李昕竺,曾先富,熊維全,潘紹坤
(成都市農(nóng)林科學(xué)院,四川 溫江 611130)
四川省食用菌菌渣資源化利用研究現(xiàn)狀
李昕竺,曾先富*,熊維全,潘紹坤
(成都市農(nóng)林科學(xué)院,四川 溫江 611130)
隨著四川省食用菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,食用菌菌渣的資源化利用成為產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展亟需解決的問題。本文分析了食用菌菌渣的理化特性和營養(yǎng)價值,對四川省內(nèi)菌渣用作食用菌栽培料、飼料、肥料、育苗基質(zhì)、燃料等方面的研究進行了系統(tǒng)總結(jié)和概括,并提出菌渣利用研究中存在的問題和對應(yīng)用前景進行展望。
四川??;食用菌菌渣;資源化利用
四川省是食用菌生產(chǎn)大省,自20世紀(jì)六七十年代栽培食用菌開始,食用菌產(chǎn)量逐年上升,從2002年的40.88萬t增長到2007年的100.50萬t[1],發(fā)展到2012年已達(dá)149萬t。隨著食用菌生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大,每年有大量的菌渣產(chǎn)生,按食用菌生物學(xué)效率平均40%計算,2012年四川省食用菌菌渣總產(chǎn)量約372萬t。這些菌渣大多含有豐富的蛋白質(zhì)及其他營養(yǎng)成份[2],如果沒有好好利用,不僅是對農(nóng)業(yè)有機資源的浪費,而且會帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染,例如菌渣的隨意堆放或直接施入田中,會造成細(xì)菌繁殖、疾病傳播,給附近居民的生活環(huán)境和附近食用菌產(chǎn)業(yè)帶來巨大危害[3]。因此,如何環(huán)保有效地利用食用菌菌渣成為食用菌產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展亟需解決的問題。本文從食用菌菌渣理化特性及營養(yǎng)價值著手,就四川范圍內(nèi)菌渣利用現(xiàn)狀進行了總結(jié),對食用菌菌渣資源化利用存在的問題進行了分析,對前景進行了展望。
菌渣,又稱菌糠、菇渣等,是指栽培完食用菌以后剩下的固體廢棄物,新鮮菌渣類似于泥炭,淺棕色,質(zhì)地疏松,風(fēng)干后顏色類似表層土壤,結(jié)構(gòu)松散易碎。由于栽培食用菌的栽培料不同,菌渣的成分也各有差異,據(jù)測定,不同栽培料的菌渣中均含有豐富的營養(yǎng)成分[4]。
菌渣C∶N大部分在30∶1以下,pH值在6~8之間[5]。菌渣的粗蛋白質(zhì)、粗脂肪含量均比不經(jīng)過食用菌發(fā)酵前提高2倍以上,纖維素、半纖維素、木質(zhì)素和抗?fàn)I養(yǎng)因子等被不同程度的降解,同時還產(chǎn)生了多種糖類、有機酸類和生物活性物質(zhì),具有很高的利用價值[6]。另外,菌渣還含有大量的活性微生物及其殘體,有利于土壤養(yǎng)分的分解與釋放[7]。
表1 不同栽培料的菌渣營養(yǎng)成分比較
2.1 循環(huán)用作食用菌栽培料
