食用菌菌渣理化性质及利用途径研究进展

2023-07-29贺国强魏金康胡晓艳孙晓红

蔬菜 2023年5期

贺国强，魏金康，胡晓艳，孙晓红

（1.北京市农业技术推广站，北京 100029；2.北京市农林科学院生物技术研究所，北京 100097）

食用菌菌渣（Spent mushroom substrate，SMS）指食用菌出菇后的培养基废弃物，是经食用菌酶解，结构发生质变的粗纤维、粗蛋白、多糖及其他营养成分组成的复合物；因此，食用菌菌渣是潜在的生物质资源，有较高的利用价值，可用于肥料、饲料、生物修复等多个领域。我国是全球第1大食用菌生产国，2019年食用菌产量超过3 400万t，粗略估算，年产生食用菌菌渣约8 000万t（鲜质量）。如此大量的菌渣资源如若得不到科学、有效的利用，不但是资源的极大浪费，也会造成环境污染问题。食用菌菌渣的合理开发与利用不仅可以广辟资源利用途径，“变废为宝”，而且具有显著的生态效益。随着食用菌产业的发展，食用菌菌渣的开发利用受到广泛关注，并已形成多种利用模式[1-5]。本文介绍了食用菌菌渣的基础特性及综合利用现状，探讨了其利用过程中存在的问题并提出建议，以期为食用菌菌渣的高效利用提供理伦依据。

1 食用菌菌渣的理化性质

食用菌菌渣的理化性质包括物理特性和化学特性2个方面。菌渣的物理特性包括容重、持水力、孔隙度等。菌渣的化学特性包括化学组成、EC值、pH值等。常见食用菌菌渣含水量为30%～55%，粗蛋白含量在5.8%～15.44%，粗纤维含量在2.00%～37.11%，粗脂肪含量在0.12%～4.53%，粗灰分含量在1.56%～35.87%，无氮浸出物含量在33.0%～63.5%，全氮、全磷、全钾总养分含量在2.72%～5.39%，钙含量在0.21%～4.53%，C∶N一般在30∶1以下，pH值在6.0～8.0，多数菌渣的有机质含量在45%以上。

食用菌栽培原料广泛，栽培基质构成多样，且不同的食用菌对基质养分的构成有特殊要求；因此，食用菌菌渣的理化性质随食用菌种类、培养基质的不同而呈现出不同。据盛鹏飞等[6]测定，草腐型菌渣pH值为6.67～7.67，木腐型pH值为5.27～8.61，并且发酵后pH值会增加；草腐型菌渣EC值为3.77～5.22 mS/cm，木腐型EC值为2.47～3.79 mS/cm，并且发酵后EC值也会增加。周亚红等[7]对采集自不同基地的10种食用菌菌渣进行分析表明，各样品中粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、有机碳、全磷、全钾、钙、镁、灰分、铬、铅、砷、汞、镉等指标有一定的差异，且一些样品中铅、镉、汞等多种重金属均超过饲料卫生标准，不适宜用作饲料。

2 食用菌菌渣的利用方式

食用菌菌渣的资源化利用可以减少其对环境造成的污染，同时增加经济效益。由于不同食用菌菌渣的理化性质存在一定差异，因此针对不同的菌渣，其利用方式也不尽相同。

2.1 栽培食用菌再利用

当前，食用菌栽培原料成本持续走高，而食用菌的菌渣尤其是工厂化菌渣中仍然含有大量未被利用的营养物质，如纤维素、半纤维素等，可以继续作为食用菌的栽培原料；因此，利用食用菌菌渣二次栽培食用菌是节本增效的途径之一。

2.1.1 菌渣用于木腐菌栽培

菌渣用于栽培平菇、鲍鱼菇、姬菇等木腐菌。例如，刘遂飞等[8]筛选出了菌渣栽培平菇的最佳组合：香菇菌渣100 kg＋金针菇菌渣50 kg，可以节约棉子壳用量，提高种植者效益。杭中桥等[9]研究表明，工厂化杏鲍菇菌渣替代30%棉籽壳培养料时，鲍鱼菇产量最高，较对照提高9.07%，单菌袋净利润也达到最高。何振华等[10]研究表明，纯杏鲍菇菌渣栽培姬菇效益高于菌渣料与棉籽壳混合料及对照料（棉籽壳、莲籽壳各50%），从而证明用杏鲍菇菌渣栽培姬菇是可行的。韩建东等[11]以常规棉籽壳培养料（90.9%棉籽壳，5%麸皮，2%石灰，1%过磷酸钙，1%石膏，0.1%KH2PO4）为对照，用工厂化金针菇菌渣代替部分棉籽壳栽培金福菇，菌丝长势良好，随着菌渣代替比例的增加，现蕾时间缩短；菌渣培养料的产量和效益均高于对照，其中替代比例为60%（3∶2）培养料的生物学效率和利润均最高，分别为111.79%和5.89元/袋。韩建东等[12]利用工厂化的食用菌菌渣栽培金福菇取得成功，研究表明工厂化金针菇菌渣添加量控制在60%左右，与常规棉籽壳配方相比，金福菇产量提高25.0%，生产成本降低27.7%，而且转潮期明显缩短。

