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食用菌菌渣资源化利用研究进展

2019-07-19郑玉权李尚民范建华

安徽农学通报 2019年12期
关键词:资源化利用食用菌研究

郑玉权 李尚民 范建华

摘  要:随着我国食用菌产业的迅速发展,食用菌菌渣资源化利用问题备受关注。该文在分析食用菌菌渣特性的基础上,探讨了食用菌菌渣的资源化利用模式,针对存在的主要问题提出了相应的对策建议,为食用菌菌渣资源化利用提供参考。

关键词:食用菌;菌渣;资源化利用;研究

中图分类号 S79文献标识码 A文章编号 1007-7731(2019)12-0039-3

中国是世界上最大的食用菌生产国,据统计,2016年我国食用菌总产量达3597万t,占世界总产量的70%以上,总产值达2742亿元。食用菌菌渣是人们利用农作物副产品栽培食用菌采收后遗留的培养基,含有丰富的菌体蛋白、有机质、维生素、多糖、微量元素等活性物质,如果不能实现资源化利用,将会对环境造成不利影响,从而制约了食用菌产业的持续发展。为此,笔者对食用菌菌渣资源化利用的主要模式和研究现状进行了分析,探讨现阶段资源化利用过程中存在的问题,并提出了相应的对策建议,以期为食用菌菌渣资源化利用提供参考。

1 食用菌菌渣的特性

食用菌栽培主要以秸秆、木屑、棉籽壳、麦麸、玉米芯等为原料,通过菌丝分泌胞外酶降解纤维素、木质素和蛋白质等物质用于菌丝生长。研究表明[1],食用菌种植可降解菌渣中30%的木质素,使粗纤维含量降低40%~70%,粗蛋白含量提高25%~40%。由于种植的食用菌种类及培养基原料不同,菌渣的化学成分也不相同。常见食用菌菌渣均含有较高的营养物质(见表1),并且含有多种微生物和酶等其他活性物质,对于实现菌渣资源化利用具有重要的意义。

2 食用菌菌渣资源化利用模式

2.1 循环利用 不同类型食用菌的生物学特性各异,对培养基质类型、营养成分的要求也不同。因此,食用菌生产后的菌渣经过适当处理后,可以用于生产其他食用菌,以达到节省成本、提高产量的效果。要求菌渣中的菌丝生长较好,未被杂菌污染,晒干粉碎后按一定比例添加到其他食用菌菌渣原料中重复利用。张娣等[6]利用灵芝菌渣和鲍鱼菇菌渣作为部分原料栽培平菇,当添加40%~50%灵芝菌渣和30%鲍鱼菇菌渣时,平菇生长效果较好,与未加菌渣配方差异不显著。万水霞等[7]在双孢蘑菇栽培原料中加入30%秀珍菇菌渣,产量比常规栽培提高10%。

2.2 肥料化利用 肥料化利用是目前食用菌菌渣最广泛的利用模式之一。食用菌菌渣不仅含有丰富的氮、磷、钾等作物所需的营养元素,而且具有独特的理化性质,非常利于微生物的生长,是良好的土壤改良剂,具有改变土壤结构、改善土壤微生态环境的作用。食用菌菌渣单独堆肥,或与畜禽粪便混合堆肥,能够将菌渣中的有机成分矿化分解,然后作为优质肥料用于种植业,可以有效提升土地肥力、改善农作物生产环境。胡清秀等[8]研究了双孢蘑菇菌渣堆肥的肥效,与常规施肥相比,能够使水稻产量提高20.55%。李钦艳等[9]将枯草芽孢杆菌、乳酸菌、木霉等活性菌加入菌渣中,探索新的微生物肥料生产工艺,通过微生物的复合作用提高肥料利用效率。同时,食用菌菌渣还可用于生猪养殖的发酵床垫料,作为锯末等垫料的替代品,既可降低成本又能促进菌渣循环利用,最终实现肥料化利用。冯国兴等[10]将金针菇菌渣作为垫料用于发酵床饲养生猪,与水泥地面养殖相比,发酵床模式能够显著提高生猪的日增重和平均增重,分别提高12.59%和14.41%。

