我國茭白鞘葉綜合利用技術研究與應用現狀

陳建明，張玨鋒，何月平，符長煥，鄭春龍，周楊，王來亮

（1.浙江省農業科學院植物保護與微生物研究所，杭州，310021；2.余姚市農業科學研究所；3.余姚市河姆渡茭白研究中心；4.浙江縉云縣農業局）

我國茭白鞘葉綜合利用技術研究與應用現狀

陳建明1，張玨鋒1，何月平1，符長煥2，鄭春龍3，周楊4，王來亮4

（1.浙江省農業科學院植物保護與微生物研究所，杭州，310021；2.余姚市農業科學研究所；3.余姚市河姆渡茭白研究中心；4.浙江縉云縣農業局）

茭白是我國特有的水生蔬菜，茭白鞘葉的開發利用是當前我國茭白產業急需解決的難題。本文主要從茭白鞘葉的主要營養成分，茭白鞘葉的綜合利用技術（如作為食用菌栽培基質、農田肥料、動物飼料、工藝品、生活能源、工業原料和生物吸附劑等）以及其應用現狀進行綜述，目的是為科學合理地利用廢棄茭白鞘葉提供技術支撐。

茭白鞘葉；綜合利用技術；應用現狀

自20世紀80年代以來，我國茭白產業快速發展，現已于長江中下游各省份廣泛種植，目前全國茭白種植面積6.7萬hm2，年產值30多億元[1]。廢棄的茭白鞘葉指茭白采收后茭白上部葉片和下部殘留的葉鞘。茭白采收戶通常將其葉片成堆地拋棄在路旁、河道和田頭，葉鞘則留在田間，任其腐爛或者將其焚燒。初步估計，每667 m2茭田每年可產茭白鮮秸稈質量5 000 kg以上，全國每年浪費的茭白鞘葉鮮質量在500萬t以上。茭白鞘葉的開發利用是當前我國茭白產業急需解決的問題和難題，如果不采取有效的措施科學利用廢棄的茭白鞘葉，既會影響茭白產業的健康發展，又會帶來嚴重的生態環境污染問題。為此，在研究基礎上結合有關文獻，對我國廢棄茭白鞘葉的綜合利用技術研究及應用現狀作一綜述，以期為我國茭白產業的發展提供參考。

1 茭白鞘葉的主要營養成分

研究發現，不同品種、不同生育期的茭白葉片和葉鞘中的營養成分差異大，葉片中粗蛋白含量較高，為11.2%～14.3%，葉鞘中粗蛋白含量為8.94%～ 11.5%。而分蘗盛期的粗脂肪含量明顯高于孕茭期，粗纖維在不同品種和生育期間差異不明顯。糖含量在茭白生育后期高于前期，灰分的含量則在葉鞘中相對較高。茭白葉鞘中粗蛋白、粗纖維和總糖以及微量元素的含量較高。微量元素中SiO2的含量最高（占5%以上），稍低于水稻秸稈中SiO2的含量；其次為氧化鉀（K2O）的含量，葉片和葉鞘中含量分別為3%～4%和5%～7%。Fe含量在170～290 mg/kg，葉鞘中還含有Ca、Mg、Mn、Cu、Zn等中微量元素。茭白葉鞘中游離氨基酸含量也較高，其中絲氨酸（Ser）所占比例最大，占28.8%～46.4%，有機質含量65.50%，腐殖酸26.9%，全氮3.70%，全磷0.50%，全鉀2.10%[1～3]。

2 茭白鞘葉的綜合利用技術研究

由于茭白鞘葉中營養成分比較豐富，纖維、蛋白質、木質素的含量很高，因此其用途較多。茭白鞘葉綜合利用時，主要作為食用菌栽培基質、農田肥料、動物飼料、工藝品、生活能源、工業提取原料和生物吸附劑等。

2.1 茭白鞘葉作為食用菌的栽培基質

茭白鞘葉的營養成分與禾本科植物的稻麥草相似，以纖維素為主，稻麥草等作物的秸稈是栽培草腐型食用菌的理想原料，因此，茭白鞘葉也是一種潛在的栽培食用菌的新材料。由于茭白鞘葉組織比稻草疏松、持水量大，將有助于縮短堆肥發酵時間，提高栽培工效，并且有利于更充分地為食用菌提供生長發育所需的水分。目前，利用茭白鞘葉成功栽培的食用菌種類主要有蘑菇[2，4，5]、草菇[5]、雞腿菇[1，5]、大球蓋菇[6，7]、雙孢蘑菇[8，9]等。

