農(nóng)林固體廢棄物栽培食用菌技術(shù)集成與示范

肖能武，黃治平，常 堃，黃 進(jìn)，蔡 婧，劉 杰，張丹丹，龔世飛

（1.十堰市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖北 十堰 442000；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測所，天津 300191）

湖北省十堰市是南水北調(diào)中線工程核心水源區(qū)，國家重要生態(tài)功能區(qū)，也是國家集中連片扶貧攻堅(jiān)的主戰(zhàn)場?？刂扑磪^(qū)農(nóng)業(yè)面源污染是保障一江清水永續(xù)北送的重要舉措，也是確保十堰市農(nóng)業(yè)綠色高效發(fā)展的首要條件。十堰市國土面積2.37萬km2，現(xiàn)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(jīng)濟(jì)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(chǎn)生大量農(nóng)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(dāng)，將產(chǎn)生大量腐殖質(zhì)與廢液，部分隨徑流匯入小溪入庫，必將對丹江口水庫水質(zhì)造成影響，因此，農(nóng)林固體廢棄物綠色高效利用勢在必行。本文針對種植業(yè)、農(nóng)林加工業(yè)固體廢棄物可作為食用菌栽培基料的特點(diǎn)，以食用菌生產(chǎn)為紐帶，對固體廢棄物資源化利用技術(shù)進(jìn)行集成，并開展工廠化示范及大規(guī)模推廣，以期為丹江口水源涵養(yǎng)區(qū)農(nóng)業(yè)綠色高效發(fā)展提供借鑒。

1 技術(shù)集成

1.1 主要技術(shù)

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

1.1.2 農(nóng)林廢棄物用于常規(guī)食用菌栽培 十堰市食用菌產(chǎn)業(yè)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(xiàng)目組在香菇、木耳上開展新型栽培原料替代研究，先后試驗(yàn)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(nóng)藝性狀、產(chǎn)量上均無明顯差異；玉米芯配方在菌絲生長、轉(zhuǎn)色、生物學(xué)效率、產(chǎn)量與常規(guī)栽培配方效果相當(dāng)；玉米稈配方生物學(xué)效率與常規(guī)栽培配方效果相當(dāng)。培養(yǎng)料中添加20%黃姜渣時，產(chǎn)量與常規(guī)配方相當(dāng)，且菌絲生長速度明顯優(yōu)于常規(guī)配方［2-6］。

1.1.3 農(nóng)林廢棄物用于珍稀食用菌栽培 大球蓋菇是近年來發(fā)展迅速的一種珍稀食用菌，具有降解秸稈能力強(qiáng)、適應(yīng)性廣、產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)。近年來，課題組先后在鄖西縣、房縣等地試驗(yàn)不同作物秸稈栽培大球蓋菇試驗(yàn)，選用玉米秸稈、稻草、麥稈等作為試驗(yàn)材料，結(jié)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(chǎn)出大球蓋菇2 000～5 000 kg，出菇結(jié)束時僅剩下少量殘?jiān)?，可在土壤微生物作用下轉(zhuǎn)化為作物可直接利用的成分。

1.1.4 菌渣多級循環(huán)利用 菌渣是食用菌生產(chǎn)副產(chǎn)品，近年來隨著十堰市食用菌產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，廢棄物不斷產(chǎn)生，目前十堰市食用菌年生產(chǎn)量約1億袋，每年可產(chǎn)生菌渣5萬t，食用菌菌渣含有豐富的氮、磷、鉀、粗蛋白、有機(jī)化合物、菌絲體等成分，是一種養(yǎng)分齊全、利用價值較高的資源。

針對十堰市食用菌產(chǎn)業(yè)存在的菌渣利用效率不高，存在著一定程度的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染等問題，項(xiàng)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(jié)果表明，產(chǎn)量與常規(guī)配方無明顯差異，降低了食用菌生產(chǎn)成本。有研究表明，菌渣中有機(jī)質(zhì)、N、P、K等養(yǎng)分均達(dá)到了國家有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)，施用菌渣有機(jī)肥后，可有效改善土壤質(zhì)量，能增加土壤中大團(tuán)聚體的含量及其水穩(wěn)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(nóng)林廢棄物部分替代木屑食用菌栽培配方技術(shù)參數(shù)

