食用菌產(chǎn)業(yè)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展初探

吳虹玥，周曉蘭，李思敏，徐藝芮，鄭漫江

(1.成都市農(nóng)業(yè)質(zhì)量監(jiān)測中心，成都 610041；2.成都市食品檢驗(yàn)研究院,成都 611130)

作為世界上最大的食用菌生產(chǎn)國和出口國，食用菌產(chǎn)業(yè)已是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分[1]。食用菌產(chǎn)業(yè)的最大特點(diǎn)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(nóng)爭時(shí)的優(yōu)勢，集經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益于一身，使農(nóng)村剩余勞動力得到充分利用，是農(nóng)民增收的有效途徑之一[2]。隨著食用菌產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，周邊的生態(tài)環(huán)境問題也開始顯露：某些生產(chǎn)者為了追求短期經(jīng)濟(jì)效益，大量砍伐森林，破壞植被。有的生產(chǎn)地區(qū)雖然使用了農(nóng)業(yè)廢棄物作為栽培料，減少了森林資源消耗的同時(shí)也減輕了農(nóng)業(yè)廢棄物對自然環(huán)境的污染，但沒有妥善處理生產(chǎn)后的大量菌渣、塑料菌包，造成細(xì)菌繁殖、疾病傳播，加重了環(huán)境的污染，直接影響了周邊農(nóng)作物和食用菌的正常生產(chǎn)[3]。我國既是經(jīng)濟(jì)大國、農(nóng)業(yè)大國，又是生態(tài)環(huán)境較為脆弱的國家[4]，目前亟需解決的問題是提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、增加農(nóng)民收入，這是“三農(nóng)”問題的重點(diǎn)，也是鄉(xiāng)村振興的重點(diǎn)。食用菌產(chǎn)業(yè)應(yīng)構(gòu)建綠色低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系，最大限度減少廢棄物排放和資源消耗，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展同步，最終與生態(tài)環(huán)境發(fā)展形成良性結(jié)合的可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。因此，食用菌產(chǎn)業(yè)要提高資源利用效率，保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境，注重食用菌產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境在自然環(huán)境、經(jīng)濟(jì)環(huán)境和社會文化環(huán)境的建設(shè),走出一條資源節(jié)約、產(chǎn)品安全、高效產(chǎn)出的現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展道路，由單純追求數(shù)量向提高質(zhì)量效益轉(zhuǎn)變，由依靠拼資源向可持續(xù)發(fā)展方面轉(zhuǎn)變[5]。根據(jù)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及研究，食用菌產(chǎn)業(yè)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展目前主要有3種途徑。

1 農(nóng)業(yè)廢棄物替代食用菌栽培原料

隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)向規(guī)模化、集約化、產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展，農(nóng)業(yè)廢棄物(主要以畜禽糞便和農(nóng)作物秸稈等)的產(chǎn)生量也出現(xiàn)快速增長趨勢。種植業(yè)產(chǎn)品、畜禽產(chǎn)品、林業(yè)產(chǎn)品等初加工后，會產(chǎn)生廢棄物與副產(chǎn)品，這些農(nóng)業(yè)廢棄物大多含有較高的營養(yǎng)物質(zhì)[6]，如果得不到有效利用，不僅是對資源的浪費(fèi)，也將對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境、農(nóng)村生態(tài)環(huán)境和農(nóng)民生活環(huán)境造成巨大的危害和影響。食用菌是生態(tài)鏈上的分解者，農(nóng)業(yè)廢棄物經(jīng)過食用菌的徹底分解和處理，不但能產(chǎn)出營養(yǎng)豐富、美味鮮香且兼具保健價(jià)值的食用菌，還能讓農(nóng)業(yè)廢棄物重新回歸生態(tài)鏈，有效解決了農(nóng)村面源污染，變廢為寶。因此，充分利用農(nóng)業(yè)廢棄物替代食用菌原料是發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)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(yè)廢料等[4]。近幾年由于原料價(jià)格上升，生產(chǎn)成本增加，菇農(nóng)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(shí)收獲后剩下的秸稈為栽培基質(zhì)或菌棒原料，實(shí)現(xiàn)了秸稈的循環(huán)利用，降低了菇農(nóng)的生產(chǎn)成本，減少了資源浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)和資源的循環(huán)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(jié)礦化，焚燒秸稈會引起大氣污染、火災(zāi)事故等，引發(fā)大量的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會問題，引起社會廣泛關(guān)注。利用秸稈作為生產(chǎn)原料發(fā)展食用菌產(chǎn)業(yè)，是符合我國建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的發(fā)展目標(biāo)，是發(fā)展生態(tài)高效農(nóng)業(yè)和實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要選擇，同時(shí)也是增加農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入，實(shí)現(xiàn)全面建設(shè)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(yàn)，玉米秸稈相比小麥秸稈作培養(yǎng)料可使雙孢蘑菇產(chǎn)量達(dá)10 kg/m2以上，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。除充分利用秸稈這一方式外，將其他農(nóng)業(yè)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(zhì)替代闊葉樹木屑，既可以使木腐型食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展與森林保護(hù)之間的矛盾得到一定緩解，也可以在一定程度上緩解農(nóng)業(yè)廢棄物污染農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的問題，促進(jìn)了食用菌產(chǎn)業(yè)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展[10]。秦清軍等[11]利用蘋果樹修剪枝以及當(dāng)?shù)胤奖憧扇〉挠衩仔?、柿樹枝等作為原料進(jìn)行香菇栽培試驗(yàn)，柿樹枝、刺槐枝、核桃樹枝可作雜木原料的補(bǔ)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(yōu)于雜木，有較好的開發(fā)應(yīng)用價(jià)值。江西省撫州市廣昌縣積極研發(fā)、推廣蓮籽殼栽培茶樹菇的生產(chǎn)技術(shù)，解決了茶樹菇原料價(jià)格上漲與森林保護(hù)趨嚴(yán)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(shí)茶樹菇品質(zhì)略有上升[10]。陳國龍等[12]以木薯?xiàng)U屑為主要原料，改變麥麩、棉籽殼的添加量進(jìn)行試驗(yàn)，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(huán)利用

