菌渣废弃物循环利用技术模式及研究展望

黄东风 王利民 李卫华 邱孝煊 罗涛

摘 要：该文总结了当前菌渣废弃物循环利用的主要技术模式，主要包括：菌渣重复利用技术模式、菌渣肥料化利用技术模式、菌渣饲料化利用技术模式、菌渣能源化利用技术模式、菌渣药物化利用技术模式和菌渣环境净化利用技术模式；并提出菌渣废弃物循环利用中存在的主要问题及今后应该重点的研究方向，主要包括：（1）深入研究菌渣废物多级循环利用内在机制及标准化利用技术；（2）深入研究菌渣肥料化利用的长期环境效应；（3）加强菌渣废弃物循环利用过程中的二次污染问题研究；（4）菌渣废弃物多级循环利用过程中应该加强研究的其它若干问题。

关键词：菌渣废弃物 循环利用 技术模式 存在问题 研究展望

中图分类号：S321.1 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）09（b）-0134-03

Technology Models and Research Prospects on the Cyclic Utilization of Fungus-Residue Castoff

Huang Dongfeng Wang Limin Li Weihua Qiu Xiaoxuan Lou Tao

（Institute of Soil and Fertilizer， Fujian Academy of Agricultural Sciences， Fuzhou Fujian，350013 China）

Abstract：In this paper， some primary cyclic utilization models of fungus-residue are summarized. Those utilization models include reutilization， fertilization， forage， energy， medication and environmental depollution utilization. Moreover， some exist problems and research prospects on the cyclic utilization of fungus-residue castoff are brought forward. Those research prospects include： 1） Going deep into studying immanence mechanism and standardization utilization technology on the cyclic utilization of fungus-residue castoff. 2） Going deep into studying the long-term environmental effects on the fertilization utilization of fungus-residue castoff. 3） Going deep into studying the secondary pollutions on the cyclic utilization of fungus-residue castoff. 4） Going deep into studying some other issues on the cyclic utilization of fungus-residue castoff.

Key Words：Fungus-residue castoff；Cyclic utilization；Technology model；Exist problem；Research prospect

中國是世界上最大的食用菌生产国，产量占世界总产量70%以上[1]。据统计，2011年我国食用菌生产总量达到2571.7万t，产值超过1400亿元，出口创汇24.07亿美元[2]。食用菌产业已成为我国广大农村的支柱产业。但是人们在生产出大量优质食用菌的同时，也产生了大量的菌渣废弃物。研究显示，每生产1 kg的食用菌，大约可产生5 kg的菌渣[3]。据此以2011年我国食用菌总产量推算，菌渣产生量高达1.3亿t。由此可见，我国食用菌菌渣的产生量是非常之巨大的，如何资源化利用之显得尤为重要。然而，在我国有不少食用菌栽培区对菌渣的营养价值、利用方法了解不多，菌渣往往被随地丢弃或燃烧，造成了资源的极大浪费及环境污染，严重制约着我国食用菌产业的提升。

食用菌菌渣又叫菌糠、下脚料、废料、废菌棒等，是指人们利用农副产品下脚料（如秸秆、木屑、玉米芯等）为主料栽培食用菌时，鲜菇采收后遗留的培养基，是一类由食用菌菌丝残体及经食用菌酶解、结构发生质变的粗纤维、粗蛋白、多糖及其他营养成分组成的复合物，在农业生产上有比较高的利用价值。因此，如何资源化利用菌渣对于食用菌产业的加工再生产、产业链延伸及实现循环农业等均起到极其重要的作用。

无论从食用菌产业特性，还是从国内外最新研究成果来看，对废弃物资源进行多级循环利用已成为现代食用菌产业发展的必然与核心竞争力[4]，食用菌菌渣的高效循环利用已成为共识。但从总体上看，由于当前食用菌菌渣处理模式尚不够成熟，处理手段尚不多，应用范围比较狭窄，菌渣资源浪费与环境污染问题仍然普遍存在[5]。本研究在归纳总结出当前菌渣废弃物循环利用的主要技术模式的基础上，提出了当前菌渣废弃物循环利用中存在的主要问题及其今后重点的研究方向，旨在为我国食用菌菌渣废弃物资源化利用的深入研究提供借鉴。

