废弃菌棒生物质资源综合利用现状及其展望

秦翠兰，赵群喜，王磊元

（新疆理工学院，新疆阿克苏843000）

0 引言

中国是食用菌生产大国，据联合国粮食及农业组织（FAO）统计数据，全球及中国市场食用菌产量逐年增加，中国食用菌产量在全球的占比由2010年的65%上升到2017年的76%[1]。相应地，食用菌产业的副产品-废菌棒产量极大且不断增加。废菌棒的主要成分为木屑、秸秆、麦麸、稻壳等农林废弃物。目前，我国废菌棒生物质资源综合利用率偏低，除少部分被应用于土壤肥料和育苗基质等方面，大部分被随意废弃、就地掩埋或者直接焚烧处理，一方面造成了土壤、水体、大气环境污染，对生态环境造成破坏；另一方面废菌棒中剩余养分没有得到充分有效利用，会造成生物质资源浪费。因此，作好食用菌废菌棒的合理处理和规范化利用，既可以解决环境污染问题，还可以实现生物资源的循环利用，保护生态环境，实现食用菌产业可持续健康发展。本文通过文献阅读及实地调研分析归纳总结了废弃菌棒生物质资源综合利用现状，包括菌棒二次利用、制备栽培基质、有机肥、饲料、沼气发酵材料、制备生物质炭等再利用技术，并提出了展望。

1 废弃菌棒生物质资源的综合利用现状

1.1 菌棒二次利用

食用菌废弃菌棒中的养分在栽培生产过程中不能被完全利用，通过添加适当的营养物质作为栽培原料进行二次利用，可节约成本，增加效益。伍淑树[2]等利用香菇废弃菌渣代替30%木屑进行滑子菇反季节栽培，既减少了木屑的使用，降低成本，又提升了滑子菇产量。叶平阳等[3]利用香菇废弃菌棒栽培鸡腿菇及双孢蘑菇，取得了不错的效果。叶晓星等[4]利用灰树花、黑木耳废菌棒种植生产榆黄蘑，并建立了生产示范基地，经济、生态效益显著。司亚娜等[5]研究表明，通过给废弃杏鲍菇菌棒补充一定量的养分、水分，就能进行二次出菇栽培，并通过大棚进行实验，取得了很好的效果。张丕奇等[6]研究结果表明，将黑木耳废菌渣添加营养液二次处理后重新制成栽培菌棒替代新鲜木屑培育黑木耳是可行的，且效果显著。高鸣[7]等采用香菇菌棒废料作为配方材料继续种植香菇及其他菇类，显著提高了香菇菌棒废料的循环利用。

1.2 制备栽培基质

食用菌栽培过程中，菌棒木屑中原来不可利用的多糖、木质素等经食用菌菇的菌丝分解，使菌棒富含大量有机质及菌丝残体，增强了废菌棒的保肥性和吸水性，可以作为原料制作各种作物的的栽培基质。林昌礼等[8]以发酵黑木耳废菌糠与其他有机及无机肥料混合制作复合基质，栽培种植桢楠、浙江楠、南方红豆杉、花梨木、浙江樟和木荷等6个珍贵树种移栽苗，结果表明：木耳菌棒复合基质上栽培种植的6个树种的成活率均超过90%，并显著提升6个树种苗木生物量和生长量。冯小飞[9]等以天麻废弃菌棒材料为基质进行平菇、黑木耳、香菇等食用菌的栽培，三种食用菌的生物转化效率均得到了显著提高，栽培效果较好。池福铃[10]等利用黑木耳菌渣、香菇菌渣和金针菇菌渣作为栽培基质培育观赏南瓜，促进生长发育，显著提高了品质，收益效果显著。杜彦梅[11]等以辣椒育苗为目标，研究废弃黑木耳菌渣配方基质对辣椒幼苗生长的影响，结果表明木耳菌渣配方基质显著提高辣椒幼苗各项生长指标，可作为辣椒育苗基质。沈少华[12]等将木腐菌香菇菌渣配方基质栽培铁皮石斛，有效促进其生长发育，实现废弃菌渣资源循环再利用。

1.3 制备有机肥

食用菌栽培种植后的废弃菌棒疏松多孔，氮、磷、钾等营养元素含量较高，因此，将废菌棒经粉碎、堆沤发酵及灭菌处理后，可以作为有机肥料代替部分无机化学肥料。张大伟等[13]研究结果表明，废弃黑木耳菌棒堆肥处理基肥比用鸡粪、猪粪等粪肥作基肥更加安全，显著改善土壤通透性，有效降低土壤板结率，增加土壤肥力，适用所有的大田作物和林木、花卉的栽培使用，不仅能提高栽培作物的产量，还能提高栽培作物质量。孟楠等[14]研究表明，柞树木屑废菌棒有机肥可以明显提高君子兰种植土壤肥力，促进君子兰各项指标显著增长，这就为食用菌业和柞蚕业高效结合提供了技术基础。盛慧[15]等将废弃杏鲍菇菌渣作为肥料温室用于蔬菜种植，既改善了温室土壤环境，又实现了杏鲍菇菌渣资源的循环利用，变废为宝。代晓航[16]等以废弃菌棒为主要原料，添加牛粪制作有机肥，探究该有机肥中微生物多样性和群落结构差异性，结果显示，该肥料中具有农业价值的功能菌显著增多，可为功能性微生物的开发利用提供科学依据。李直[17]将平菇废弃菌渣发酵产物作为有机肥种植草莓，既促进草莓增产，改善草莓品质，又显著提高土壤肥力。