黑木耳菌渣可以用来栽培大球盖菇。笔者使用晒干后的黑木耳菌糠按照3∶7的体积比和板栗树枝粉碎的木屑混合，进行堆积发酵，作为大球盖菇的栽培原料，并采用林下出菇模式，鲜菇产量可达3 kg/m2（数据未发表）。

香菇菌渣可以栽培栗蘑、平菇、鸡腿菇、竹荪。郭建恩等[13]用香菇菌渣作为基质栽培姬菇试验结果表明：在栽培姬菇培养料中香菇菌渣占26%时，姬菇产量略有增加，营养成分与对照无显著差异，该结果为香菇废菌渣资源的循环利用提供了科学依据。

木腐菌的菌渣仍含有木质素、纤维素等物质，以一定比例添加新的培养料，仍然可以栽培木腐菌。例如，张文升[14]将杏鲍菇菌渣用于香菇的栽培研究，获得成功。张丕奇等[15]研究表明黑木耳菌渣可以替代40%新鲜木屑再次栽培黑木耳。谢春芹等[16]研究表明，采用机械粉碎处理方式预处理海鲜菇菌渣，按照50%比例添加到以棉籽壳为主料，麸皮、玉米粉、石膏粉、石灰为辅料的栽培基质中，可以满足姬菇、猴头菇、大杯蕈3种木腐菌的生长和出菇。

2.1.2 菌渣用于草腐菌栽培

菌渣可以作为草腐菌的栽培原料。例如，任海霞等[17]研究表明，工厂化杏鲍菇、金针菇和双孢蘑菇菌渣适宜栽培草菇，产量均可达4 kg/m2以上，生物转化率都达到了10%左右，且子实体性状比较好，而蟹味菇菌渣和海鲜菇菌渣不宜直接用作栽培，需要添加其他大颗粒原料混合使用。程翊等[18]研究表明，只采摘1茬的杏鲍菇菌渣仍含有丰富的碳源和氮源，利用添加10%牛粪并经过堆肥发酵后的杏鲍菇菌渣，以50%的添加比例与棉籽壳混合制作双孢蘑菇基质，可保证双孢蘑菇菌丝正常生长，节约制种原料成本约40%；30%杏鲍菇菌渣替代原料栽培双孢菇可以降低栽培投料成本约25%，提高了资源利用率。李正鹏等[19]将双孢菇菌渣应用于草菇的栽培并获得成功。李正鹏等[20]研究以工厂化真姬菇的菌渣替代部分稻草栽培草菇，对满菌时间与原基形成时间无显著影响，并且配方20%菌渣＋77%稻草与配方40%菌渣＋57%稻草比对照配方CK1产量分别提高14%和19%，比对照配方CK2产量分别提高68%和75%。与之类似，李正鹏等[21]以工厂化生产杏鲍菇菌渣（SP）、真姬菇菌渣（SH）和双孢蘑菇菌渣（SA）替代部分废棉（CW）栽培草菇，结果与对照培养料（97%CW＋3%石灰）相比，用60%的SP和SA分别替代CW均可使草菇生产周期缩短1.6 d，产量分别提高15%和17%；30%的SP和SA分别替代CW，生产周期与对照没有显著性差异，产量均提高7%；30%的SH替代CW进行草菇栽培时生产周期与产量和对照基本相同。黄春燕等[22]研究表明，利用金针菇、杏鲍菇、香菇、平菇菌渣作为培养基主料栽培草菇，均可获得较高的经济产量，其中以金针菇菌渣栽培草菇生物学转化率最高，可达14.38%；不同菌渣混合使用的产量趋于单一菌渣的平均产量。吕军等[23]筛选出适于海鲜菇菌渣栽培草菇的适宜菌株-V1172、V1296及V5及最佳配方：海鲜菇菌渣55%，玉米芯15%，花生壳15%，鸡粪5%，牛粪5%，石灰5%；与CK相比，栽培料的理化指标明显得到改善，草菇菌丝生长更旺盛，杂菌发生率降低36.5%，提前2 d现蕾，增产率达43.44%。付志英等[24]探索出了一条在栽培姬松茸的培养料中添加15%经过堆制发酵的杏鲍菇菌渣，堆制后的培养料进行常压灭菌，栽培姬松茸的可行方法，既找出一条合理利用杏鲍菇废料的途径，又降低了姬松茸栽培的成本，增加了经济效益，取得了良好的生态效益。

