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食用菌菌渣綜合利用研究進(jìn)展 董雪梅1，王延鋒1，孫靖軒1，黃文2，倪淑君3，張海峰3，王金賀1，孟祥海1 ( 1． 黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院牡丹江分院，黑龍江牡丹江157041;2． 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，湖北武漢430070;3． 黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧研究所，黑龍江哈爾濱150086) 摘要: 隨著食用菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，食用菌栽培后產(chǎn)生了大量的菌渣。但目前我國(guó)對(duì)菌渣的綜合利用率還很低，大量的可再生資源菌渣被廢棄，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。詳細(xì)綜述了食用菌菌渣利用的現(xiàn)狀，對(duì)代替原材料栽培食用菌以及用作肥料、飼料、基質(zhì)、生態(tài)環(huán)境的修復(fù)材料等方面的研究進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)和概括，并提出菌渣利用研究中存在問題和應(yīng)用前景。 關(guān)鍵詞: 食用菌菌渣; 綜合利用; 研究進(jìn)展 中圖分類號(hào): S646. 9 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A 文章編號(hào): 1003－ 8310 ( 2013) 06－ 0004－ 03 我國(guó)是食用菌生產(chǎn)大國(guó)，據(jù)中國(guó)食用菌協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2011年全國(guó)食用菌生產(chǎn)總量達(dá)到2. 57 × 107 t，產(chǎn)值超過1 400 億元，出口創(chuàng)匯24. 07 億美元，較2010 年食用菌總產(chǎn)量、總產(chǎn)值和出口創(chuàng)匯分別增長(zhǎng)了13. 7%、10%、37. 8%［1］。伴隨著食用菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，采收食用菌子實(shí)體后廢棄的固體培養(yǎng)基即菌渣的數(shù)量越來越多。調(diào)查顯示，每生產(chǎn)1 kg 的食用菌約產(chǎn)生菌渣的數(shù)量為3. 25 kg。據(jù)統(tǒng)計(jì)，荷蘭菌渣的產(chǎn)生量每年達(dá)到2. 1 × 106 m3 ，美國(guó)菌渣的產(chǎn)生量每年達(dá)到3. 4 × 106 m3 ，愛爾蘭邊界城市每年菌渣的生產(chǎn)量達(dá)到1. 9 × 106 t［2］。而我國(guó)作為食用菌生產(chǎn)量最大的國(guó)家，2011 年的菌渣產(chǎn)生量為8. 36 × 107 t［3，4］，數(shù)量巨大。然而如何對(duì)菌渣進(jìn)行環(huán)保有效的處理，卻一直沒有得到很好的解決。每年大量的菌渣被當(dāng)做農(nóng)業(yè)垃圾隨意丟棄或者焚燒，因此及時(shí)科學(xué)地處理食用菌菌渣，實(shí)現(xiàn)廢物再利用，變廢為寶，促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)循環(huán)刻不容緩。本文從食用菌菌渣代替原材料栽培食用菌，及作為有機(jī)肥料、燃料和能源材料等方面對(duì)菌渣的再利用情況進(jìn)行了闡述，并展望了其利用前景。 1· 食用菌菌渣的利用現(xiàn)狀 1. 1 代替原材料栽培食用菌 由于食用菌的生長(zhǎng)未能完全充分利用菌渣中的營(yíng)養(yǎng)成分，因此，菌渣在二次食用菌栽培中的應(yīng)用較為廣泛。