福建省“農(nóng)-牧-菌”循環(huán)農(nóng)業(yè)體系構(gòu)建與技術(shù)實(shí)踐

陳華，葉菁，劉朋虎，王義祥，翁伯琦

（1.福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，福州 350003；2.福建省農(nóng)林大學(xué)國家菌草工程技術(shù)研究中心，福州 350002；3.福建省紅壤山地農(nóng)業(yè)生態(tài)過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福州 350003）

為貫徹落實(shí)綠色發(fā)展理念，各地深入探索生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式與配套技術(shù)并取得了良好成效。據(jù)統(tǒng)計，我國每年種植業(yè)秸稈量超過7 億t，養(yǎng)殖業(yè)廢棄物接近40 億t[1]。福建省農(nóng)牧菌業(yè)廢棄物資源總量超過0.5 億t，但有效處理率不到50%，鄉(xiāng)村面源污染仍然由農(nóng)牧菌業(yè)廢棄物排放所致，尤其是養(yǎng)殖業(yè)糞尿排放，使小流域水體超出適宜負(fù)荷量的31.6%；雖然通過有機(jī)肥生產(chǎn)、食用菌栽培、沼氣開發(fā)等消納了農(nóng)牧菌業(yè)廢棄物總量的40%，但是其余60%的農(nóng)牧菌業(yè)廢棄物仍有待于實(shí)施循環(huán)利用，因此發(fā)展現(xiàn)代循環(huán)農(nóng)業(yè)的潛力巨大[2]。近10年來，福建省在現(xiàn)代循環(huán)農(nóng)業(yè)創(chuàng)新研究與集成推廣及其生產(chǎn)實(shí)踐方面取得一系列進(jìn)展，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展與鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)振興探索了新的途徑。

福建省以食用菌產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展為牽引，充分利用農(nóng)牧業(yè)廢棄物，既生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)菌物產(chǎn)品又轉(zhuǎn)化消納有機(jī)廢物[3]，研發(fā)并形成了農(nóng)-牧-菌循環(huán)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展新格局，為鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)振興與農(nóng)民增收致富做出了積極貢獻(xiàn)。進(jìn)入新發(fā)展階段，農(nóng)-牧-菌循環(huán)農(nóng)業(yè)也面臨著如何固碳提質(zhì)與節(jié)能減排的新課題，既要充分開發(fā)利用農(nóng)牧廢棄物，創(chuàng)新高效循環(huán)利用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)與農(nóng)民增收，又要做到資源節(jié)約與環(huán)境友好[3-4]，創(chuàng)立農(nóng)-牧-菌體系碳中和新途徑。因此，本文概述了福建省農(nóng)-牧-菌循環(huán)農(nóng)業(yè)體系中不同生產(chǎn)模式的成效及其生產(chǎn)技術(shù)研究進(jìn)展，并提出深化探索與集成推廣應(yīng)用的對策，為鄉(xiāng)村現(xiàn)代農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展與循環(huán)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供理論參考與實(shí)踐借鑒。

1 農(nóng)-牧-菌循環(huán)農(nóng)業(yè)體系優(yōu)化構(gòu)建的總體思路

以農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展理念為指導(dǎo)，通過農(nóng)牧菌業(yè)結(jié)合與不同要素有序匹配，以有效消納種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)廢棄物為目標(biāo)，按照減量化、再利用、再循環(huán)、可調(diào)控的原則來優(yōu)化設(shè)立鏈接環(huán)節(jié)與接口技術(shù)，因地制宜地設(shè)立農(nóng)牧耦合、農(nóng)菌復(fù)合的高效循環(huán)利用環(huán)節(jié)，使之合理匹配，循環(huán)利用，推動產(chǎn)業(yè)生態(tài)化與生態(tài)產(chǎn)業(yè)化的有效融合發(fā)展，促進(jìn)與完善現(xiàn)代循環(huán)農(nóng)業(yè)的綠色生產(chǎn)，有效保護(hù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境，助力鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)振興與農(nóng)民增收致富。在總體思路實(shí)施過程中，需要注重以下幾個方面的內(nèi)容：

