蘑菇渣處理現(xiàn)狀及在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應用

刁清清，毛碧增

(浙江大學，浙江 杭州 310058)

蘑菇渣簡稱菇渣，又名菌渣、菌糠、下腳料等，是指栽培各種食用菌以后剩下的并且經(jīng)過微生物分解的有機固體廢棄物。磨菇渣中含有食用菌的代謝產(chǎn)物，包括粗蛋白、粗脂肪和無氮浸出物，還含有Ca、P、K、Si等礦物質［1］，以及數(shù)量龐大的微生物群落和殘留的菌絲體［2］，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有很廣的應用前景。

目前，國內(nèi)外已有很多專家在探索研究蘑菇渣的合理利用途徑，作者從蘑菇渣的成分和營養(yǎng)價值入手，對其在農(nóng)業(yè)種植方面的研究現(xiàn)狀進行總結，以期為蘑菇渣基質研究提供參考。

1 我國蘑菇渣的處理現(xiàn)狀

1.1 處理現(xiàn)狀

自20世紀90年代以來，我國食用菌產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。楊成祥等［3］通過研究發(fā)現(xiàn)，每100 kg培養(yǎng)料，收獲100 kg鮮菇后，還可以得到60 kg菇渣廢物。據(jù)中國食用菌協(xié)會統(tǒng)計結果，2008年我國食用菌產(chǎn)量達到1 800萬 t，占全球總產(chǎn)量的70%以上;2009年食用菌產(chǎn)量達到2 020萬t，使我國成為國際食用菌生產(chǎn)大國和出口大國;2010年達到了2 200萬t，蘑菇渣的產(chǎn)量高達1 320萬t。食用菌采收后產(chǎn)生大量的磨菇渣廢料，一般長期堆放在種植場周圍土地上。由于隨意丟棄，不但造成病菌積聚、害蟲孳生、栽培環(huán)境劣變，還使得食用菌生產(chǎn)出現(xiàn)連作障礙，而且經(jīng)日曬雨淋，對水體生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴重的污染，已成為不容忽視的環(huán)境問題［4］，磨菇渣的處理已提上環(huán)境工作議事日程。

1.2 營養(yǎng)價值

用于食用菌生產(chǎn)的培養(yǎng)料是經(jīng)粉碎的秸稈、玉米芯、麩皮及棉子殼等，培養(yǎng)料種植食用菌之后，一方面其角質層被破壞而呈疏松多孔結構，另一面在在化學成分上也發(fā)生了一定變化。

蘑菇渣疏松多孔的結構混合到土壤中能夠提高土壤的通透性，在土壤改良方面發(fā)揮很好的作用。據(jù)陳翠玲等［5］實驗測定結果，菇渣中含有豐富的有機質、全氮和有效氮，其含量分別為236.1～762.4，4.9 ～11.0 g·kg-1和 320 ～520 mg·kg-1，其中菇渣中有機質的含量是溫室土壤含量的60倍，全氮達100倍［6］。因培養(yǎng)原料的種類不同，全磷和全鉀含量也不同，一般以稻草為培養(yǎng)料的菇渣全磷(以 P2O5計)為 7.9～11.1 g·kg-1，全鉀 (以K2O計)為8.3～30 g·kg-1，其中磷含量為溫室土壤的2倍［6］。以上物質都易被作物吸收，且都是許多植物必需的營養(yǎng)物質，日本早就將蘑菇渣譽為超級堆肥。合理將這些廢料用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，既提高了經(jīng)濟效益，保護生態(tài)環(huán)境，又可增加對生物資源的多層次利用，提高生態(tài)效益，實現(xiàn)廢物循環(huán)利用和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 蘑菇渣在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應用