如適量黑木耳菌渣提取液，對(duì)平菇和榆黃蘑菌絲生長(zhǎng)具有一定的促進(jìn)作用［5］，當(dāng)利用30%黑木耳菌渣替代木屑栽培平菇和秀珍菇，產(chǎn)量和生物轉(zhuǎn)化率達(dá)到最高值，與對(duì)照以及其它處理相比差異顯著［6］。利用靈芝菌渣和鮑魚菇菌渣作為部分原料栽培平菇，40% ～ 50% 靈芝菌渣、30% 鮑魚菇菌渣加入量效果較好，與未加入菌渣配方相比差異不顯著［7］。利用白靈菇菌渣替代部分棉籽殼原料栽培杏鮑菇，結(jié)果表明，用50% 的白靈菇菌渣廢料代替栽培料中的部分棉籽皮栽培杏鮑菇，其生物學(xué)效率與對(duì)照相比沒有顯著差異，生物學(xué)效率可達(dá)38. 28%，子實(shí)體性狀也比較理想［8］。研究發(fā)現(xiàn)，用黑木耳栽培后的菌渣栽培草菇、雞腿菇，可節(jié)省原料，降低生產(chǎn)成本［9］。 食用菌菌渣用作再生產(chǎn)配料可以節(jié)省成本，提高產(chǎn)量，值得大力推廣。但是要合理選擇二次栽培菌種，以充分利用培養(yǎng)料中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì); 再者要進(jìn)行嚴(yán)格滅菌，以免造成二次污染; 最后，為了達(dá)到最佳的利用效果，對(duì)于不同菌種的合理添加配方還需進(jìn)一步研究。 1. 2 作為有機(jī)肥料 我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，每年都需要使用大量肥料，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中普遍存在著過量施用化肥，而有機(jī)肥施用不足的現(xiàn)狀，因此導(dǎo)致耕地土壤養(yǎng)分及有機(jī)質(zhì)含量普遍偏低，加劇了農(nóng)田環(huán)境污染，降低農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，出現(xiàn)了糧食不香、蔬菜不嫩和瓜果不甜的現(xiàn)象［10］。菌渣營(yíng)養(yǎng)豐富，有益于作物的生長(zhǎng)，除了在代替原材料栽培食用菌方面的應(yīng)用之外，有機(jī)肥料是菌渣另外一個(gè)重要的資源化途徑。 國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)菌渣在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用做了很多研究，發(fā)現(xiàn)菌渣的施用可以改善土壤結(jié)構(gòu)和增加土壤肥力。王瑩等［11］通過田間試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，施用已經(jīng)發(fā)酵的食用菌廢渣，土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和容重等物理性質(zhì)得到良好改變，土壤中的有機(jī)質(zhì)、堿解氮和速效鉀的含量得到增加，并且隨著菌渣比例的增加改良效果呈上升趨勢(shì)，但速效磷含量隨廢渣比例的增加而減少。王建忠［12］通過研究發(fā)現(xiàn)施用平菇菌渣有機(jī)肥后，番茄的可溶性總糖含量、可溶性固形物含量和維生素C 含量均較常規(guī)施肥得到極顯著提高，而硝酸鹽含量則極顯著降低，這表明施入平菇菌渣有機(jī)肥可有效改善番茄的品質(zhì)。馬嘉偉等［13］在盆栽試驗(yàn)條件下，研究不同比例黑木耳菌渣與化肥配施對(duì)水稻生育期內(nèi)紅壤養(yǎng)分動(dòng)態(tài)變化和水稻生長(zhǎng)的影響，研究表明，高用量菌渣各處理均顯著提高了收獲期土壤有效磷含量，高用量菌渣與高用量化肥配施顯著提高了收獲期土壤有機(jī)質(zhì)含量，高用量菌渣與中、低用量化肥配施顯著提高了土壤速效鉀含量，但是各處理間土壤堿解氮含量差異不明顯; 在低菌渣用量下，水稻葉片SPAD 指數(shù)隨著化肥施用量的增加而增加，在高菌渣用量下，水稻葉片SPAD 指數(shù)沒有顯著增加;高量化肥與高量菌渣配施獲得稻草生物量和稻谷產(chǎn)量都最高，經(jīng)濟(jì)系數(shù)最大。