林仰河等[4]連續 2 a開展茭白鞘葉（干）代替稻草進行栽培蘑菇的試驗，結果表明，茭白鞘葉栽培的鮮菇產量與稻草栽培的無明顯差異，且其出菇相對集中，菇朵形比較整齊，合格率高。符長煥等[2]通過茭白鞘葉栽培蘑菇的試驗，初步明確了茭白鞘葉栽培蘑菇的工藝流程、栽培配方、栽培技術與克服所出現問題的方法。蔡為明[5]討論了茭白鞘葉栽培蘑菇、草菇、雞腿菇等食用菌的可行性，分析了茭白鞘葉栽培食用菌的經濟和生態效益，并提出了利用茭白鞘葉栽培蘑菇、草菇、雞腿菇的參考配方和栽培工藝。鄭巧平[8]和鄭春龍[9]的研究表明，與稻草配方相比，茭白鞘葉配方的雙孢蘑菇現蕾期和采菇始期分別推遲3 d和4 d，采菇期延長12 d，且可采收5批，比稻草配方多1個批次；其蘑菇產量和稻草配方接近，為6.65 kg/m2，每667 m2凈收入達11 886元。浙江省農科院園藝所利用茭白鞘葉栽培蘑菇的試驗表明，培養料在室外堆制發酵的過程中，可以減少1次翻堆，堆制發酵時間比正?？煽s短7 d，發菌時間縮短2 d，可提早出菇，產量與常規稻草栽培相仿[1]。浙江省德清縣武康鎮上柏村興農食用菌場場長張美林用廢棄茭白葉作為小袋無土栽培姬菇的生長基質和大棚內有土栽培大球蓋菇的培養料，經過3 a試驗，用茭白鞘葉種出來的菇比以前更香、更嫩、更有營養，且產量與長勢都不錯。浙江省磐安縣農業局食用菌站利用茭白葉也成功種植大球蓋菇，并全縣范圍內示范推廣，每667 m2可產鮮菇1 200 kg，產值1.2萬多元[7]。浙江麗水景寧畬族自治縣東坑鎮桃源村的畬族群眾采用高山茭白葉代替傳統雜木屑，作為種植大球蓋菇的培養基，平均每667 m2可節約木料1.5 t，有效保護了當地的森林植被。吳邦仁等[6]結合茭白鞘葉栽培大球蓋菇的成功經驗，總結了利用茭白鞘葉進行大球蓋菇栽培的各個技術環節要點，包括栽培季節與栽培場地的選擇、培養料的處理、鋪料與播種、發菌期的管理、出菇期的管理、病蟲害的防治、適期采收等內容。

食用菌栽培后的廢料是農作物的優良有機肥料，將其歸還農田，具有培肥地力，改良土壤，減少化肥施用，降低農業生產成本，提高農作物品質等作用。因此，利用廢棄茭白鞘葉栽培草腐型食用菌是一項可持續的生態型高效益農業產業。

2.2 茭白鞘葉直接還田、蓋田或發酵作肥

茭白鞘葉作為肥料的處理方法有直接還田、堆漚還田、蓋田等幾種。茭白鞘葉直接還田有3種：一是茭白葉鞘直接留田；二是茭白葉片覆蓋還田，即將茭白葉片整體覆蓋在茭白株行間，每667 m2還田150～200 kg。但目前更多地是將茭白葉覆蓋在雷竹、竹筍、馬鈴薯等作物上，如余姚市林業技術推廣技術總站主持了《茭白草覆蓋雷竹栽培技術研究》項目，3 a的試驗表明，茭白鞘葉具有較好的保溫、增溫作用，且對環境污染小，對土壤理化性狀影響小，并篩選出以茭白鞘葉為主的雷竹林最佳覆蓋物組合，同時總結出一套茭白鞘葉覆蓋雷竹林的簡易推廣模式；三是茭白鞘葉粉碎還田，每667 m2還田300～500 kg。茭白鞘葉堆漚還田通常以高溫堆漚，使鞘葉快速腐熟，通過控制濕度（含水65%以上）、調節碳氮比（加入0.5%的尿素）、撒入發酵腐化劑、分層堆積加快腐化速度。