平菇菌渣可以栽培鸡腿菇、草菇等。肖万益等[25]将金针菇菌渣用于鸡腿菇的栽培。陈丽等[26]利用银耳菌渣栽培鸡腿菇，均获得成功。此外，海鲜菇、平菇菌渣可以栽培羊肚菌、大球盖菇等。刘福阳等[27]的研究结果表明：海鲜菇菌渣在大球盖菇栽培料中占比30%时，大球盖菇菌丝长势好，产量高，产鲜菇达6.82 kg/m2。余建妹等[28]将桑枝黑木耳菌渣成功应用于姬松茸栽培。

2.1.3 菌渣用于药用菌的栽培

菌渣还可以应用于药用菌蛹虫草的栽培中。李斯陶等[29]用菌渣部分替代培养基研究表明，添加4 g蚕蛹粉的条件下，菌渣替代比例为10%，不影响子实体形态，缩短了栽培时间，降低了畸形率，并显著提高了蛹虫草的产量，从而提高了蛹虫草种植的收益。

2.2 基质化利用

食用菌菌渣具有容重小、疏松透气性好的特点，还含有作物生长所需的蛋白质、无机盐、大量元素、微量元素等营养成分，是理想的栽培基质。研究表明，将菌渣应用于园艺作物的育苗或栽培基质中，不仅可以提高菌渣的综合利用价值，还能提高作物的品质和产量[30]。

2.2.1 育苗基质

食用菌菌渣可以作为水稻育秧、蔬菜育苗和药材育苗的基质。何青石[30]比较了菌渣基质、专用育秧基质及菜园土进行水稻育秧的效果，结果表明：使用食用菌菌渣作育秧基质能提高水稻秧苗素质和机插质量，且育秧成本适中。马嘉伟和叶正钱[31]也分析了菌渣基质育苗的应用效果，结果表明：适宜的菌渣与土壤的配比对水稻幼苗生长有促进作用，菌渣适宜配比为20%～40%，以40%左右时最佳；但施加过量后，育苗效果差。熊维全等[32]研究表明，在辣椒穴盘播种育苗时，80%食用菌菌渣、20%草碳的配比最适宜辣椒萌发及其幼苗生长，效果最佳。此外，唐敏[33]将菌渣应用在铁皮石斛组培苗移栽基质中，显著提高了铁皮石斛组培苗移栽成活率。

2.2.2 无土栽培基质

食用菌栽培每年产生的大量菌渣富含丰富的营养成分，是作物栽培的良好基质。徐阳等[34]研究表明：日光温室栽培条件下，杏鲍菇菌渣与草碳不同配比的袋式番茄栽培时，随着菌渣比例从25%增加到100%，袋培营养基质的EC值逐渐增加，容重逐渐降低，基质速效养分显著增加且对初期植株根系生长产生显著影响。菌渣与草碳体积比为1∶1是适宜日光温室番茄袋式栽培的最佳营养基质配方，番茄产量最高，可溶性固形物含量也达到最高（6.1%）。金静[35]探索了不同配比工厂化生产金针菇菇渣作为无土栽培基质对黄瓜生长的影响，结果表明：完全腐熟后的菇渣作为草碳代替品与珍珠岩配合，可作为黄瓜无土栽培基质，提高黄瓜的产量。刘明广等[36]研究表明，当平菇菌渣含量为15%（体积百分含量，其余为泥土）时，能促进蒜苗生长，增加叶片数量，提高叶绿素含量，提高蒜苗产量。

