食用菌產業生態可持續發展初探

吳虹玥，周曉蘭，李思敏，徐藝芮，鄭漫江

(1.成都市農業質量監測中心，成都 610041；2.成都市食品檢驗研究院,成都 611130)

作為世界上最大的食用菌生產國和出口國，食用菌產業已是我國農業生產的重要組成部分[1]。食用菌產業的最大特點是投資小、占地少、見效快，具有不與人爭糧、不與糧爭地、不與地爭肥、不與農爭時的優勢，集經濟效益、社會效益和生態效益于一身，使農村剩余勞動力得到充分利用，是農民增收的有效途徑之一[2]。隨著食用菌產業的快速發展，周邊的生態環境問題也開始顯露：某些生產者為了追求短期經濟效益，大量砍伐森林，破壞植被。有的生產地區雖然使用了農業廢棄物作為栽培料，減少了森林資源消耗的同時也減輕了農業廢棄物對自然環境的污染，但沒有妥善處理生產后的大量菌渣、塑料菌包，造成細菌繁殖、疾病傳播，加重了環境的污染，直接影響了周邊農作物和食用菌的正常生產[3]。我國既是經濟大國、農業大國，又是生態環境較為脆弱的國家[4]，目前亟需解決的問題是提高農業生產效率、增加農民收入，這是“三農”問題的重點，也是鄉村振興的重點。食用菌產業應構建綠色低碳循環經濟體系，最大限度減少廢棄物排放和資源消耗，實現生態環境保護和經濟發展同步，最終與生態環境發展形成良性結合的可持續發展狀態。因此，食用菌產業要提高資源利用效率，保護和改善生態環境，注重食用菌產業生態環境在自然環境、經濟環境和社會文化環境的建設,走出一條資源節約、產品安全、高效產出的現代生態農業發展道路，由單純追求數量向提高質量效益轉變，由依靠拼資源向可持續發展方面轉變[5]。根據產業現狀及研究，食用菌產業生態可持續發展目前主要有3種途徑。

1 農業廢棄物替代食用菌栽培原料

隨著現代農業向規模化、集約化、產業化方向發展，農業廢棄物(主要以畜禽糞便和農作物秸稈等)的產生量也出現快速增長趨勢。種植業產品、畜禽產品、林業產品等初加工后，會產生廢棄物與副產品，這些農業廢棄物大多含有較高的營養物質[6]，如果得不到有效利用，不僅是對資源的浪費，也將對我國農業生產環境、農村生態環境和農民生活環境造成巨大的危害和影響。食用菌是生態鏈上的分解者，農業廢棄物經過食用菌的徹底分解和處理，不但能產出營養豐富、美味鮮香且兼具保健價值的食用菌，還能讓農業廢棄物重新回歸生態鏈，有效解決了農村面源污染，變廢為寶。因此，充分利用農業廢棄物替代食用菌原料是發展生態農業與農業可持續發展的極佳方式[7]。

我國的食用菌栽培料主要原料是秸稈、棉籽殼、鋸木屑、玉米芯、甘蔗渣、工業廢料等[4]。近幾年由于原料價格上升，生產成本增加，菇農的收入受到較大影響。利用糧食作物、油料作物、棉花、麻類和糖料作物籽實收獲后剩下的秸稈為栽培基質或菌棒原料，實現了秸稈的循環利用，降低了菇農的生產成本，減少了資源浪費，實現了清潔生產和資源的循環利用。以前大部分秸稈的處理方式是被廢棄或焚燒，廢棄秸稈會引起土壤板結礦化，焚燒秸稈會引起大氣污染、火災事故等，引發大量的生態、經濟和社會問題，引起社會廣泛關注。利用秸稈作為生產原料發展食用菌產業，是符合我國建設資源節約型、環境友好型社會的發展目標，是發展生態高效農業和實現農業可持續發展的重要選擇，同時也是增加農民經濟收入，實現全面建設小康社會的重要渠道之一[8]。梁枝榮等[9]早在2001年就使用玉米秸稈和小麥秸稈做栽培雙孢蘑菇夏季出菇試驗，玉米秸稈相比小麥秸稈作培養料可使雙孢蘑菇產量達10 kg/m2以上，具有較好的經濟效益和生態效益。除充分利用秸稈這一方式外，將其他農業廢棄物比如果樹枝條、蓮籽殼等粉碎加工后，可以作為木腐型食用菌栽培基質替代闊葉樹木屑，既可以使木腐型食用菌產業發展與森林保護之間的矛盾得到一定緩解，也可以在一定程度上緩解農業廢棄物污染農村生態環境的問題，促進了食用菌產業生態可持續發展[10]。秦清軍等[11]利用蘋果樹修剪枝以及當地方便可取的玉米芯、柿樹枝等作為原料進行香菇栽培試驗，柿樹枝、刺槐枝、核桃樹枝可作雜木原料的補充原料，玉米芯作為配合原料，蘋果樹修剪枝作為原料栽培香菇優于雜木，有較好的開發應用價值。江西省撫州市廣昌縣積極研發、推廣蓮籽殼栽培茶樹菇的生產技術，解決了茶樹菇原料價格上漲與森林保護趨嚴等問題和矛盾，與使用闊葉樹木森林屑栽培相比可降低原料成本40%以上，同時茶樹菇品質略有上升[10]。陳國龍等[12]以木薯桿屑為主要原料，改變麥麩、棉籽殼的添加量進行試驗，找到了最佳的配方，使秀珍菇的商品性狀較好，出菇快又整齊。

