棉稈栽培雙孢蘑菇、菌糠還田改良重度鹽堿地：黃河三角洲地區農業循環經濟模式研究

牛貞福，韓鳳英，國淑梅

（山東省農業管理干部學院，山東 濟南 250100）

棉花是離瓣雙子葉植物，在分類學上隸屬錦葵目錦葵科木模亞科棉屬。棉花喜熱、好光、耐旱、怕澇，溫度、光照對它的生長發育、產量及品質影響很大。山東省2010年預計生產面積可達8×107hm2，總產在100×107kg以上。與此同時，棉花種植業還得到大量的副產物—棉花秸稈，簡稱棉稈（指除去枝葉及棉桃的棉花莖稈）。據統計，棉稈平均產量為3792 kg/hm2。

1 棉稈特點

棉稈橫切面，由內向外分別為:髓心即棉稈芯、半木質化部分和棉皮部分。各部分的組成特性見表1[1]。

表1 棉桿各部分的組成特性

2 傳統的棉稈處理方式及其缺點

目前世界范圍內的產棉區對棉柴處理方式主要有兩種：一是田間粉碎還田，二是焚燒。

2.1 棉稈還田及存在的問題

棉稈還田技術在實施過程中還存在比較大的推廣阻力，主要以還田棉稈數量、土壤水分、棉稈被粉碎的程度、棉稈本身難以降解等因素影響棉稈還田效果。目前我國棉稈還田主要存在以下幾方面問題：

(1)還田技術推廣嚴重依賴政府資金支持和強化管理執行，而不能寄希望于農戶自發出資進行機械化還田。

(2)棉稈還田質量不穩定。棉柴木質化程度高，留在地內不易腐爛，對后茬作物生長不利，且易造成病蟲害的傳播[1]。

(3)棉稈還田與施肥配合有待科學化。由于棉稈C/N在60～100:1之間，而微生物在分解棉稈時自身需要吸收一定的氮素，而我國土壤普遍缺氮、磷和鉀，直接還田時還需要添加一定的氮、磷、鉀肥料，以加速微生物分解和避免發生微生物與農作物爭氮影響苗期生長。但由于棉稈還田，使化肥追肥量無法準確控制，追肥過多會降低棉稈還田的功效，過少又可能降低棉花產量。因此要考慮還田棉稈的養分問題和平衡施肥。

(4)棉稈粉碎還田易造成土壤全層污染。由于棉稈攜帶病原菌較多，而切碎的棉稈成為病蟲的寄生源，特別是秸稈覆蓋為病蟲害提供了棲息和越冬的場所，還田后加重土傳病蟲害的發生，對來年播種的棉籽發芽、生長造成危害，最近的調查研究表明棉稈還田與棉花枯萎病、黃萎病的危害加重之間存在著一定程度的因果關系。

(5)在推廣應用中，棉稈還田常因翻壓量過大、土壤水分不適、施氮肥少、翻壓質量差等原因而出現妨礙耕作，影響出苗、燒苗、病蟲害增加等現象，有的甚至造成減產。

2.2 棉稈直接焚燒及其存在的問題

直接焚燒是目前我國棉區處理棉稈的主要方法之一。由于棉稈利用技術發展遲緩，配套機械設備缺乏，使廣大農民必須采用手工拔棉稈或焚燒方式處理棉稈，以便于來年繼續種植。農民難以意識到或無法賺取棉花秸稈加工利用的利益，造成每年棉花收獲后，大量棉稈被堆放于渠邊、路邊、地頭，農民不愿或無法回收利用，有時為圖方便一把火燒掉。據測試，棉稈就地焚燒，地面溫度達到400℃左右，土壤水分損失85%，氮、磷各損失73%和12%，碳的損失更嚴重；土壤中的真菌、細菌損失50%以上，這些微生物對土壤中有機質的分解、氧化、固氮、合成腐殖質和對維生素及抗菌素有著重要作用。另外，直接燃燒棉稈的爐灶效率最高的也僅12%～15%，熱效率低。