2.3 饲料化利用 食用菌生长过程中,菌丝产生的活性酶不断分解和转化木质素、纤维素等有机物质,使菌渣中粗蛋白等营养成分明显提高,可以作为畜禽饲料用于畜牧业生产。而且食用菌菌渣富含多種矿物质和维生素等活性物质,有利于改善畜禽消化道菌群平衡,促进畜禽生长发育。许娟等[11]在蛋鸡饲料中添加3%食用菌菌渣,能够提高鸡蛋的蛋黄比重,且不会降低蛋鸡的生产性能。张书良等[12]利用不同比例的杏鲍菇菌渣与玉米粉混合饲喂肉鹅,当玉米粉与杏鲍菇菌渣比例为4∶1和3∶2时,日增重分别比添加玉米粉提高37.84%和27.50%。刘多才[13]在奶牛日粮中加入适量发酵食用菌菌渣,结果表明,其不仅不会降低奶牛泌乳量,而且乳的营养成分没有明显变化,完全符合国家生鲜乳收购标准。

2.4 基质化利用 食用菌菌渣利用农副产品粉碎加工而成,具有容重小、疏松且透气性好的特点,用于制作园艺作物栽培基质,能够有效确保水分和空气供应;而且还含有作物生长所需的蛋白质、无机盐、微量元素等营养成分,能够不断释放养分,促进作物根系生长,提高作物品质及产量。Paredes等[14]选取3种蔬菜对比食用菌菌渣和泥炭2种培养基质的栽培效果,结果表明,75%食用菌菌渣与25%泥炭含量的培养基质可以用于蔬菜种植。熊维全等[15]利用食用菌菌渣开展辣椒种子萌发及幼苗生长试验,结果表明,80%食用菌菌渣配合20%草炭作为栽培基质最适宜辣椒萌发及其幼苗生长。

2.5 能源化利用 利用菌渣作为生物能源制取沼气,也是食用菌菌渣资源化利用的重要方式,不仅可以减少食用菌菌渣乱堆乱放带来的环境污染,还能改善农村的能源结构。刘德江等[16]研究不同原料食用菌菌渣的沼气产率,结果表明,棉籽壳菌渣作为发酵原料,产气效率最高。高士友等[17]利用黑木耳、鸡腿菇、草菇等食用菌菌渣生产沼气,结果表明,利用食用菌菌渣发酵可将产气时间提前7~10d,且具有产气量大、产气率高、火力足的特点。在实际生产中,许多食用菌生产企业将菌渣晒干后代替煤炭作为冬天菇房加温的燃料,或作为食用菌菌袋灭菌的燃料,以节约燃料成本。

2.6 其他 食用菌菌渣中含有有机酸、多糖、激素和酶等活性物质,对其进行提取和利用具有生态高值化潜力。李俐俐等[18]利用不同浓度的平菇菌渣提取液喷施于茶树菇、金针菇和毛木耳培养基中,发现其能够显著促进菌丝生长。李顺鹏等[19]采用生化方法将蘑菇菌渣磨碎,提取粗纤维素酶,结果表明,每1kg干磨菇菌渣中可提取11g的粗纤维素酶。食用菌菌渣拥有独特的生物学特性,能够降解部分难降解有机污染物,通过原位修复有机污染土壤,具有成本低廉、效果全面等特点,已成为国内外学者研究的热点。蒋元继等[20]研究发现,香菇菌渣可有效去除水体中的Pb2+,利用香菇菌渣吸附作用处理后,水体中的铅去除率高达97%。

3 存在问题及对策建议

食用菌产业是我国农业的重要组成部分,加快推进菌渣资源化利用,是实现食用菌产业转型升级和绿色发展的重要手段。但在实施过程中仍然存在一些关键的制约因素,亟待解决:

3.1 缺乏国家层面政策支持 近年来,随着国家不断出台政策措施,推进农业废弃物资源化利用,但目前整个制度体系仍不完善,地方政府积极性不高,欠缺顶层设计,种养衔接不足,财政扶持乏力,导致食用菌菌渣资源化利用局面尚未全面铺开。因此,今后要继续压实地方政府主管责任和种植户的主体责任,加强监督检查,防止食用菌菌渣污染环境问题的发生。