近年來，國內(nèi)外學者一直在探索合理利用蘑菇渣的有效途徑。在農(nóng)業(yè)種植栽培的研究一般集中于2個方面:用作農(nóng)作物基肥，以自然堆制發(fā)酵為主，然后將發(fā)酵產(chǎn)物還田。得益于蘑菇渣的特殊物理性質，使土壤的通透性提高，理化性質得到改善，從而達到改良土壤的效果，最終提高作物品質，增產(chǎn)增收;用作栽培基質，在對蘑菇渣進行簡單發(fā)酵處理后，將蘑菇渣發(fā)酵產(chǎn)物與其他無機基質通過一定比例混合進行蔬菜或者花卉栽培，不僅提高了產(chǎn)量和品質，而且降低了生產(chǎn)成本。

2.1 用作農(nóng)作物基肥

蘑菇渣是經(jīng)過一次微生物分解后的剩余物料，含有多種菌體蛋白、代謝產(chǎn)物以及未被利用的營養(yǎng)物質，與其他農(nóng)作物廢棄物相比是良好的堆肥原料。目前的研究中，大多堆肥條件控制都參照好氧堆肥，且主要側重于堆肥應用效果，專門針對蘑菇渣堆肥工藝和參數(shù)控制的研究比較少。

2.1.1 在聯(lián)合堆肥中的作用

陳光銀等［2］研究發(fā)現(xiàn)，在堆肥時，添加未高溫滅菌的蘑菇渣可以有效地加快落葉中有機質的降解，加快堆肥中碳、氮和揮發(fā)性固體的下降，有利于鉀的積累，同時加快落葉中木質纖維素類的降解速度。

蘑菇渣用于堆肥雖然具有廣闊的前景，但也存在著一些問題。目前生產(chǎn)上堆肥大多只是加入菌劑進行簡單的發(fā)酵處理，所需堆肥時間較長。孫建華等［7］在蘑菇渣堆肥中接種高溫纖維菌，對蘑菇渣腐熟工藝條件進行研究，發(fā)現(xiàn)接種高溫纖維菌后可使堆內(nèi)溫度迅速上升至45℃以上，并可持續(xù)18～20 d，經(jīng)過45 d堆制，其總養(yǎng)分、有機質含量、pH值和外觀形狀等技術指標均達到有機肥料的標準 (NY 525—2002)。

2.1.2 堆肥后的使用效果

付盛賢等［8］通過使用土壤和蘑菇渣2種方法栽培羅漢果得出，蘑菇渣栽培羅漢果幼苗株高、真葉數(shù)分別為97.25 cm，33.75張，比土壤栽培分別多32.10 cm，8.12張。蘑菇渣栽培羅漢果果實中平均可溶性固形物、水溶性總糖、甜素含量分別比土壤栽培高2.90%，1.91%，1.60%，達顯著差異水平。此外，有研究者利用菌渣發(fā)酵后得到的有機肥進行小白菜試驗，結果表明，菇渣有機肥有助于改善小白菜的生物學性狀，小白菜的葉片長、葉柄長和葉片寬等性狀均優(yōu)于常規(guī)施肥處理，增施菌渣有機肥可使小白菜增產(chǎn)11.2%，葉綠素含量提高9.3%，可溶性糖含量提高3.9%，營養(yǎng)品質得到顯著改善［9］。王美琴［10］用菌渣制成有機肥進行田間試驗，結果表明，施用食用菌渣能使水稻增產(chǎn)6.2% ～8.3%.經(jīng)濟效益明顯增加。朱小平等［11-12］用微生物加菌糠施于辣椒和菠菜上，結果表明，微生物加菌糠可以促進土壤養(yǎng)分轉化，提高辣椒和菠菜的產(chǎn)量，增加營養(yǎng)元素吸收，以微生物加菌渣組合效果最好。

2.2 用于栽培基質

基質栽培設施簡單，投入成本低，是無土栽培的主要形式。目前，用于基質栽培的主要是泥炭，泥炭又稱草炭，是天然沼澤地的產(chǎn)物。由于泥炭是不可再生資源，且需求日益增大，價格相對較高，而使用蘑菇渣作為栽培基質只需運輸和處理費，生產(chǎn)成本很低。目前的研究集中于蘑菇渣和其他無機質經(jīng)過特定比例混合后對特定作物的增產(chǎn)增收效果，普適性較低。