2.3 肥料化利用

食用菌菌渣中N、P、K含量丰富，并且有机质含量高，是优质的肥料，因此菌渣的肥料化应用是菌渣目前最有效的利用方式。

2.3.1 有机肥

2.3.1.1 食用菌菌渣可以直接作为生物碳或碳基肥温广蝉[37]利用菌渣与化肥配施，可增加土壤有机质和有效磷积累，说明菌渣还田对土壤肥力有显著的提高作用。秦艳梅和李军[38]研究表明，由于香菇菌渣中磷、钾含量较少，需配以适量的磷钾复合肥或微生物磷钾肥，以替代有机肥种植麻山药，可有效地提高麻山药的产量和品质。文勇等[39]研究表明，菌渣还田能够增加红颜、章姬草莓单果质量、果宽度、糖分含量、糖酸比、花青素含量，降低草莓果实硬度、有机酸含量等，提高草莓果实品质，从而提高草莓生产效益。朱留刚等[40]采用茶枝叶栽培香菇后的食用菌菌渣，以等氮量的菌渣比例替代化肥施用于茶园，结果表明：与单纯施用化肥相比，可提高酯型儿茶素质量分数。杨永奎等[41]研究表明，施用添加EM菌剂＋20%光合细菌发酵菌渣的有机肥有利烤烟生长发育，提高烟叶产量、质量和增强烟株抗病能力。廖汝玉等[42]研究表明，对于香蕉生产来说，菌渣或沼渣混合效果优于单独施用，对香蕉叶面积、叶片数、果穗质量、果形指数和果数的影响比较明显，混合施用还显著增加了果实中钾元素的含量（肥料用量与钾含量间的相关性显著）；单独施用时，菌渣的效果明显好于沼渣。吴韶辉等[43]研究表明，施用菌渣除可增加土壤肥力外，还可以改良土壤结构，增加有机质含量，提高土壤肥力，进而提高作物的产量与质量。林贤锐等[44]利用食用菌菌渣作为基肥施入到葡萄园中，结果表明：基施食用菌菌渣有效促进了葡萄营养生长，有利于葡萄新根的生长，提高了葡萄的产量和品质，同时有效提高了土壤中有机质和速效氮、速效磷、速效钾的含量及土壤pH值，降低了土壤容重。

2.3.1.2 菌渣经过堆肥后生产有机肥堆肥是食用菌菌渣资源化利用的有效方法。张静晓[45]研究了食用菌菌渣堆肥过程中氮素转化规律，堆肥过程中铵态氮含量呈现先增加后减少的趋势，而硝态氮含量呈现先减少后增加的趋势。张云飞等[46]对金针菇菌渣进行堆肥，结果表明：微生物强化堆肥效果优于自然条件的堆肥效果，接种复合菌剂的处理M1（菌剂＋猪粪）及M2（菌剂＋硫酸铵）可使堆内温度迅速上升至50 ℃，所生产的堆肥的总养分、有机质含量、pH值和外观形态等指标均达到有机肥料的标准（NY 525—2002）。魏云辉等[47]研究表明，利用茶树菇菌渣规模化生产的有机肥经检测含有机质46%、全氮2.04%、全磷1.08%、全钾2.48%，pH值6.6；此外，蛔虫卵死亡率、大肠杆菌数及汞、砷、镉、铅、铬含量等有害金属含量均达到有机肥料（NY 525—2012）的标准。

2.3.1.3 利用昆虫粪便转化后作为有机肥可利用蚯蚓转化生成的蚯蚓粪作为有机肥。食用菌菌渣富含大量有机质，是饲养蚯蚓的理想原料，菌渣经蚯蚓转化后的蚯蚓粪是优质的有机肥。还可利用金龟子转化成虫粪作为有机肥。如利用腐食性昆虫——白星花金龟幼虫作为生物反应器，转化平菇菌渣，生成高品质虫粪肥料和昆虫蛋白，虫粪的有机质含量为77.6%，是有机肥的2.65倍，是蚯蚓粪的3.29倍，属优质肥料，其抗性基因种类数为63个，比有机肥（134个）低55.2%，比蚯蚓粪（129个）低51.16%，更加安全。

2.3.2 微生物复合肥

菌渣可经过特定微生物的发酵生产微生物复合肥。刘润叶[48]从自养鱼池底淤泥分离出1株芽孢杆菌SX-1，利用其与光合细菌、放线菌、酵母菌一同对食用菌菌渣进行混合发酵，探索了其发酵条件，生产出1种生物水体缓释肥。