（1）開展農(nóng)牧菌業(yè)廢棄物利用及其風(fēng)險評價，研究有機(jī)肥施用對農(nóng)田生態(tài)環(huán)境的影響。農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)生與污染風(fēng)險評價的目的在于明確農(nóng)牧菌業(yè)廢棄物產(chǎn)生量及其對鄉(xiāng)村生態(tài)環(huán)境影響與負(fù)荷狀況，要深入分析種植業(yè)秸稈、養(yǎng)殖業(yè)糞便和食用菌菌渣等廢棄物去向及其再利用匹配特征，重點(diǎn)評價區(qū)域種養(yǎng)業(yè)廢棄物負(fù)荷及其區(qū)域耕地的適宜承載力。長期定位觀測點(diǎn)數(shù)據(jù)顯示，長期施用豬糞、鴨糞配制的有機(jī)肥處理與對照處理相比，氮的利用率提高12.3%，蔬菜硝酸鹽含量降低19.6%[5]；連續(xù)3 a 施用雙孢蘑菇菌渣生產(chǎn)的專用肥（菌渣造粒）可提高水稻產(chǎn)量8.9%~12.5%；稻田土壤有機(jī)質(zhì)含量提高3.6%~8.7%；化肥和牛糞有機(jī)肥長期配施，可使蔬菜硝態(tài)氮、亞硝酸鹽分別降低16.6%、13.3%[6]。試驗(yàn)結(jié)果表明，連續(xù)5 a 施用菌渣有機(jī)肥10 t·hm-2，可替代傳統(tǒng)稻作50%化肥施用量（以純N 養(yǎng)分核算），且稻田連續(xù)5 a 施用復(fù)合有機(jī)肥可消納菌渣60 t·hm-2，同時有效減少雙氰胺化學(xué)添加劑使用量，減少化肥投入成本，保護(hù)稻田生態(tài)環(huán)境[7]。

（2）強(qiáng)化農(nóng)業(yè)廢棄物資源化技術(shù)攻關(guān)與應(yīng)用。在農(nóng)-牧-菌循環(huán)農(nóng)業(yè)體系中，要優(yōu)化構(gòu)建以食用菌生產(chǎn)為核心的轉(zhuǎn)化平臺，有效利用作物秸稈與養(yǎng)殖廢物栽培食用菌，以菌渣等廢棄物生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥，進(jìn)而再進(jìn)入農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。栗方亮等[8]研究了菌渣作復(fù)合有機(jī)肥造粒黏結(jié)劑的技術(shù)，并改進(jìn)了有機(jī)/無機(jī)菌渣復(fù)合肥制備工藝與產(chǎn)業(yè)化技術(shù)；王煌平等[9]探索了菌渣生物炭制備技術(shù)，利用帶土雙孢蘑菇菌渣作為黏結(jié)劑，替代高嶺土等原料生產(chǎn)有機(jī)/無機(jī)復(fù)合顆粒肥與酸化土壤調(diào)理劑，以有機(jī)/無機(jī)復(fù)合顆粒肥和化肥分別施入土壤后15 d，其氮素?fù)p失率分別為8%和41%。以菌渣為堆肥主料生產(chǎn)有機(jī)/無機(jī)復(fù)合顆粒肥，再以菌渣有機(jī)顆粒肥+菌渣生物炭+有益微生物菌劑作為稻田基肥[10]，其水稻作物氮肥利用率比對照處理（普通有機(jī)肥）提高23%。連續(xù)2 a施用菌渣生物炭有助于菜地酸化土壤改良，菜地土壤pH提升0.4~0.5 個單位[11]。其中篩選堆肥高溫菌劑是重要環(huán)節(jié)，其有助于農(nóng)牧菌業(yè)廢棄物高效分解，對微生物豐度和群落變化具有明顯影響。王義祥等[12]在豬糞渣+鴨糞便的堆肥中添加高溫發(fā)酵的菌株后，堆肥發(fā)酵時間縮短了5~7 d。劉波等[13]按照不同作物生長需求，在發(fā)酵物料中分別添加不同的化學(xué)農(nóng)藥、化學(xué)肥料、生物菌劑、生物質(zhì)炭，研制不同系列的專用肥料、復(fù)合肥料、藥肥基質(zhì)、生物炭調(diào)理劑等產(chǎn)品，并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，其應(yīng)用成效十分顯著。

