食用菌菌渣資源化利用研究進(jìn)展概況分析

田浩，杜濤，王晨，趙玉海，武曉燕

（中華全國(guó)供銷合作總社天津再生資源研究所，天津 300191）

中國(guó)不僅是全球最大的食用菌消費(fèi)國(guó)，還是全球最大的食用菌生產(chǎn)國(guó)，占有超過(guò)85%的市場(chǎng)份額，如此龐大的市場(chǎng)導(dǎo)致了我國(guó)食用菌菌渣的大量產(chǎn)生。食用菌菌渣是指菌農(nóng)采收食用菌過(guò)后剩余的培養(yǎng)基質(zhì)，其中含有豐富的纖維素、木質(zhì)素、氮、鉀、蛋白質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，若是這些菌渣不加以資源化利用，不僅會(huì)造成巨大的資源浪費(fèi)問(wèn)題，處理時(shí)若采取不當(dāng)措施，還會(huì)污染周邊環(huán)境。菌渣資源化利用技術(shù)能提高菌渣利用率，促進(jìn)食用菌栽培行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。食用菌是一類營(yíng)養(yǎng)豐富、具有醫(yī)藥保健價(jià)值的食品，在全球范圍內(nèi)受到廣泛關(guān)注和喜愛。然而，隨著食用菌產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，廢棄的菌渣問(wèn)題日益凸顯，給環(huán)境帶來(lái)負(fù)擔(dān)，同時(shí)浪費(fèi)了有價(jià)值的資源。因此，研究如何有效地資源化利用食用菌菌渣具有重要意義。

1 食用菌菌渣資源化利用途徑

食用菌培養(yǎng)基的主要原料為各種農(nóng)林廢棄物，主要包括木屑、棉籽殼、麩皮、米糠、玉米芯等。種植食用菌過(guò)后的菌渣中還剩余大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，食用菌菌渣主要由菌絲體、菌柄、菌褶和廢菌體等組成，含有豐富的蛋白質(zhì)、多糖、脂肪、維生素和無(wú)機(jī)鹽等營(yíng)養(yǎng)成分。同時(shí)，菌渣中還富含纖維素、木質(zhì)素等難降解的生物質(zhì)組分，這對(duì)菌渣的回收利用資源化有著重要意義。

1.1 原料化

菌渣可以作為醇解制備生物質(zhì)多元醇的原料。食用菌渣的制備醇類原材料是一項(xiàng)有前景的研究方向。通過(guò)合理的處理和利用，可以實(shí)現(xiàn)食用菌渣資源的高效利用，減少浪費(fèi)和環(huán)境污染，同時(shí)為可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。然而，這一領(lǐng)域仍面臨一些技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的挑戰(zhàn)，需要進(jìn)一步深入研究和技術(shù)優(yōu)化。菌渣中富含纖維素、半纖維素和木質(zhì)素。秸稈與菌渣主要成分同樣是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素。當(dāng)它們被醇解后，其中醇類成分占比較高[1]，而這些醇類可以作為聚氨酯泡沫發(fā)泡的原料。劉利威等[2]用小麥秸稈生物基多元醇取代部分全新聚醚發(fā)泡制備硬質(zhì)聚氨酯泡沫，測(cè)得它的壓縮強(qiáng)度為231 kPa，密度為0.033 g/cm3。袁東方等[3]人用粉碎過(guò)后的水稻秸稈在催化常壓加熱的條件下得到秸稈液化物，然后以液化物作為白料進(jìn)行物理發(fā)泡得到硬質(zhì)聚氨酯泡沫，制備出來(lái)的硬質(zhì)聚氨酯泡沫壓縮強(qiáng)度為181 kPa，拉伸強(qiáng)度為347 kPa，此種水稻秸稈聚氨酯硬泡沫具有優(yōu)秀的力學(xué)性能，說(shuō)明秸稈液化物可以取代全新聚醚多元醇進(jìn)行發(fā)泡。