2.4 饲料化利用

食用菌生产过程中，培养料被菌丝产生的酶分解，粗纤维含量下降，粗蛋白含量提高，并且代谢产生许多氨基酸、维生素，可以作为畜禽的饲料添加物。将其添加到饲料中可以起到提高畜禽抗病能力，调节畜禽代谢机能，促进生理功能调节的作用。

2.4.1 反刍动物饲料

工厂化金针菇、杏鲍菇菌渣富含纤维素、半纤维素及菌体蛋白，适合喂养牛羊等反刍动物。陈学通[49]对白灵菇常规营养成分进行测定，认为其菌渣具有饲料开发价值；对白灵菇菌渣喂羊的适口性及育肥羊的效果进行测定，结果表明：用50%的菌渣替代饲草喂羊是可行的，1.87 kg菌渣相当于1 kg麦草，具有一定的利用价值。姜殿文等[50]的研究证实了金针菇菌渣可以作为肉牛生产的日粮。刘玉等[51]研究表明，育肥牛精料中添加23%的菌渣时，经济效益最好，头均日盈利16.29元，比对照组高16.11%，证实利用食用菌菌渣生产育肥牛发酵饲料，可以降低饲养成本，提高经济效益。

2.4.2 禽类饲料

食用菌的菌渣或子实体可以作为禽类饲料。张书良等[52]将不同比例的杏鲍菇菌渣与玉米粉混合饲料饲喂肉鹅，以玉米粉为对照，对其增重效果及经济效益进行了分析。结果表明：当玉米粉与杏鲍菇菌渣混合体积比为4∶1和3∶2时，肉鹅生产性能最好，日增重比纯玉米粉分别显著提高37.84%和27.50%；经济效益分析表明，当玉米粉与杏鲍菇菌渣混合比例为3∶2时，经济效益最好。许娟等[53]将新鲜无污染的食用菌残渣烘干后按一定的比例直接配合饲料饲喂蛋鸡，表明有机硒、锌通过消化、吸收途径，经生物转化，可在蛋形成过程中沉积到蛋中，从而生产出符合人们需要的富硒、富锌鸡蛋。

2.4.3 养虫饲料

张洁娣等[54]探索了利用食用菌菌渣饲养锹甲科环锹属鸡冠细身赤锹形虫Cyclommatus mniszechi幼虫的新技术，研究表明：白木耳菌渣灭菌后适用于3龄前幼虫的养殖，雌虫化蛹率为75.00%，羽化率为75.00%，雄虫化蛹率为100%，羽化率为33.33%；3龄幼虫需用白木耳非灭菌菌渣∶发酵木屑＝1∶1饲养，化蛹率和羽化率均为100%。证实白木耳菌渣可作为人工饲料饲养鸡冠细身赤锹形虫幼虫。

2.5 能源化利用

食用菌栽培原料主要是木屑、棉籽壳、秸秆等，这些材料本身是传统的生物质燃料，而经食用菌转化后，菌渣中依然有很多木质素、纤维素残存，可以作为生物质燃料利用。

食用菌菌渣干制后可以直接作为食用菌菌袋灭菌或菇棚增温时的燃料，也可以将食用菌菌渣压制成型，生产生物质燃料，作为燃料使用，也有将食用菌菌渣进行处理，制备成烧烤碳，用于烧烤。

菌渣还可以作为发酵底物通过生物反应设备生产沼气或酒精，作为燃烧基质。秦文弟等[55]以含有沼渣的食用菌菌渣作为沼气发酵原料，在常温条件下（25～34 ℃）进行厌氧发酵生产沼气，结果显示：菌渣在发酵60 d内的总产气量为1.38 m3，产沼气潜力为0.12 m3/kg，日平均产气率为0.15 m3/d，甲烷含量在发酵12 d时达到50%以上，此后一直保持在57%左右，表明含有沼渣的食用菌菌渣是优质的沼气发酵原料，菌渣厌氧发酵能有效解决轻型基质类原料厌氧发酵结壳的问题。杨新鹏等[56]将滑菇菌渣为基料利用液态法发酵生产酒精，通过正交试验，以酒精转化率为目标值优化工艺，所得酒精转化率最高为95.03%，为食用菌菌渣的进一步开发利用提供了一条新途径。汪金萍等[57]以香菇菌渣为发酵原料，在仅添加水而不添加任何其他物质的情况下，经高压灭菌后接入酵母发酵生产酒精，经优化得到最佳发酵生产酒精的条件为：于500 mL的摇瓶加入200 mL水，添加食用菌菌渣23 g，酵母活化液11 mL，起始pH值为7，放置于30 ℃、90 r/min的摇床中，发酵6 d时酒精产量最多，高达3.93%。此外，食用菌菌渣经过磨粉和高压压缩还可以制成压缩颗粒，作为生物质燃料使用。