食用菌生產(chǎn)完畢,菌渣中的營養(yǎng)成分并沒有被充分吸收,仍含有各種營養(yǎng)成分及大量的有機物質(zhì),同時,廢料經(jīng)過菌絲分解后,其中有些所含可供食用菌吸收利用的營養(yǎng)成分高于新料,不經(jīng)菌絲分解轉(zhuǎn)化便可直接利用,因此菌渣可以循環(huán)再利用作為食用菌的栽培料[8]。目前,四川主要是將栽培了金針菇、草菇、秀珍菇等品種,菌絲生長較好且未被雜菌污染的菌渣再次應(yīng)用于生產(chǎn)另一種食用菌,例如利用金針菇廢料栽培平菇、利用秀珍菇廢料栽培雙孢蘑菇等。加入菌渣后增加了培養(yǎng)料的透氣性,菌絲生長快,長勢好,生物轉(zhuǎn)化率高,改變原料只使用1次的現(xiàn)狀,取得了明顯的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益。成都榕珍菌業(yè)有限公司將采完菇的杏鮑菇廢菌渣進行堆漚并添加輔料用以栽培草菇,草菇廢料添加少量牛糞干和輔料發(fā)酵后用以種植雙孢蘑菇,雙孢蘑菇的廢菌渣送至有機肥廠加工成為優(yōu)質(zhì)有機肥,或者通過堆制發(fā)酵和添加輔助成分制成堆肥直接用于蔬菜和花卉。公司創(chuàng)新形成的“菌-菌-菌-肥”循環(huán)栽培模式,將公司90%以上的廢菌渣有效處理,每年增加產(chǎn)值3800萬元,利潤1100萬元,實現(xiàn)了成本的節(jié)約和產(chǎn)量的提升。成都市農(nóng)林科學(xué)院等將金針菇菌渣用于配方栽培姬松茸、雞腿菇、鮑魚菇等珍稀食用菌,每袋節(jié)省成本0.5元,產(chǎn)量優(yōu)于新鮮培養(yǎng)料配方,經(jīng)濟效益非常明顯。
2.2 用作肥料和育苗基質(zhì)
據(jù)分析,每t食用菌菌渣約含氮10kg、磷1kg、鉀10kg,且碳氮比數(shù)值小,屬速效養(yǎng)分,易被作物吸收利用,可用作肥料。在土壤中添加菌渣,可改變土壤有機質(zhì)、腐殖質(zhì)含量,有助于改善土壤結(jié)構(gòu),促進土壤團粒結(jié)構(gòu)的形成,提高土壤肥力[9]。在種植柑橘、梨、獼猴桃等水果時,深施掩埋食用菌菌渣,可改良果園土壤,提高水果品質(zhì),起到增產(chǎn)增收的效果;在種植辣椒、茄子、萵筍等蔬菜時,將食用菌菌渣按比例添加作為育苗基質(zhì),可使作物出苗整齊、成苗率提高。四川省金堂縣是全國十大食用菌生產(chǎn)縣,為了解決每年生產(chǎn)的30萬t左右菌渣,金堂縣政府制定了多項治理、優(yōu)惠措施,分別在清江、淮口、趙家等5 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)劃定了1~2個菌渣集中堆放場,先后引進了成都大地綠色系統(tǒng)工程有限公司等4 家企業(yè),利用菌渣為原料生產(chǎn)有機肥和飼料,實現(xiàn)了菌渣的綠色循環(huán)[10]。四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院在1990 年暨開展了菌渣作為農(nóng)作物底肥的試驗,結(jié)果表明,菌渣作底肥可以促進水稻分蘗,增加水稻、小麥有效穗粒數(shù),還可促進油菜的分枝和增加角果數(shù)[11]。成都市農(nóng)林科學(xué)院與四川大學(xué)合作,采用工廠化金針菇菌渣添加畜禽糞便進行生物發(fā)酵,研制出菌渣復(fù)合有機肥,將菌渣復(fù)合有機肥再添加不同比例的發(fā)酵菌渣,制成育苗基質(zhì),該基質(zhì)用于培育茄子、番茄、辣椒等蔬菜種苗,出芽率高,栽培效果優(yōu)于其它國產(chǎn)及進口基質(zhì)。
2.3 用作飼料
菌渣中含有大量的菌渣蛋白、多糖、微量元素,其營養(yǎng)價值可與糠麩類飼料相當(dāng),經(jīng)過適當(dāng)?shù)呐浔群图庸ぬ幚砗罂梢灾瞥娠暳蟻聿糠只蛉看婵符燁愶暳希谝欢ǔ潭壬辖档土松a(chǎn)成本。經(jīng)過物理工藝去除大部分纖維成分并進行發(fā)酵處理后的菌渣含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì),還有一定量的酵母菌絲體以及發(fā)酵產(chǎn)物等物質(zhì),不僅能抑制動物體內(nèi)病原體的繁殖,還能促進有益菌的繁殖,提高動物的免疫力和消化吸收率。