1.2 肥料化

食用菌菌渣經(jīng)適當(dāng)方法處理后也可以作為有機(jī)肥料被二次利用，其中含有的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)能夠支持植物生長(zhǎng)；由于菌渣結(jié)構(gòu)疏松，對(duì)改善及保持土壤結(jié)構(gòu)存在積極作用，能夠有效改良土壤[4]。其中，菌渣的預(yù)處理、堆肥發(fā)酵高效分解為主要步驟。通過(guò)這些步驟，菌渣中大分子物質(zhì)逐漸被分解成小分子物質(zhì)，進(jìn)而能被植物吸收利用，同時(shí)堆肥過(guò)程中生成的高溫環(huán)境也將菌渣中存在的有害病菌逐步殺死，將其施撒在土壤中，可有效增加土壤肥力，使土壤結(jié)構(gòu)疏松，調(diào)節(jié)土壤酸堿度，改善了作物生長(zhǎng)環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)不同程度的增產(chǎn)效果。周偉等[5]人發(fā)現(xiàn)施用0.25%～1.5%的菌渣有機(jī)肥可以增加土壤肥力，提高菠菜產(chǎn)量，且隨著施用量的增加，菠菜產(chǎn)量提升越顯著。林賢銳等[6]將菌渣代替有機(jī)肥料施入葡萄園中，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出以下結(jié)論：菌渣的施用對(duì)葡萄葉片的生長(zhǎng)起促進(jìn)作用，進(jìn)而利于葉片對(duì)果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)輸送，使果實(shí)增產(chǎn)。同時(shí)菌渣的施用使土壤結(jié)構(gòu)疏松，為葡萄根系生長(zhǎng)提供了充足的空間，促進(jìn)新根發(fā)育，根系吸收營(yíng)養(yǎng)效率提高，為果實(shí)增產(chǎn)打下了堅(jiān)實(shí)的根基。陳明元等[7]人將鮮杏鮑菇菌渣處理后，發(fā)現(xiàn)其中含有機(jī)質(zhì)超過(guò)70%，含總腐殖酸超過(guò)20%，能作為有機(jī)肥料基質(zhì)使用，將其施用在芹菜、蘿卜、玉米和水稻中，經(jīng)過(guò)測(cè)定，它們分別增產(chǎn)了121.6%、79.2%、42.6%和57.9%，鮮杏鮑菇菌渣還能起到提高作物的品質(zhì)并改善土壤性質(zhì)的良好效果。

食用菌渣制備農(nóng)業(yè)肥料的優(yōu)勢(shì)在于其含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分和有機(jī)質(zhì)，有利于提高土壤肥力和改善土壤結(jié)構(gòu)。同時(shí)，對(duì)食用菌渣進(jìn)行資源化利用，有助于減少?gòu)U棄物的排放，對(duì)環(huán)境保護(hù)也具有積極的作用。然而，在制備農(nóng)業(yè)肥料的過(guò)程中，需要注意控制好發(fā)酵或堆肥的條件，以確保產(chǎn)出的肥料質(zhì)量和穩(wěn)定性。同時(shí)，還需要對(duì)肥料的營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行科學(xué)配比，使其更好地滿足不同作物的生長(zhǎng)需求。

1.3 飼料化

食用菌渣是一種潛在的優(yōu)質(zhì)飼料資源，其營(yíng)養(yǎng)成分豐富，含有豐富的蛋白質(zhì)、多糖、脂肪、維生素和無(wú)機(jī)鹽等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，適合用作動(dòng)物飼料的補(bǔ)充，這對(duì)促進(jìn)動(dòng)物消化、腸道菌群平衡，進(jìn)而提高產(chǎn)肉量有著重要意義。然而，作為飼料用的菌渣需要滿足以下條件：無(wú)雜菌霉變，無(wú)高濃度、高毒性藥物殘留，無(wú)動(dòng)物不可食用的異物等。運(yùn)輸回來(lái)的菌渣應(yīng)盡快進(jìn)行干燥處理，以減少菌渣霉變的可能，若天氣比較潮濕，可適當(dāng)添加一定比例的抗霉變劑進(jìn)行處理。許娟等[8]在飼養(yǎng)雞飼料中添加了3%的菌渣，既可以保證雞蛋的產(chǎn)量和品質(zhì)不受影響，又可以提高蛋雞的抗病能力，還能提升產(chǎn)蛋中的硒、鋅含量。劉玉等[9]用添加23%的菌渣發(fā)酵飼料喂養(yǎng)西雜公牛時(shí)，對(duì)公牛增重效果最好，經(jīng)濟(jì)效益同為最好，平均每頭公牛日盈利16.29 元，比對(duì)照組的日盈利高16.11%。劉世操等[10]人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，用經(jīng)發(fā)酵后的杏鮑菇菌渣代替麩皮作為豬飼料，添加5%和10%杏鮑菇菌渣時(shí)對(duì)豬生長(zhǎng)性能無(wú)影響，當(dāng)發(fā)酵工藝經(jīng)過(guò)進(jìn)一步優(yōu)化后，杏鮑菇菌渣中含有的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)一步提升，添加10%杏鮑菇菌渣為最適宜的添加量。

