醋糟在基质上的资源化利用研究

赵 佳，聂园军，董晓芳，佟建明，李建军，李瑞珍

（1.山西省农业科学院生物技术研究中心，山西 太原 030031；2.山西省农业科学院农业资源与经济研究所，山西 太原 030006；3.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所，北京 100193）

醋糟在基质上的资源化利用研究

赵 佳1，聂园军2，董晓芳3，佟建明3，李建军2，李瑞珍2

（1.山西省农业科学院生物技术研究中心，山西 太原 030031；2.山西省农业科学院农业资源与经济研究所，山西 太原 030006；3.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所，北京 100193）

醋糟的资源化利用可以节约资源、保护环境、增加企业效益。醋糟在栽培基质上的应用，是醋糟循环再利用的新途径。综述了醋糟利用现状、栽培基质的特点及要求、醋糟的成分与性质分析、醋糟基质栽培效果等方面的研究进展。醋糟符合作为有机栽培基质原料的一般标准，今后需在合理、高效利用方面多加研究。

醋糟；栽培基质；资源化利用

醋糟是以淀粉质原料为主料在固态发酵酿造食醋过程中产生的残渣。老陈醋是山西特产，为我国四大名醋之一，素有“天下第一醋”的美誉[1-2]。山西省是产醋大省，酿醋业是山西省农产品加工的支柱产业，据不完全统计，山西省酿造老陈醋一年所产生的醋糟就达60万t以上[3-4]。目前，酿醋企业特别是一些小规模企业对于醋糟的处理还处于初级阶段，除少部分被周围村民直接用作饲料外，大部分被作为废弃物焚烧处理或者随意倾倒在路边、农田等公共场所[5]。焚烧醋糟污染大气环境，随意丢弃的醋糟在适宜的条件下经微生物反应产生大量的甲烷气体，成为安全隐患[6-7]。从保护环境、节约资源、增加企业效益的角度看，醋糟这种废弃物的资源化循环再利用非常必要，也是亟待解决的大问题。

高粱壳、谷糠、稻壳等物料是醋糟的主要组成成分，其纤维含量较高且用途广泛[8]，醋糟的这一特性使得其有多种用途。木屑、棉籽壳、秸秆等物质是食用菌栽培的主要原料。醋糟只需进行简单的预处理，就可与其他原料复配用于食用菌的培养[9]。董良利等[10]研究表明，在双孢菇栽培时，在接种量5%的条件下，将稻草替换为醋糟并与干牛粪等原料进行复配试验，最终得出10 m3醋糟中添加40 kg其他原料作为培养料，双孢菇产量最高。王芳等[11]用醋糟代替木屑加入鸡腿菇培养料中进行对比试验，结果发现，添加醋糟栽培的鸡腿菇其蛋白质含量与对照相比无显著差异，说明醋糟可以作为鸡腿菇栽培的原料。醋糟也可用于厌氧发酵生产沼气。将醋糟与畜禽粪便、秸秆等固体废弃物混合进行厌氧发酵是生产沼气的新途径。贾志莉等[12]通过试验证明，利用醋糟生产的沼气中甲烷体积分数高达65%～70%，是优良的产沼气原料。醋糟还可作为牲畜饲料，目前，关于醋糟的这方面研究与应用主要集中于直接应用醋糟饲喂和通过微生物发酵醋糟进行饲喂2个方面。

自20世纪90年代以来，人们的环保意识越来越强。山西省每年所产醋糟除少部分被周围村民直接用作饲料外，大部分被丢弃，既造成环境污染又是一种资源浪费，醋糟未得到科学管理和利用。而天然泥炭和蛭石等资源有限。所以，基于为本土提供优质价廉基质的考虑，利用醋糟生产多样化、无害化的园艺基质，实现自然资源的可循环利用是园艺基质选材的方向，也是近年研究的热点。

1 醋糟在栽培基质上的应用

1.1 栽培基质的特点及要求

基质栽培是利用固体基质来固定作物根系，通过滴灌营养液对作物进行培养的一种无土栽培方式[13]。首先，颗粒大小适宜、可固定和支撑植株根系、保水性好、通气性佳、缓冲能力强是优质栽培基质的必备物理性状。这样的基质能促进植物根系的呼吸作用，提高水分和养分的吸收率[14]。其次，栽培基质必须有稳定的化学性状，如：适宜的酸碱度和电导率、缓冲能力强、不含植物生长发育的有害成分、不会传播病害。最后，作为栽培基质的原料还要经久耐用、价格低廉、取材方便、绿色环保、易于处理，这样可以最大程度地节约使用成本。目前，用作栽培基质的主要有：泥炭、蛭石、秸秆、炉渣、椰壳、畜禽粪便等原料[15]。