近年來，浙江省農業科學院與余姚市農業科學研究所聯合研究以茭白鞘葉為主要原料生產有機復合肥的相關課題，通過不同發酵菌或速腐劑發酵的試驗，篩選出適宜茭白鞘葉快速腐熟的發酵菌劑，探明了發酵菌及調節劑的最佳配比與使用方法[10]，明確了浙江省農科院研發的發酵菌對茭白鞘葉具有腐解速度快，堆溫高，腐殖酸、全氮量、全磷量、全鉀量比例增加等優點，該方法處理的茭白鞘葉第22天基本腐爛熟化，確定了茭白鞘葉快速腐熟的最佳工藝配方，研究進一步提出了茭白草與豬糞聯合發酵生產的復合型作物專用有機肥的最佳配方，該配方生產的復混型有機肥適宜堆制發酵時間在30 d左右；研究提出了茭白鞘葉與化肥混合生產的有機、無機復合肥的最佳配方，茭白草與適量化肥摻混后制造的顆粒狀有機、無機復混肥，摻混N、P、K的比例以8∶4∶8為好。上述配方處理后茭白有效分蘗增加最多、經濟性狀（殼茭質量、凈茭質量、凈茭率、凈茭寬和凈茭長）表現最好、產量最高。

另外，食用菌栽培后的廢料是農作物的優良有機肥料，具有培肥地力、改善土質的作用。據分析，栽培原料通過食用菌降解后培養料中粗蛋白含量由種菇前的2%～8%提高到7.2%～9.5%；栽培蘑菇后的廢料含有機質26.6%，含氮1.6%，含磷1.43%，含鉀4.28%。

2.3 茭白鞘葉作為動物飼料

由于茭白鞘葉中粗纖維含量高，常常限制家畜瘤胃中微生物和消化酶對細胞壁內溶物的消化作用，導致其適口性和營養性差，無法被動物高效吸收利用。因此，開發利用茭白鞘葉作為飼料資源，提高其利用率和營養價值勢在必行。實踐中，茭白鞘葉等秸稈飼料的加工調制方法有物理、化學和生物處理3種，具體處理方法見俞曉平等[1]的專著。

早在1988年，上海青浦縣奶牛研究會和沈港鄉科協就進行了茭白殼和青玉米青儲飼喂奶牛的試驗。結果表明，飼喂期內，青玉米飼料以及茭白殼和青玉米混合飼料（1∶4混合切割）飼喂奶牛后,對牛奶產量和牛奶營養含量無顯著性差異。目前，茭白鞘葉作為動物飼料最成功的實例就是用作獺兔的飼料[11]。2010年6月3日，浙江省余姚市欣農兔業有限公司主持的省級金橋工程項目“茭白草制作獺兔飼料”通過驗收。專家組認為，利用茭白草作為飼料養殖獺兔，不僅解決了茭白草污染環境的難題，還探索出了一條生態農業的發展道路，為當地農民增收開辟了新途徑，真正實現了經濟發展和環境保護的雙贏。利用該技術，每只兔可以節省約2元錢的飼料費用。最近，浙江省農科院畜牧獸醫研究所正在開展利用茭白鞘葉飼喂奶牛的試驗。

2.4 茭白葉加工成工藝品

早在1995年，上海青浦外貿公司草制品部就申請了茭白葉工藝品處理方法的專利 （申請號95119061. X；公開號CN1151363），其處理方法包括將曬干和整理后的茭白葉編織成的工藝品在60～70℃烘干2～3 h，至少1～2次，再用熏蒸劑熏蒸至少1 h，該專利為茭白葉加工成工藝品提供了可能。以茭白葉編結為主的作物秸稈編結，為上海市青浦區練塘鎮農戶的首創，是上海綠色工藝編結有限公司開發的特色產業，該公司成立于1998年，主營茭白葉編織的工藝品。用于編織工藝品的茭白葉需要經過挑選、修剪、烘干等多道工序處理后才能使用，再裝上谷穗、松枝、竹葉、梅花等插花配件，便成了一件件精美的編織飾品。667 m2茭白田所產的茭白葉可編3 000～4 000只普通大小的編織品，產品主要出口到日本、韓國等地作新年吉祥飾物和“鬼節”祭祀用品。2002年該公司出口編結工藝品1 870多萬件，完成產值2 800多萬元，創匯近400萬美元，上繳稅金280萬元，解決3800多人的就業難題。2007年5月17日，上海市市長韓正同志還專門到該公司對茭白葉編織工藝品技術進行考察，并給予充分肯定。馬文錦等[12]研究了茭白葉的護綠工藝條件，確定了護綠效果最佳的護綠液配方、燙漂時間、燙漂溫度和pH值，所處理的茭白葉對光、熱、酸堿穩定，且能較長時間保持其原有質地。近年來，浙江省主要茭白產區（麗水、寧波等地）正在推廣茭白葉編織工藝品技術。