1 菌渣废弃物循环利用的主要技术模式

1.1 菌渣重复利用技术模式

不同食用菌类型的生物学特性各异，其对培养基质营养成分的要求也不同，将一种食用菌生产后的菌渣经过适当处理作为配料重新栽培另一种食用菌效果较好。若菌渣中的菌丝生长较好，未被杂菌污染，便可将其晒干粉碎后按一定比例添加到新原料中进行重复利用。菌渣重复利用技术一般用于制作菌种和做栽培料。（1）制作菌种：利用晒干、无霉变的菌渣废料替代部分新料，可占总料的30%～40%，制出的菌种与用全部新料制的菌种无明显差异。（2）做栽培料：食用菌生产完毕的菌渣废料，仍含有各种营养成分及大量的有机物质，经适当的处理后，还可作为另一种菇类的栽培原料。因食用菌种类不同，对培养料中营养成分的利用率也不一样[6]。如草腐型和木腐型食用菌对菌棒中的木质素和纤维素的利用率不同，种植过草腐型食用菌的菌渣可再利用种植木腐型食用菌，同样种植过木腐型的菌渣可再利用种植草腐型食用菌。

1.2 菌渣肥料化利用技术模式

食用菌收获后的菌渣废物含有大量的有机质和氮、磷、钾等作物生产所必需的营养元素，是一种很好的有机肥源[7]；同时，菌渣的角质层在食用菌栽培过程中被破坏而呈疏松多孔结构，是很好的土壤結构改良剂[8]；此外，菌渣中的菌丝体在其生长过程中会分泌一些促进生化反应的生物活性酶，在这些酶的作用下，菌渣中的复杂有机物质被分解并释放出更多的容易被植物吸收利用的营养成分；菌丝体的存在还为多种微生物提供了适宜的活动场所。因此，菌渣作为农作物生产的有机肥源已为人们普遍接受。目前，菌渣肥料化利用的主要技术模式有：（1）菌渣直接还田利用模式，主要有林间套种鸡腿菇种植模式、架式栽培的菌渣经堆沤后还田利用模式、大棚蔬菜和食用菌轮作模式、配制花卉营养土利用模式，等等；（2）生产有机肥料模式；（3）生产无土栽培基质模式。

1.3 菌渣饲料化利用技术模式

菌渣是食用菌栽培料经过多种微生物发酵降解作用后的产物，其中的纤维素、半纤维素和木质素等在很大程度上均被降解，而粗蛋白和粗脂肪含量则明显增加；同时，菌渣中含有较丰富的氨基酸、维生素和Ca、Mg、Zn、Fe等中微量营养元素[9-10]，加上其具有蘑菇香味，适口性良好，因此具有很高的饲料价值。菌渣饲料化加工技术主要有：直接饲用技术、干燥储藏技术、短期发酵技术、长期发酵技术等等。目前，菌渣饲料化利用的主要技术模式有：（1）饲养畜禽利用模式。选取那些菌丝生长洁白、未被污染的菌渣，堆积发酵3～4d，促使其进一步发酵腐熟，而后晒干、捣碎，再与饲料按1∶4体积比混合，即成为食用菌菌渣饲料。食用菌菌渣饲料具有促进动物生长、增加体重、养肥增膘，且适口性较好，可用作牛、猪、羊、鸡、鱼等动物饲料，该项技术工艺简单，易掌握，并能降低养殖成本，提高效益。（2）高含量蛋白饲料开发利用模式。如，将菌渣废料集中堆沤，适当增加湿度，可饲养大量的蛴蜡、菇蚊、菇蝇幼虫等腐食性小动物，为其它动物提供活体动物蛋白，用这些昆虫作饲料喂鲶鱼、肉鸡等，可节约大量的饲料投资，降低成本；同时，饲养的鱼及肉鸡等个大体肥，营养价值较高[11]。

1.4 菌渣能源化利用技术模式

目前，菌渣能源化利用的主要技术模式有：（1）沼气化利用技术模式。菌渣中含有丰富的有机质、菌丝体及营养元素等，很适合沼气微生物的繁殖，而且产气快、效果好。同时，菌渣中的好气污染菌在厌氧产沼环境中将被彻底杀灭，从而确保了产地环境安全。用菌渣生产的沼气是一种清洁能源，可用作煮饭、烧水和照明等日常生活燃气，还可用于储粮、水果保鲜等；沼渣可用于育秧、肥田或经过处理后再作为食用菌的培养料；沼液可用于浸种、叶肥追施、饲料添加剂等。（2）燃料化利用技术模式。菌渣中含有大量的木质素和纤维素，晒干后可作燃料。在菌种生产和熟料栽培时能当作灭菌燃料；或在冬季自然温度低、不采取辅助升温措施很难出菇的情况下，替代煤或木炭等燃料。以菌渣为燃料，其燃烧不像燃煤那样会产生硫化物污染食用菌子实体的问题[12-13]。因此，使用菌渣燃料，不仅节约了能源，还节省了生产成本，同时也解决了废料造成的环境污染问题。