2 食用菌廢棄物的循環利用

食用菌產業生態可持續發展的技術趨勢之一就是利用菌渣制備栽培料。菌渣(菌糠、菇渣)是食用菌基質經過食用菌的代謝利用后的廢棄物，菌渣仍含有各種營養成分及大量的有機物質。食用菌基質經過菌絲分解利用后，有些營養成分有可能高于新料，這些成分可以直接利用而可以不通過菌絲分解轉化，因此菌渣在食用菌的栽培方面可以循環使用[13]。將木腐型食用菌生產結束后產生的廢菌包加入自然界中的微生物進行堆制和漚制處理，物料熟化后，用于草腐型食用菌生產，有效解決了木腐型廢菌包污染生態環境的問題[10，14]。有研究表明，已經種植過草腐型食用菌的菌渣，可以再利用來種植木腐型食用菌，反之也是可以，兩種類型的食用菌工藝流程可實現交互使用[15-16]。目前，四川省經驗主要是將栽培了草菇、金針菇、秀珍菇等品種，菌絲生長較好且未被雜菌污染的菌渣再利用應用于生產栽培平菇、雙孢蘑菇等[13]。或者是香菇菌渣栽培草菇，黑木耳菌渣栽培榆黃菇等[4]。成都市農林科學院等將金針菇菌渣用于配方栽培姬松茸、雞腿菇、鮑魚菇等珍稀食用菌，產量優于新鮮培養料配方，經濟效益非常明顯[13]。杭中橋等[17]采用杏鮑菇菌渣代替部分棉籽殼進行鮑魚菇栽培研究，當栽培料中菌渣添加量達到30%～70%時，鮑魚菇菌絲長勢均表現良好，菌絲滿袋時間、原基出現時間和轉潮期縮短。彭榮等[18]將不同種類的菌渣(香菇、平菇、金針菇)處理后加入輔料作栽培基質，用于草菇栽培，與傳統的稻草栽培配方相比，有菌絲生長快、產量高、成本低等優點。

3 食用菌廢棄物其他再利用

通過實現食用菌廢棄物利用，徹底解決食用菌生產區域環境污染問題，使農業各產業鏈間保持有機聯接，從而實現生態農業可持續發展。比較成功的例子是四川省金堂縣先后引進了成都大地綠色系統工程有限公司、成都玉鳳肥料有限公司、成都洋光生物有限公司及成都天綠菌業有限公司共4家企業，主要利用菌渣作原料，開發處理菌渣生產有機肥和飼料等產品[13]。

3.1 用作肥料和育苗基質

食用菌菌渣可以通過加入無害化的添加劑生產出綠色有機肥料，該綠色肥料可使土壤有機質顯著增加，土壤理化性狀得到改善，農作物和林木的產量和品質都得到明顯提高。在種植梨、柑橘、獼猴桃等水果時，深施食用菌菌渣并掩埋，可達到改良果園土壤、提高水果品質、增產增收的效果。在種植辣椒、茄子、萵筍等蔬菜時，將食用菌菌渣按比例添加作為育苗基質，可使作物出苗整齊、成苗率提高[13]。在利用食用菌菌渣作為基肥對甜瓜栽培的試驗中，發現施用腐熟的菌渣能促進甜瓜生長并能提高甜瓜品質，在產量上與對照組基本持平[19]。劉志平等[20]以雙孢蘑菇菌渣為原料生產蘑菇菌渣專用肥，開展作物專用肥在水稻和香蕉上的應用研究，使用菌渣水稻專用肥可提高水稻株高、分蘗數和有效穗數，增加水稻稻谷產量和干物質量，施用菌渣香蕉專用肥可增加香蕉假莖高、假莖周長和綠葉數，并可增加香蕉果指總重和果穗重量。孟慶英等[21]研究黑木耳菌糠對土壤理化性狀及馬鈴薯產量的影響，土壤有機質及全氮含量表現為增加趨勢，產量有不同程度的提高。童江云等[22]通過試驗，篩選出合適的菌群來處理食用菌菌渣，確定了其發酵產物作為作物栽培基質的可行性。因菌渣富含各種有機酸、糖類、有機質等生物活性物質及大量的營養成分，能提升土壤潛在的抗病能力，能夠改良土壤營養結構，使土壤中菌落數量和種類有效增加，使土壤腐殖化進程得到有效促進，土壤大團聚體含量及水穩性得到增加，為植物提供了良好的根系環境，為植物生長持續提供所需的養分。菌渣也可以添加在中草藥栽培的基質中，菌渣中豐富的有機質有改良基質物理性質的作用，可以大幅度提高基質的保肥能力與緩沖性，促進植物生長發育[23]。菌渣還可以作為無土栽培基質生產蔬菜，既可使成本顯著降低，操作規程簡化，又便于進行推廣[14]。