食用菌產(chǎn)業(yè)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)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(zhì)經(jīng)過食用菌的代謝利用后的廢棄物，菌渣仍含有各種營養(yǎng)成分及大量的有機(jī)物質(zhì)。食用菌基質(zhì)經(jīng)過菌絲分解利用后，有些營養(yǎng)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(zhuǎn)化，因此菌渣在食用菌的栽培方面可以循環(huán)使用[13]。將木腐型食用菌生產(chǎn)結(jié)束后產(chǎn)生的廢菌包加入自然界中的微生物進(jìn)行堆制和漚制處理，物料熟化后，用于草腐型食用菌生產(chǎn)，有效解決了木腐型廢菌包污染生態(tài)環(huán)境的問題[10，14]。有研究表明，已經(jīng)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(shí)現(xiàn)交互使用[15-16]。目前，四川省經(jīng)驗(yàn)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(yīng)用于生產(chǎn)栽培平菇、雙孢蘑菇等[13]?；蛘呤窍愎骄耘嗖莨?，黑木耳菌渣栽培榆黃菇等[4]。成都市農(nóng)林科學(xué)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(chǎn)量優(yōu)于新鮮培養(yǎng)料配方，經(jīng)濟(jì)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(jìn)行鮑魚菇栽培研究，當(dāng)栽培料中菌渣添加量達(dá)到30%～70%時(shí)，鮑魚菇菌絲長勢均表現(xiàn)良好，菌絲滿袋時(shí)間、原基出現(xiàn)時(shí)間和轉(zhuǎn)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(zhì)，用于草菇栽培，與傳統(tǒng)的稻草栽培配方相比，有菌絲生長快、產(chǎn)量高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

3 食用菌廢棄物其他再利用

通過實(shí)現(xiàn)食用菌廢棄物利用，徹底解決食用菌生產(chǎn)區(qū)域環(huán)境污染問題，使農(nóng)業(yè)各產(chǎn)業(yè)鏈間保持有機(jī)聯(lián)接，從而實(shí)現(xiàn)生態(tài)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。比較成功的例子是四川省金堂縣先后引進(jìn)了成都大地綠色系統(tǒng)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(yè)有限公司共4家企業(yè)，主要利用菌渣作原料，開發(fā)處理菌渣生產(chǎn)有機(jī)肥和飼料等產(chǎn)品[13]。

3.1 用作肥料和育苗基質(zhì)

食用菌菌渣可以通過加入無害化的添加劑生產(chǎn)出綠色有機(jī)肥料，該綠色肥料可使土壤有機(jī)質(zhì)顯著增加，土壤理化性狀得到改善，農(nóng)作物和林木的產(chǎn)量和品質(zhì)都得到明顯提高。在種植梨、柑橘、獼猴桃等水果時(shí)，深施食用菌菌渣并掩埋，可達(dá)到改良果園土壤、提高水果品質(zhì)、增產(chǎn)增收的效果。在種植辣椒、茄子、萵筍等蔬菜時(shí)，將食用菌菌渣按比例添加作為育苗基質(zhì)，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(yàn)中，發(fā)現(xiàn)施用腐熟的菌渣能促進(jìn)甜瓜生長并能提高甜瓜品質(zhì)，在產(chǎn)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(chǎn)蘑菇菌渣專用肥，開展作物專用肥在水稻和香蕉上的應(yīng)用研究，使用菌渣水稻專用肥可提高水稻株高、分蘗數(shù)和有效穗數(shù)，增加水稻稻谷產(chǎn)量和干物質(zhì)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(shù)，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(chǎn)量的影響，土壤有機(jī)質(zhì)及全氮含量表現(xiàn)為增加趨勢，產(chǎn)量有不同程度的提高。童江云等[22]通過試驗(yàn)，篩選出合適的菌群來處理食用菌菌渣，確定了其發(fā)酵產(chǎn)物作為作物栽培基質(zhì)的可行性。因菌渣富含各種有機(jī)酸、糖類、有機(jī)質(zhì)等生物活性物質(zhì)及大量的營養(yǎng)成分，能提升土壤潛在的抗病能力，能夠改良土壤營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，使土壤中菌落數(shù)量和種類有效增加，使土壤腐殖化進(jìn)程得到有效促進(jìn)，土壤大團(tuán)聚體含量及水穩(wěn)性得到增加，為植物提供了良好的根系環(huán)境，為植物生長持續(xù)提供所需的養(yǎng)分。菌渣也可以添加在中草藥栽培的基質(zhì)中，菌渣中豐富的有機(jī)質(zhì)有改良基質(zhì)物理性質(zhì)的作用，可以大幅度提高基質(zhì)的保肥能力與緩沖性，促進(jìn)植物生長發(fā)育[23]。菌渣還可以作為無土栽培基質(zhì)生產(chǎn)蔬菜，既可使成本顯著降低，操作規(guī)程簡化，又便于進(jìn)行推廣[14]。

