3 测试方法

阳离子代换量(CEC值)采用BaCl₂-MgSO₄(强迫交换)法测定^[11]。

电导率(EC值)的测定:发酵期间每隔4 d测量1次EC值，采用1:5浸提法测定，用DDS-307电导率仪测量^[12]。

全磷含量采用硫酸-硝酸-钒钼黄比色法测定^[13]；全钾含量采用硫酸-硝酸-火焰分光度法测定^[13]；全氮含量采用硫酸-水杨酸-催化剂消煮法测定^[12]；有机质含量用重铬酸钾法测定^[13]。

温度的测定：用水银温度计从堆体上方插入30 cm深，每日9：00和14：00测定，并取平均值。

种子发芽势(GI)的测定：堆发酵结束时测定，在9 cm培养皿中垫2层滤纸，放入20粒白菜种子，分别加入各堆的浸提液(1:10浸提法)5 mL，以蒸馏水为对照，在25 ℃培养箱中培养72 h后，测定发芽率及胚根平均长。GI=(处理组发芽率×处理组平均根长)/(对照组发芽率×对照组平均根长)^[14]。

取样时用中空PVC管分别在堆体上中下3层随机取3个点，共9个点；并插入堆体内部取样；充分混合后进行相关指标的检测。

1.4 数据处理

采用Excel、DPS数据处理系统进行数据分析。

2 结果与分析 2.1 各堆体温度的变化

在高温好氧发酵过程中，温度的变化分为升温期、高温期、降温期。由图 1可知，杏鲍菇菌渣堆肥几乎没有升温期，1 d后就可以到达高温阶段且各处理温度都在58 ℃以上，这与许多园林废弃物的堆肥温度变化不同。卢漫等^[15]研究表明, 园林废弃物发酵有4 d的升温期；温度维持在55 ℃以上时大多数微生物分解有机物的活动最剧烈，同时此时的温度可以杀死大多数病原菌和寄生虫^[16]。D1至D4处理在55 ℃以上的天数分别是32、20、28、39 d。D1至D4处理，堆体温度降至30 ℃以下所用的时间分别是68、64、59、58 d，可以看出D4所用时间最短，D1最长。从图 1可以看出，各堆体温度变化的3个峰值分别出现在4月12日、4月22日、5月3日，而这些峰值的出现都在翻堆之后，说明翻堆有助于提高堆体的温度。

2.2 各堆体阳离子代换量的变化

CEC值是指在一定酸碱条件下含有的可代换性阳离子数量，表示基质对肥料和养分的吸附能力，使养分免遭水分淋洗并能缓慢释放出供植物吸收利用，对酸碱反应也有缓冲作用^[17]。由图 2可知，各个堆体的CEC值在发酵过程中呈上升趋势，后期趋于稳定。在各个堆体整个发酵过程中CEC值的变化也出现了3个峰值，而这3个峰值都是在翻堆3~4 d后出现。

由表 2可知，发酵前各堆的CEC值差异不显著，都在180 mmol·kg^-1左右；而在发酵结束后D1至D4处理的CEC值分别提高了173%、209%、240%、243%。其中，D3与D2有极显著差异，说明微生物菌剂的添加可以极显著提高杏鲍菇渣堆肥后的CEC值；D2与D1也有极显著差异，说明添加羊粪调节碳氮比也有利于提高堆肥的CEC值。

2.3 堆制前后养分的变化

由表 3可以看出，经过发酵后各处理营养成分得到极大提高，有机质含量下降。孙建华等^[18]认为腐熟后碳氮比应在16左右，D1至D4的碳氮比均在此范围。D4的全氮含量与D3有着极显著的差异，D4全氮含量比D3提高了23%，说明沸石具有很好的保氮效果，这与郑瑞生等^[19]的研究结果一致。添加微生物菌剂的D3处理，全磷、全钾含量都显著高于D2，而与D4无显著差异。原因是在堆制过程中，微生物的添加提高了有机质的分解质量，有利于养分的释放，这与匡石滋等^[20]的研究结果相一致。而D3的全氮含量与D2的差异不显著，可能是因为D3的堆体温度较高，导致氨挥发。添加羊粪调理物的D2处理，全磷、全钾含量显著高于D1，原因是羊粪的添加调节了碳氮比，有利于微生物活动，促进了养分的释放，提高了堆肥品质，也可能是羊粪中含有有益微生物促进了堆体的腐熟。