農(nóng)林固體廢棄物部分替代木屑基料配方技術(shù)參數(shù)如表1［2-6］所示。

表1 農(nóng)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(shù)工藝路線

農(nóng)林固體廢棄物通過物質(zhì)循環(huán)利用，以“收-轉(zhuǎn)-用”模式實(shí)現(xiàn)農(nóng)林生產(chǎn)全過程固體廢棄物資源化利用，即對農(nóng)林固體廢棄物通過收集、食用菌生物轉(zhuǎn)化，對農(nóng)林固體廢棄物資源化利用及最后對菌渣進(jìn)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(xiàng)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(chǔ)上，開展食用菌栽培示范，在十堰市食用菌主產(chǎn)區(qū)房縣土城鎮(zhèn)、沙河鄉(xiāng)，鄖陽區(qū)白桑關(guān)鎮(zhèn)、大柳鄉(xiāng)、青山鎮(zhèn)，鄖西縣安家鄉(xiāng)等地建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化食用菌生產(chǎn)基地133.33 hm2，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化菌種廠3個，菌棒生產(chǎn)線10條。其中玉米稈、煙桿栽培香菇在十堰市房縣土城鎮(zhèn)白雞鋪村湖北鹽業(yè)集團(tuán)福綠源食用菌科技開發(fā)有限公司食用菌基地示范，規(guī)模100萬袋；桑枝栽培香菇在鄖西縣天珍桑蠶菌科技專業(yè)合作社示范，規(guī)模50萬袋；虎杖渣、黃姜渣工廠化杏鮑菇栽培在鄖陽區(qū)長嶺工業(yè)園湖北神運(yùn)農(nóng)業(yè)集團(tuán)示范，規(guī)模300萬袋。

項(xiàng)目實(shí)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(biāo)準(zhǔn)化栽培示范推廣2億袋，新建133.33 hm2食用菌標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)示范園，標(biāo)準(zhǔn)化菌種廠3個，菌棒生產(chǎn)線10條。

2.2 效益分析

食用菌栽培及工廠周年化生產(chǎn)需要大量的原材料，對于黃姜、虎杖、玉米等主產(chǎn)區(qū)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(chǎn)過程中的副產(chǎn)物，資源充裕，省時省力省錢，還可反季節(jié)栽培，不僅將固體廢棄物變廢為寶，還開辟了農(nóng)業(yè)加工副產(chǎn)物的綜合利用新途徑。湖北神運(yùn)農(nóng)業(yè)集團(tuán)利用黃姜渣和虎杖渣部分替代木屑栽培杏鮑菇，分別生產(chǎn)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(zhèn)玉米稈部分替代木屑栽培香菇50萬袋計(jì)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(jì)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(jìn)行杏鮑菇工廠化生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)效益每袋平均提高0.10元，不但減少了農(nóng)林固體廢棄物對環(huán)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(xiàng)目的實(shí)施，標(biāo)準(zhǔn)化食用菌栽培示范推廣2億袋，平均每袋可節(jié)約成本10%左右，提高產(chǎn)量10%，食用菌每袋成本3元，按每袋收益10元計(jì)，累計(jì)可節(jié)本增效2.6億元。通過新型栽培材料開發(fā)與利用，每袋可節(jié)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(jì)節(jié)約成本6 000萬元，總計(jì)增效3.2億元。

3 小結(jié)與討論

以農(nóng)林固體廢棄物基料化為紐帶的食用菌栽培集成技術(shù)在十堰市取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益，主要得益于以下因素。

1）明確推廣主體。農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣體系一般由農(nóng)戶、研發(fā)機(jī)構(gòu)和推廣系統(tǒng)三部分構(gòu)成，三者以農(nóng)戶為核心圍繞各自利益從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動［11］，十堰市農(nóng)技推廣中心作為公益性農(nóng)業(yè)推廣機(jī)構(gòu)，成為農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣的主體，這與農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣具備公共物品屬性，消費(fèi)時的非競爭性、非排他性和外部性，決定了農(nóng)技推廣中心應(yīng)在農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣活動中擔(dān)當(dāng)主導(dǎo)作用相吻合［12］。

