農林固體廢棄物栽培食用菌技術集成與示范

肖能武，黃治平，常 堃，黃 進，蔡 婧，劉 杰，張丹丹，龔世飛

（1.十堰市農業科學院，湖北 十堰 442000；2.農業農村部環境保護科研監測所，天津 300191）

湖北省十堰市是南水北調中線工程核心水源區，國家重要生態功能區，也是國家集中連片扶貧攻堅的主戰場?？刂扑磪^農業面源污染是保障一江清水永續北送的重要舉措，也是確保十堰市農業綠色高效發展的首要條件。十堰市國土面積2.37萬km2，現有耕地17.47萬hm2，園地9.00萬hm2，林地76.13萬hm2，草地0.33萬hm2，糧食作物面積27.60萬hm2（其中玉米面積8.27萬hm2），經濟作物面積19.87萬hm2（其中煙葉面積0.73萬hm2，藥材類作物面積7.53萬hm2）。每年產生大量農作物秸稈、煙桿、樹枝以及中藥材黃姜、虎杖加工后的廢渣，這些固體廢棄物如處置不當，將產生大量腐殖質與廢液，部分隨徑流匯入小溪入庫，必將對丹江口水庫水質造成影響，因此，農林固體廢棄物綠色高效利用勢在必行。本文針對種植業、農林加工業固體廢棄物可作為食用菌栽培基料的特點，以食用菌生產為紐帶，對固體廢棄物資源化利用技術進行集成，并開展工廠化示范及大規模推廣，以期為丹江口水源涵養區農業綠色高效發展提供借鑒。

1 技術集成

1.1 主要技術

1.1.1 農林廢棄物用于食用菌工廠化栽培 食用菌工廠化生產具有自動化程度高、菌渣收集處理方便等特點，目前十堰市有1家食用菌工廠化企業，主要從事杏鮑菇生產。項目組在該企業開展了虎杖渣、黃姜渣在杏鮑菇工廠化生產栽培中的應用試驗，分別從菌絲長速、產量及農藝性狀等方面對配方進行綜合評價，結果表明，用20%的虎杖渣部分替代木屑進行杏鮑菇生產，產量和生物轉化率與常規差異不顯著，但可顯著降低生產成本，17%的黃姜渣部分替代木屑取得比常規更好的效果［1-5］。

1.1.2 農林廢棄物用于常規食用菌栽培 十堰市食用菌產業主要以香菇、木耳等木腐菌為主，其主要栽培原料木屑來源越來越緊張。項目組在香菇、木耳上開展新型栽培原料替代研究，先后試驗利用煙桿、桑枝、玉米稈、玉米芯栽培香菇，利用黃姜渣、煙桿栽培黑木耳。研究表明，煙桿10%、20%、30%替代木屑，除菌絲滿袋時間稍長外，在香菇農藝性狀、產量上均無明顯差異；玉米芯配方在菌絲生長、轉色、生物學效率、產量與常規栽培配方效果相當；玉米稈配方生物學效率與常規栽培配方效果相當。培養料中添加20%黃姜渣時，產量與常規配方相當，且菌絲生長速度明顯優于常規配方［2-6］。

1.1.3 農林廢棄物用于珍稀食用菌栽培 大球蓋菇是近年來發展迅速的一種珍稀食用菌，具有降解秸稈能力強、適應性廣、產量高等優點。近年來，課題組先后在鄖西縣、房縣等地試驗不同作物秸稈栽培大球蓋菇試驗，選用玉米秸稈、稻草、麥稈等作為試驗材料，結果表明，這3種作物秸稈均可作為大球蓋菇栽培原料，每栽培667 m2大球蓋菇可消耗2 t左右作物秸稈，可產出大球蓋菇2 000～5 000 kg，出菇結束時僅剩下少量殘渣，可在土壤微生物作用下轉化為作物可直接利用的成分。

1.1.4 菌渣多級循環利用 菌渣是食用菌生產副產品，近年來隨著十堰市食用菌產業規模不斷擴大，廢棄物不斷產生，目前十堰市食用菌年生產量約1億袋，每年可產生菌渣5萬t，食用菌菌渣含有豐富的氮、磷、鉀、粗蛋白、有機化合物、菌絲體等成分，是一種養分齊全、利用價值較高的資源。