1.2 醋糟的成分与性质分析

醋糟由高粱壳、谷糠、稻壳等组成，明确其成分与性质可以更好地进行规模化、标准化利用。表1为不同醋厂的6种醋糟的成分分析[16-17]。

表1 醋糟常规成分分析%

从表1可以看出，6种山西醋糟成分差别不显著，其平均干物质含量为94.64%，平均粗蛋白质含量为15.13%，平均粗脂肪含量为9.15%，平均粗纤维含量为35.89%，平均粗灰分含量为9.2%。说明醋糟纤维含量较高，且本身营养丰富，具备一定的肥力，能为植物的生长发育提供营养物质，是优质的栽培基质原料。

由表2可知，6种醋糟的平均容重为0.19 g/cm3，平均总孔隙度为85.5%，平均通气孔隙度为43.1%，平均持水孔隙度为42.4%，平均pH值为5.34。说明醋糟具有弱酸性的特点，容重小，总孔隙度大，疏松多孔，能容纳的空气含量较高而水分含量较少，用醋糟作纯基质时通气性较强但保水性较弱，需要与其他原料复配成混合基质来使用[16-18]。

表2 醋糟常规性质分析

醋糟营养成分丰富，纤维含量高，与其他原料复配时可以优势互补，促进植物生长。通过分析醋糟的成分与性质，可以确定其符合作为有机栽培基质原料的一般标准[19]。

1.3 醋糟基质的栽培效果

目前，醋糟这种固体废弃物的资源化利用，尤其是作为一种栽培基质的原料进行循环利用逐渐受到行业青睐。SHI等[20]将醋糟与泥炭复配成混合基质用于黄瓜栽培，与对照纯泥炭基质相比，混合基质栽培提高了黄瓜产量，黄瓜植株中的抗氧化酶和苯丙素代谢活动的关键酶以及黄瓜根中的PR蛋白活性显著增加，而且还发现，黄瓜枯萎病的发病率下降48.3%，取得了良好的应用效果。FAN等[21]将醋糟（60%～90%）与粉煤灰混合用于栽培燕麦，结果发现，燕麦的发芽率和植株高度随着醋糟施用量的增加而提高，当醋糟含量达90%时达到最大值。张钰[22]将醋糟应用于番茄的基质栽培中，结果得出，醋糟∶草炭∶蛭石（V/V）＝54∶36∶10的混配基质是番茄穴盘育苗的最适配方，番茄地上鲜质量是对照的1.8倍。宋霞霞[23]将醋糟应用于水果型黄瓜的基质栽培中，结果发现，醋糟∶蛭石∶泥炭（V/V）＝6∶1∶3的混合基质栽培效果最好，其可代替泥炭和蛭石的复合基质（对照），与对照相比植株生长状况良好，产量最高，品质最佳。

1.4 醋糟应用中存在的问题

醋糟作为一种有机栽培基质的新原料，目前对其用于基质栽培前的预处理方式和与其他原料复配模式的研究已经取得了一定的成果。但是人们对于醋糟的资源化利用研究还处于初级阶段，推广应用中出现的许多问题还需要进一步解决。一是醋糟酸性较强，不能直接作为纯基质使用，需要通过发酵或添加碱性物质来进行降酸预处理，这样会增加时间成本与劳动力成本，不利于醋糟基质化利用的大面积推广应用[24]。二是醋糟保水性较差，不适合单独作为基质使用，需要与其他原料复配成混合基质使用[25]。醋糟的这些特点加大了基质化利用的难度，需要我们在以后的研究中克服解决。三是醋糟基质没有进行商品化生产，一般都是各个产醋地区利用当地资源开发出某种基质，大多是在基础研究中应用，还未进行大规模推广。

2 展望

醋糟是食醋酿造过程中产生的废弃物。目前，新产生的醋糟一般都当作垃圾处理，利用率非常低。醋糟的营养丰富，含有大量的粗纤维，不易碎且经久耐用，相较于泥炭等不可再生的基质原料成本低廉，而且酿醋企业分布广泛，保证了醋糟来源稳定、取材方便。醋糟作为一种基质原料，可以促进植株生长发育，提高作物产量和品质，应用潜力巨大。目前，在山西，面对煤炭“去产能”带来的产业深度调整，“醋都”山西已经着手挖掘食醋这一非煤黑色资源，以提升产品附加值，谋求摆脱醋产业低端调味品的尴尬地位。而醋糟作为食醋产业的必然副产物，其利用现状和食醋工业的产业化程度如若严重不匹配，将会对食醋产业的升级改造和可持续发展造成严重的制约。所以，研究开发醋糟再利用技术，推动醋糟的产业化应用，具有重要的战略意义，既可以提升山西传统酿造企业产业结构，又可以为实现山西省资源型地区经济的转型发展作出积极尝试。

［1］田波，赵顺华，张俊红，等.醋糟资源化利用研究进展[J].中国酿造，2017，36（3）：1-4.

［2］赵良启，李丽.我国食醋生产技术的历史、现状与发展趋势（上）[J].中国调味品，2005（1）：3-6.

［3］ WANG Z H，DONG X F，ZHANG G Q，et al.Waste vinegar residueas substrate for phytase production[J].Waste Management&Research，2011，29（12）：1262-1270.

