李昕竺,曾先富,熊维全,潘绍坤
(成都市农林科学院,四川 温江 611130)
四川省食用菌菌渣资源化利用研究现状
李昕竺,曾先富*,熊维全,潘绍坤
(成都市农林科学院,四川 温江 611130)
随着四川省食用菌产业的发展,食用菌菌渣的资源化利用成为产业可持续发展亟需解决的问题。本文分析了食用菌菌渣的理化特性和营养价值,对四川省内菌渣用作食用菌栽培料、饲料、肥料、育苗基质、燃料等方面的研究进行了系统总结和概括,并提出菌渣利用研究中存在的问题和对应用前景进行展望。
四川省;食用菌菌渣;资源化利用
四川省是食用菌生产大省,自20世纪六七十年代栽培食用菌开始,食用菌产量逐年上升,从2002年的40.88万t增长到2007年的100.50万t[1],发展到2012年已达149万t。随着食用菌生产规模的不断扩大,每年有大量的菌渣产生,按食用菌生物学效率平均40%计算,2012年四川省食用菌菌渣总产量约372万t。这些菌渣大多含有丰富的蛋白质及其他营养成份[2],如果没有好好利用,不仅是对农业有机资源的浪费,而且会带来严重的环境污染,例如菌渣的随意堆放或直接施入田中,会造成细菌繁殖、疾病传播,给附近居民的生活环境和附近食用菌产业带来巨大危害[3]。因此,如何环保有效地利用食用菌菌渣成为食用菌产业可持续发展亟需解决的问题。本文从食用菌菌渣理化特性及营养价值着手,就四川范围内菌渣利用现状进行了总结,对食用菌菌渣资源化利用存在的问题进行了分析,对前景进行了展望。
菌渣,又称菌糠、菇渣等,是指栽培完食用菌以后剩下的固体废弃物,新鲜菌渣类似于泥炭,浅棕色,质地疏松,风干后颜色类似表层土壤,结构松散易碎。由于栽培食用菌的栽培料不同,菌渣的成分也各有差异,据测定,不同栽培料的菌渣中均含有丰富的营养成分[4]。
菌渣C∶N大部分在30∶1以下,pH值在6~8之间[5]。菌渣的粗蛋白质、粗脂肪含量均比不经过食用菌发酵前提高2倍以上,纤维素、半纤维素、木质素和抗营养因子等被不同程度的降解,同时还产生了多种糖类、有机酸类和生物活性物质,具有很高的利用价值[6]。另外,菌渣还含有大量的活性微生物及其残体,有利于土壤养分的分解与释放[7]。
表1 不同栽培料的菌渣营养成分比较
2.1 循环用作食用菌栽培料
食用菌生产完毕,菌渣中的营养成分并没有被充分吸收,仍含有各种营养成分及大量的有机物质,同时,废料经过菌丝分解后,其中有些所含可供食用菌吸收利用的营养成分高于新料,不经菌丝分解转化便可直接利用,因此菌渣可以循环再利用作为食用菌的栽培料[8]。目前,四川主要是将栽培了金针菇、草菇、秀珍菇等品种,菌丝生长较好且未被杂菌污染的菌渣再次应用于生产另一种食用菌,例如利用金针菇废料栽培平菇、利用秀珍菇废料栽培双孢蘑菇等。加入菌渣后增加了培养料的透气性,菌丝生长快,长势好,生物转化率高,改变原料只使用1次的现状,取得了明显的经济效益、社会效益和生态效益。成都榕珍菌业有限公司将采完菇的杏鲍菇废菌渣进行堆沤并添加辅料用以栽培草菇,草菇废料添加少量牛粪干和辅料发酵后用以种植双孢蘑菇,双孢蘑菇的废菌渣送至有机肥厂加工成为优质有机肥,或者通过堆制发酵和添加辅助成分制成堆肥直接用于蔬菜和花卉。公司创新形成的“菌-菌-菌-肥”循环栽培模式,将公司90%以上的废菌渣有效处理,每年增加产值3800万元,利润1100万元,实现了成本的节约和产量的提升。成都市农林科学院等将金针菇菌渣用于配方栽培姬松茸、鸡腿菇、鲍鱼菇等珍稀食用菌,每袋节省成本0.5元,产量优于新鲜培养料配方,经济效益非常明显。
2.2 用作肥料和育苗基质
据分析,每t食用菌菌渣约含氮10kg、磷1kg、钾10kg,且碳氮比数值小,属速效养分,易被作物吸收利用,可用作肥料。在土壤中添加菌渣,可改变土壤有机质、腐殖质含量,有助于改善土壤结构,促进土壤团粒结构的形成,提高土壤肥力[9]。在种植柑橘、梨、猕猴桃等水果时,深施掩埋食用菌菌渣,可改良果园土壤,提高水果品质,起到增产增收的效果;在种植辣椒、茄子、莴笋等蔬菜时,将食用菌菌渣按比例添加作为育苗基质,可使作物出苗整齐、成苗率提高。