3.2 用作飼料

栽培食用菌的基質是含有纖維素、半纖維素和木質素的棉籽殼、秸稈、樹枝、玉米芯等，在栽培過程中能夠被食用菌分泌的各種酶降解。所以菌渣中含有豐富的有機物和礦物質，如果經過生物發酵，粗蛋白、粗脂肪含量有可能比原來的基質高2倍以上，可以做成豬、牛、羊、雞、鴨、兔、魚等動物的飼料、餌料或其添加劑，降低飼養成本替代部分糧食[14]。成都榕珍菌業有限公司將菌包通過乳酸發酵，制作成飼養牛或者豬等牲畜產品所需要的飼料[24]。王宇等[25]通過對金針菇菌糠和常規粗飼料進行營養組分分析，發現菌糠的營養組分接近稻草和黃貯，金針菇菌糠可以作為粗飼料在肉牛養殖中使用，降低了飼料成本，并且不會對血液生理指標和血漿生化指標造成不良影響。

3.3 用作燃料和能源

菌渣可以用于生產沼氣，沼渣可以作為生物肥料。成都榕珍菌業有限公司將不能制作飼料的菌渣連同飼養牛、豬產生的糞便均送入沼氣池轉化為沼氣，為園區內提供清潔能源[24]。菌渣也可以當作氣化站的燃料，生成的氣體通過燃氣管輸送到村民家中，將菌渣轉變為清潔能源[3]。

虞志強等[26]研究了基于食用菌菌糠主要含有的纖維素、半纖維素、木質素、抗營養因子和蛋白質(胞外纖維素降解酶類)等組成，其具備作為生物乙醇轉化基質的潛力，有些木腐型食用菌可以直接將纖維素降解轉化生產乙醇，如白腐菌金針菇能將D-葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、纖維二糖、纖維三糖、纖維四糖高效率地發酵轉化為乙醇。汪金萍等[27]也對香菇菌渣生產酒精的工藝條件進行了優化，找到了香菇菌渣生產酒精的最佳條件。

3.4 用作生態環境修復材料

食用菌菌渣有表面積大、微孔結構發達且富含有利于吸附重金屬元素的小分子物質的特點。孫玉寒等[28]研究了食用菌菌糠對水中Cr(Ⅵ)吸附的最佳條件，能夠達到79.72%最大吸附率。劉學生[29]證實了菌糠和堆肥菌糠在生物吸附和土壤重金屬污染修復方面的應用潛力，可以有效吸附水中鉛離子。也有以香菇、金針菇和平菇菌糠作為吸附材料的研究，結果顯示幾種菌糠對水土環境中重金屬污染物Cr3+、Cd2+和Pb2+都具有修復能力[30]。劉連鑫等[31]優化了食用菌菌渣活性炭制備條件,可有效提高對亞甲基藍的去除特性。

4 結語

生態環境建設是食用菌產業發展壯大的重要基礎。食用菌產業的生態可持續發展是自身發展的需要。食用菌產業實現生態可持續發展，最重要的是通過農業廢棄物的循環使用，實現變廢為寶，減少農業環境污染，進而推進農業產業結構優化調整，同時促進農民增收。食用菌產業是延長農業產業鏈條與發展生態農業的重要組成部分，擔負著轉化農林廢棄物資源、增加蛋白質供給和增強食物安全保障能力的重要任務，與黨和國家提出的建設環境友好型、資源節約型社會，樹立大食物觀保持高度一致[32]。當農、林、牧、副、漁生產進入良性循環，資源浪費、環境污染的狀況才可能得到改變，從而解決農業與生態環境之間的矛盾。保持生態可持續發展是保護農村環境的基礎，實現可持續發展所要求的環境與經濟雙贏在食用菌產業的生態可持續發展中得到了充分的體現。