中国秸秆菌业循环开发研究进展

2015-04-29兰清秀卢政辉柯斌榕廖剑华

农学学报 2015年1期

兰清秀卢政辉柯斌榕廖剑华

摘要：秸秆栽培食用菌是中国农业循环经济的重要体现之一。笔者归纳了秸秆菌业循环开发的栽培管理、发酵技术和多级循环模式研究现状。秸秆经多级循环有效利用，改善了农业生态环境;增加了菇农的创收途径，同时降低生产成本，提高了经济效益回报率;为实现农业现代化和建设社会主义新农村提供了一条确实可行的新途径。剖析了当前秸秆菌业发展面临的主要问题，提出了秸秆的创新利用技术是规划整个秸秆菌业循环开发系统的关键，从而建立秸秆资源的高效环保综合利用新模式，为秸秆菌业相关科学研究提供理论依据。

关键词：秸秆菌业;循环;研究进展

中图分类号：S646 文献标志码：A 论文编号：2014-0435

Research Advances of Development Cycle About Straw-Edible Fungi

Lan Qingxiu， Lu Zhenghui， Ke Binrong， Liao Jianhua

（Edible Fungi Institute of Fujian Academy of Agricultural Sciences， Fuzhou 350014， Fujian， China）

Abstract： Farmland straw used to cultivate edible fungi is the important exemplification for agricultural circular economy. The author summarized the research advances of straw-edible fungi cycle development about cultivation management， fermentation technology and multistage circulation pattern. Straw by multistage circulation effectively， improved agricultural ecological environment; increased the income of peasant way， at the same time， reduced production costs， improved economic returns， provided a really new feasible way for agricultural modernization and new socialist countryside. The main problems about the development of straw-edible fungi were analyzed， innovation and utilization technology of straw was the key to program the whole system of straw-edible fungi cycle development， in order to establish a new mode with efficient environmental protection of comprehensive utilization of straw resources to provide a theoretical basis for scientific research relate to the straw-edible fungi.

Key words： Straw-Edible Fungi; Cycle; Research Advances

0 引言

中国是个农业大国，每年产生大量的农业秸秆，如何对这些秸秆进行无害化处理或循环再利用是个难题。农业秸秆可作为栽培食用菌的原材料，这既解决了“菌林矛盾”，又为食用菌产业的发展提供了技术依据[1-2]。例如，稻麦秸秆可栽培以蘑菇、草菇、姬松茸为主的草生菌[3-5]，木质素含量较高的秸秆可用以栽培香菇、平菇、木耳等木生菌[6-8]。随着中国现代农业生产及农村经济的发展，农村剩余劳动力减少，机械化耕作在国内许多地势曲折的山区田地不适宜，这些地方的大量农作物秸秆与畜牧业粪便剩余和遗弃现象严重。水稻秸秆是中国东南地区数量最大的农业秸秆。自2013年起，国内鼓励发展家庭式农村经济，如何开发秸秆，使其得以充分循环利用是关键。秸秆菌业的发展既有利于促进食用菌产业持续发展，又可保护农田生态环境。秸秆栽培食用菌既能用于农户田园式生产，又能用于工厂化、集约化企业模式。秸秆栽培食用菌的关键技术在于生产模式的规范和推广，应用成功后可为食用菌产业的发展提供一条节林型思路，同时促进农民增收和农业增产[9]。

1 秸秆菌业循环开发关键技术

1.1 秸秆菌业循环栽培管理技术

当前，中国人工栽培的食用菌品种有60多种，且每种食用菌都有适应其不同栽培基质的菌株[10]。食用菌栽培中大部分以稻草等秸秆作为栽培料的碳源，氮源来源于畜禽粪便，通过食用菌菌丝的生长和子实体的发育转化秸秆，使之提供优质的蛋白质[11]。秸秆循环开发利用技术的发展，使秸秆的价值得以充分的发挥。曾有学者发现利用稻草秸秆栽培双孢蘑菇和巴西蘑菇，农业增产效果明显[12]。长秸秆栽培草菇，因长秸秆具有结构疏松、透气性好、保水性强等特点，可有效提高其转化率，产量明显提高[13]。用玉米秸秆栽培双孢蘑菇的高产新技术，收益可达22.5万元/hm2以上，具较好的社会、生态效益[14-15]。闫永亮[12]发现用生姜秸秆栽培平菇，可获得较好的经济效益。宋建华等[17]用鸡腿菇栽培废料来种植春莴苣，栽培出春莴苣的直径、整齐度等比传统土杂肥种植的春莴苣好。

国内对以秸秆为基质栽培食用菌的育种、栽培工艺、管理技术、菇房布局、菌种制作和食品安全的危害因子分析及关键控制点等均有研究，这为秸秆栽培食用菌提供了理论基础。但中国秸秆菌业工厂化栽培技术处于起步研究阶段，在各栽培阶段，管理上需要加深研究力度，同时还要加快秸秆菌业体系相关环节的建设步伐，从而使农田秸秆菌业的各环节紧密相扣，互相促进。

