有机基质发酵技术有哪些 有机基质发酵技术原理

原料发酵的机理是什么?

培养料堆制发酵是有机物质在好气条件下，经多种微生物的作用，发生复杂的生物化学变化的过程。这个过程受堆肥材料、堆制场所、堆积方法、翻堆日程、含水量和微生物参与作用等的影响，而微生物起着特别重要的作用。

（1）发酵的微生物学过程

培养料堆制发酵过程要经3个阶段：升温阶段、高温阶段和降温阶段。培养料建堆初期，微生物旺盛繁殖，分解有机质，释放出热量，不断提高料堆温度，即升温阶段。在升温阶段，料堆中的微生物以中温好气性的种类为主。由于中温微生物的作用，料温升高，几天之内即达50℃以上，即进入高温阶段。在高温阶段，堆制材料中的有机复杂物质，如纤维素、半纤维素、木质素等进行强烈分解，主要是嗜热真菌（如腐殖霉属、棘霉属和子囊菌纲的高温毛壳真菌）、嗜热放线菌（如高温放线菌、高温单孢菌）、嗜热细菌（如胶黏杆菌、枯草杆菌）等作用。嗜热微生物的活动，使堆温维持在50～70℃的高温状态，从而杀灭病菌、害虫，软化堆料，提高持水能力。当高温持续几天之后，料堆内严重缺氧，营养状况急剧下降，微生物生命活动强度减弱，产热量减少，温度开始下降，进入降温阶段，此时及时进行翻堆，再进行第二次发热、升温，再翻堆，经过3～5次的翻堆，培养料经微生物的不断作用，其物理和营养性状更适合食用菌菌丝体的生长发育需要。

（2）料堆发酵温度的分布和气体交换

发酵过程中，受条件限制，表现出堆肥发酵程度的不均匀性。依据堆内温、湿度条件的不同，可分为4个区（图州森中3-1、图3-2）。

图3-1料堆发酵区的划分

1.干燥冷却区2.放线菌高温区3.最适发酵区4.厌氧区

图3-2料堆中温度的分布（厘米、℃）

1.干燥冷却区2.放线菌活动区3.最适发酵区4.厌氧嫌气区

①干燥冷却区和外界空气直接接触，散热快，温度低，既干又冷，称干燥冷却层。该层也是堆肥的保护层。

②放线菌高温区堆内温度较高，可达50～60℃，是高温层。该层的显著特征是可以看到放线菌白色的斑点，也称放线菌活动区。该层的厚薄是堆肥含水量多少的指示，水过多则白斑少或不易发现；水不足，则白斑多，层厚，堆中心温度高，甚至烧堆，即出现“白化”现象，也不利于发酵。

③最适发酵区是发酵最好的区域，堆温可达50～70℃，称最适发酵区。该区营养料适合食用菌的生长，该区发酵层范围越大册山越好。

④厌氧发酵区是堆料的最内区，该区缺氧，呈过湿状态，称厌氧发酵区。往往水分大，温度低，料发黏，甚至发臭、变黑，是堆料中最不理想的区。若长时间覆盖薄膜会使该区明显扩大。

料堆发酵是好气性发酵，一般料堆内含的总氧量在建堆后数小时内就被微生物呼吸耗尽，那么在一定时间内，料堆中的氧气是如何补充呢？主要是靠料堆的“烟窗”效应来满足微生物对氧气的需要，即是料堆中心热气上升，从堆顶散出，迫使新鲜空气从料堆周围进入料堆内（图3-3），从而产生堆内气流的循环现象。但这种气流循环速度应适当，循环太快说明料堆太干、太松，易发生“白花”现象；循环太慢，氧气补充不及而发生厌氧发酵。但当

图3-3料堆的烟窗效应

料堆发酵即微生物繁殖到一定程度时，仅靠烟窗效应供氧是不够的，这时，就需要进行翻堆，有效而快速地满足这些高温菌群对氧气及营养的需求，亦是说达到均匀发酵的目的。

（3）料堆发酵营养物质发生的变化

培养料的堆制发酵，是物质复杂的化学转化及物理变化过程。其中，微生物活动起着重要作用，在培养料中，养分分解与养分积累同时进行着，有益微生物和有害微生物的代谢活动要消耗原春闭料，但更重要的是有益微生物的活动：把复杂物质分解为食用菌更易吸收的简单物质，同时菌体又合成了只有食用菌菌丝体才易分解的多糖和菌体蛋白质。如双孢菇栽培料中的主要成分是粪草与化肥，它们都不能直接被蘑菇菌丝所分解利用，这些纤维素、木质素为主体的有机物质必须通过堆制，在假单孢杆菌、腐质霉菌、嗜热链霉菌、高温单孢菌或高温放线菌等有益微生物作用下，特别是好热性中温及高温纤维素分解菌的作用下，降解、转化成简单的、可被蘑菇菌丝吸收利用的可溶性物质。同时，放线菌等微生物死亡之后留下的代谢物、菌体蛋白及多糖体，对蘑菇的生长具有活化和促进作用。培养料通过发酵后，过多的游离氨、硫化氢等有毒物质得到消除，料变得具有特殊料香味，粪草疏松柔软，透气性、吸水性和保温性等理化性状均得到一定改善。此外，堆制发酵过程中产生的高温，杀死了有害生物，减轻了病虫害对蘑菇生长的威胁和危害。可见，培养料堆制发酵是食用菌栽培中重要的技术环节，它直接关系到蘑菇生产的丰歉成败。