因此，就地焚燒棉花秸稈不僅破壞了土壤的理化性質，造成一系列損失，直接燃燒棉稈的爐灶效率低，而且焚燒產生大量的煙氣，釋放多種有害氣體，污染空氣、破壞生態環境，使資源優勢變成危害農業生產和影響人民生活質量的劣勢，妨礙農業的可持續發展。

3 棉稈栽培食用菌，發展農業循環經濟

棉稈含有豐富的供各種食用菌生長發育所需的碳素營養，其中的某些成分（如纖維素）比棉籽殼的含量還高，而含毒量（如棉酚）比棉籽殼的低；棉稈栽培食用菌，由于食用菌能分泌許多孢外酶，將棉稈中的纖維素、半纖維素、木質素、蛋白質等大分子物質分解利用，合成各類營養物質，從而可獲得具有較高產量和較高優質蛋白質含量的食用菌。

棉稈栽培食用菌還具有取材易、成本低、周期短、質量好、效益高等諸多優勢。利用純棉稈粉栽培食用菌的下腳料，還可進一步深層利用，除了就地還田作為優質的有機肥料改良重度鹽堿地外，還可通過加工處理配制牲畜飼料，對于發展我國農業循環經濟（見圖1）、改善和提高我國棉區農業資源利用效率、開辟新的資源、提高農業綜合生產能力、建設節約型社會具有重要意義，同時可以促進產棉區農民就業增收，繁榮地區經濟，有利于區域經濟的協調可持續發展。

圖1 農業循環經濟的基本途徑

4 棉稈栽培雙孢蘑菇、菌糠還田關鍵技術要點

4.1 原料準備

4.1.1 棉稈加工棉稈作為一種栽培雙孢菇的新型材料，不像麥秸及稻草那樣可直接利用。棉稈加工技術與標準、栽培料的配方以及發酵工藝都與麥秸和稻草料有很大區別。采用專用破碎設備，將棉稈破碎成4～8 cm左右的絲條狀。加工的時間以12月份為宜，因這時棉稈比較潮濕，內部含水量在40%左右，加工的棉稈合格率在98%以上。否則干燥加工時會有大量粉塵、顆粒、棒狀出現，需要噴濕后再加工。

4.1.2 畜禽糞準備畜禽糞（如馬糞、牛糞、豬糞、雞糞等）同棉稈一起構成雙孢菇生長發育的主要營養來源。由于雙孢蘑菇屬于糞草型腐生菌，又因棉柴具有質地硬和分解慢的特性，因此，必須添加畜禽糞。

4.1.3 輔料準備含氮輔料包括餅肥（豆餅、菜籽餅、花生餅等）、氮肥（尿素、硫酸銨等），過磷酸鈣、石膏粉、碳酸鈣、石灰等。

4.2 培養料配制

4.2.1 培養料配方計算方法合理的配方是取得高產的基礎，合理配方的原則是既要保證培養料有合適的C/N，又要考慮到原料的來源是否充足易得。雙孢蘑菇對培養料C/N的要求是（30～33）：1。棉柴的含碳量是45.5%，含氮量是0.98%；牛糞的含碳量是38.6%，含氮量是1.78%；干雞糞的含氮量是1.3%；各種餅肥的含氮量約4.5%；尿素和碳酸氫銨的含氮量分別是46%和17%。

若以100 m2投2000 kg 棉稈、1500 kg 牛糞的主料量為例，計算碳氮比及原料添加量的方法如下：

2000 kg 棉柴的含碳量= 2000×0.455= 910 kg

2000kg 棉柴的含氮量= 2000×0.098= 19.6 kg

同樣可計算出1500 kg牛糞的含碳量、含氮量分別是579、26.7 kg。將棉柴和牛糞的含碳量、含氮量分別相加，可得到培養料主料的總碳量、總氮量分別是1489 kg 和46.3 kg。而按30∶1 碳氮比的要求，培養料應有的總氮量49.63 kg，已有氮素比應有的少3.33 kg。若用尿素來補充不足的氮素，應補加3.33×0.46 = 7.25 kg。

