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。

发酵饲料的优点：

1.提高饲料蛋白量，从而降低了全价饲料的成本。

2.提高饲料的营养水平，微生物菌群能摧毁饲料中的植物细胞壁，将纤维素、果胶质降解为单糖和寡糖，并生成多种有机酸、维生素、生物酶、未知生长因子，提高了发酵物的营养水平。 3.去除饲料中有毒物质，通过微生物自身的生命活动，使饲料内（特别是菜籽饼和棉籽饼）所含的有毒有害物质被降解而脱除，从而大大提高了饲料的安全性，使棉籽饼和菜籽饼可替代豆粕使用。

4.提高饲料的抗病能力，菌液中微生物进入动物肠道后直接参与动物的消化吸收作用，其中的有益微生物菌群更能阻止病原微生物的定植和生长繁殖，恢复和维护动物肠道的微生态平衡，从而提高动物的免疫和抗病能力。

5.增加饲料的适口性，发酵后的发酵物色泽金黄，手感润滑，气味香甜，口感极佳，很适合生喂，不用蒸煮，节省燃料。

6.提高饲料的利用率。