农林固体废弃物栽培食用菌技术集成与示范

肖能武，黄治平，常 堃，黄 进，蔡 婧，刘 杰，张丹丹，龚世飞

（1.十堰市农业科学院，湖北 十堰 442000；2.农业农村部环境保护科研监测所，天津 300191）

湖北省十堰市是南水北调中线工程核心水源区，国家重要生态功能区，也是国家集中连片扶贫攻坚的主战场。控制水源区农业面源污染是保障一江清水永续北送的重要举措，也是确保十堰市农业绿色高效发展的首要条件。十堰市国土面积2.37万km2，现有耕地17.47万hm2，园地9.00万hm2，林地76.13万hm2，草地0.33万hm2，粮食作物面积27.60万hm2（其中玉米面积8.27万hm2），经济作物面积19.87万hm2（其中烟叶面积0.73万hm2，药材类作物面积7.53万hm2）。每年产生大量农作物秸秆、烟杆、树枝以及中药材黄姜、虎杖加工后的废渣，这些固体废弃物如处置不当，将产生大量腐殖质与废液，部分随径流汇入小溪入库，必将对丹江口水库水质造成影响，因此，农林固体废弃物绿色高效利用势在必行。本文针对种植业、农林加工业固体废弃物可作为食用菌栽培基料的特点，以食用菌生产为纽带，对固体废弃物资源化利用技术进行集成，并开展工厂化示范及大规模推广，以期为丹江口水源涵养区农业绿色高效发展提供借鉴。

1 技术集成

1.1 主要技术

1.1.1 农林废弃物用于食用菌工厂化栽培 食用菌工厂化生产具有自动化程度高、菌渣收集处理方便等特点，目前十堰市有1家食用菌工厂化企业，主要从事杏鲍菇生产。项目组在该企业开展了虎杖渣、黄姜渣在杏鲍菇工厂化生产栽培中的应用试验，分别从菌丝长速、产量及农艺性状等方面对配方进行综合评价，结果表明，用20%的虎杖渣部分替代木屑进行杏鲍菇生产，产量和生物转化率与常规差异不显著，但可显著降低生产成本，17%的黄姜渣部分替代木屑取得比常规更好的效果［1-5］。

1.1.2 农林废弃物用于常规食用菌栽培 十堰市食用菌产业主要以香菇、木耳等木腐菌为主，其主要栽培原料木屑来源越来越紧张。项目组在香菇、木耳上开展新型栽培原料替代研究，先后试验利用烟杆、桑枝、玉米秆、玉米芯栽培香菇，利用黄姜渣、烟杆栽培黑木耳。研究表明，烟杆10%、20%、30%替代木屑，除菌丝满袋时间稍长外，在香菇农艺性状、产量上均无明显差异；玉米芯配方在菌丝生长、转色、生物学效率、产量与常规栽培配方效果相当；玉米秆配方生物学效率与常规栽培配方效果相当。培养料中添加20%黄姜渣时，产量与常规配方相当，且菌丝生长速度明显优于常规配方［2-6］。

1.1.3 农林废弃物用于珍稀食用菌栽培 大球盖菇是近年来发展迅速的一种珍稀食用菌，具有降解秸秆能力强、适应性广、产量高等优点。近年来，课题组先后在郧西县、房县等地试验不同作物秸秆栽培大球盖菇试验，选用玉米秸秆、稻草、麦秆等作为试验材料，结果表明，这3种作物秸秆均可作为大球盖菇栽培原料，每栽培667 m2大球盖菇可消耗2 t左右作物秸秆，可产出大球盖菇2 000～5 000 kg，出菇结束时仅剩下少量残渣，可在土壤微生物作用下转化为作物可直接利用的成分。

1.1.4 菌渣多级循环利用 菌渣是食用菌生产副产品，近年来随着十堰市食用菌产业规模不断扩大，废弃物不断产生，目前十堰市食用菌年生产量约1亿袋，每年可产生菌渣5万t，食用菌菌渣含有丰富的氮、磷、钾、粗蛋白、有机化合物、菌丝体等成分，是一种养分齐全、利用价值较高的资源。

