宫志远 韩建东 杨 鹏

（1.山东省农业科学院农业资源与环境研究所 农业农村部废弃物基质化利用重点实验室，山东 济南250100）

1 食用菌菌渣应用现状和利用价值

食用菌生产分为产前、产中和产后三阶段。菌渣是食用菌产后产品，又称菌糠、下脚料等，是指食用菌生产结束后剩余的包含菌丝体的培养料。随着我国食用菌产业发展，食用菌栽培规模逐年提高，不断产生大量食用菌菌渣。2017年全国食用菌生产总量达到3 712万吨，产生菌渣约6 000万吨（折干菌渣3 000万吨）。菌渣利用问题一直没能彻底解决，其综合利用率仍然不高。目前常见处理方法是燃烧、丢弃和直接施用于田间。有的菌农随意将带着菌袋的菌渣丢到生产场地附近、田边或河流中，滋生大量的细菌、霉菌和害虫，不仅造成环境二次污染，也给食用菌生产和人畜带来安全隐患。菌渣直接燃烧的能源利用率较低，有的菌农将菌渣随菌袋一起燃烧，产生大量的黑烟和有害气体，造成大气污染。有的菌农菌渣未经过充分腐熟就直接施用于田间，滋生大量的病原菌和害虫，堆积过厚导致发酵产热，影响作物生长。

菌渣具有丰富的营养物质，应用于二次种菇或作有机肥、基质、沼气、养殖垫料等具有较好效果，是循环型农业发展模式中不可或缺的重要一环（图1）。未来菌渣的利用研究将不断向多功能型综合利用推进，对其在环境修复、活性物质提取、生物农药等方面的研究也将不断深入。

图1 食用菌菌渣循环利用模式

2 食用菌菌渣的理化性质差异

食用菌传统栽培基质有棉籽壳、木屑、玉米芯、稻草、麦秸、甘蔗渣等，随着食用菌生产规模的持续扩张，对原材料需求大幅增加，林业禁砍禁伐，秸秆就地还田，棉花种植面积萎缩，导致食用菌可高效利用的生产主料日渐不足，菌渣、大豆秸秆、棉花秸秆、玉米秸秆、花生秸秆、果树枝条等新型基质逐渐被开发利用。平均计算，秸秆栽培食用菌，菌渣干物质重量占栽培前原料的60%。经我们检测，不同产地或来源的食用菌栽培原料，如棉籽壳、玉米芯等，养分差异（包括碳氮比）较大，因而栽培原料的不同、栽培品种、出菇潮次等对菌渣的营养成分产生一定的影响。出菇潮次多（如平菇）的菌渣营养少，工厂化食用菌菌渣营养好于农法栽培食用菌菌渣。菌渣的物理性状因栽培原料不同，差异也较大。以棉籽壳、玉米芯、作物秸秆、细木屑等为主料的菌渣粉碎后颗粒度细，用于二次种菇时，装料过多透气性差，以粗木屑等为主料的菌渣透气性好。

图2 菌渣种菇再利用流程

图3 利用菌渣二次栽培其他食用菌

3 食用菌菌渣资源化利用途径

3.1 菌渣种菇再利用技术

食用菌菌渣的氨基酸种类齐全，其中许多种氨基酸含量与玉米接近，氨基酸总量也与玉米较接近。菌渣还含有多糖类、有机酸类、酶及生物活性物质，用于二次种菇，既降低栽培成本，又可提高产量（图2，图3）。食用菌菌渣与原料的营养成分比较见表1。

二次种菇不宜选择带覆土的菌渣，非覆土的草腐菌菌渣可使用，但要保证菌渣的质量。菌渣应新鲜，无污染霉变，无病虫害，可见白色食用菌菌丝体，不发粘，无异味，鲜菌渣的含水量一般在30%～40%。由于出菇潮次少营养好，二次种菇多利用工厂化菌渣。采用单一菌渣为主料栽培食用菌，生物学效率一般不高，表现为接种后菌丝萌发快，长速快，但后期长速慢。因此，菌渣应与作物秸秆、棉籽壳、玉米芯等配合使用。

（1）菌渣的预处理。用于二次种菇前，须先清除霉变腐烂的菌渣，机械或人工脱袋粉碎、过筛，将混有的塑料袋、硬结块、木棒、捆扎绳、玻璃等杂物清除干净。如菌渣新鲜且无杂菌污染，则可直接粉碎后使用，或发酵处理后作为食用菌的主要栽培原料。菌渣如需长期存放，应将鲜菌渣粉碎晒干或烘干后储存备用。晾晒过程中，应多次翻动，防止霉变、腐烂、生虫，影响菌渣质量。

