传统的堆肥系统.doc

传统的堆肥系统简介：堆肥是种植双孢蘑菇的重要的一步。这步十分重要，但是由于堆肥过程中的复杂性和难以做有效的观察，使得这步不是很好地被理解。传统的堆肥别分为两步，即阶段I和阶段II。阶段I是在相当的限制条件的控制下在室外进行的初级阶段，而阶段II是在良好的控制条件下在室内进行的步骤。理论上在传统堆肥的第一阶段的限制是一个相对较窄的概念在堆肥目标的模式下，根据堆肥的形状和气味判断，通过一些简单的测试可以知道堆肥第一阶段的结果如何。即我们的观念判断第一阶段是否完成，根据稻草的暗度、通过手挤压判断湿度、气味、等等。如果这样是正确的话，那么阶段一的经验性的概念在进程管理中提供限制性的向导。我们仍然缺乏一种对堆肥的过程中堆肥基质如何变化和如何控制这些改变的基本原理的理解。在过去的15年对传统堆肥的详尽的研究里，从非传统堆肥的方法中或得了一些新的信息，已经为我们在堆肥和堆肥管理过程中我们需要完成的事情提供了新的视角。现在对传统堆肥知识进行的再评估是恰当的时候。传统堆肥的目标：在堆肥期间应完成的目标评估是重要的测试。堆肥通常被过度简单地标注为一种“天然进程”。然而，堆肥实际上是一个可控的生态系统。特殊的目的性堆肥，即是使用特定的培养管理策略将会产生特定的目的终产物。理性主义的传统堆肥需要对既定目标进行明确，通过各种各样需要达成的目标进行原理机制的确定，然后确定可以最终产生理想的终产物的培养管理的策略。传统堆肥的所有目标就是为了创造一个适合双孢菇的生长选择性营养培养基。这种选择性培养基可以供给高产量高品质的双孢蘑菇生长。以下目标是主要目标中已经完成的：1. 适当的体积密度，即干重体积密度大约为550-600kg/m3（相关的稻草重量减轻和其他结构的变化）。2. 植物材料的改变以便营养使得蘑菇作物可以获得利用。3. 建立一个合适的生物量和一个各种各样的微生物产品。这些中的一些可以作为魔符的营养源。4. 选择性的确定，即堆肥促进双孢菇的生长，使其超过其他微生物竞争者。选择性是以营养、种群结构和其他因素为基础的。5. 堆肥结构的改变以便它可以保留更多的水。6. 堆肥湿度容器的建立为蘑菇作物提供一个蓄水库。7. 氮源转化成稳定的有机形式使其可供双孢菇利用，但是不能倾向于进一步氨化过程。8. 易获得利用的最初的营养物质的生物转移。以上目标的完成是需要发酵的成熟期。一个重要的但经常忽略的概念及时堆肥成熟被证明不是单一因素造成的。根据腐熟程度的不同，高水平的腐熟可以完成一些相关目标，而低水平的腐熟可以完成另外一些。例如，堆肥可能发生在内容物有有一个良好的体积密度，虽然质感柔软和颜色呈暗色及适当的湿度，但是仍然包含很多可供利用的营养物质的条件下进行堆肥。理解各种堆肥的目的在完成进程管理的策略上是非常重要的，尤其是要了解在进程影响因素是如何在各种目的完成的时候进行影响的。不同的生长系统会对以下各种堆肥目标需要不同程度的腐熟程度。双孢菇的根本属性营养和营养利用性一些早期的堆肥研究者，尤其是Lambert和Waksman及其同事，做了一个关于堆肥进程的生物属性的全面的评价。一些早期的研究者对于堆肥过程中的一些生态因素进行鉴别，包括温度、需氧量、湿度、pH以及在堆肥过程中决定一般性的活动和种群动力学的消耗营养物质。Lambert和Davis（1934）叙述中说： “如果一个假设被设定在为蘑菇发展的进程中为其提供一个合适的培养基，因此他们可以促使微生物种群的发展，即是为双孢菇的进一步生长和菌丝生长作铺垫。这样一个假设必须对在堆肥过程中不同种群的微生物在双孢菇生长的过程中产生的代谢废物产生的影响，以及在肥料中微生物的活动为竞争环境下的双孢菇提供的营养物质产生的变化有充分的了解。”这是非常明确的关于堆肥的生物基础的观点，并且它在近年的研究调查中已经被证实了。现在经常引用Sinden的一些关于堆肥阶段I的基本属性是一个化学进程的观点。推测的核心内容是在阶段I高温的完成时由于化学反应引起的，这些产生的高温使得碳水化合物发生焦糖化反应，并且这些焦糖化的产物为接下来的蘑菇的生长提供选择性的食物来源。然而如此简单的一个概念仍然备受关注，过去四十年的研究已经明确了阶段I的复杂性。稻草自己变褐既不是各类堆肥成熟的预测者，也不是显示种植好的双孢菇的堆肥能力的标志。尽管在阶段I稻草变褐已经受到足够多的关注，但是其中仍有许多值得关注的细节。棕色材能够通过大量的酶促反应和非酶促的调节的化学反应在阶段I形成。形成棕色聚合体的反应可以通过一系列可利用氧化苯酚和苯醌的酶进行，但是我们仍然不知道太多关于在阶段I中这类反应的内容和重要意义。两个非生物反应同样可以在阶段I中发生，这可以引起棕色材料的积累并产生棕色的堆肥终产物。这些化学反应可能是焦糖化反应或是梅拉德类型的反应。焦糖化反应是一个非酶促的糖的分解反应，其中包含烯醇化作用、脱水反应和分裂反应。这些反应可以被各种盐和酸催化并且导致像是左旋葡聚糖的脱水链的形成，或是在糖链上引进双链形成一系列的不饱和链，例如呋喃环。Theander证实焦糖化反应可以产生一些列较宽范围的着色的酚类化合物。焦糖化反通常被看做是高温条件下进行的反应，一些糖，像是果糖和木糖，可以在中温（45-65）条件下发生反应（100小时内），并且这些反应的动力学已经被记录下来。木糖的反应是有重要作用的，在这些反应里木糖是稻梗的非纤维化的多聚糖的重要组成部分，和双孢菇更优的营养来源。另外一种典型的非酶促反应引导产生棕色产物是羰胺反应或是梅拉