將食用菌渣制備成高質(zhì)量的飼料，可以有效利用資源，降低養(yǎng)殖成本，提高養(yǎng)殖效益，同時(shí)也有助于減少?gòu)U棄物的排放，對(duì)環(huán)境保護(hù)有積極作用。

1.4 回收利用二次種菇

二次種植菇類指的是利用已經(jīng)種植過(guò)一次的食用菌渣作為基材，再次進(jìn)行菌絲接種，產(chǎn)生新一輪的食用菇類。通過(guò)食用菌渣回收利用二次種菇，不僅可以最大限度地利用資源，減少浪費(fèi)，還能夠提高食用菌產(chǎn)量，增加經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，這種方法對(duì)環(huán)境友好，有助于減少?gòu)U棄物的排放。但在實(shí)際操作過(guò)程中，需要注意菌絲接種和菇類生長(zhǎng)過(guò)程的管理，確保適宜的生長(zhǎng)條件和衛(wèi)生控制，以獲得優(yōu)質(zhì)的食用菌產(chǎn)物。

不同類型的食用菌的培養(yǎng)基，其中的主要成分也不盡相同。因而，可以根據(jù)不同種食用菌培養(yǎng)基的要求添加進(jìn)不同比例的回收菌渣，以達(dá)到降本增效的目的。應(yīng)選擇未受到其它雜菌污染的菌渣，處理菌渣時(shí)先將菌渣破碎成小塊，便于在陽(yáng)光下徹底曬干，曬干后再用粉碎機(jī)處理成粉末，按一定配比添加到其他食用菌培養(yǎng)基中，實(shí)現(xiàn)菌渣的二次利用。韋強(qiáng)等[11]發(fā)現(xiàn)在金針菇培養(yǎng)基中添加15%～45%的菌渣時(shí)，生產(chǎn)效益能達(dá)到最大化。楊鵬等[12]發(fā)現(xiàn)當(dāng)添加40%食用菌菌渣時(shí)，平菇產(chǎn)量略有降低，但每袋利潤(rùn)增加了0.26 元。萬(wàn)水霞等[13]將秀珍菇菌渣按30%配比添加到雙孢蘑菇培養(yǎng)基中，相較常規(guī)培養(yǎng)基配比產(chǎn)量提高了10%。

2 存在問(wèn)題與發(fā)展建議

雖然我國(guó)在菌渣資源化方面技術(shù)路線較多，但是在資源利用方面仍存在問(wèn)題。首先，在菌渣原料化這一方面，相關(guān)實(shí)驗(yàn)多數(shù)僅停留在實(shí)驗(yàn)室階段，成本核算較高，不適用于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。其次，在飼料化和肥料化方面，每種菌渣中殘余的藥劑不同，其殘留量是否對(duì)于飼料、肥料產(chǎn)生影響還有待進(jìn)一步考察。雖然菌渣作為肥料施用在土壤中能使作物增產(chǎn)，但是菌渣本身含鹽量高，對(duì)于土壤結(jié)構(gòu)、土壤微生物和附近水源是否存在影響還缺乏足夠的研究數(shù)據(jù)。另外，菌渣二次利用的方法技術(shù)還缺乏相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

為推進(jìn)食用菌菌渣的資源化利用，需要加強(qiáng)跨學(xué)科的合作，深入研究菌渣的組成與特性，發(fā)展高效、低成本的資源化利用技術(shù)，推動(dòng)相關(guān)政策的制定和實(shí)施，同時(shí)增強(qiáng)公眾對(duì)食用菌菌渣資源化利用價(jià)值的認(rèn)知和理解。首先，國(guó)家應(yīng)該多出臺(tái)一些扶持菌渣產(chǎn)業(yè)的政策，為菌渣資源化打好基礎(chǔ)；同時(shí)，可以針對(duì)菌渣資源化培養(yǎng)專業(yè)人才，對(duì)菌渣各個(gè)方面機(jī)理進(jìn)行科學(xué)化、系統(tǒng)化的研究；最后，應(yīng)該制定統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為菌渣資源化利用的發(fā)展提供必要的依據(jù)，引導(dǎo)菌渣產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

食用菌菌渣資源化利用是解決資源浪費(fèi)和環(huán)境污染問(wèn)題的有效途徑之一。目前已有不少相關(guān)研究成果取得，但仍面臨一系列挑戰(zhàn)。未來(lái)應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)研究和應(yīng)用，推進(jìn)食用菌菌渣資源化利用技術(shù)的發(fā)展，以促進(jìn)食用菌產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用和循環(huán)利用。