以上計算的是一種理論數值，在具體生產中，由于棉柴質量、糞的種類和堆制發酵過程中氮素的損失等因素影響，氮素實際添加量要稍大于理論數值。一般增加5%的量，常用100 kg餅肥來提供。另外，由于尿素起效慢，可部分替換為碳酸氫銨，后者的含氮量低，用量為尿素的2.7倍。除主料棉柴、糞肥外，常添加主料量0.3%的過磷酸鈣，0.5%～1.0%的碳酸鈣和石膏，0.5%～1.5%的石灰。

4.2.2 參考配方（1）棉稈2500（kg，100m2用量，下同。）、牛糞1500、雞糞250、餅肥50、硫酸銨15、尿素15、碳酸氫銨10、石膏50、輕質碳酸鈣50、氯化鉀7.5、生石灰97.5、過磷酸鈣17.5[1]。

（2）棉稈50%，牛糞40%，雞糞10%，尿素0.1%，菜籽餅10%，石膏、石灰、磷肥各1%。

4.3 預濕

棉柴因組織致密、吸水慢和吃水量小等原因，水分過小極易發“燒堆”，所以棉稈、糞肥要提前2～3 d預濕。預濕的方法是：開挖一溝槽，內襯塑料薄膜，然后往溝里放水，添加水量1%的石灰。把棉柴放入溝內水中，并不斷拍打，使之浸泡在水中1～2 h，待吸足水后撈出。檢查棉柴吃透水的方法是抽出幾根長棉柴用手掰斷，以無白芯為宜。

4.4 堆料

由于發酵需要的是不同溫型微生物的協同作用，整堆料升溫過快、過高，并不利于種群的調整和發酵的進行，所以料堆方向以南北為宜。堆料前先鋪一層棉柴，約30 cm 厚，堆寬2 m，長度不限。然后在上面鋪一層糞，以蓋住棉柴層為度，糞上再鋪30 cm 厚的棉柴，上面再撒一層糞。這樣一層棉柴一層糞，按順序往上堆疊，直到料堆高達1.5 m 左右為止。建堆之前每隔 1 m 立 1 根長2 m、直徑5 cm 的木棍或竹竿，建好堆后拔出，自然形成透氣孔。

餅肥和尿素一般在料堆中間層加入，下層不加，上面幾層加碳酸氫銨。溶于水的要隨水使用，以利充分發酵和吸收。堆料時注意堆形四邊垂直、整齊、密實。頂部用碎料壓實做成弧形，堆頂覆蓋草簾防日曬。下雨時蓋薄膜，防止雨水淋入料內，雨后及時揭去薄膜，以利通氣發酵。

4.5 培養料二次發酵

4.5.1 前發酵建好堆后，插上溫度計，待料溫升至70℃時保持3天，進行翻堆，重新建堆后料溫達到70℃時再保持3天，進行第2次翻堆，共翻3次堆。每次建堆時都要立木棍或竹桿，以利透氣。

前發酵的目的是讓料充分腐熟和殺菌殺蟲，因此料溫一定要達到70℃，翻堆一定要均勻，不要流于形式，否則達不到發酵的目的。

4.5.2 后發酵二次發酵的目的是進一步達到殺蟲殺菌的目的，改變理化性質，為達到高產奠定基礎。二次發酵是在棚內進行，高架棚鋪好料后需人為加溫；一般冬暖式大棚自然溫度發酵即可，達不到溫度要加溫。

料進棚后，建成小堆，使料溫達到60℃，保持8～10 h，然后，使料溫降至52℃保持2～3天即可鋪料，料厚25 cm，寬1.3 m 左右，長度不限。

4.6 播種

鋪好料后播種，每平方米用菌種1～2瓶（500 ml 菌種瓶）。將2/3的菌種均勻撒于料的表面，然后用叉子均勻抖入料層上部的2/3，再把剩余的1/3菌種均勻撒入表面后，耙平料面，將料表面輕輕拍實。適宜的發菌溫度25～29℃，料溫不要超過30℃，如果超過要及時通風降溫。一般20 d菌絲吃透料。