針對十堰市食用菌產業存在的菌渣利用效率不高，存在著一定程度的資源浪費和環境污染等問題，項目組先后在杏鮑菇菌渣再次利用栽培杏鮑菇、香菇廢菌渣再次利用栽培杏鮑菇、杏鮑菇菌渣再次利用栽培黑木耳及杏鮑菇菌渣再次利用栽培姬菇等方面開展了研究，結果表明，產量與常規配方無明顯差異，降低了食用菌生產成本。有研究表明，菌渣中有機質、N、P、K等養分均達到了國家有機肥標準，施用菌渣有機肥后，可有效改善土壤質量，能增加土壤中大團聚體的含量及其水穩性，改善土壤理化性狀和培肥地力，減少化肥使用量，菌渣施用能明顯提高0～20 cm土層H2O-P、NaHCO3-P含量［7-10］。

1.2 農林廢棄物部分替代木屑食用菌栽培配方技術參數

農林固體廢棄物部分替代木屑基料配方技術參數如表1［2-6］所示。

表1 農林固體廢棄物栽培食用菌配方（部分配方為替代甘蔗渣等）

1.3 技術工藝路線

農林固體廢棄物通過物質循環利用，以“收-轉-用”模式實現農林生產全過程固體廢棄物資源化利用，即對農林固體廢棄物通過收集、食用菌生物轉化，對農林固體廢棄物資源化利用及最后對菌渣進一步資源化利用，其工藝路線見圖1。

2 示范推廣

2.1 案例簡介

項目組在玉米稈、煙桿、桑枝、虎杖渣、黃姜渣等幾種固體廢棄物部分替代木屑配方研究基礎上，開展食用菌栽培示范，在十堰市食用菌主產區房縣土城鎮、沙河鄉，鄖陽區白桑關鎮、大柳鄉、青山鎮，鄖西縣安家鄉等地建設標準化食用菌生產基地133.33 hm2，建設標準化菌種廠3個，菌棒生產線10條。其中玉米稈、煙桿栽培香菇在十堰市房縣土城鎮白雞鋪村湖北鹽業集團福綠源食用菌科技開發有限公司食用菌基地示范，規模100萬袋；桑枝栽培香菇在鄖西縣天珍桑蠶菌科技專業合作社示范，規模50萬袋；虎杖渣、黃姜渣工廠化杏鮑菇栽培在鄖陽區長嶺工業園湖北神運農業集團示范，規模300萬袋。

項目實施完成時，新型栽培材料栽培食用菌示范推廣1億袋，食用菌標準化栽培示范推廣2億袋，新建133.33 hm2食用菌標準化生產示范園，標準化菌種廠3個，菌棒生產線10條。

2.2 效益分析

食用菌栽培及工廠周年化生產需要大量的原材料，對于黃姜、虎杖、玉米等主產區周邊的食用菌種植基地或食用菌工廠，如果能將幾種固體廢棄物替代或部分替代原材料，則原料易獲取，使用方便。如黃姜渣是黃姜皂素生產過程中的副產物，資源充裕，省時省力省錢，還可反季節栽培，不僅將固體廢棄物變廢為寶，還開辟了農業加工副產物的綜合利用新途徑。湖北神運農業集團利用黃姜渣和虎杖渣部分替代木屑栽培杏鮑菇，分別生產150萬袋（每袋干重850 g），消耗虎杖渣（配比20%）250 t，消耗黃姜渣（配比17%）216.75 t。房縣土城鎮玉米稈部分替代木屑栽培香菇50萬袋計算（每袋干重1 395 g），消耗玉米稈（配比20%）139.5 t。以木屑按1.40元/kg計算，不考慮玉米稈收集成本的前提下，玉米稈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%的虎杖渣替代木屑進行杏鮑菇工廠化生產，經濟效益每袋平均提高0.10元，不但減少了農林固體廢棄物對環境的污染，還降低了食用菌原料成本，提高了整體效益。

通過本項目的實施，標準化食用菌栽培示范推廣2億袋，平均每袋可節約成本10%左右，提高產量10%，食用菌每袋成本3元，按每袋收益10元計，累計可節本增效2.6億元。通過新型栽培材料開發與利用，每袋可節約成本20%，新型栽培材料和廢菌渣再次利用栽培食用菌示范推廣1億袋，食用菌每袋成本3元，累計節約成本6 000萬元，總計增效3.2億元。