2）明確推廣內(nèi)容。十堰市農(nóng)民組織化程度較低，主要有網(wǎng)絡(luò)農(nóng)戶（訂單農(nóng)戶）、農(nóng)業(yè)合作社、家庭農(nóng)場（內(nèi)含專業(yè)大戶）、小散農(nóng)戶，全市現(xiàn)有各類農(nóng)業(yè)新型經(jīng)營主體8 582家，有網(wǎng)絡(luò)農(nóng)戶10.8萬戶，截至2017年底，全市累計(jì)注冊并備案的農(nóng)業(yè)合作社達(dá)3 843家，截至2016年6月底，家庭農(nóng)場有535個，其中種植業(yè)家庭農(nóng)場最多，全市共有159個，占總數(shù)的29.7%，大量生產(chǎn)規(guī)模小的農(nóng)戶處于分散經(jīng)營狀態(tài)［13-15］，農(nóng)戶異質(zhì)性分化明顯。食用菌產(chǎn)業(yè)具有周期短、投資少、增收快、覆蓋廣等優(yōu)點(diǎn)，食用菌產(chǎn)業(yè)對于農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整與優(yōu)化，促進(jìn)農(nóng)業(yè)增效和農(nóng)民增收發(fā)揮了重要作用。研究表明，目前中國農(nóng)技服務(wù)在供求雙方存在偏差，小規(guī)模農(nóng)戶、專業(yè)大戶、家庭農(nóng)場、農(nóng)民專業(yè)合作社和農(nóng)業(yè)企業(yè)的推廣途徑契合指數(shù)分別為11.60%、20.42%、19.84%、19.13%和20.64%，契合度水平都不高，農(nóng)業(yè)技術(shù)與農(nóng)戶的需求意愿存在較大差異，而技術(shù)屬性是農(nóng)戶對技術(shù)選擇的重要影響因素［16］。農(nóng)林固體廢棄物部分替代木屑的食用菌栽培基質(zhì)不但降低成本，減少木材砍伐量，還對農(nóng)林固體廢棄物資源化利用。在農(nóng)戶分化背景下，農(nóng)林固體廢棄物食用菌栽培基料化集成技術(shù)受到十堰市有一定產(chǎn)業(yè)規(guī)模、熱愛農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、希望在農(nóng)村創(chuàng)業(yè)的專業(yè)大戶、農(nóng)業(yè)專業(yè)合作社成員、農(nóng)業(yè)企業(yè)骨干、農(nóng)業(yè)家庭農(nóng)場主負(fù)責(zé)人、社會化服務(wù)組織成員以及村組干部的青睞，由于該技術(shù)能夠充分評估不同農(nóng)戶的技術(shù)需求，從農(nóng)戶切實(shí)需求視角出發(fā)，切實(shí)解決農(nóng)戶實(shí)際問題［17，18］，從而能夠作為主要推廣技術(shù)之一，該技術(shù)也作為新型職業(yè)農(nóng)民培育工程教學(xué)中重點(diǎn)培訓(xùn)內(nèi)容之一。

3）明確推廣途徑。文化程度是農(nóng)戶接受新技術(shù)的限制因子之一，十堰市共68.8萬農(nóng)戶，250.61萬人，鄉(xiāng)村從業(yè)人員125.73萬人，其中從事農(nóng)業(yè)的鄉(xiāng)村勞動力為67.43萬人。調(diào)查表明，十堰市農(nóng)戶受教育程度普遍較低，小學(xué)及以下受教育程度占比60.45%，初中文化程度占比27.97%，受調(diào)查農(nóng)戶家庭的最高學(xué)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(nóng)村實(shí)用人才中具有中專及以上學(xué)歷人員比重為31.9%，占農(nóng)村勞動力比重達(dá)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(xùn)對農(nóng)戶進(jìn)行技術(shù)推廣，突破農(nóng)民采用農(nóng)業(yè)新技術(shù)資源的約束。

推廣中心每年聘請理論知識扎實(shí)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富、語言表達(dá)能力強(qiáng)、善于與農(nóng)民溝通的專家學(xué)者為授課老師，注重教學(xué)內(nèi)容，采用“互動式、參與式、可視化”教學(xué)模式，確保學(xué)員真正聽得懂、用得上、能在生產(chǎn)上發(fā)揮作用，開展農(nóng)林固體廢棄物食用菌栽培基料化集成技術(shù)科技下鄉(xiāng)和技術(shù)培訓(xùn)10余場次，發(fā)放技術(shù)宣傳資料1 000份，培訓(xùn)技術(shù)骨干150人次、培訓(xùn)300戶科技示范戶及種植戶近2 000人次，成立食用菌專業(yè)合作社30個，使得合作示范戶成為農(nóng)業(yè)科技的主要推廣者和應(yīng)用者，并成為聯(lián)結(jié)市場和農(nóng)戶的橋梁與紐帶，縮小了研發(fā)主體與農(nóng)戶在農(nóng)業(yè)技術(shù)上的訴求差距，化解了需求信息不對稱的難題，優(yōu)化了推廣資源配置，提高了農(nóng)技推廣效率［20］，極大地促進(jìn)了十堰市食用菌產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。

4）得益于項(xiàng)目推動。十堰市圍繞核心水源區(qū)水質(zhì)保護(hù)與農(nóng)業(yè)綠色高效發(fā)展，以湖北農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新“五個一”科技活動深入開展為契機(jī)，有機(jī)結(jié)合中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院協(xié)同創(chuàng)新項(xiàng)目，積極推進(jìn)了農(nóng)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(nóng)林固體廢棄物部分替代傳統(tǒng)原料木屑，開展農(nóng)林固體廢棄物食用菌栽培基料化技術(shù)集成與大規(guī)模示范生產(chǎn)，在十堰市已取得良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益。這種農(nóng)林固體廢棄物高效利用模式可為丹江口水源涵養(yǎng)區(qū)農(nóng)業(yè)綠色高效發(fā)展提供借鑒。