2.5 茭白鞘葉作為生產和生活能源

茭白鞘葉作為能源的方式主要有秸稈直燃供熱、秸稈氣化供氣、秸稈發酵制沼、秸稈壓塊成型及炭化等。目前直接將茭白鞘葉作為薪柴燃燒的不多，而且直接燃燒的利用率較低，因此，以茭白鞘葉作為沼氣發酵制沼、秸稈氣化供氣技術、秸稈壓塊成型及炭化技術等能產生更高比例的能量，目前在農村中將其氣化供氣和作為發酵制沼的原料比較普遍。有關茭白鞘葉氣化技術原理和主要設備詳見俞曉平等[1]的專著。浙江衢州農民張振聯成功研發小型秸稈氣化爐的例子充分說明了該項技術的使用前景和效益。

茭白鞘葉發酵作為沼氣利用通常以自然村為單元，建設沼氣發酵裝置、儲氣設備，通過管網把沼氣輸送到農戶家中。目前比較新的茭白鞘葉產沼方法是：1個8 m3左右的沼氣池，1次投入500 kg茭白鞘葉。鞘葉入池前粉碎成5 cm左右大小，加入1 kg復合菌劑堆漚2～3 d，為提高產氣效率，有的還加入10～15 kg的碳酸氫銨。該項技術與常規稻草發酵和人畜糞便發酵相比，其產氣率分別提高了30%以上和6.8%，正常產氣時間分別提前了4～8 d和1 d以上。同時，該方法還延長了產氣周期，8～10個月換新料1次，有的沼氣池甚至維持正常產氣12個月，實現了秸稈產沼氣高效、穩定和持續地運行。

另外，浙江省余姚市欣農兔業有限公司還利用獺兔吃剩的茭白草制作成可替代活性炭的生物顆粒燃料，使其燃燒性能得到有效改善。生物顆粒燃料是在常溫條件下對秸稈等原料進行擠壓而制成的，輸送、儲存極為方便，可用于日常生活，也可作為火力發電的燃料[13]。

2.6 從茭白鞘葉中提取天然產物

目前從茭白鞘葉中提取的天然產物主要有總黃酮、可溶性膳食纖維、不溶性膳食纖維和葉綠素等成分。閔銳等[14]采用生物法、化學法和膨化擠壓相結合的工藝，從茭白殼中提取出了膳食纖維。通過處理后總膳食纖維提高了50%左右，可溶性纖維的含量也有所增加，提取的膳食纖維純度高、復水后柔軟、持水性強，品質接近于美國專利產品，作者認為茭白殼是有開發前途和利用價值的膳食纖維資源。鄭杰等[15]運用超聲波技術輔助提取茭白苞葉中的總黃酮，經正交試驗得出茭白苞葉中總黃酮提取的最佳工藝參數，茭白苞葉中總黃酮最大提取率為1.127%。潘文潔等[16]和金建昌[17]以茭白殼為原料，采用化學法制備可溶性膳食纖維和不溶性膳食纖維，并提出提取可溶性膳食纖維和不溶性膳食纖維提取的最佳工藝條件。浙江桐鄉市的天和誠食品科技有限公司利用董家茭白基地這一優勢，嘗試用茭白葉提取葉綠素，并獲得初步成功，通過攪碎、發酵、溶解等程序將0.4元/kg左右的茭白葉提取得到4萬元/kg左右的純品葉綠素，其身價飆升。提取的葉綠素，可用作食品、醫藥、保健品和化妝品等添加劑。

2.7 茭白鞘葉作為生物吸附劑

富營養化水體在適當條件下會暴發赤潮現象，對生態系統造成嚴重破壞。研究證實，磷是引發水體富營養化的最主要因素，但磷較難除去[18，19],且大量殘留聚集于水體中，因此去除水中的磷已迫在眉睫。在傳統物理化學除磷的方法中，化學沉淀法形成的污泥不易取出，而生物方法除磷周期長。上海交通大學郭萃萍等[20]和丁劍等[21]以茭白葉為原料，用FeCl3溶液浸漬制備生物吸附劑，以磷酸二氫鈉為被吸附對象，研究了吸附劑吸附富營養化物質磷的行為，以及被吸附溶液的pH值、FeCl3溶液的質量濃度、生物吸附劑的粒度等因素對磷吸附能力的影響，該方法為拓展農業廢棄物的循環利用進行了有益嘗試，并在2010年1月14日申請了“利用茭白葉制備除磷吸附劑的方法”國家發明專利（申請號CN201010300282.9；公開號CN101733078A）。

