山东省农菌资源循环利用模式现状与研究进展

姚 强，宋庆蓬，郭洪海，郭 兵，万鲁长，韩建东，黄春燕，李 瑾，谢红艳，杨 鹏，宫志远

（山东省农业科学院农业资源与环境研究所/山东省农业面源污染防控重点实验室/农业部废弃物基质化利用重点实验室，济南250100）

0 引言

农菌循环经济就是把循环经济的理念应用于农业、食用菌生产系统，充分利用新技术、新设备、新方法将食用菌产业发展和秸秆等农业废弃物资源综合利用结合起来，将耗能低、减少排放量、污染少作为关键，依靠和技术创新、制度创新，推进各种资源高效流动，实现农、菌产业结合发展和生态环境保护相一致的可持续经济发展模式[1-4]。

近年来，山东食用菌产业发展迅速，产量产值连续多年居全国前列。据统计，山东省2016年食用菌总产量为425万t，产值为270亿元，栽培品种呈现出大宗菇类稳步发展、珍稀菇类快速发展的新局面，农业式栽培模式的品种主要有平菇、香菇、黑木耳、双孢菇、毛木耳、鸡腿菇、草菇等，占全省食用菌年总产量的80%，工厂化食用菌生产品种主要有金针菇、杏鲍菇、双孢菇、真姬菇、海鲜菇等，产量逐年大幅增加，占全省食用菌年总产量的20%。目前山东省食用菌产业发展呈现规模化栽培与工厂化栽培并重的局面，在政府推动和市场需求的拉动下持续、健康、稳定发展，产业化水平持续提升。由于食用菌产业在不同区域和地区产业结构的不同，模式发展有一定的差异[5-8]。笔者以小尺度循环模式、中尺度循环模式为载体，针对山东近年来发展的不同农菌资源循环模式进行了探究，讨论相关产业建议和政策保障，为发展农菌循环产业提供理论依据。

1 不同农菌循环模式比较

农菌资源循环利用模式主要分为小尺度和中尺度循环模式。小尺度循环模式仅限用于农—田之间的循环模式，具有一定的范围限制性；中尺度循环模式一般是以种植业、加工业与养殖业之间循环链形成的复杂生态经济系统，应用前景相对广阔[4-6]。

1.1 小尺度循环模式

小尺度循环模式主要指农—田循环模式，是根据所处位置及功能关系等以及不同的生物在环境中所处位置的差异，利用当地的环境条件，发挥其自身的作用[5]。具体到本模式，主要指各类农作物秸秆等种养废弃物资源与食用菌产业之间的搭配，形成以农作物秸秆等废弃物资源等为纽带的农菌循环利用模式，通过前后物质循环搭配，形成农田生态系统内物质与能量循环链。

1.2 中尺度循环模式

现代社会经济条件下，转变农菌循环的发展方式是当前农业的必由之路。在中尺度循环模式下发展农菌循环经济，必须在产业体系中建构新的物质循环通道，实现秸秆的资源化利用，提高了进入系统的各类物质的利用效率，但从实际效果来看，其利用程度与循环水平仍处于初级的层次，还需要进一步完善[9-11]。中尺度循环模式是利用生态学原理中的增环效应，形成“种养废弃物—食用菌—菌渣有机肥”、“农业废弃物-食用菌”、“农业秸秆—食用菌—食用菌—菌渣有机肥”、“农业秸秆—食用菌—高附加值产品”等现代农业循环技术体系，从而使生态系统良性循环，促进各级物质能量之间的有机协调，并成为增加系统经济产出与效益的最主要方法之一[12]。采用各类生产技术，实现了农菌循环产业链条的延伸和高效增值。形成各系统之间、产业之间的物质流、能量流循环路径，构建起多产业联合、多方向发展的农菌循环经济发展模式[9-13]，对促进农民增收、产业增效及创汇做出了巨大贡献。