四川省金堂县是全国十大食用菌生产县,为了解决每年生产的30万t左右菌渣,金堂县政府制定了多项治理、优惠措施,分别在清江、淮口、赵家等5 个乡镇划定了1~2个菌渣集中堆放场,先后引进了成都大地绿色系统工程有限公司等4 家企业,利用菌渣为原料生产有机肥和饲料,实现了菌渣的绿色循环[10]。四川省农业科学院在1990 年暨开展了菌渣作为农作物底肥的试验,结果表明,菌渣作底肥可以促进水稻分蘖,增加水稻、小麦有效穗粒数,还可促进油菜的分枝和增加角果数[11]。成都市农林科学院与四川大学合作,采用工厂化金针菇菌渣添加畜禽粪便进行生物发酵,研制出菌渣复合有机肥,将菌渣复合有机肥再添加不同比例的发酵菌渣,制成育苗基质,该基质用于培育茄子、番茄、辣椒等蔬菜种苗,出芽率高,栽培效果优于其它国产及进口基质。
2.3 用作饲料
菌渣中含有大量的菌渣蛋白、多糖、微量元素,其营养价值可与糠麸类饲料相当,经过适当的配比和加工处理后可以制成饲料来部分或全部代替糠麸类饲料,在一定程度上降低了生产成本。经过物理工艺去除大部分纤维成分并进行发酵处理后的菌渣含有丰富的营养物质,还有一定量的酵母菌丝体以及发酵产物等物质,不仅能抑制动物体内病原体的繁殖,还能促进有益菌的繁殖,提高动物的免疫力和消化吸收率。四川省畜牧科学研究院饲料研究所利用发酵的菌渣饲料饲养生猪,在猪的日粮中添加18%的发酵菌渣,不影响育肥猪的生产性能和上市时的胴体品质,并且可以节约大量的日粮,降低5%左右的饲料成本,带来良好的经济效益。成都榕珍菌业有限公司将生产后的菌包通过乳酸发酵制作成养殖业所需要的饲料,用于饲养牛或猪等牲畜产品,将食用菌产业从种植业拓展到了养殖业,产业链延长的同时实现了物质的循环利用。
2.4 用作燃料和能源材料
食用菌菌渣主要成分有木屑、棉籽壳、玉米芯、农业秸秆等,晒干后可以作为燃料使用,既节约能源,又节省投资[13]。此外,菌渣可以作为发酵底物来生产沼气,满足人们日常生活中的能源需求。农业部沼气科学研究所专门设计了适用于食用菌菌渣沼气干发酵的户用干发酵沼气池,以毛木耳、香菇、杏鲍菇和金针菇等食用菌菌渣为原料作碳源,以猪粪为氮源,接种复合菌剂发酵,实现日均产气量1m3以上,满足农户日常生活所需一切能耗,解决了菌渣液体发酵进出料困难、发酵池易结壳、发酵成本高等问题,提高了菌渣产沼气的安全性和使用效率。成都新威能源有限公司通过菌渣热值数据的测定,以平菇、姬菇、金针菇、杏鲍菇、毛木耳等食用菌菌渣为原料,掺混55%~80%的木屑,采用生物质锅炉生产蒸汽,通过调控燃烧炉底砂、温度和通风量实现稳定供气,利用热力管网输送蒸汽给邛崃市临邛工业园区内近20家企业使用,日产蒸汽超过1000t,可为当地节省36万m3/d的天然气使用量,减少燃煤硫排放320t/a,企业年利税1200万元以上。成都金菇菌业有限公司和其他几家公司在生产中利用菌渣压制成碳化燃料,另外还将这种压制的菌渣碳制作成为活性碳。这些方式开拓了菌渣燃料化利用的新途径,让食用菌生产后的菌渣产品附加值提高,创造了更大的经济效益。
目前,四川省内主要利用食用菌菌渣作栽培料、饲料、肥料、燃料等,然而对于菌渣的有效利用还存在着较多问题。例如将食用菌菌渣用于再次栽培食用菌,个别要栽培的食用菌与菌渣之间可能出现化感效应[14];菌渣作饲料时,要针对不同畜禽进行饲养研究确定最佳添加量和最佳搭配比例;菌渣做肥料和育苗基质时,应首先测定其营养成分,确定适宜的施用计量,以免用量过高导致土壤盐碱化和营养累积带来的负效应[15];而用菌渣作燃料时,应首先测定不同菌渣的燃烧热值,确定最佳掺混比,避免锅炉结焦和燃烧不稳定。
伴随着四川食用菌产业的快速发展,每年都会产生大量的菌渣产生,这是一笔丰富的可再利用资源。将食用菌菌渣资源化利用研究不断深入,不仅可以变废为宝,减少环境污染,促进食用菌产业向着良好、可持续的方向发展,同时将食用菌产业、种植业、养殖业等有机地结合起来,开拓食用菌产业新的发展领域。食用菌菌渣的资源化利用大大提高了资源的利用率,使自然资源得以良性循环,实现了农业废弃物资源化利用的最大化。
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2015-3-29
现代农业产业技术体系四川食用菌创新团队食用菌废弃物资源化利用技术研究岗位项目。
李昕竺(1986-),女,助理农艺师,研究方向为食用菌。*通讯作者。