王腾等[18]将腐熟后的灵芝菌和杏鲍菇糠混合有机肥可促进玉米生长发育，有效降低玉米对Cr、Pb、Cu 3种重金属的吸收，改善玉米质量。

1.4 制备饲料

废弃菌棒中含有多种氨基酸及残留大量菌丝体，粗蛋白含量提高，糖分含量增高其营养价值较高，经消毒处理可以用来喂养家禽牲畜。李凤美等[19]试验表明，蚯蚓饲料中添加适量的灵芝、木耳、香菇菌糠（渣）混合饲料能有效改善蚯蚓饲料床的通透性，促进蚯蚓的繁殖生长。贾超[20]将青草用等比例菌糠饲料代替饲喂肉兔，其日增重提高9.5%以上，经济效益提高47%。苏秋权[21]等研究表明，将堆沤发酵桑枝食用菌菌糠饲料添加在鸡饲料中可使胡须鸡的抗氧化能力、免疫功能和产肉性能提高，增加生产效益。王惠[22]进行了食用菌糠渣饲喂肉牛的优势分析，提高了饲料的蛋白质含量，提高了肉牛的日增重，改善了肉牛的健康，效果显著。

1.5 沼气发酵原料

废弃菌棒可作为沼气池发酵的原料，能有效解决沼气生产过程中原料缺乏的问题，从而实现生物质能源的循环利用。马新刚等[23]进行了牛粪和废弃蘑菇菌渣厌氧发酵实验，研究结果表明，混合发酵产生甲烷效果和稳定性较好。宋欣悦[24]将废弃木耳菌棒粉碎进行厌氧发酵试验得出，在好氧水解8小时即温度为44℃条件下废弃木耳菌棒发酵产沼气效果达到最佳。郭前辉[25]等以白灵菇废弃菌棒菌渣和牛粪以2∶1的配比为原料，进行发酵制取沼气实验，结果表明，该厌氧发酵处理工艺制备沼气可行，对白灵菇种植废弃菌渣的资源化利用提供了有益参考。郭年东[26]等利用食用菌菌渣下脚料进行了沼气池发酵产气技术试验，结果表明，产沼气效果好，拓展了沼气行业的发展空间，成亮等[27]以废菌棒和糠醛渣为原料，通过热解气化制备了生物质炭与可燃气，产气效果显著。

1.6 制备生物质炭

废菌棒是农业副产品，来源广泛，价格低廉，以它为原料制备生物质炭具有很好的研究价值。废弃菌棒中较高的纤维素和木质素含量有利于热解过程中成炭，从而得到较高的炭产量及高品质的炭。马紫朝等[28]利用废弃羊肚菌菌棒制取活性炭，制取的活性炭比表面积大幅度提升，吸附效果更强。张珺等[29]利用废弃的菌棒为原料，在高温热解条件下进行了生物质炭制取，炭产率较高。李思苇等[30]以秀珍菇、海鲜菇等废菌棒为原料制备生物炭，施入土壤吸附重金属能力强及固碳效果好。朱艳等[31]以食用菌菌渣为原料与蛋壳结合制备改性生物炭，实验结果表明，制备的生物炭对磷的吸附能力显著提高。

1.7 其他作用

废菌棒还存在其它妙用，可用作生物活性材料，修复土壤及水体污染[32]，还可以提取生物制剂[33]，蛋白质[34]，多糖[35]等众多用途。

2 展望

（1）我国能源短缺，能源主要依赖于化石燃料，它们属于不可再生资源，且对环境污染严重，因此，开发利用新能源就显得格外重要。我国是食用菌大国，总产量占世界总产量的90%以上，栽培后产生的大量废弃菌棒是一种重要的可再生生物质能源，无疑成为解决环境污染和可替代能源的重要新能源之一。

（2）废弃菌棒生物资源综合利用是一项社会生态效益高、涉及面广的系统工程，需要科技、政策、法律等多部门联动，政府要加强对食用菌废弃菌棒综合利用工作的重视和支持，加强宣传力度，加大对各项技术的推广支持力度，建立一批具有代表性的食用菌废弃菌棒综合利用加工企业，发挥好示范作用。

（3）我国废弃菌棒生物质资源目前总体利用率偏低，技术没有广泛推广，粗放式是目前主要的利用方式。其综合利用技术落后，而技术的创新和应用是食用菌废弃菌棒循环综合利用的根本出路。科研机构、高校、地方政府和企业间进行科研联合协同，因地制宜，积极推动各项实用性、综合性利用技术的研发推广应用，努力构建多样化的废菌棒利用加工处理技术体系。