2 山东发展农菌资源循环模式选择

2.1 山东农菌资源循环模式发展优势

山东是中国主要的粮食产区，也是秸秆、果木等主要产区。秸秆作为人们日常生活的燃料、饲料和工业原料，可以满足食用菌工厂化生产的需要，各生产企业、农户间可进行小循环，区域内各企业间进行中循环，区域间利用农业循环互补性，将区域内和区域间农业生产结合，合理利用废弃物充分资源，形成区域间或外部大循环[12-15]。山东省地域广阔，农业自然资源和经济文化资源十分丰富，由于气候条件、耕作习惯和经济发展水平的差异，各地区所具有比较优势的农产品不同，从各地实际情况出发，开创适合地方特点的农菌资源循环模式。强大的经济实力为山东省农菌循环经济的发展提供了物质保障和资金支持。山东省具有廉价劳动力、资源丰富的特点，为农菌循环产业的发展提供了巨大的市场空间。农菌循环经济是一种劳动、技术密集型的产业，科学技术含量、精准度要求较高。山东省科研能力强大，坚持在循环农业发展过程中始终把科技创新放在首位，对农业科技创新的投入逐渐加大。其次，山东省早已形成了市场和产业化驱动源动力，企业、推广站、科学院所等部门各司其职，积极打造高效生态循环农业发展模式，取得显著成效，让食用菌产业成为山东省地区的优势产业和特色产业。

2.2 农菌资源循环模式选择对山东省资源、环境影响

山东农田系统是中国主要的农业生产区域，秸秆、花生、马铃薯、棉花、果树等资源丰富。农菌资源循环利用发展模式以农作物秸秆、棉籽壳、农业废弃物下脚料等作为原料生产食用菌，以食用菌生产后的菌渣肥料堆肥生产有机肥还田促进农作物的生长，不但能够有效遏制秸秆焚烧造成的资源浪费，还能降低环境污染，提高资源利用效率，产生良好的经济和环境效益。在山东省开展农菌循环的主要原因有两个：一方面，玉米秸秆、果木等农业废弃物被露天堆放、废弃或就地焚烧，燃烧过程中会产生大量烟尘和NO、SO2、CO2等有害气体，是诱发疾病的重点要素；另一方面，阻断了以秸秆等种养废弃物等为纽带的生态系统中物质和能量的正常流动循环，产生了众多污染物排放[12-15]。

2.3 适合山东省开展的农菌循环模式探究

2.3.1 “种养废弃物—食用菌”模式 食用菌在生长过程中大量降解转化木屑、秸秆类基质，但是木屑、秸秆等成本较高。刘传森等人解决了这一基本问题，用不同含量的木薯秆、木薯渣等农业下脚料替代木屑，作为栽培杏鲍菇的主要基质，测试了不同培养基质配方处理的杏鲍菇菌丝的生长速度。研究表明，菌丝生长速度与木薯秆和木薯渣的含量有关，渣含量越高发菌越快[14]。用木薯秆、木薯渣等代替木屑来生产食用菌，不但经济成本降低，而且有效地利用了种养废弃物资源，实现良好的社会、经济效益。

2.3.2 “农业秸秆—食用菌—高附加值产品”模式 目前，食用菌市场十分活跃，高附加值产品或功能产品也将会得到高度发展。食用菌具有的抗肿瘤、抗病毒、降血脂等生物活性已广泛被接受，但加工制备食用菌为功能性食品原料的技术还有待提升。依托丰富费食用菌产品资源，利用其特异性的生物活性生产高附加值食品显得尤为重要。山东省食用菌的加工技术基本上实现了初步机械化，食用菌深加工产业发展日渐增强，各个公司都在朝向更深的模式转变，如菌多糖对细胞有着极强的修复作用，因此功能性食用菌产品的研制成为一个热点[15-19]。赵行、刘永成等人用超高效液相色谱法测定香菇菌多糖片的成分，为香菇菌多糖片的质量控制提供了保障，优化了食用菌产品结构，生态、社会效益显著；山东瑞芝生物细孢破壁超微粉机的研发，玛咖超细粉、冬虫夏草发酵粉等系列产品的研制，均表明了山东省食用菌深加工行业存在巨大的发展潜力，推动了山东省高效生态农业的发展。