四川省畜牧科學(xué)研究院飼料研究所利用發(fā)酵的菌渣飼料飼養(yǎng)生豬,在豬的日糧中添加18%的發(fā)酵菌渣,不影響育肥豬的生產(chǎn)性能和上市時的胴體品質(zhì),并且可以節(jié)約大量的日糧,降低5%左右的飼料成本,帶來良好的經(jīng)濟效益。成都榕珍菌業(yè)有限公司將生產(chǎn)后的菌包通過乳酸發(fā)酵制作成養(yǎng)殖業(yè)所需要的飼料,用于飼養(yǎng)?;蜇i等牲畜產(chǎn)品,將食用菌產(chǎn)業(yè)從種植業(yè)拓展到了養(yǎng)殖業(yè),產(chǎn)業(yè)鏈延長的同時實現(xiàn)了物質(zhì)的循環(huán)利用。
2.4 用作燃料和能源材料
食用菌菌渣主要成分有木屑、棉籽殼、玉米芯、農(nóng)業(yè)秸稈等,曬干后可以作為燃料使用,既節(jié)約能源,又節(jié)省投資[13]。此外,菌渣可以作為發(fā)酵底物來生產(chǎn)沼氣,滿足人們?nèi)粘I钪械哪茉葱枨蟆^r(nóng)業(yè)部沼氣科學(xué)研究所專門設(shè)計了適用于食用菌菌渣沼氣干發(fā)酵的戶用干發(fā)酵沼氣池,以毛木耳、香菇、杏鮑菇和金針菇等食用菌菌渣為原料作碳源,以豬糞為氮源,接種復(fù)合菌劑發(fā)酵,實現(xiàn)日均產(chǎn)氣量1m3以上,滿足農(nóng)戶日常生活所需一切能耗,解決了菌渣液體發(fā)酵進出料困難、發(fā)酵池易結(jié)殼、發(fā)酵成本高等問題,提高了菌渣產(chǎn)沼氣的安全性和使用效率。成都新威能源有限公司通過菌渣熱值數(shù)據(jù)的測定,以平菇、姬菇、金針菇、杏鮑菇、毛木耳等食用菌菌渣為原料,摻混55%~80%的木屑,采用生物質(zhì)鍋爐生產(chǎn)蒸汽,通過調(diào)控燃燒爐底砂、溫度和通風(fēng)量實現(xiàn)穩(wěn)定供氣,利用熱力管網(wǎng)輸送蒸汽給邛崍市臨邛工業(yè)園區(qū)內(nèi)近20家企業(yè)使用,日產(chǎn)蒸汽超過1000t,可為當(dāng)?shù)毓?jié)省36萬m3/d的天然氣使用量,減少燃煤硫排放320t/a,企業(yè)年利稅1200萬元以上。成都金菇菌業(yè)有限公司和其他幾家公司在生產(chǎn)中利用菌渣壓制成碳化燃料,另外還將這種壓制的菌渣碳制作成為活性碳。這些方式開拓了菌渣燃料化利用的新途徑,讓食用菌生產(chǎn)后的菌渣產(chǎn)品附加值提高,創(chuàng)造了更大的經(jīng)濟效益。
目前,四川省內(nèi)主要利用食用菌菌渣作栽培料、飼料、肥料、燃料等,然而對于菌渣的有效利用還存在著較多問題。例如將食用菌菌渣用于再次栽培食用菌,個別要栽培的食用菌與菌渣之間可能出現(xiàn)化感效應(yīng)[14];菌渣作飼料時,要針對不同畜禽進行飼養(yǎng)研究確定最佳添加量和最佳搭配比例;菌渣做肥料和育苗基質(zhì)時,應(yīng)首先測定其營養(yǎng)成分,確定適宜的施用計量,以免用量過高導(dǎo)致土壤鹽堿化和營養(yǎng)累積帶來的負(fù)效應(yīng)[15];而用菌渣作燃料時,應(yīng)首先測定不同菌渣的燃燒熱值,確定最佳摻混比,避免鍋爐結(jié)焦和燃燒不穩(wěn)定。
伴隨著四川食用菌產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,每年都會產(chǎn)生大量的菌渣產(chǎn)生,這是一筆豐富的可再利用資源。將食用菌菌渣資源化利用研究不斷深入,不僅可以變廢為寶,減少環(huán)境污染,促進食用菌產(chǎn)業(yè)向著良好、可持續(xù)的方向發(fā)展,同時將食用菌產(chǎn)業(yè)、種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)等有機地結(jié)合起來,開拓食用菌產(chǎn)業(yè)新的發(fā)展領(lǐng)域。食用菌菌渣的資源化利用大大提高了資源的利用率,使自然資源得以良性循環(huán),實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用的最大化。