因此，在堆制发酵中，要对粪、草发酵原料进行选择，碳氮源要有科学的配合，要特别注意考虑碳氮比的平衡。控制发酵条件，促进有益微生物的大量繁殖，抑制有害微生物的活动，达到增加有效养分、减少消耗的目的。培养料发酵既不能“夹生”，也不能堆制过熟，而使养分过度消耗和培养料腐熟成粉状，失去弹性，物理性状恶化。

发酵粉发酵的原理

发酵粉发酵的原理主要涉及到微生物的代谢过程。发酵粉中主要包含了干燥的酵母或细菌等微生物，这些微生物在发酵时会通过代谢不同的营养物质产生能量和代谢产物。

具体来说，发酵过程中的微生物首先会利用发酵基侍搏清质中的碳水化合物，如葡萄糖、麦芽糖等，进行有机物的氧化分解，产生ATP等能量物质以维持其生命活动。同时，微生物还会产生一些代谢产物，如二氧化碳、酒精、有机银银酸等，这些产物也会影响到发酵物的品质和口感。

总之，发酵粉发酵的原理就是利用微生物的代谢过老前程产生有机物的氧化分解和代谢产物，从而改变原料的性质、增强其香味或口感等效果。

有机肥发酵原理

为什么需要发酵

腐熟是有机肥料分解过程的一个阶段。在这个阶段，有机物已经变到不能辨认它原来的形态，成为一团黑色松软的物质，有时有臭味，在原重量上失去原来的三分之二（一般3吨有机肥原料可以腐熟1吨有机肥），在碳氮比举含率上变得较小。
有机肥料施用前要强调腐熟，是因为没有腐熟的有机肥料中，所含的养分形态绝大部分是迟效态的，作物不能直接吸收利用。不经腐正森笑熟的有机肥施入土壤中，不仅肥效差，而且还会滋生杂草和传播病菌和虫卵。因此，有机肥料腐熟的目的是为了释放养分提高肥效，同时避免肥料在土壤中腐熟时产生某些对作物不利的影响，特别是产生的高温，容易“烧苗”。

原理
腐熟的有机肥一般需要两个阶段，即第一次高温腐熟发酵阶段和第二次陈化阶段。不稳定的有机物通过腐熟过程，通过微生物作用下，转化成稳定的。其温度变化可以界定是否腐熟。

第二阶段：温度初见降低，氧气吸收率降低，臭味完全消失。相对于第一次堆肥腐熟来说，不能没有第二次堆肥，因为二次堆肥可以降解难降解的有机物，嗜温微生物菌落重新建立，从而有助于有机肥腐熟、减少植物毒性物质和抑制病原菌。

第一阶段：通过配比原料基质，肥堆高氧吸收，产生高温，可降解挥发性固体大量减少，臭味逐渐降低，肥春陵堆颜色逐渐变化，需保持良好的曝气和水分控制。

温度升高阶段：有机肥腐熟温度上升到45℃，主要以放线菌、真菌和细菌为主，主要分解糖类和淀粉。甚至有源生物动物和动物参与。高温阶段：腐熟温度达到45℃以上，嗜温微生物被抑制，嗜热主导。可溶解的有机物继续被氧化分解，复杂的有机物（纤维素、、蛋白质、）也开始被分解。50℃左右（嗜热真菌和放线菌）；60℃左右（嗜热细菌和放线菌）；70℃左右（大多微生物已经不能适应）。最佳腐熟温度为55℃，这是因为大多微生物在该温度最活跃，最易分解有机物，病菌、虫卵、杂草种子大多数会被杀死。降温降低阶段：嗜温微生物又开始大量繁殖，占据优势，对残余难分解的有机物作进一步分解。此时微生物活性下降，堆肥腐熟需氧量降低，温度下降，肥堆逐渐趋于稳定。

分类

2、厌氧发酵：在缺氧或无氧条件下,主要利用厌氧微生物进行的堆肥化过程。最终产物除腐殖质类有机物、和甲烷外，还有氨、和其他有机酸等还原性物质。工艺简单、不需进行通风,但反应速率缓慢，堆肥化周期较长。

1、好氧发酵：在人工控制和一定碳氮比例（C/N）、水分、温度和通风的情况下，通过微生物将有机质转化为稳定的腐殖质的过程，这类堆肥无臭无蝇，反而有淡淡的泥土味。