3 茭白鞘葉綜合利用技術的應用現狀

茭白鞘葉培養食用菌是一項投資少、周期短、見效快、效益高的農業項目，在當前農村產業結構調整和農業增效、農民增收中發揮著重要的作用。如平湖市1個栽培大戶投資近80萬元生產蘑菇，當年除收回成本（包括菇棚等所有投資成本）外，還可獲利5萬～10萬元。武義縣白姆鄉食用菌科技示范基地利用茭白鞘葉首期種養1萬m2巴西菇、雞腿菇、袖珍菇、茶薪菇、杏鮑菇等食用菌獲得成功，取得了較大的成效。茭白草作基料培育食用菌是余姚市河姆渡鎮為提升茭白產業和增加茭農收益所采取的一項有效舉措。但利用茭白鞘葉栽培食用菌仍存在許多問題，如對茭白鞘葉的理化性狀、食用菌對茭白鞘葉的降解特性，茭白鞘葉培養配方、茭白鞘葉培養料堆制發酵與制作技術等都缺乏系統研究。同時，由于茭農不懂食用菌的栽培技術，為茭白鞘葉在當地直接用于食用菌栽培或輸出到食用菌產區帶來困難。

上海市青浦區練塘鎮將茭白鞘葉加工成工藝品已創匯2 500多萬美元，每年利用當地茭白鞘葉1 800 t，有3 200個農戶直接從事茭白葉編織，平均每戶年收入超過3萬元，走出了一條發展綠色循環經濟的新路子。茭白鞘葉編織工藝品技術已推廣到浙江寧波、麗水、紹興等地。

在寧波余姚市實施“茭白草制作獺兔食料”項目后，有效緩解了茭白草的污染問題，為企業節支增效500余萬元，為當地政府減少20萬元/年的茭白草清理費用，使周邊茭農、獺兔養殖戶增收900多萬元。

作物秸稈氣化集中供氣近年來在江蘇省得到廣泛推廣，1997-2004年開始實施的江蘇省秸稈氣化集中供氣工程，至2011年共建成61處秸稈氣化集中供氣工程，每年利用秸稈約15萬t，供1萬多農戶生活所用。

有關從茭白鞘葉中提取活性物質和生物吸附劑的研究還處于實驗室試驗階段，在不遠的將來有望從茭白鞘葉中開發出更多的食品原料和工業原料，并應用于日常生產中。

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Integrated Utilization Techniques on Stem-sheath and Leaves ofZizania latifoliaand Their Application Situation in China

CHEN Jianming1,ZHANG Juefeng1,HE Yueping1,FU Changhuan2,ZHENG Chunlong3, ZHOU Yang4,WANG Lailiang4
(1.Institute of Plant Protection and Microbiology,Zhejiang Academy of Agricultural Sciences,Hangzhou 310021; 2.Yuyao Institute of Agricultural Sciences;3.Hemudu Jiaobai research center of Yuyao city; 4.Agricultural Bureau of Jinyun County)

Zizania latifoliais a specific aquatic vegetable in China.At present,development and utilization of discarded stem-sheath and leaves is a key problem urgent to be solved inZ.latifoliaindustry in China.Main nutrient components, integrated utilization techniques of stem-sheath and leaves ofZ.latifolia(as edible fungi cultivation matrix,field fertilization,animal feed,handicrafts,domestic energy,industrial materials and biological absorbents etc.)and their application situation were summarized in the paper,in order to provide technical support for scientific and reasonable utilization.

Stem-sheath and leaves ofZizania latifolia;Integrated utilization techniques;Application situation

10.3865/j.issn.1001-3547.2011.16.009

浙江省重大科技項目（2008C1207322），寧波市重大科技項目（200709C1011006）

陳建明（1963-），男，通信作者，博士，研究員，主要從事作物有害生物防治和作物無害化生產技術研究，電話：0571-86400486，13958149315，E-mail：chenjm63@163.com

2011-07-11