2.4 各处理EC值的变化

EC值代表可溶性盐类的总含量^[21]，主要包括堆肥过程中有机物料分解产生的各种离子及小分子有机酸、酚类物质、矿质营养等^[22]。从图 3可以看出，最终EC都得到降低并趋于稳定，其中D1处理EC下降了130 μs·cm^-1，D2处理EC下降了180 μs·cm^-1，D3处理EC下降了65 μs·cm^-1，D4处理EC下降了538 μs·cm^-1。发酵过程中EC值出现3个峰值的时间分别是4月14日、4月30日、5月25日，最后都趋于稳定。D1至D4处理发酵后的EC值分别为725、1 130、1 255和752 μs·cm^-1。D4处理的EC值小于D3，说明沸石的添加可以降低菌渣堆肥后的EC值。原因是沸石提高了堆体的孔隙度，提高了氧气含量，促进了微生物的活动，使得腐熟度更好，提高了品质；同时沸石强大的吸附能力可能使某些离子吸附从而降低了EC值。

2.5 各处理种子发芽势的变化

种子发芽试验是检测堆肥对植物是否有毒害的最重要的生物指标，一般认为GI>50%时为基本腐熟，GI>80%时为完全腐熟^[23]。从发芽势看D4在发酵58 d后GI>80%，可以认为已达到完全腐熟，是各处理中最早达到完全腐熟状态的，比未添加沸石的D3处理早5 d。D3、D2分别在发酵63、68 d后达完全腐熟。而D1在5月30日仍未达完全腐熟状态；6月4日发芽势为81%，此时已达完全腐熟状态，共用74 d。堆肥浸提液对种子植物的毒害主要是一些不完全发酵时产生的有机酸、酚、醚等对种子产生植物毒害^[24]。不同处理间发芽势的差异一定程度上表明腐熟度的差异。从表 4可以看出，各处理发酵即将结束时连续测定的发芽势表现为：D4>D3>D2>D1，说明不同处理对腐熟度具有较大的影响，沸石和微生物菌剂的添加有利于降低堆肥的生物毒性，较早使菌渣完全腐熟。

3 小结与讨论

(1)研究^[25]表明堆肥的碳氮比为26~30时有利于堆体的腐熟。本试验通过添加羊粪调节杏鲍菇菌渣的碳氮比为26，结果表明添加羊粪在发酵结束后可以极显著提高阳离子代换量和显著提高全磷、全钾含量。(2)在高温好氧堆肥中由于温度过高导致铵态氮的挥发，降低全氮含量^[26]，而本试验中沸石的添加使得全氮含量提高了23%，表现出很强的保氮能力，可能是沸石具有很强的吸附能力。同时沸石的添加有利于延长高温期的天数和提高温度，同时降低EC值；腐熟时间比未添加沸石的D3处理缩短6 d，比纯杏鲍菇菌渣堆肥缩短16 d。(3)微生物菌剂的添加可以显著提高全磷和全钾的含量，而全氮含量变化不显著的原因可能是微生物的添加提高了温度导致铵态氮的挥发。微生物菌剂的添加还极显著的提高了阳离子代换量，同时腐熟时间比未添加菌剂的处理缩短了5 d。本试验发现同时添加沸石和微生物菌剂有利于提高杏鲍菇菌渣堆肥的品质，极大缩短了腐熟天数，58 d即可达完全腐熟。EC值、CEC值是作为无土栽培基质中的重要指标，而本研究同时添加沸石与微生物可以极显著提高CEC值和降低EC值。