2.6 提取物利用

由于菌渣中含有大量的食用菌菌丝，而菌丝中含有生物活性酶和丰富的代谢产物，如肌酸、三萜皂苷、植物甾醇等生物活性物质；因此，从菌渣的食用菌菌丝中提取生物活性物质是利用菌渣的途径之一。例如，从香菇菌棒的菌丝体中提取木醋液和香菇多糖，从猴头菇菌丝体提取养胃活性成分，从栗蘑提取有效成分如β（1-3）D-葡聚糖和β（1-6）D-葡聚糖蛋白质化合物，从灵芝菌丝体提取甾类物质、三萜类物质等。据报道，张婷婷[58]从金顶侧耳中采用水提法提取多糖，并将提取多糖后的菌渣蛋白饲料化。党立志等[59]从茶树菇菌渣中提取多糖。马怀良等[60]利用水浸提法浸提滑子蘑菌渣纤维素酶。

2.7 环境修复

木屑、树皮、米糠、玉米芯等因其独特的孔隙结构，被报道用于去除溶液中重金属离子的吸附剂。食用菌菌渣中含有大量的此类物质，同时真菌菌丝也具有吸附作用。

2.7.1 环保生物处理

活性炭吸附是去除水中有机污染物的重要手段。使用食用菌菌渣作为原料，通过简单的炭化和活化过程可得到比表面积高达3 878.3 m3/g的多孔活性炭材料，材料制备过程用到的化学试剂只有氢氧化钾与盐酸，整个制备过程简单，易操作，绿色、环保。以废棉、工厂化杏鲍菇为原料栽培草菇后的菌渣被环境卫生综合管理部门用于污水处理中，作为有害生物的吸附剂和生物载体。

菌渣可以用于环保生物处理，如污水处理。陶维等[61]研究表明食用菌菌渣转化的多孔碳对水溶液中四环素的吸附力很强。成建[62]将食用菌菌渣转化的多孔碳作为一种高性能吸附剂去除水中双酚A（BPA），吸附性能良好，在酸性和中性条件下均有着较好的吸附性能，但在碱性条件下吸附量明显下降并且在25 ℃时达到最大吸附量1 248 mg/g。成建等[63]以菌渣炭化得到的多孔碳材料吸附双酚A、2,4-二氯苯酚和亚甲基蓝，最大吸附量分别达到了1 249、1 155、869 mg/g，均高于已报道的其他吸附剂和商品活性炭（5次吸附/再生循环后，去除效率仍能保持78.4%）。与此同时，该多孔碳材料应用于钠离子电池时，发挥了良好的碳骨架功能。采用蒸发—冷凝的方法成功地将红磷纳米颗粒装载到菌渣生物碳孔隙中，得到了红磷/多孔碳（PC@RP）复合材料。其包含的多孔碳骨架增强了材料的导电性，有效地缓解了充放电过程中的体积效应。

2.7.2 农药阻抗

菌渣中还富含可降解农药的各种微生物和酶类，能够代谢土壤中残存的农药，避免土壤的二次污染；施入菌渣可改变农药在土壤固相和水相中的分配，降低土壤水相中的农药浓度，降低农药通过根系吸收进入植物的风险。为防治根结线虫，在西瓜种植土壤中施用噻唑膦（福气多），但噻唑膦对幼苗根系有毒害作用，而667 m2施入3 t菌渣，可减少西瓜幼苗中噻唑膦的峰值浓度，较好地防控了西瓜苗期的噻唑膦对根系的药害。利用菌渣部分替代化肥种植香芹，可有效阻抗土壤杀菌剂多菌灵向香芹的迁移，香芹中多菌灵含量较常规种植方式降低79.2%，保障了蔬菜的安全生产。菌糠∶鸡粪（1∶1）与对照100%鸡粪比，能加快对土壤中辛硫磷和毒死蜱的降解，且果实中辛硫磷和毒死蜱的含量符合国家限量标准（相关数据数据未发表）。