4.7 覆厚土，澆重出菇水

當菌絲長至2/3 至近料底部時可以覆土，由于菌絲在棉柴上生長特別旺盛，需覆厚土才能將菌絲生長優勢轉變為出菇優勢。覆土厚4 cm，可采用一次覆土法。

土質的好壞直接影響產量，不能用沙壤土，應用有團粒結構的、持水性好的壤土（地表層20 cm以下的土，不含氮、無蟲卵。）覆土邊拌邊灑水，土只要能撒開即可，用石灰調節pH值至8左右。覆土最好用草碳土，一般每平方米能多產鮮菇2 kg左右。

覆土后，溫度（料溫）控制在25～28℃。一般20 d開始出菇，進入出菇管理階段。

4.8 出菇管理

當菌絲在覆土層內充分繁殖，長到大土粒的1/2時，需及時噴結菇水，以覆土表面光亮或稍有積水為宜，促使菌絲從營養生長階段向生殖生長階段過渡，4 d左右便有大量菇蕾形成，以后管理同常規。

4.8.1 溫度管理雙孢蘑菇子實體生長溫度一般在6～22℃，最適15～18℃，25℃以上5℃以下都不能出菇。

4.8.2 濕度管理雙孢蘑菇子實體生長的水分主要來源于培養料，因此，噴水時土層一定要噴透，氣溫低時，在中午氣溫高時噴，嚴禁噴閉門水，噴水后要通風。

4.8.3 通風管理雙孢蘑菇是好氣性真菌，因此，菇棚內要有足夠的氧氣。每天需要通風，氣溫高時，夜間通，氣溫低時，白天中午通風。

5 菌糠還田，改良重度鹽堿地

棉稈粉碎種菇后的菌糠，作為有機肥既可再作生產沼氣的原料，也可直接還田，增加土壤肥力。每666.7m2棉田增加有機肥150 kg以上，104hm2的棉區可增加優質有機肥2×108kg左右，對于改良黃河三角洲的重度鹽堿地具有重大意義。

6 結論及發展前景

6.1 棉稈種菇出菇早、質量優、出菇集中

棉稈與麥秸相比，棉稈培養料比麥秸培養料疏松，通氣性好，所以棉稈的二次發酵質量較麥秸的好，從而使得它的營養成分易被菌絲吸收，菌絲一開始就能獲得充足的養料而生長的快而旺盛，從而使其能早結菇、結好菇，更適合在自然氣候下栽培時間短的北方地區栽培。

6.2 棉稈栽培雙孢蘑菇可大幅度提高產量

在一個生產周期內，我國北方用麥秸種植雙孢蘑菇一般產鮮菇10 kg/m2左右，而改用棉稈種植，因棉稈營養豐富、出菇猛、后勁足，產量可穩定在12.5～15 kg/m2。

6.3 棉稈種菇經濟、生態效益可觀

棉稈栽培雙孢蘑菇既解決了黃河三角洲棉區種植雙孢蘑菇的原料問題，也可減少大面積焚燒棉稈造成的環境污染，降低棉農種棉的風險。每666.7m2按250 kg 的棉稈可轉化150 kg鮮菇及多年來雙孢蘑菇的最低市價3.2元/kg計算，每666.7m2棉稈可增收450元以上。

[1]韓芹芹.農業循環經濟的理論基礎與初步應用[D].青島大學， 2007.

[2]沈 茂，張國忠，周 勇,等.我國棉柴機械收獲技術現狀綜述[J].農機化研究,2009，5:1-5.

[3]池惠榮, 陳 穎, 王立安, 等.棉稈栽培雙孢菇高產技術[J].食用菌,2009，4:51-52.