针对十堰市食用菌产业存在的菌渣利用效率不高，存在着一定程度的资源浪费和环境污染等问题，项目组先后在杏鲍菇菌渣再次利用栽培杏鲍菇、香菇废菌渣再次利用栽培杏鲍菇、杏鲍菇菌渣再次利用栽培黑木耳及杏鲍菇菌渣再次利用栽培姬菇等方面开展了研究，结果表明，产量与常规配方无明显差异，降低了食用菌生产成本。有研究表明，菌渣中有机质、N、P、K等养分均达到了国家有机肥标准，施用菌渣有机肥后，可有效改善土壤质量，能增加土壤中大团聚体的含量及其水稳性，改善土壤理化性状和培肥地力，减少化肥使用量，菌渣施用能明显提高0～20 cm土层H2O-P、NaHCO3-P含量［7-10］。

1.2 农林废弃物部分替代木屑食用菌栽培配方技术参数

农林固体废弃物部分替代木屑基料配方技术参数如表1［2-6］所示。

表1 农林固体废弃物栽培食用菌配方（部分配方为替代甘蔗渣等）

1.3 技术工艺路线

农林固体废弃物通过物质循环利用，以“收-转-用”模式实现农林生产全过程固体废弃物资源化利用，即对农林固体废弃物通过收集、食用菌生物转化，对农林固体废弃物资源化利用及最后对菌渣进一步资源化利用，其工艺路线见图1。

2 示范推广

2.1 案例简介

项目组在玉米秆、烟杆、桑枝、虎杖渣、黄姜渣等几种固体废弃物部分替代木屑配方研究基础上，开展食用菌栽培示范，在十堰市食用菌主产区房县土城镇、沙河乡，郧阳区白桑关镇、大柳乡、青山镇，郧西县安家乡等地建设标准化食用菌生产基地133.33 hm2，建设标准化菌种厂3个，菌棒生产线10条。其中玉米秆、烟杆栽培香菇在十堰市房县土城镇白鸡铺村湖北盐业集团福绿源食用菌科技开发有限公司食用菌基地示范，规模100万袋；桑枝栽培香菇在郧西县天珍桑蚕菌科技专业合作社示范，规模50万袋；虎杖渣、黄姜渣工厂化杏鲍菇栽培在郧阳区长岭工业园湖北神运农业集团示范，规模300万袋。

项目实施完成时，新型栽培材料栽培食用菌示范推广1亿袋，食用菌标准化栽培示范推广2亿袋，新建133.33 hm2食用菌标准化生产示范园，标准化菌种厂3个，菌棒生产线10条。

2.2 效益分析

食用菌栽培及工厂周年化生产需要大量的原材料，对于黄姜、虎杖、玉米等主产区周边的食用菌种植基地或食用菌工厂，如果能将几种固体废弃物替代或部分替代原材料，则原料易获取，使用方便。如黄姜渣是黄姜皂素生产过程中的副产物，资源充裕，省时省力省钱，还可反季节栽培，不仅将固体废弃物变废为宝，还开辟了农业加工副产物的综合利用新途径。湖北神运农业集团利用黄姜渣和虎杖渣部分替代木屑栽培杏鲍菇，分别生产150万袋（每袋干重850 g），消耗虎杖渣（配比20%）250 t，消耗黄姜渣（配比17%）216.75 t。房县土城镇玉米秆部分替代木屑栽培香菇50万袋计算（每袋干重1 395 g），消耗玉米秆（配比20%）139.5 t。以木屑按1.40元/kg计算，不考虑玉米秆收集成本的前提下，玉米秆替代原料木屑栽培香菇，配比20%每袋可降低成本0.39元，用20%的虎杖渣替代木屑进行杏鲍菇工厂化生产，经济效益每袋平均提高0.10元，不但减少了农林固体废弃物对环境的污染，还降低了食用菌原料成本，提高了整体效益。

通过本项目的实施，标准化食用菌栽培示范推广2亿袋，平均每袋可节约成本10%左右，提高产量10%，食用菌每袋成本3元，按每袋收益10元计，累计可节本增效2.6亿元。通过新型栽培材料开发与利用，每袋可节约成本20%，新型栽培材料和废菌渣再次利用栽培食用菌示范推广1亿袋，食用菌每袋成本3元，累计节约成本6 000万元，总计增效3.2亿元。