3.2 菌渣理化性质差异较大 食用菌菌渣采用农林副产物加工而成,不同地区的菌渣原料来源广泛,因种植农作物种类、周期、模式等不同,导致菌渣的营养成分和理化性质差异较大,而且综合利用研究相对滞后,专业研究人员投入不足。因此,今后要继续推进食用菌菌渣原料制作标准化的研究工作,形成统一的区域性种植模式,以便于食用菌菌渣的后续利用。

3.3 缺乏菌渣无害化处理技术 食用菌菌渣资源化利用模式较多,菌渣的无害化处理大多由食用菌种植户自发实施,未形成相关的处理标准或技术规范,不利于菌渣的后续利用。因此,今后要不断加强食用菌菌渣无害化处理技术研究,形成标准的处理技术规范,以保证菌渣产品符合相关标准要求。

3.4 尚未实施利用环境监测 为了解食用菌菌渣资源化利用对生态环境的影响,应按照不同的利用模式设计环境监测方案,开展持续性系统监测,为食用菌菌渣资源化利用提供理论依据。然而,目前我国尚未实施相关的监测项目,建议主管部门牵头建立完善的监测体系,适时掌握食用菌菌渣资源化利用的环境效应,避免对环境造成不利影响。

4 结语

我国食用菌产业规模巨大,开展食用菌菌渣资源化利用研究,建立完善的资源化利用技术体系,将有利于我国食用菌产业的转型升级,具有良好的经济效益和生态效益。

参考文献

[1]韓梅.菌渣堆制前后养分含量的比较分析[J].食用菌,2011(5):64-65.

[2]张娣,向殿军,王淼,等.菌糠二次利用栽培平菇试验研究[J].食用菌,2013(3):34-36.

[3]万水霞,朱宏赋,李帆等.利用秀珍菇菇渣栽培双孢蘑菇的试验[J].中国食用菌,2009,28(3):20-22.

[4]胡清秀,卫智涛,王洪媛.双孢蘑菇菌渣堆肥及其肥效的研究[J].农业环境科学学报,2011,30(9):1902-1909.

[5]李钦艳,钟莹莹,李忠,等.食用菌菌渣生产复合微生物肥料工艺[J].食用菌,2015(4):61-62.

[6]冯国兴,刘鎏,潘孝青,等.农业废弃物菌糠作为发酵床养猪垫料使用效果分析[J].上海畜牧兽医通讯,2014(2):65-67.

[7]许娟,王喜庆,贾太青.食用菌菌渣对鸡蛋中硒锌含量的影响[J].农民致富之友,2016(12):261-262.

[8]张书良,刘彩云,王萍.杏鲍菇菌渣代替玉米饲喂肉鹅的效果及其经济效益分析[J].农业工程技术,2016,36(26):22-23.

[9]刘多才.菌糠饲料在奶牛养殖中的应用研究[J].饲料工业,2011,32(7):52-53.

[10]Medina E,Paredes CP,Rez-Murcia MD,et al.Spent mushroom substrates as component of growing media for germination and growth of horticultural plants[J].Bioresource Technology,2009,100(18):4227-4232.

[11]熊维全,万群,曾先富.食用菌菌渣对辣椒种子萌发及幼苗生长的影响[J].中国园艺文摘,2011,27(10):15-16.

[12]刘德江,仝莉,高桂丽,等.不同菌渣产沼气对比试验研究[J].中国沼气,2014,32(2):30-32.

[13]高士友,周绪元.黑木耳菌糠综合利用技术的研究[J].中国果菜,2010(10):55-57.

[14]李俐俐,刘天学.平菇菌糠提取液对5种食用菌菌丝生长的影响[J].安徽农业科学,2007,35(2):430.

[15]李顺鹏,孙国萍.快速发展的我国环境微生物学[J].微生物学通报,2009,36(4):465-466.

[16]蒋元继,唐亚,刘本洪,等.香菇菌渣吸附水溶液中重金属铅的研究[J].西南农业学报,2010,23(5):1615-1619.

(责编:张宏民)

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