[1]科學(xué)技術(shù)部農(nóng)村與社會發(fā)展司, 中國農(nóng)業(yè)機械化科學(xué)研究院, 中國包裝和食品機械總公司. 中國農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)年鑒[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 2003-2010.
[2] 黃秀聲, 翁伯琦, 黃勤樓, 等. 食用菌菌渣循環(huán)利用對農(nóng)田生態(tài)環(huán)境的影響與評價指標(biāo)[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技, 2010(22): 268-271.
[3] 衛(wèi)智濤, 周國英, 胡清秀. 食用菌菌渣利用研究現(xiàn)狀[J]. 中國食用菌, 2010, 29(5): 3-6,11.
[4] 萬水霞, 朱宏賦, 李帆, 等. 食用菌菌渣的綜合利用研究[J]. 園藝與種苗, 2011(6): 12-14,89.
[5] 鄒德勛, 潘斯亮, 黃芳, 等. 菌糠資源化技術(shù)[J]. 北方園藝, 2010(19): 182-185.
[6] 王永軍, 田秀娥, 李浩波. 菌糠的營養(yǎng)價值與開發(fā)利用[J]. 中國飼料, 2001(12): 30-31.
[7] 孟春玲. 淺談食用菌廢料的再利用[J]. 吉林蔬菜, 2011(1): 78.
[8] 王崢, 郭益鴻. 食用菌廢料的綜合利用[J]. 農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備, 2013(4): 17-18.
[9] 粱麗紅, 楊春鵬. 食用菌菌糠的循環(huán)利用[J]. 蔬菜, 2012(8): 25-26.
[10] 姜慶, 王芳, 譚宏. 四川食用菌廢棄物利用方式研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2011, 39(36): 22541-22543, 22674.
[11] 何希德, 閔怡行. 菌渣在農(nóng)作物上的應(yīng)用[J]. 四川農(nóng)業(yè)科技, 1991(2): 23.
[12] 李斌, 屈東, 鄒成義. 發(fā)酵菌糠對育肥豬生產(chǎn)性能和胴體品質(zhì)的影響[J]. 四川畜牧獸醫(yī), 2007(9): 19-20.
[13] 尹翠翠, 卜崇興, 張艷苓, 等. 菇渣廢棄物利用概述[J]. 現(xiàn)代園藝, 2013(4): 14-16.
[14] 陳恒雷, 王軼群, 萬紅貴, 等. 阿魏菇菌糠成分測定及對四種大宗食用菌化感效應(yīng)研究[J]. 北方園藝, 2009(5): 210-212.
[15] 陳世通, 李夢杰, 李榮春. 食用菌菌糠綜合利用的研究現(xiàn)狀[J]. 北方園藝, 2011(19): 152-154.
2015-3-29
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系四川食用菌創(chuàng)新團隊食用菌廢棄物資源化利用技術(shù)研究崗位項目。
李昕竺(1986-),女,助理農(nóng)藝師,研究方向為食用菌。*通訊作者。