表1 食用菌菌渣与原料的营养成分比较

（2）菌渣的发酵处理。将粉碎后的菌渣混合均匀，调节含水量到60%～65%，pH7.5～8.0，建梯形条垛发酵堆，堆底宽2.0～3.0米、顶宽1.2～2.0米，高0.8～1.0米，长度不限，每隔40厘米在料面从上到下打一通气孔，孔直径5厘米左右。发酵时需及时翻堆，堆制的前几天如不翻堆极易滋生大量霉菌。一般建堆第3天翻堆一次，之后当堆温达60℃以上，保持24～36小时后再翻堆一次，并补足水分至含水量60%～65%，之后再翻堆1～2次，发酵周期5～7天。发酵期间应及时翻堆，并防止雨淋和积水，预防霉菌污染和害虫发生。发酵结束后的菌渣呈深褐色，长有放线菌，有特殊香味，无霉臭味。

（3）菌渣配方调整。由于不同菌渣理化性状不同，与棉籽壳、玉米芯、木屑、作物秸秆等配合再次用于种菇时，添加比例应适当。添加量根据新鲜菌渣或发酵菌渣的含水量折合成干料重，与其他原料按比例复配。出菇潮次少、生物学效率低的工厂化菌渣，碳氮比较高，供二次种菇时，添加的比例可适当增加，为40%～70%；出菇潮次多、生物学效率高的传统栽培产生的菌渣，碳氮比偏低，添加比例须适当减少，为20%～40%。

（4）工厂化金针菇菌渣栽培平菇。11个平菇菌株对工厂化金针菇菌渣栽培基质的适应性评价试验显示，平菇各品种纯菌渣栽培较棉籽壳配方栽培，菌丝满袋天数及现蕾天数多有延迟，产量降幅在11.00%～30.81%，均低于棉籽壳配方，因此利用菌渣栽培须与其他原料配合使用。菌渣添加适当，能够促使平菇现蕾时间提前3～5天，转潮期缩短1～2天。菌渣添加量为35%时，与棉籽壳配合使用，平菇产量与纯棉籽壳配方相差无几。当菌渣添加量40%、玉米芯添加量50%时，也能获得较高产量。

（5）金针菇菌渣栽培金福菇。适宜配方为工厂化金针菇菌渣60%，棉籽壳30%，麸皮5%，过磷酸钙1%，石灰2%，石膏1%，磷酸二氢钾1%。现蕾天数（覆土到现蕾）第一潮菇较棉籽壳培养基提前4天，第二潮和第三潮菇的现蕾期也明显提前。金福菇产量明显高于全棉籽壳培养基，三潮菇生物学效率达到110%。

（6）金针菇菌渣栽培鸡腿菇。山东省平阴县以酒糟为原料，通过土洞栽培鸡腿菇，能够获得较高产量。采用菌渣配方比酒糟配方成本低，发菌速度快，出菇早，品质好。生物学效率为108.0%，比酒糟培养料提高13.3%。菌渣培养料配方为金针菇菌渣64千克，玉米芯25千克，麸皮5千克，熟石膏粉1千克，过磷酸钙1.5千克，生石灰3.5千克。

（7）工厂化杏鲍菇菌渣栽培秀珍菇。实践表明，工厂化杏鲍菇菌渣栽培高温秀珍菇，菌丝满袋时间提早2～3天，原基出现时间比常规棉籽壳配方提早2～5天，生物学转化率在94.61%～101.65%。适宜配方为工厂化杏鲍菇菌渣30%～70%，棉籽壳20%～60%，麸皮7%，石灰3%。

（8）金针菇菌渣栽培的秀珍菇营养成分。检测数据显示，采用金针菇菌渣配方（菌渣57%，玉米芯30%，麸皮10%，蔗糖1%，石灰1%，石膏1%）比采用棉籽壳配方（棉籽壳57%，玉米芯30%，麦麸10%，蔗糖1%，石灰1%，石膏1%）生产的秀珍菇，粗蛋白含量提高15.88%，总氨基酸和必需氨基酸含量分别提高13.98%和9.09%，呈鲜味氨基酸的谷氨酸和天冬氨酸含量分别提高30.19%和15.79%。

3.2 食用菌菌渣的肥料化利用

食用菌菌渣处理后，用作有机肥成本低，效果好，可改良土壤，提高作物产量，减少病害发生。

（1）加工有机肥对菌渣的要求。有机肥的首要条件是有机质含量高于40%，对于食用菌菌渣来说，大部分远高于这一指标，多达70%～80%。菌渣中有机质含量高，速效性养分齐全，菌丝在生产过程中分泌的一些生物活性物质，能够分解复杂有机物，抑制部分土传性病害，促进植物生长；菌渣质地疏松，有较好的持水能力，在土壤中可进一步分解成具有良好透气蓄水能力的腐殖质，可有效改良土壤。对于达不到要求的菌渣可通过复配实现养分的合理搭配。菌渣有机肥作为一种化学肥料替代品，是极具潜力的生物肥料。