［4］王晓静.醋糟在花卉栽培中的应用试验初报 [J].南方农业，2016，10（16）：44-45.

［5］李蒙，杜静，束胜，等.樱桃番茄栽培醋糟基质配方研究[J].沈阳农业大学学报，2015，46（1）：19-25.

［6］赵青松，李萍萍，王纪章.以醋糟为栽培基质的茄子生菜套作技术[J].北方园艺，2010（23）：66-67.

［7］杨博雯，底庭伟，姚淑姣，等.醋糟与粉煤灰不同配比对龙葵生长的影响[J].山西农业科学，2017，45（4）：581-583.

［8］李德翠，高文瑞，徐刚.以木薯渣为主的番茄育苗基质配方研究[J].西南农业学报，2015，28（2）：733-737.

［9］吴清，朱咏莉，李萍萍.醋糟和锯末基质对温室黄瓜生长的影响[J].北方园艺，2015（24）：28-31.

［10］董良利，景晓兰，田洪岭，等.醋糟栽培双孢菇的研究[J].中国农学通报，2008，24（9）：425-428.

［11］王芳，孟丽君，张玉萍，等.醋糟栽培鸡腿茹的研究[J].中国食用菌，2014，33（6）：35-37.

［12］贾志莉，初永宝，师晓爽，等.酱糟与醋糟混合发酵产沼气研究[J].环境科学学报，2013，33（7）：1947-1952.

［13］陈晓寅，王振斌，马海乐，等.醋糟的利用现状及前景[J].中国酿造，2010（10）：1-2.

［14］张钰，郭世荣，孙锦.营养液浓度和用量对醋糟基质栽培番茄生长、产量和品质的影响 [J].中国土壤与肥料，2013（3）：87-91.

［15］WEN Z Y，LIAO W，CHEN S L.Hydrolysis of animal manure lignocellulosics for reducing sugar production[J].Bioresource Technology，2004，91：31-39.

［16］王煦晔.醋糟特性及其基质化利用研究[D].太谷：山西农业大学，2016.

［17］朱咏莉，李萍萍.黄瓜栽培下醋糟基质脲酶和蔗糖酶活性及其与氮素含量间的关系 [J].农业现代化研究，2013，34（3）：381-384.

［18］冯志威，巫东堂，赵乘凤.不同基质配比对番茄育苗质量的影响[J].山西农业科学，2014，42（5）：460-462，469.

［19］宋春雪.醋糟的研究与利用现状 [J].中国调味品，2011，36（12）：1-4.

［20］SHI L，DU N，YUAN Y，et al.Vinegar residue compost as a growth substrate enhances cucumber resistance against the Fusarium wiltpathogen Fusarium oxysporum byregulatingphysiological and biochemical responses[J].Environmental Science and Pollution Research，2016，23（18）：18277-18287.

［21］FAN Y，GE T，ZHENG Y，et al.Use of mixed solid waste as a soil amendment for saline-sodic soil remediation and oat seedling growth improvement[J].Environmental Science and Pollution Research，2016，23（21）：21407-21415.

［22］张钰.醋糟基质及微生物制剂在蔬菜栽培中的应用[D].南京：南京农业大学，2013.

［23］宋霞霞.醋糟基质在水果型黄瓜栽培上的应用[D].南京：南京农业大学，2014.

［24］吴芯夷，束胜，朱梦爽，等.醋糟复合基质对小型西瓜幼苗生长及生理代谢的影响[J].长江蔬菜，2015（16）：52-57.

［25］马学曾.鲜醋渣循环重复利用大有可为[J].中国酿造，2005（4）：48-49.

Study on Recycling Utilization of Vinegar Residue as Culture Substrate

ZHAOJia1，NIE Yuanjun2，DONGXiaofang3，TONGJianming3，LI Jianjun2，LI Ruizhen2
（1.BiotechnologyResearch Center，Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，Taiyuan 030031，China；2.Institute ofAgricultural Resources and Economics，Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，Taiyuan 030006，China；3.Institute ofAnimal Sciences ofChinese AcademyofAgricultural Sciences，Beijing100193，China）

The recycling utilization of vinegar residue as culture substrate can conserve resources,protect the environment and increase the profit of enterprises.The application of vinegar residue in culture substrate preparation is a new recycling method for the fermentation dregs.This paper reviewed the progress of vinegar residue recycling，characteristics and requirements of culture substrate，analysis ofthe composition and properties ofvinegar residue and the effectiveness ofvinegar residue substrate.Vinegar residue meets the general standards as the raw material of organic culture substrates,and further research should be done on its reasonable and efficient utilization in the future.

vinegar residue;culture substrate;recyclingutilization

TS264.2＋2

A

1002-2481（2017）11-1883-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.11.36

2017-10-20

山西“农谷”研发专项（YCX2017D2209）

赵 佳（1983-），男，山西太原人，助理研究员，主要从事农业微生物资源与应用研究工作。