1.2 秸秆发酵技术

栽培木生菌时，需利用木质素含量高的秸秆，首先对这些秸秆进行破碎撕裂，后进行简单发酵，目的是以水为载体，利用微生物的活动将秸秆碎片进行软化和初步分解。但在栽培双孢蘑菇等草生菌时，秸秆需要进行一系列较严格的堆制发酵，堆制发酵一般包括一次发酵及二次发酵2个阶段。1978年前，国内双孢蘑菇栽培料只进行一次发酵，发酵周期约为25～28天，那时病虫害为害严重、单产量低;1978年，张树庭教授引进了双孢蘑菇培养料的二次发酵工艺，单产提高了50%左右;1985年，福建省轻工业研究所推广其节能型二次发酵技术，单产又提高了30%～50%;从2000年起，中国陆续开展了隧道式一次发酵及二次发酵技术研究和推广，其目的是创造出适宜的发酵条件，制造出优良均匀的培养料，达到提高产量、降低病虫害的发生、保证食用菌品质的目的。但目前，国内隧道式发酵控制技术及其设施的研究仍处于起步的阶段，若对该技术从国外进行纯粹的引进耗资巨大。因而，还应加强草生菌培养料堆制发酵技术方面的研究，推广部分成功的引进、吸收和转化的途径，研发出一套适合中国国情的培养料二次发酵技术[18-20]。

不同食用菌品种因其生物学特性的差异，对秸秆发酵的腐熟程度和营养要求也各不相同。因此，针对每个食用菌品种或菌株，都应研究一套相对应的秸秆发酵技术工艺。即使是同一食用菌品种，因为秸秆种类的变化，其相对应的发酵工艺也应根据秸秆本身的化学成分和物理性状进行调整。秸秆用于食用菌栽培时应根据其具体的材料性质、品种特性、环境和设施条件进行有机的调整，以达到最优的开发循环利用效果。

2 秸秆菌业多级循环模式开发研究

秸秆菌业循环的目标是以秸秆循环栽培食用菌为核心，以农业秸秆资源的多级循环高效利用为技术模式，实现农业再生资源的良性循环及高效利用。国内目前秸秆栽培食用菌多级循环模式主要有以下4种。

2.1 秸秆→食用菌→菌渣循环栽培→种植业

该模式的初级循环是以农作物秸秆栽培食用菌，将其菌渣再利用栽培其他食用菌，实现培养料双次利用的循环模式，产生的二级菌渣用作有机缓效肥，这是其3级循环。当然，以菌渣作为基质循环栽培的另一菌类，关键是解决好培养料的养分平衡和调控难点。相关研究表明，食用菌菌渣所含的营养成分比较高，用于栽培其他食用菌时，具有许多优点，比如周期短、生产成本低、产量高、菇质优等[21-23]。

2.2 秸秆→食用菌→菌渣制成饲料→种植业

秸秆类菌渣中仍含有大量的蛋白菌丝、活性微生物及未被吸收的营养素和微量元素。将食用菌菌渣经过一定的工艺发酵，可作为饲料蛋白质替代源，具有良好的循环利用价值[24]。可根据菌渣的营养结构和物理性质选择性开发成饲料或饲料添加剂，既可饲喂草食动物，也可饲喂肉食动物，而动物的排泄物经发酵后是植物的优良有机肥源。这就构建了一条秸秆栽培食用菌，再用菌渣发酵处理作为饲料或添加剂，最后利用动物排泄物作有机肥的农业多级循环模式。

2.3 秸秆→食用菌→菌渣直接回田→种植业

食用菌菌渣较疏松，透气性好，且营养成分高，经简易发酵后可将其还田、或用于覆盖茶园和果园，增加土壤中有机质积累和有益微生物繁殖，改善土壤环境条件，提高氮、磷的有效利用率[25]。

2.4 秸秆→食用菌→菌渣制成有机肥→种植业

食用菌栽培后的菌渣经处理可制成不同类型的有机肥。中国在利用菌渣制作有机肥的工艺研究的历史比较悠久，技术相对成熟。研究表明，通过接种高温纤维菌可让菌渣堆内温度迅速上升到45℃以上，并持续18～20天，再经过45天堆制，接种菌剂的菌渣多项技术指标均达到有机肥料的标准[26]。随着国内消费者对生态有机食品的日益重视，有机肥的需求量迅速扩大，秸秆→食用菌→有机肥→种植业的多级循环农业开发模式具有广阔的应用前景。