（2）菌渣加工商品有机肥流程。菌渣经堆肥化处理后，粉碎过筛，加辅料复配，再混合造粒，即加工成商品有机肥。采用条垛式、圆堆式、机械强化槽式和密闭仓式堆肥等技术进行好氧堆肥处理。好氧堆肥工艺包括一级发酵和二级发酵。一级发酵即高温阶段，保证料堆内温度在50～60℃，当温度超过65℃时进行翻堆，使此过程发酵温度在50℃以上保持7～10天或45℃以上不少于15天。一级发酵过程含水量宜控制在50%～60%，发酵周期为35～40天。二级发酵即降温阶段，堆体温度为50℃以下，适时控制堆高、通风和翻堆作业，发酵周期为15～20天。当堆温不再上升，料呈黑褐色、无异味时发酵结束。

（3）菌渣肥料化利用效果。①油菜，每亩（1 亩≈667平方米，下同）使用菌渣有机肥（养分含量5%）300千克，配合施用化肥，在油菜播种前撒施并耕翻土地。比农民常规施肥可显著增产24.6%，增收21.5%。②花生，每亩使用菌渣有机肥（养分含量5%）500千克，配合施用化肥，在花生播种前撒施并耕翻土地。与农民常规施肥相比，增产16.2%，增收0.8%。③黄瓜，每亩施用2 500千克菌渣堆肥和三元复合肥，在播种前撒施并耕翻土地，苗期、初瓜期、盛瓜期、末瓜期追施水溶肥。每亩产黄瓜2 562.8千克，产量与常规施肥相当，随着菌渣堆肥施用量的增加，黄瓜产量提高。④生姜，底肥每亩施菌渣堆肥1 000千克，尿素20千克，二铵24千克，硫酸钾24千克，苗期、分枝期和膨大期追施配方肥，比常规施肥增产1.3%，增收11.8%。⑤大蒜，施用菌渣有机肥的大蒜产量略低于施用商品有机肥，但比不施肥处理增产18.7%，比单施化肥或控释肥分别增产5.6%和1.4%，差异不显著。说明菌渣有机肥可替代商品有机肥种植大蒜。⑥小麦，连续施用两年菌渣有机肥，化肥施用量不变的基础上，增施菌渣有机肥有提高小麦产量的趋势。

图4 盐碱地施用菌渣有机肥（左）和未施效果（右）

（4）菌渣有机肥对土壤质量影响。生姜种植地连续施用5年菌渣有机肥，土壤容重降低3.5%，土壤孔隙度和有机质含量提高。优化了土壤中微生物区系结构，对细菌增殖具有一定抑制作用，能够促进经药物消毒后土壤中微生物数量的恢复增长。增施菌渣有机肥对姜瘟病具有一定防效，在姜瘟病高发年份可有效降低发病率，但不能代替药物和轮作措施对姜瘟病的防控作用。代替鸡粪作底肥施用，化肥用量可减施20%，叶绿素合成增加，生姜增收10%以上。

与施用鸡粪做基肥相比，菌渣有机肥做基肥，黄瓜和番茄的病死率大幅降低，说明利用菌渣有机肥做基肥可明显提高蔬菜的抗逆性。盐碱地施用菌渣有机肥可有效地改良土壤理化性质，降低土壤的盐碱度，促进植物生长（图4）。

（5）草菇–蔬菜高效生态种植模式。在山东省莘县采用强碱性生料栽培草菇，以石灰水浸泡的整玉米芯为主料栽培草菇，生物转化率高。草菇菌渣废料可就地堆肥发酵，经短期处理后还田施于大棚土壤，于秋冬季至次年春季种植西葫芦、黄瓜、番茄等多种蔬菜。

草菇与蔬菜的轮作栽培，一方面，提供优质有机肥，很好地减缓蔬菜连作障碍，还可有效降低蔬菜土传病害的发生，能明显提高蔬菜作物的品质和产量；另一方面，菌菜轮作可以提高大棚设施的利用率，形成菌菜周年栽培。

3.3 食用菌菌渣的基质化利用（无土栽培）

菌渣不仅含有丰富的有机物质和矿质元素，而且含有食用菌菌体蛋白、次生代谢产物、微量元素等多种水溶性养分，并且具有良好的物理性状，可作为种植业上的栽培基质，促进农作物的生长，提高农产品的产量和品质（图5）。菌渣基质已在较多作物栽培上得到应用。