吳富強(qiáng)等［14］通過大田對(duì)比試驗(yàn)，使用葛根菌渣生物有機(jī)肥可加快日光溫室蔬菜植株的生長(zhǎng)進(jìn)程，改善蔬菜果實(shí)的經(jīng)濟(jì)性狀，提高蔬菜的單果重和單株產(chǎn)量，降低黃瓜畸形果率和番茄裂果率; 改善了土壤耕作層微生物區(qū)系，對(duì)有害菌繁殖有較好的抑制作用，能夠有效地控制和減輕地上病害和土傳病害的發(fā)生，減輕危害程度; 使黃瓜增產(chǎn)8. 86%～ 14. 96%，番茄增產(chǎn)4. 50% ～ 15. 45%。合理的施用能夠逐步消除化肥污染，降低硝酸鹽含量，改良土壤、抗板結(jié)，對(duì)今后發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)具有較重要的社會(huì)意義。宮志遠(yuǎn)等［15］以工廠化金針菇菌渣為原料制備有機(jī)肥，開展了菌渣有機(jī)肥在油菜上的肥效試驗(yàn)，結(jié)果表明，菌渣有機(jī)肥可替代化肥在油菜上做基肥施用，能夠促進(jìn)油菜增產(chǎn)，菌渣有機(jī)肥配合化肥使用效果較好，每畝施用菌渣有機(jī)肥300 kg 和25 kg 復(fù)合肥的處理最佳，比農(nóng)民習(xí)慣施肥增產(chǎn)24. 6%，效益提高21. 5%。 1. 3 作為燃料和能源材料 菌渣中含有大量的培養(yǎng)基質(zhì)，因此可以作為一種很好的燃料。將菌渣曬干后可以作為食用菌菌袋滅菌的燃料，又可代替煤或炭作為冬天育菇輔助升溫的燃料。此外，菌渣可以作為發(fā)酵底物來生產(chǎn)沼氣，滿足人們?nèi)粘Ｉ钪械哪茉葱枨蟆８呤坑训龋?］進(jìn)行了黑木耳、雞腿菇、草菇等食用菌菌渣生產(chǎn)沼氣的試驗(yàn)研究，結(jié)果表明，應(yīng)用菌渣發(fā)酵可提前7 d ～ 10 d產(chǎn)氣，且產(chǎn)氣率高、產(chǎn)氣量大、火力足、供氣時(shí)間長(zhǎng)，其沼氣燒水做飯效果與石油液化氣相當(dāng)。 1. 4 作為禽畜飼料 菌渣不但含有菌絲蛋白、多種氨基酸、微量元素和維生素等，而且食用菌的生長(zhǎng)代謝使菌渣中粗纖維的水平下降，粗蛋白含量提高，具有松軟可口、氣味芳香等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為畜禽飼料來源的新途經(jīng)。用飼料發(fā)酵劑能將菌渣制成上等飼料，可以飼喂多種畜禽，不僅不影響畜禽的生產(chǎn)性能，還能降低飼養(yǎng)成本，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。葉紅英等［16］通過自制菌渣飼料飼喂育肥豬，降低養(yǎng)殖成本，但又不會(huì)影響生產(chǎn)性能; 與對(duì)照組比較，得出飼喂2 種飼料育肥豬的體況變化、日增質(zhì)量和料肉比差異不顯著。高士友等［17］用北草蟲菌渣飼喂肉雞，較常規(guī)喂養(yǎng)( 對(duì)照組) 提高仔雞成活率3%，日增重提高5. 52%，料肉比下降7. 1%，飼料成本下降10%; 蛋雞產(chǎn)蛋率較對(duì)照組提高1. 5%，日產(chǎn)蛋提高3. 56%。劉多才［18］在奶牛日糧中加入適量發(fā)酵菌渣代替部分精料，不會(huì)嚴(yán)重影響奶牛泌乳量，乳的營(yíng)養(yǎng)成分沒有明顯變化，完全符合國(guó)家鮮乳收購標(biāo)準(zhǔn)，并且，通過試驗(yàn)總結(jié)出菌渣替代奶牛中部分精料的替代量以15% ～ 20% 最好，20% 以上會(huì)一定程度影響經(jīng)濟(jì)效益。菌渣用作飼料，既降低了飼料成本，又節(jié)約了精飼料，在某種程度上可以緩解畜牧業(yè)發(fā)展所面臨的糧食短缺問題。