1.5 菌渣药物化利用技术模式

食用菌菌丝在生长过程中，会分泌激素类物质和特殊的酶，因此，菌渣中含有糖类、有机酸类、激素、酶等物质，具有生态高值化利用的潜力。提取菌渣废料中的激素和抗菌素，可制成增产素和抗菌素。据报道[14]，平菇发酵液中的多糖物质对炭疽菌有抑制作用；高等担子菌水浸提液对植物浸染有抑制作用；用菌渣中菌丝浸出物的稀释液制成植物激素喷洒于农作物上，不仅能促进发育，增加产量，还使作物茎叶茁壮，防疫抗病力增强。

1.6 菌渣环境净化利用技术模式

菌渣用于环境污染修复领域的研究近年来也有少量报道[15-16]。已有研究表明，菌渣可以作为生物活性材料应用于净化土壤或水体中的苯环类结构有机污染物，达到土壤或水体的污染生态修复目的。Lau等[17]的研究表明，在常温条件下，用1%的蘑菇渣处理100 mg PAHL-1，对萘和菲的生物降解率分别高达82%和59%；而在受PAH（多环芳烃）污染土壤中添加5%的蘑菇渣堆肥材料，于80℃下培养2d，可显著降低土壤中PAH。Law等[18]的研究结果显示，在室温条件下，1 g蘑菇渣堆肥可去除水体中PCP（五氯苯酚）最高达15.5mg，PCP去除率高达88.9%，其中生物吸附和生物降解去除率分别为18.8%和70.1%。涂响等[19]研究了香菇菇渣吸附水体中Pb2+的试验结果表明，在pH值为4.09～6.00时，当水体中Pb2+浓度分别为20、50和100mg·L-1时，香菇菌渣的最佳用量分别为1、2和5g·L-1。蒋元继等[20]的研究结果表明，香菇菌渣可有效去除水体中的Pb2+，当菌渣用量为3.00g·L-1，水体中初始Pb2+浓度为20mg·L-1时，经菌渣吸附作用处理后，水体中的铅去除率高达97%。

2 菌渣废弃物循环利用研究展望

虽然目前对菌渣废弃物的资源化利用模式有多种多样，并取得了比较好的废物利用效果，但在菌渣多级循环利用过程中仍存在不少问题，今后应该重点加强以下几方面的深入研究。

（1）深入研究菌渣废物多级循环利用内在机制及标准化利用技术。例如，将菌渣用作饲料、肥料等方面相关机理的研究还存在着诸多问题[21-22]，有待于进一步深入研究确定；菌渣堆肥化工艺和参数控制规范化技术尚缺乏[23]；关于以食用菌菌渣为主料进行有机肥和有机—无机肥的发酵技术标准也未见制定，需要今后加强研究制定，以利于菌渣多级循环利用技术模式进一步大面积推广应用。

（2）深入研究菌渣肥料化利用的长期环境效应。虽然施用菌渣肥对作物增产、土壤改良等效应在田间短期试验已取得显著成效，但是长期施用菌渣肥对农田土壤的基本物理化学性状、土壤微生物区系演变、土壤酶活性以及田间温室气体排放等方面的影响研究目前报道较少。因此，今后应加强施用菌渣肥的田间长期定位监测研究工作，为科学评价长期连续施用菌渣肥对改良农田土壤质量及探讨土壤碳库演变规律提供科学依据，并为菌渣肥料的科学施用提供理论依据。

（3）加强菌渣废弃物多级循环利用过程中的二次污染问题研究。如，对菌渣进行堆沤、发酵处理时，很容易出现因堆放区域选择不当而污染附近水源或土壤，或与附近其他污染源（如生活垃圾等）产生交叉污染等情况；在菌渣燃料化利用过程中，仍然有废气和部分二次废渣的产生，对环境存在威胁；以菌渣作为配料时，食用菌生产农户大多将经过处理之后的菌渣按自身经验添加到栽培包中，缺乏定量化和标准化，容易引起二次污染问题，今后应加强不同类型菌渣科学配比及科学配料处理规范化技术研究。

（4）菌渣废弃物多级循环利用过程中应该加强研究的其它若干问题。菌渣重复利用于栽培其它类型食用菌时，应重点关注某些食用菌可能与前茬菌渣之间可能存在的化感效应问题，着重避免有害效应的发生。以菌渣作为园艺植物的栽培基质时，应重点加强研究施用富含碳酸钙、石膏等无机盐菌渣对农田土壤的盐碱化影响问题。菌糠作为饲料时，应重点加强研究菌渣中残留的霉菌毒素、农药等有害物质对畜禽健康的影响及饲用安全技术规范，以更有效地提高菌渣的饲用价值。

参考文献

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