3 秸秆菌业开发效益评价

3.1 生态效益

菌渣循环是指经过不同的循环链条，大规模地对秸秆及畜禽粪便进行多级循环利用后，转化可用作食用的优质蛋白食品，其可消除秸秆资源的浪费和粪便的污染，循环过程产生的污染物大大降低，采收后的菌渣富含菌体蛋白，可用于制作生物饲料及有机肥，实现了物能转化及多重经济转化[27]。此外，菌渣还能用于增加田地肥力、改善土壤的团粒结构、发展沼气解决农村燃料问题、最大限度地减少循环链内能源的浪费和物质的排放，实现良性循环，达到农业循环生产，节能减排、生态安全，持续发展的目的。据调查，目前国内农业秸秆资源利用率只有30%～60%，大部分秸秆用于直接焚烧，造成了严重的大气污染，如何高效利用农业废弃物，变废为宝，实现农业经济的持续发展已成为亟待解决的问题[28]。菌业生产在农业、种植业和养殖业组成的大农业生态体系中，既扮演着“魔术师”的角色，又充当着农业开发循环的中间纽带[29]。

3.2 经济效益

据联合国粮农组织的报告，全世界有近24亿t的农田秸秆没有被有效地利用。如果以其中的1/4用来栽培食用菌，将获得约6亿t食用菌产量，全球以60亿人口计算，每人每日获得约300 g的食用菌，从中能获得大约10 g的优质蛋白[30]。中国是个农业大国，每年产生约5亿t的农作物秸秆，这是个巨大的营养和能量宝库[31]。若能充分利用秸秆资源，以菌业发展来改善民生的营养条件，变废为宝，再通过菌渣的多级循环有效利用，可大大增加食用菌企业的创收途径，降低生产成本，提高经济效益回报率。

3.3 社会效益

食用菌生产企业需要大量的农作物秸秆和禽类粪便，这来源于种植业和养殖业;而种植业和养殖业需要食用菌生产企业提供优质的菌渣，用于制成的优质肥料和饲料，二者以食用菌为纽带相互推动发展，形成稳固的农业循环模式[32]。同时，农户可依靠食用菌生产和养殖业技术带动小型种植业、养殖业的发展，企业联合引导农户一起抵御市场风险，还可有效地解决农村闲散劳动力的就业问题，增加农民的收入，实现双赢双利。此外，食用菌不同于一般的经济作物，其非常适用于工厂化、规模化生产，这可为实现农业现代化和建设社会主义新农村提供一条确实可行的新途径。

4 展望

中国秸秆菌业总体发展形势较好，产业发展旺盛，品种也不断增多。但与国外相比仍有较大的差距，生产仍以手工操作为主，存在生产水平较低、产品质量欠佳、产量不稳等实际情况，产业科技化水平有待提高。秸秆菌业的发展在丰富菜篮子的同时也产生了大量的菌渣。据估算，国内每年产生的菌渣至少有400万t，处理的传统方法是丢弃或燃烧，既造成资源浪费，又造成环境污染[33]。进行菌渣循环利用技术体系的合理构建与管理措施是发展秸秆菌业关键环节。应通过借鉴国外先进的科技理念，构建更多的利用率高、经济效益回报率高的菌渣多级循环利用生物链，从而促使食用菌产业在推动农业循环经济的过程中得以快速、健康发展。

此外，需深入探索对农业废弃物资源——秸秆的创新利用技术，加大相关技术研究经费的投入。通过物理、化学、生物转化等途径，规划整个秸秆菌业开发循环的技术系统，实现秸秆的高效、环保利用，实现秸秆资源化综合利用和高效利用新模式，扩大生态农业系统中的能量转化和物质循环模式，充分发挥食用菌产业在农业循环经济中的价值。

参考文献

[1] 翁伯琦，雷锦桂，王义翔，等.秸秆菌业循环利用模式与低碳农业的发展对策[J].福建农林大学学报：哲学社会科学版，2010，13（1）：1-6.

[2] 潘永明，律风霞.代料栽培食用菌在生态农业中的地位[J].中国林副特产，2002，3：32.

[3] 范凌云，丁小良，葛惠元，等.利用水稻秸秆的蘑菇大棚栽培技术初探[J].上海农业科技，2006，2：101-102.

[4] 袁建生.利用农作物秸秆栽培姬松茸技术[J].食用菌，2008，2：31-32.

[5] 齐志广，董建新，朱正歌.玉米秸秆培养料栽培草菇试验[J].食用菌学报，2003，10（3）：32-35.

[6] 夏敏，王丽.作物节木代料香菇与纯木屑代料香菇蛋白质营养比较研究[J].菌物学报，2005，24（3）：466-440.

[7] 赵秀芳，赵彦杰.大蒜秸秆栽培香菇试验[J].食用菌，2006，28（1）：18-19.

[8] 孔祥辉，张欣，张介驰，等.代料栽黑木耳的配方筛选试验[J].食用菌，2001，23（6）：19-20.

[9] 谢小平.以科学发展观谋篇布局[J].中国新闻，2005，3：58.

[10] 任鹏飞，刘岩，任海霞，等.秸秆栽培食用菌基质研究进展[J].中国食用菌，2010，29（6）：11-14.

[11] 黄年来.中国食用菌产业的现状与未来[J].中国食用菌，2000，4：3-5.