菌渣基质化处理技术流程：原料预处理→混合调配→建堆发酵处理→发酵后处理→基质材料。配方为菌渣（折干）80%～90%，牛粪和/或羊粪（折干）10%～20%。

（1）菌渣基质无土栽培黄瓜。栽培基质为发酵好的金针菇菌渣、草炭土和珍珠岩，发酵菌渣︰草炭土︰珍珠岩为4︰4︰2。从苗期生长情况看，利用金针菇菌渣发酵料作为黄瓜的无土栽培基质效果不错，瓜苗长势好，叶片嫩绿。产量方面与常规栽培基质差异不大。菌渣基质栽培的实生苗黄瓜中的还原糖、维生素C、多种氨基酸、总氨基酸的含量都比土壤栽培嫁接苗黄瓜中的含量高，黄瓜品质提升，口感更好。

（2）菌渣基质栽培番茄。基质配方为菌渣60%，稻壳40%。番茄产量高于土壤栽培，维生素C、糖酸比含量高，口感更好。重金属不超标，与常规土壤栽培没有差别，抗病能力增强，发病少。

图5 菌渣基质在蔬菜生产上的应用

（3）菌渣基质脱盐处理的应用效果。黄瓜、番茄和辣椒栽培基质中农艺脱盐的基质化菌渣可添加60%以上。菌渣栽培基质能够使黄瓜、番茄和辣椒初花期提前，白粉病发病症状明显减轻。

3.4 食用菌菌渣的饲料化利用

食用菌菌渣的饲料化利用主要用于肉兔和奶牛的养殖。菌渣饲料化利用的基本条件是氨基酸含量要与玉米相当，但多数菌渣或因蛋白质含量较低，或因粗纤维含量过高，影响畜禽对营养物质的消化吸收，导致其可饲用性能较差，不宜作为畜禽饲料。

饲料化利用对菌渣的新鲜度及其栽培原料要求较高，须做到无霉变、无动物不可食和不可消化的原料或异物，未使用高毒、高残留药物等。新鲜菌渣须尽快干燥，可添加适量脱霉剂，减轻霉菌毒素的危害。根据菌渣种类和营养成分、畜禽的种类和生长阶段，与其他饲料合理搭配，特别是与能量、蛋白质、矿物质以及维生素类饲料搭配使用。饲喂时要渐次逐量添加，适应后逐渐增加到常规用量。

（1）菌渣饲养肉兔。应用菌渣饲料（配方为玉米20%、金针菇菌渣20%、豆粕20%、磷酸氢钙1.0%、食盐0.5%、花生秧37.5%、兔用预混料1%、蒙脱石粉0.25克/千克）喂养肉兔，肉兔每天增加的体重高于常规饲料6.0%，且在取食相同量饲料的情况下喂菌渣颗粒饲料增重更多，饲料消耗减少。每千克麸皮价格按1.6元计算，饲喂菌渣颗粒饲料，每只肉兔可降低饲料成本3.0～4.0元。配方中添加适量蒙脱石粉可吸附霉菌毒素，降低对肉兔的危害。

（2）菌渣饲养奶牛。发明了一种奶牛用菌渣饲料及加工技术（ZL201110002747.7），奶牛产奶量和乳脂率与常规饲料无显著差异，每头牛日增加效益4.53元。

（3）菌渣饲养肉羊。饲料添加16%菌渣制备肉羊精饲料，日均增重高于常规饲料16.58%，效益提高14.08%。

3.5 食用菌菌渣的垫料化利用

食用菌菌渣垫料化的利用依据：发酵床养殖技术是一种新型的环保养殖技术，但锯末、稻壳等垫料原料供应紧张，售价上涨，制约了发酵床养殖技术的推广。相较于传统发酵床垫料，菌渣营养物质丰富，透气性好，便于发酵床中微生物活动，通过试验验证了部分种类的菌渣可用于制作发酵床。

（1）养鸡菌渣发酵床（图6）。菌渣发酵床的保温效果明显好于锯末稻壳发酵床，而饲养效果一致，其成本为74.7元/平方米，低于锯末稻壳发酵床10.75%。

（2）养猪菌渣发酵床（图7）。菌渣发酵床养猪技术可提高猪的生产性能。其猪的日增重较普通发酵床提高4.7%，较水泥地面养殖方式提高12.5%。菌渣发酵床猪的料肉比为3.25，较普通发酵床降低7.1%，较水泥地面养殖方式降低14.9%，菌渣垫料养猪方式饲料成本显著降低。检测发现，菌渣发酵床的硫化氢、3-甲基吲哚的排放，较普通发酵床垫料分别减少25.4%和33.3%，说明菌渣发酵床较常规发酵床更有利于猪舍内空气质量的改善。