3 小結與討論

以農林固體廢棄物基料化為紐帶的食用菌栽培集成技術在十堰市取得了良好的經濟效益、社會效益和生態效益，主要得益于以下因素。

1）明確推廣主體。農業技術推廣體系一般由農戶、研發機構和推廣系統三部分構成，三者以農戶為核心圍繞各自利益從事農業生產活動［11］，十堰市農技推廣中心作為公益性農業推廣機構，成為農業技術推廣的主體，這與農業技術推廣具備公共物品屬性，消費時的非競爭性、非排他性和外部性，決定了農技推廣中心應在農業技術推廣活動中擔當主導作用相吻合［12］。

2）明確推廣內容。十堰市農民組織化程度較低，主要有網絡農戶（訂單農戶）、農業合作社、家庭農場（內含專業大戶）、小散農戶，全市現有各類農業新型經營主體8 582家，有網絡農戶10.8萬戶，截至2017年底，全市累計注冊并備案的農業合作社達3 843家，截至2016年6月底，家庭農場有535個，其中種植業家庭農場最多，全市共有159個，占總數的29.7%，大量生產規模小的農戶處于分散經營狀態［13-15］，農戶異質性分化明顯。食用菌產業具有周期短、投資少、增收快、覆蓋廣等優點，食用菌產業對于農業結構的調整與優化，促進農業增效和農民增收發揮了重要作用。研究表明，目前中國農技服務在供求雙方存在偏差，小規模農戶、專業大戶、家庭農場、農民專業合作社和農業企業的推廣途徑契合指數分別為11.60%、20.42%、19.84%、19.13%和20.64%，契合度水平都不高，農業技術與農戶的需求意愿存在較大差異，而技術屬性是農戶對技術選擇的重要影響因素［16］。農林固體廢棄物部分替代木屑的食用菌栽培基質不但降低成本，減少木材砍伐量，還對農林固體廢棄物資源化利用。在農戶分化背景下，農林固體廢棄物食用菌栽培基料化集成技術受到十堰市有一定產業規模、熱愛農業生產、希望在農村創業的專業大戶、農業專業合作社成員、農業企業骨干、農業家庭農場主負責人、社會化服務組織成員以及村組干部的青睞，由于該技術能夠充分評估不同農戶的技術需求，從農戶切實需求視角出發，切實解決農戶實際問題［17，18］，從而能夠作為主要推廣技術之一，該技術也作為新型職業農民培育工程教學中重點培訓內容之一。

3）明確推廣途徑。文化程度是農戶接受新技術的限制因子之一，十堰市共68.8萬農戶，250.61萬人，鄉村從業人員125.73萬人，其中從事農業的鄉村勞動力為67.43萬人。調查表明，十堰市農戶受教育程度普遍較低，小學及以下受教育程度占比60.45%，初中文化程度占比27.97%，受調查農戶家庭的最高學歷也偏低，集中在初中和高中，分別占比42.44%和27.65%。十堰市農村實用人才中具有中專及以上學歷人員比重為31.9%，占農村勞動力比重達4.97%，主要勞動年齡人口中受過高等教育的比重為0.83%［18，19］。因此，迫切需要通過培訓對農戶進行技術推廣，突破農民采用農業新技術資源的約束。

推廣中心每年聘請理論知識扎實、實踐經驗豐富、語言表達能力強、善于與農民溝通的專家學者為授課老師，注重教學內容，采用“互動式、參與式、可視化”教學模式，確保學員真正聽得懂、用得上、能在生產上發揮作用，開展農林固體廢棄物食用菌栽培基料化集成技術科技下鄉和技術培訓10余場次，發放技術宣傳資料1 000份，培訓技術骨干150人次、培訓300戶科技示范戶及種植戶近2 000人次，成立食用菌專業合作社30個，使得合作示范戶成為農業科技的主要推廣者和應用者，并成為聯結市場和農戶的橋梁與紐帶，縮小了研發主體與農戶在農業技術上的訴求差距，化解了需求信息不對稱的難題，優化了推廣資源配置，提高了農技推廣效率［20］，極大地促進了十堰市食用菌產業的迅速發展。

4）得益于項目推動。十堰市圍繞核心水源區水質保護與農業綠色高效發展，以湖北農業科技創新“五個一”科技活動深入開展為契機，有機結合中國農業科學院協同創新項目，積極推進了農林固體廢棄物的高效資源化利用。

以食用菌栽培為紐帶，對農林固體廢棄物部分替代傳統原料木屑，開展農林固體廢棄物食用菌栽培基料化技術集成與大規模示范生產，在十堰市已取得良好的經濟效益、社會效益和生態效益。這種農林固體廢棄物高效利用模式可為丹江口水源涵養區農業綠色高效發展提供借鑒。