3 小结与讨论

以农林固体废弃物基料化为纽带的食用菌栽培集成技术在十堰市取得了良好的经济效益、社会效益和生态效益，主要得益于以下因素。

1）明确推广主体。农业技术推广体系一般由农户、研发机构和推广系统三部分构成，三者以农户为核心围绕各自利益从事农业生产活动［11］，十堰市农技推广中心作为公益性农业推广机构，成为农业技术推广的主体，这与农业技术推广具备公共物品属性，消费时的非竞争性、非排他性和外部性，决定了农技推广中心应在农业技术推广活动中担当主导作用相吻合［12］。

2）明确推广内容。十堰市农民组织化程度较低，主要有网络农户（订单农户）、农业合作社、家庭农场（内含专业大户）、小散农户，全市现有各类农业新型经营主体8 582家，有网络农户10.8万户，截至2017年底，全市累计注册并备案的农业合作社达3 843家，截至2016年6月底，家庭农场有535个，其中种植业家庭农场最多，全市共有159个，占总数的29.7%，大量生产规模小的农户处于分散经营状态［13-15］，农户异质性分化明显。食用菌产业具有周期短、投资少、增收快、覆盖广等优点，食用菌产业对于农业结构的调整与优化，促进农业增效和农民增收发挥了重要作用。研究表明，目前中国农技服务在供求双方存在偏差，小规模农户、专业大户、家庭农场、农民专业合作社和农业企业的推广途径契合指数分别为11.60%、20.42%、19.84%、19.13%和20.64%，契合度水平都不高，农业技术与农户的需求意愿存在较大差异，而技术属性是农户对技术选择的重要影响因素［16］。农林固体废弃物部分替代木屑的食用菌栽培基质不但降低成本，减少木材砍伐量，还对农林固体废弃物资源化利用。在农户分化背景下，农林固体废弃物食用菌栽培基料化集成技术受到十堰市有一定产业规模、热爱农业生产、希望在农村创业的专业大户、农业专业合作社成员、农业企业骨干、农业家庭农场主负责人、社会化服务组织成员以及村组干部的青睐，由于该技术能够充分评估不同农户的技术需求，从农户切实需求视角出发，切实解决农户实际问题［17，18］，从而能够作为主要推广技术之一，该技术也作为新型职业农民培育工程教学中重点培训内容之一。

3）明确推广途径。文化程度是农户接受新技术的限制因子之一，十堰市共68.8万农户，250.61万人，乡村从业人员125.73万人，其中从事农业的乡村劳动力为67.43万人。调查表明，十堰市农户受教育程度普遍较低，小学及以下受教育程度占比60.45%，初中文化程度占比27.97%，受调查农户家庭的最高学历也偏低，集中在初中和高中，分别占比42.44%和27.65%。十堰市农村实用人才中具有中专及以上学历人员比重为31.9%，占农村劳动力比重达4.97%，主要劳动年龄人口中受过高等教育的比重为0.83%［18，19］。因此，迫切需要通过培训对农户进行技术推广，突破农民采用农业新技术资源的约束。

推广中心每年聘请理论知识扎实、实践经验丰富、语言表达能力强、善于与农民沟通的专家学者为授课老师，注重教学内容，采用“互动式、参与式、可视化”教学模式，确保学员真正听得懂、用得上、能在生产上发挥作用，开展农林固体废弃物食用菌栽培基料化集成技术科技下乡和技术培训10余场次，发放技术宣传资料1 000份，培训技术骨干150人次、培训300户科技示范户及种植户近2 000人次，成立食用菌专业合作社30个，使得合作示范户成为农业科技的主要推广者和应用者，并成为联结市场和农户的桥梁与纽带，缩小了研发主体与农户在农业技术上的诉求差距，化解了需求信息不对称的难题，优化了推广资源配置，提高了农技推广效率［20］，极大地促进了十堰市食用菌产业的迅速发展。

4）得益于项目推动。十堰市围绕核心水源区水质保护与农业绿色高效发展，以湖北农业科技创新“五个一”科技活动深入开展为契机，有机结合中国农业科学院协同创新项目，积极推进了农林固体废弃物的高效资源化利用。

以食用菌栽培为纽带，对农林固体废弃物部分替代传统原料木屑，开展农林固体废弃物食用菌栽培基料化技术集成与大规模示范生产，在十堰市已取得良好的经济效益、社会效益和生态效益。这种农林固体废弃物高效利用模式可为丹江口水源涵养区农业绿色高效发展提供借鉴。