图6 养鸡菌渣发酵床

图7 养猪菌渣发酵床

（3）菌渣发酵床垫料作堆肥化利用。菌渣垫料通过好氧发酵的方式制作菌渣垫料堆肥，用于种植甘蓝，每公顷底肥施用6吨，甘蓝产量与施用相同量的商品有机肥基本相同。菌渣垫料堆肥可改善盐碱土理化性状，土壤容重降低，总孔隙度和最大持水量提高，养分含量上升，碱化度和全盐含量降低。每公顷盐碱地施用9吨和18吨种植番茄，番茄株高和叶片数均增加，产量较不施肥处理分别提高45.9%和77.2%。

3.6 食用菌菌渣的能源化利用

菌渣中含有丰富的有机物质，原料经食用菌分解后形成较多的小分子水解物质，还含有铁、钙、锌、镁等生长因子，容易被沼气微生物利用，因此菌渣可作为沼气生产的良好原料，剩余的沼液和沼渣还可作为有机肥还田。

（1）菌渣生产沼气。菌渣添加量控制在80%～90%，可减少人畜粪便的添加，特别适合无畜禽养殖地区应用。菌渣的发酵效率高，产气量稳定，产沼气量与以畜禽粪便为原料的沼气池相比差别不大甚或稍高。应用于户用沼气池，可满足农户生活用气需求。

（2）菌渣生产有机燃料。废菌包脱袋后，挤成高密度颗粒，可作为锅炉燃料。近年开发出了菌渣木炭机，将菌渣通过粉碎、烘干、制棒、炭化处理等工艺，在隔绝空气条件下，经高温高压成型、炭化处理后制成木炭（图8）。另有“生物质气化炉”，可直接利用菌渣做燃料，提高了热值和气化效率。

图8 菌渣制作的木炭

3.7 菌渣中的生物活性物质提取

由于菌渣中残留大量食用菌菌丝体，因此菌渣中含有所有食用菌自身（菌丝体和子实体）体内存在的生物活性物质，从食用菌中获取的生物活性物质也能够从菌渣中获得。菌渣丰富的营养价值使其也成为获得多糖、寡糖、生物酶等生物活性物质的一种来源。

（1）菌渣中寡糖的提取。在PDA 液体培养基中添加金针菇菌渣粗寡糖可以促进食用菌菌丝体的生长，但对不同种类的食用菌促进效果不同，金针菇菌丝增重62.32%，灵芝菌丝增重16.08%。粗寡糖对植物病原真菌菌丝生长有不同程度的抑制作用，当粗寡糖浓度为100 mg/mL 时，对植物病原菌具有较强的抑制作用，其中以茄子褐纹病菌抑制效果最明显，抑制率达82.93%。

（2）菌渣浸提液的制备和应用。杏鲍菇菌渣建堆发酵30天，再将发酵菌渣按1∶10的比例加水，搅拌发酵制备好氧浸提液，厌氧环境发酵制备厌氧浸提液。分别在双孢蘑菇覆土时打“出菇水”和“转潮水”时喷施，现蕾时间分别提前3天和2天，对产量无影响。好氧浸提液防控双孢蘑菇干泡病的效果达到40.85%，厌氧浸提液防控效果为27.08%，均显著高于咪酰胺药剂，说明利用菌渣浸提液处理覆土对双孢蘑菇干泡病具有较好的防控作用。

4 食用菌菌渣利用中存在的问题和发展方向

我国食用菌生产每年产生大量的菌渣，菌渣具有丰富的营养物质，综合应用于二次种菇、有机肥、基质、沼气、养殖垫料等均具有较好效果。菌渣利用尚须解决的问题有：长期施用菌渣肥料对生态环境影响的评价，菌渣饲料的安全性评价，菌渣基质化利用的盐分过高问题等。菌渣利用的机理研究还不深入，不同利用途径缺乏技术标准。菌渣的综合利用涉及食用菌、土壤肥料、蔬菜、畜禽、能源工程、植保等多个学科，需要行业间的合作交流。

未来菌渣的利用研究应不断向多功能性推进，逐步建立起针对菌渣在二次种菇、有机肥生产、栽培基质等方面利用的技术标准。菌渣综合利用将向专业化方向发展，从回收、处理专业化到制造、应用产业化。菌渣在环境修复、活性物质提取、生物农药等方面的研究也要不断深入。