據(jù)中國(guó)食品土畜進(jìn)出口商會(huì)信息［19］，美國(guó)Total NutraceuticalSolutions 公司( 簡(jiǎn)稱TNS) 報(bào)道，菌渣中具有某些生物活性物質(zhì)，這些生物活性物質(zhì)可作為天然的抗氧化劑和抗炎藥物，將之添加到動(dòng)物飼料中可以預(yù)防一些動(dòng)物因食物鏈問題而引起的疾病，而且TNS 公司正在研究將廢菌渣研制成動(dòng)物飼料添加劑。 1. 5 作為栽培基質(zhì) 菇渣容重小、疏松且通氣性好，養(yǎng)分含量高，不但能夠確保水分和空氣的供應(yīng)，還能不斷釋放養(yǎng)分，促進(jìn)根系生長(zhǎng)，具有保濕和填充料的作用。Paredes［20］選取3 種具有不同耐鹽能力的蔬菜，對(duì)比菌渣和泥炭2 種培養(yǎng)基質(zhì)的栽培效果，研究得出，75%菌渣與25%泥炭含量的培養(yǎng)基質(zhì)可以用于蔬菜育種。邱艷華等［21］利用菌渣作為基質(zhì)栽培辣椒、黃瓜、西紅柿等獲得成功，節(jié)約成本3 000 元·hm－ 2 ，經(jīng)濟(jì)效益好。 1. 6 作為生態(tài)環(huán)境修復(fù)材料 相關(guān)研究表明，菌渣作為生物活性材料可以應(yīng)用于受苯環(huán)類結(jié)構(gòu)有機(jī)物污染的土壤及水體的污染生態(tài)修復(fù)［22］。涂響等［23］研究了香菇菌渣吸附水體中Pb2 + 的機(jī)理與性能，結(jié)果表明，在pH 4. 09 ～ 6. 00 時(shí)，Pb2 + 濃度分別為20 mg·L － 1、50 mg·L － 1、100 mg·L － 1 時(shí)，吸附劑最佳用量為1 g·L － 1、2 g·L － 1、5 g·L － 1。Law 等［24］ 研究了蘑菇渣堆肥對(duì)廢水中PCP 的生物降解作用，將5% 蘑菇渣堆肥材料投入含2 mg·L － 1～ 100 mg·L － 1PCP 的廢水中，室溫下培養(yǎng)2 d，離心過濾后發(fā)現(xiàn)，PCP 去除率達(dá)88. 90%，其中18. 80% 被生物吸附，70. 10%被生物降解，1 g 菇渣堆肥最高可去除15. 50 mg的PCP。蔣元繼等［25］研究了香菇菌渣吸附水體中重金屬鉛的效果，結(jié)果表明，將香菇菌渣放入含重金屬鉛的水溶液中，菌渣用量為3. 00 g·L － 1 時(shí)，溶液中Pb2 + 濃度越低，菌渣對(duì)鉛的吸附率越高，溶液中Pb2 + 濃度為20. 00 mg·L － 1 時(shí)，菌渣對(duì)鉛的吸附率達(dá)到97. 00%。應(yīng)用食用菌菌渣處理含重金屬的廢水是一個(gè)值得研究的課題。 2 ·菌渣利用存在問題 2. 1 菌渣利用的研究深度不夠 國(guó)內(nèi)對(duì)菌渣利用的研究起步較晚，相對(duì)而言，國(guó)外研究較為成熟，甚至涉獵到環(huán)境保護(hù)、能量再生等方面。用作飼料、堆肥等方面機(jī)理的研究還存在著諸多問題，有待于進(jìn)一步研究確定。專門針對(duì)食用菌菌渣堆肥工藝和參數(shù)控制研究較少。 2. 2 缺乏行業(yè)間的銜接與結(jié)合 對(duì)于食用菌菌渣的研究利用大多只是針對(duì)一方面進(jìn)行研究，對(duì)其利用有限，沒有將菌渣各個(gè)方面的研究結(jié)合起來，對(duì)其綜合高效地利用。 3 ·前景展望 由于食用菌產(chǎn)業(yè)的繁榮，如何處理好菌渣這一資源將會(huì)成為未來研究熱點(diǎn)。如何利用好菌渣不僅是一個(gè)自然資源利用問題，而且對(duì)環(huán)境保護(hù)也具有重要意義。搞好菌渣的綜合利用，可使農(nóng)業(yè)、食用菌業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)有機(jī)地結(jié)合起來，使自然資源得以良性循環(huán)，大大提高資源的利用率，有效地利用菌渣廢料資源、變廢為寶，對(duì)食用菌業(yè)良性持續(xù)發(fā)展具有重大的意義，有利于低碳經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。 ［參考文獻(xiàn)］略 |
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