菇渣混配基質替代草炭基質用于生產(chǎn)栽培不僅可以減少不可再生資源草炭的用量，有利于保護環(huán)境，同時還能降低生產(chǎn)成本，提高蔬菜產(chǎn)量和品質。菇渣發(fā)酵園藝基質的生產(chǎn)是農(nóng)業(yè)廢棄物循環(huán)利用的一種有效形式。

2.2.1 和泥炭理化性質的比較

相比于泥炭基質，菇渣具有通氣性好、滲透性強的優(yōu)點，不足的是持水量少，澆水需少量多次，但是蒸發(fā)慢，澆水總量反而比泥炭少;菇渣濕潤性強、毛管水上升速率較快從而較適合潮汐式 (ebband.flow)灌溉;在保肥能力方面，菇渣較泥炭弱一些，這需要適當增加施肥的次數(shù);菇渣pH值偏高，EC值偏高，需分別通過加酸性物質、淋洗等方法調節(jié)。另外菇渣與泥炭在很多方面是互補的:菇渣大中粒徑較多，泥炭小粒徑較多;菇渣通氣孔隙較多，泥炭持水孔隙多;菇渣滲透系數(shù)大，泥炭滲透系數(shù)小;菇渣pH偏高，泥炭pH偏低。如果菇渣和泥炭混合使用，可以取長補短，菇渣來源廣泛，價格便宜，組成穩(wěn)定，通過適當調節(jié)及采取適當管理措施，在無土栽培中作為泥炭替代物是完全可行的［13］。

2.2.2 在基質栽培中的使用效果

在使用由椰糠、木糠、粗河沙、消毒雞糞和蘑菇渣以一定的比例混成的栽培基質中，只有當椰糠和蘑菇渣同時存在時，栽培的小青瓜在株高、莖粗、葉片數(shù)、葉面積等指標上發(fā)育較快較好，產(chǎn)量得到很大提高［14］。菇渣、牛糞以不同體積配比形成的有機復合基質在番茄、黃瓜和西瓜上育苗效果不盡相同，番茄和西瓜在菇渣∶牛糞3∶1的基質上生長最好，幼苗生長健壯;而黃瓜則是在菇渣∶牛糞∶河沙2∶1∶0.5基質上生長最好，幼苗健壯，幼苗根系能與基質形成結實的根坨，形成塞子苗［15］。Medina等［16］用不同比例菌渣作為基質栽培番茄、西葫蘆和胡椒幼苗，結果發(fā)現(xiàn)，對鹽分含量不敏感的番茄可以在任何比例基質上生長，對鹽分含量中度敏感的西葫蘆和比較敏感胡椒幼苗，則適合在雙孢蘑菇菌渣和低含量平菇、香菇混合菌渣上生長。洪春來等［17］研究發(fā)現(xiàn)，以香菇渣為主要原料的復合基質對黃瓜的育苗效果可接近或優(yōu)于以草炭為主的復合基質，特別是經(jīng)發(fā)酵處理后香菇渣配方的復合基質，其黃瓜育苗效果明顯優(yōu)于未經(jīng)發(fā)酵處理的香菇渣復合基質。此外，我們實驗室采用一定的體積比制成的蘑菇渣和雞糞有機復合基質種植草莓，初步發(fā)現(xiàn)該混合基質在減少草莓病蟲害的發(fā)生、增產(chǎn)增收方面有良好效果。

3 存在問題及前景展望

蘑菇渣具有的豐富的營養(yǎng)價值和獨特的生物學特性，已經(jīng)使其成為國內(nèi)外學者研究的熱點。然而對于菌渣在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的有效利用還存在著一些問題。對于菌渣的研究不夠深入透徹，用作堆肥等方面機理的研究還存在著諸多問題，堆肥過程中微生物的作用機理尚不清楚，不能夠工廠化操作，個別堆肥結束后營養(yǎng)元素含量不均一，還需配以化學肥料，這些有待于進一步研究確定。對于蘑菇渣作為基質利用方面的研究缺乏整體性和統(tǒng)一性，配比基質的其他原料較為混亂，一種到多種的情況都有，不夠統(tǒng)一，并且大多數(shù)研究只是針對一種作物的適宜配比，得到的最佳基質普適性較低。