3.2 用作飼料

栽培食用菌的基質(zhì)是含有纖維素、半纖維素和木質(zhì)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(jī)物和礦物質(zhì)，如果經(jīng)過生物發(fā)酵，粗蛋白、粗脂肪含量有可能比原來的基質(zhì)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(yǎng)成本替代部分糧食[14]。成都榕珍菌業(yè)有限公司將菌包通過乳酸發(fā)酵，制作成飼養(yǎng)?；蛘哓i等牲畜產(chǎn)品所需要的飼料[24]。王宇等[25]通過對金針菇菌糠和常規(guī)粗飼料進(jìn)行營養(yǎng)組分分析，發(fā)現(xiàn)菌糠的營養(yǎng)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(yǎng)殖中使用，降低了飼料成本，并且不會對血液生理指標(biāo)和血漿生化指標(biāo)造成不良影響。

3.3 用作燃料和能源

菌渣可以用于生產(chǎn)沼氣，沼渣可以作為生物肥料。成都榕珍菌業(yè)有限公司將不能制作飼料的菌渣連同飼養(yǎng)牛、豬產(chǎn)生的糞便均送入沼氣池轉(zhuǎn)化為沼氣，為園區(qū)內(nèi)提供清潔能源[24]。菌渣也可以當(dāng)作氣化站的燃料，生成的氣體通過燃?xì)夤茌斔偷酱迕窦抑校瑢⒕D(zhuǎn)變?yōu)榍鍧嵞茉碵3]。

虞志強(qiáng)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(zhì)素、抗?fàn)I養(yǎng)因子和蛋白質(zhì)(胞外纖維素降解酶類)等組成，其具備作為生物乙醇轉(zhuǎn)化基質(zhì)的潛力，有些木腐型食用菌可以直接將纖維素降解轉(zhuǎn)化生產(chǎn)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(fā)酵轉(zhuǎn)化為乙醇。汪金萍等[27]也對香菇菌渣生產(chǎn)酒精的工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化，找到了香菇菌渣生產(chǎn)酒精的最佳條件。

3.4 用作生態(tài)環(huán)境修復(fù)材料

食用菌菌渣有表面積大、微孔結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)且富含有利于吸附重金屬元素的小分子物質(zhì)的特點(diǎn)。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(dá)到79.72%最大吸附率。劉學(xué)生[29]證實(shí)了菌糠和堆肥菌糠在生物吸附和土壤重金屬污染修復(fù)方面的應(yīng)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(jié)果顯示幾種菌糠對水土環(huán)境中重金屬污染物Cr3+、Cd2+和Pb2+都具有修復(fù)能力[30]。劉連鑫等[31]優(yōu)化了食用菌菌渣活性炭制備條件,可有效提高對亞甲基藍(lán)的去除特性。

4 結(jié)語

生態(tài)環(huán)境建設(shè)是食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大的重要基礎(chǔ)。食用菌產(chǎn)業(yè)的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展是自身發(fā)展的需要。食用菌產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展，最重要的是通過農(nóng)業(yè)廢棄物的循環(huán)使用，實(shí)現(xiàn)變廢為寶，減少農(nóng)業(yè)環(huán)境污染，進(jìn)而推進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，同時(shí)促進(jìn)農(nóng)民增收。食用菌產(chǎn)業(yè)是延長農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈條與發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著轉(zhuǎn)化農(nóng)林廢棄物資源、增加蛋白質(zhì)供給和增強(qiáng)食物安全保障能力的重要任務(wù)，與黨和國家提出的建設(shè)環(huán)境友好型、資源節(jié)約型社會，樹立大食物觀保持高度一致[32]。當(dāng)農(nóng)、林、牧、副、漁生產(chǎn)進(jìn)入良性循環(huán)，資源浪費(fèi)、環(huán)境污染的狀況才可能得到改變，從而解決農(nóng)業(yè)與生態(tài)環(huán)境之間的矛盾。保持生態(tài)可持續(xù)發(fā)展是保護(hù)農(nóng)村環(huán)境的基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展所要求的環(huán)境與經(jīng)濟(jì)雙贏在食用菌產(chǎn)業(yè)的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展中得到了充分的體現(xiàn)。