2.7.3 重金属吸附

菌渣可作为具有多空隙度的疏松材料，实现对废液或污水、土壤中重金属的吸附。鲜杨[64]研究表明，菌渣生物碳对Cd2＋的吸附主要为化学吸附及单分子层吸附，平菇、香菇菌渣生物碳对Cd2＋的理论最大吸附量达71、46.87 mg/g，2种菌渣生物碳添加至土壤中能有效降低小白菜体内镉含量，在施用量为2%时，能够分别显著降低镉含量57.5%、54.1%，所得小白菜中重金属镉含量达到《食品安全国家标准》（GB 2762—2012）中的相关限值。何梓林等[65]的研究也取得了类似的结果，施用香菇菌渣生物碳和平菇菌渣生物碳均能显著提高土壤pH值和有机质（SOM）含量，并使土壤可交换态镉降低，而提高残渣态镉含量，可显著降低小白菜镉含量，分别降低57.5%和54.1%。

2.7.4 土壤改良

施用食用菌菌渣能降低土壤容重，改善土壤通气性和保水性，同时能显著提高土壤有机质、全氮和有效磷含量；因此，食用菌菌渣能够改善土壤理化性质，提高土壤肥力，可作为有机肥原料或土壤改良剂；同时，食用菌菌渣可以通过对土壤中植物积累的特定化合物的降解而克服连作障碍。例如，茹瑞红等[66]研究表明，不同菌渣提取液对可能导致地黄连作障碍的酚酸具有降解效果，其中杏鲍菇菌渣提取液对5种酚酸（对羟基苯甲酸、香草酸、丁香酸、香草醛和阿魏酸）的总降解率最高，达75.3%。盆栽试验结果表明，施用杏鲍菇菌渣的地黄根际土壤中的对羟基苯甲酸和香草醛相对含量最低；地黄冠幅、叶片数量、叶长、叶宽和株高等指标接近头茬地黄水平，块根质量鲜质量和干质量分别提高2.70、3.66倍，单株梓醇总量提高2.25倍，同时提高了地黄根际土壤中细菌、真菌和放线菌的数量，也提高了地黄根际土壤中蔗糖酶、纤维素酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶的活性。这些结果表明，施用杏鲍菇菌渣在一定程度上有效地缓解了地黄的连作障碍。

2.7.5 染料脱色

菌渣可用于染料脱色，例如，刘子璐等[67]研究表明，工厂化杏鲍菇菌渣具有高漆酶活性，可达7.55×104U/g；其能用于孔雀石绿、活性艳蓝等染料废水的脱色、脱毒，15 cm高菌渣柱脱色效果最佳，对孔雀石绿、活性艳蓝、甲基橙、活性红和活性黑5种染料的脱色率分别为100%、98.60%、72.82%、61.97%和43.73%，脱色产物毒性均低于未处理染料，具有重要经济和生态价值。张永等[68]也研究了杏鲍菇菌渣固态发酵产漆酶的方法及其在染料脱色上的应用，在无介体存在的条件下发酵粗酶液作用3 h，对甲基红、活性艳蓝K3R、酸性蓝209、活性艳蓝KNR的脱色率均超过65%；在添加介体的条件下粗酶液作用3 h，对活性艳蓝K3R、酸性蓝209、活性艳蓝KNR的脱色率均超过80%。

2.8 垫料化

发酵床养殖技术是一种新型的环保养殖技术，在生产中木屑常被用作发酵床垫料。食用菌基质本身以木屑、玉米芯等为原料，并且在菌丝生长过程中分泌大量的生物活性物质，同时菌渣中含有大量有益微生物，可有效地增强动物的免疫功能，提高抗病能力，还可去除异味，解决养殖污染问题。养殖中，菌渣发酵可作为养猪发酵床垫料。刘小莉等[69]研究表明，在发酵时间、发酵床表面及不同深度的温度、猪上床饲养的健康状况与生长性状方面，添加菌渣的发酵床与添加锯末或稻壳的发酵床效果相当，都能形成稳定的循环，保障猪的正常生长；但添加菌渣的发酵床下沉速度相对较快，发酵床垫料用锯末50%、菌渣50%的比例为添加菌渣的最佳配比。高跃等[70]选用符合发酵床垫料原料指标（C/N＞25）的香菇和黑木耳2种废菌棒，配制含50%、70%香菇废菌棒发酵床，和普通发酵床垫料对比，废菌棒发酵床的保育猪头均日增重分别为0.611 kg和0.586 kg，比普通发酵床保育猪0.598 kg分别提高2.17%和下降2.01%；从饲料转化率看，50%、70%香菇废菌棒发酵床保育猪组料重比分别为2.12和2.20，比普通发酵床组料重比（2.15）下降1.40%和提高2.33%。