2.3.3 “种养废弃物—食用菌—菌渣有机肥”模式 在秸秆等种养废弃物资源生产食用菌的基础上，采取食用菌菌渣还田的方式。很在秸秆等种养废弃物资源出产食用菌的基础上，采纳食用菌菌渣还田的方法。多研究表明菌渣有机肥能够促进农作物的生长和性状改善。如王建忠通过研究发现施用平菇菌渣有机肥后，番茄的可溶性总糖含量、可溶性固形物含量和维生素C含量均较常规施肥得到明显提高，而硝酸盐含量则明显下降，这表明施入平菇菌渣有机肥可有效改善番茄的品质。针对菌渣在有机肥生产、种菇基质、栽培基质、动物饲料、养殖垫料等方面的利用建立起技术标准，形成菌渣的“三多”综合利用技术，建立起以菌渣为纽带的农菌循环利用模式，稳定和强化食用菌产业优势地位。

3 用循环经济理念发展农菌循环产业

山东省推进农菌循环经济的过程中，实现了经济效益、环境效益和生态效益。一是使环境得到改善。农业废弃物与食用菌生产相结合，使农产品加工下脚料、果木枝条、棉籽壳等都得到有效处置，菌渣再还田使土壤得到改善。这一方式加速了自然界的物质循环和能量流动，更有利于废弃物的资源化利用，同时防治了秸秆就地焚烧、菌渣资源浪费。二是产业链条不断延伸[23-26]。通过构建“种养废弃物—食用菌—菌渣有机肥”、“农业秸秆—食用菌—食用菌—菌渣有机肥”、“农业废弃物—食用菌—附加值产品”等产业模式链条，使农菌循环产业发展走向“高端化、集聚化、融合化、绿色化”的可持续道路，集成了一套“农作物种植、食用菌集约化栽培、农业废弃物及菌渣综合利用、食用菌深加工等”提升经济效益的工艺栽培技术体系。三是企业农户互惠互利协同发展。种养废弃物、农业下脚料、菌渣等综合利用等的广泛应用，增加了企业、农户等种植食用菌的信心[27-30]，近几年，山东各个地区的种植规模不断扩大，解决了无法处理菌渣的燃眉之急，又解决了当地农民就业的现实所需，促进山东食用菌产业、农业健康可持续发展。

3.1 建立健全农菌循环政策，强化农业社会管理机构

加强对农菌循环产业的管理，环保部门应严格执法，严禁焚烧秸秆、棉籽壳等农业废弃物，加强大气环境实时污染检测。农业部、科技局等政府部门应联合出台适合农菌产业发展管理的政策，进一步加大秸秆等农业下脚料综合利用的技术，帮助企业、菇农改变耕地方式，加快现代农业的改造步伐，提高资源的综合利用效率。另外，提高农业社会化管理、服务制度的建设是现代农业制度的重要支撑，农菌循环模式的实施对山东省食用菌企业和整个农业发展产生深远影响，在经济、社会、生态等方面取得显著成效，显著提升行业竞争力，促进可持续发展。

3.2 加强农菌循环创新体系，合理规划园区，提高资源利用效率

农菌技术的创新是企业发展的关键[30]，为了实现山东省资源配置的高效率和区域协调发展，建立食用菌商业化育种机制，根据不同的市场需求，加强工厂化等新品种的培育，进行生产技术创新和精深加工技术研究；对于病虫害的无限发生，研究适合其防治工作的新技术、新方法。合理地规划园区、布局，有效调整各种可利用的资源，注意人才引进与对外培养，加大对农菌循环产业的支持[32-37]。食用菌龙头企业集生产、深加工、废弃物处理为一体，集约化处理农业废弃物，降低了生产成本，实现增效增收。通过农菌循环工程与园区的深度对接，进一步调节产业循环，加快菌渣及废弃物综合利用，减少资源浪费、污染等问题，同时提高了各方面的生产效益。

3.3 筛选与优化农菌循环利用模式，为区域农业循环提供决策参考

农菌循环模式在食用菌产业上的应用较早，现有农业废弃物循环利用模式、菌渣还田模式和深加工模式等各具特点，在不同区域与特定条件下，根据当地的条件筛选与优化山东省农菌经济循环利用模式，为区域农业经济的发展奠定基础。山东省农菌资源循环模式目前还局限于小尺度和中尺度模式，没有向更深层次模式转变，缺乏政府部门的引导，对形成大尺度循环农业模式的意识薄弱[38-40]。研究合理规划、优化山东省农菌循环产业化发展的结构和布局，推进技术研发、集成创新和转化示范，创新市场化运作等实施途径等是山东省高效区域农业开展必不可少的条件[40-42]。