隨著蘑菇渣的研究和利用的不斷深入，不僅可以變廢為寶，而且減少了亂堆亂放所造成的環(huán)境污染，促進食用菌產(chǎn)業(yè)向著可持續(xù)發(fā)展方向轉變［18］。我國作為世界上最大的食用菌生產(chǎn)國家，每年有大營的蘑菇渣產(chǎn)生，隨著研究的進一步深入，將延續(xù)食用菌產(chǎn)業(yè)向下發(fā)展，開拓新的領域。

［1］ 卯曉嵐.中國經(jīng)濟真菌 ［M］.北京:科學出版社，1998.

［2］ 陳廣銀，王德漢，項錢彬.蘑菇渣與落葉聯(lián)合堆肥過程中養(yǎng)分變化的研究 ［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報，2006，25(5):1347-1353.

［3］ 楊成祥，陸恒.菌糠飼料的營養(yǎng)與開發(fā)利用 ［J］.河南農(nóng)業(yè)科學，1999(7):31-32.

［4］ 向德標，劉勝貴，劉衛(wèi)東.菌糠是一種可充分利用的飼料資源［J］.湖南飼料，2001(1):25-26.

［5］ 陳翠玲.食用菌栽培廢料養(yǎng)分含量分析 ［J］.河南農(nóng)業(yè)科學，2002(4):28-29.

［6］ Polat E，Uzun H I，Top?uoglu B，et al.Effects of spent mushroom compost on quality and productivity of cucumber(Cucumis sativus L.)grown in greenhouses［J］.African Journal of Biotechnology，2010，8(2):176-180.

［7］ 孫建華，袁玲，張翼.利用食用菌菌渣生產(chǎn)有機肥料的研究 ［J］.中國土壤與肥料，2008(1):52-55.

［8］ 付盛賢，秦芳，蘇利榮.羅漢果基質栽培試驗初報 ［J］.南方農(nóng)業(yè)學報，2011，42(4):429-431.

［9］ 熊小興，王飛，李小毛，等.菇渣發(fā)酵有機肥在小白菜上的應用試驗 ［J］.江西農(nóng)業(yè)學報，2009，21(7):100-101

［10］ 王美琴.食用菌渣對水稻的增產(chǎn)效果初探 ［J］.中國稻米，2006(2):44-45.

［11］ 朱小平，王文頗，劉薇，等.施用微生物加菌糠對辣椒養(yǎng)分吸收及土壤養(yǎng)分轉化的影響 ［J］.中國農(nóng)學通報，2005，21(5):281-283.

［12］ 朱小平，劉微，高書國，等.有益微生物組合加菌糠對菠菜生長及土壤養(yǎng)分的影響 ［J］.河北職業(yè)師范學院學報，2003，17(2):21-24.

［13］ 時連輝，張志國，劉登民，等.菇渣和泥炭基質理化特性比較及其調節(jié) ［J］.農(nóng)業(yè)工程學報，2008，24(4):199-203.

［14］ 毛鐘警，李坤灼，張妍，等.日本小青瓜溫室無土栽培基質篩選試驗 ［J］.西南農(nóng)業(yè)學報，2011，24(4):1270-1273.

［15］ 張潤花，段增強.不同配比菇渣和牛糞基質的性狀及其對幼苗生長的影響 ［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學，2011，39(25):15297-15300.

［16］ Medina E，Paredes C，Pérez-Murcia M D，et al.Spent mushroom substratesas componentofgrowing media for germination and growth of horticultural plants ［J］.Bioresource Technology，2009，100(18):4227-4232.

［17］ 洪春來，王衛(wèi)平，陳曉旸，等.香菇渣復合基質在黃瓜穴盤育苗中的應用 ［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學，2010(6):1203-1206.

［18］ 徐愛芬，趙志白，周成松.菇渣在花卉苗木上的應用簡報［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學，2010(4):771-772.