2.9 材料应用

2.9.1 生物可降解材料

利用食用菌菌渣可制备生物降解材料，且已被广泛应用。例如，胡文峰等[71]使用65%～100%食用菌菌渣、0%～15%纤维材料、0%～10%胶黏剂、0%～5%润滑剂生产的可生物降解材料可用于包装缓冲材料、建筑材料中的隔热层、天花板、装饰品，实现了变废为宝，为食用菌工业带来经济效益，可生物降解材料绿色、环保，可替代一次性发泡材料，减少由发泡材料造成的环境污染。杨其玉等[72]利用香菇菌渣中生物酶的生物降解特性，采用热水预浸工艺进行机械法制浆，将50%～60%菌渣生物机械浆与包装箱废纸浆配抄，具有较好的抄造性能，纸样主要指标能达到或超过瓦楞芯纸国家标准合格品的要求。

2.9.2 新材料

碳基材料因其优异的导电性，较高的理论比表面积，高化学稳定性，孔径易调控等优点，被广泛应用于商业化超级电容器等储能器件。将可再生的生物质原料转化为高附加值的碳基材料引起了科研人员的广泛兴趣。曹菲菲等[73]已经以食用菌菌渣为原料制备了高容量超级电容器多孔碳材料。

3 存在问题

随着我国食用菌产业的发展，菌渣总量随之迅速增长，但菌渣的利用率还处于较低水平。究其原因，主要存在如下问题。

3.1 菌渣理化性质研究薄弱

目前有关菌渣的营养成分、理化性质等基础研究尚不够深入，这直接限制了菌渣的应用。此外，菌渣所含有的有效成分分析研究还不够细致；菌类蛋白和活性物质的成分、代谢机理不明。菌渣本身含有丰富的N、P、K等营养物质，还含有重金属元素等有害物质，若对其处理不当会对环境造成一定影响。虽然已有部分这方面的研究，但关于菌渣对环境的影响评价还不够深入[74-75]。菌渣中是否存在有害生物，及其对于饲料利用的限制研究鲜有报道。菌渣施用于土壤造成的微生物区群落变化所产生的肥效、改善土壤物理结构、抗连作障碍机理也未深入揭示。

此外，不同栽培菇种和工艺产生的菌渣理化性质研究也不够细致。除工厂化菌渣外，农法栽培的菌渣受原料、栽培工艺、菇种等影响很大，这对于稳定的利用途径和工艺限制很大。

3.2 研究应用缺乏协作

由于食用菌生产与菌渣利用存在跨学科、跨行业问题，食用菌菌渣的研究利用涉及生物学、物理学、化学等理学学科，还涉及到许多工程学科。菌渣的生产属于食用菌产业，但其利用又涉及很多其他产业，而各产业研究者间缺乏沟通与协作。

3.3 利用研究多，落地少

菌渣利用方向虽然多，但很多仍然停留在研究阶段。一方面，研究到产业化应用需要衔接；另一方面，由于投入产出比或者技术原因，能够转化应用的成果较少；再者，由于食用菌生产与菌渣利用存在跨学科、跨行业问题，缺乏行业间的沟通交流，造成衔接不畅，限制了其应用。

4 建议及展望

4.1 加深基础研究

从生物学角度，借助代谢组学，深入研究食用菌菌丝的代谢过程，从而明确菌渣的生物活性成分。建立标准化的栽培配方，规范栽培工艺，并对菌渣都进行理化性质检测分析，建立理化成分参数数据库，为实现菌渣利用效果的最优化打下基础。研究食用菌菌渣所含的有害生物及重金属等有害物在土壤或环境中的消亡或迁移规律，为消除菌渣利用的生态隐患打下基础。明晰菌渣对土壤环境的微生物群落演替、物理化学结构等影响作用的内在机理。

4.2 加强学科间融合，产业间合作

菌渣的研究需要生态学、微生物学，甚至土壤学科、工程学科之间的协作，才能使其深入研究，并真正应用于生产实践中。加之，食用菌均有转换农林下脚料生产优质蛋白和有机肥原料的特性，在生态循环中占有重要地位。因此，不能单一的看待和发展食用菌产业，而应该实现食用菌产业与种养业的多产业耦合偶联，创新多种生产模式，如秸秆—菌渣—有机肥；棉籽壳—菌渣—养虫—虫粪—有机肥—栽培草莓、西瓜、花卉；木屑—菌渣—生物碳，以实现生态循环效果。