（3）探索影響農(nóng)-牧-菌體系循環(huán)轉(zhuǎn)化內(nèi)外因素。農(nóng)牧菌業(yè)多級循環(huán)利用模式合理與否取決于廢棄物中碳、氮等物質(zhì)轉(zhuǎn)化效率及其環(huán)境響應(yīng)。陳鐘佃等[14]以栽培杏鮑菇的菌渣作為再生基質(zhì)，雙孢蘑菇的碳素再利用率為10.8%~16.9%，氮素轉(zhuǎn)化率為21%~54%；黃勤樓等[15]優(yōu)化創(chuàng)立了規(guī)?；B(yǎng)豬場污染及廢棄物的多級循環(huán)利用模式，以農(nóng)牧廢棄物栽培食用菌，再利用菌渣生產(chǎn)有機(jī)肥，不僅增加經(jīng)濟(jì)效益25%以上，而且可相對減少碳排放19.6%。事實(shí)上，在發(fā)酵微生物菌株篩選及菌渣堆制過程中主要因子變化規(guī)律與調(diào)控是關(guān)鍵。顏明娟等[16]研究牧草輪作對奶牛場污水氮、磷的凈化效果，闡明了溫度、濕度、酸度、氮量、碳量、菌劑等關(guān)鍵要素的作用，其中酸度影響最大，溫度與濕度影響次之；劉波等[13]優(yōu)化構(gòu)建了以纖維素高效降解菌篩選、微生物區(qū)系動態(tài)變化規(guī)律及其配套應(yīng)用技術(shù)等為核心的優(yōu)化調(diào)控體系；楊國良等[17]篩選并構(gòu)建的高效纖維素降解復(fù)合菌劑在菌渣原料發(fā)酵過程中應(yīng)用效果十分顯著，其與對照處理相比，堆體升溫5~6 ℃，縮短發(fā)酵時間5~7 d，不僅加快了有機(jī)物的分解，同時明顯提高了堆肥中濾紙纖維素酶的活性。

（4）創(chuàng)新并開發(fā)應(yīng)用循環(huán)系統(tǒng)的碳轉(zhuǎn)化技術(shù)。CO2排放發(fā)生于食用菌栽培生產(chǎn)全過程，而CH4和N2O排放則發(fā)生于栽培料發(fā)酵過程。影響CO2排放的主要因子為溫度、濕度及基質(zhì)的酸堿度調(diào)控等，研究表明pH 6.5~7.0 為適宜范圍[18]。要實(shí)現(xiàn)農(nóng)-牧-菌循環(huán)系統(tǒng)碳中和，需要促進(jìn)系統(tǒng)內(nèi)碳排放與碳吸收的平衡。李艷春等[19]深入探討了茶枝代料栽培靈芝、茶園合理套種靈芝和菌渣就地回園對茶園土壤有機(jī)碳庫的影響，分析了內(nèi)在規(guī)律并優(yōu)化調(diào)整了套種比例及其菌渣回園方法。李振武等[20]研究并建立了茶-菌-菌渣回園循環(huán)利用模式并進(jìn)行運(yùn)營實(shí)踐，結(jié)果表明山地茶園單位面積內(nèi)CO2含量高低順序?yàn)閱我混`芝>茶葉-靈芝>單一茶葉，茶葉+靈芝系統(tǒng)CO2含量比單一靈芝系統(tǒng)減少71.6%，有利于茶-菌系統(tǒng)內(nèi)部CO2中和利用；茶園套種靈芝不僅提高土壤肥力，連續(xù)套種3 a后茶園土壤有機(jī)質(zhì)提高8.75%，且每667 m2增加280~420元產(chǎn)值，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

2 農(nóng)-牧-菌循環(huán)農(nóng)業(yè)體系實(shí)踐成效

2.1 大中型養(yǎng)豬場廢棄物資源化循環(huán)利用模式實(shí)踐成效

在鄉(xiāng)村規(guī)?；B(yǎng)殖場廢棄物減量化基礎(chǔ)上，優(yōu)化構(gòu)建資源化循環(huán)利用模式并有效實(shí)施是現(xiàn)代循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。該模式的主要技術(shù)包括4 個方面：（1）生豬飼料氮磷減量及營養(yǎng)配方技術(shù)優(yōu)化。包括在生豬飼養(yǎng)不同階段，優(yōu)化減少飼糧氮含量2.5%~3.0%、磷含量0.1%~0.2%，降低銅、鐵、鋅等微量元素添加水平。在飼料中添加植酸酶30~40 mg·kg-1、非淀粉多糖酶100~120 mg·kg-1的處理與對照處理相比，糞磷、糞氮含量分別減少8.64%、10.80%，同時可減少糞鋅12%、糞銅9.7%[21]。（2）養(yǎng)豬場廢物固液分離及沼液高效利用技術(shù)。研發(fā)的新型固液分離機(jī)使糞便廢液的總固體含量（TS）去除率達(dá)到75%以上。優(yōu)化設(shè)計細(xì)菌固定化顆粒制備工藝并研發(fā)養(yǎng)殖污水復(fù)合過濾方法，明顯提高了養(yǎng)豬場廢液的總氮和總磷的去除率，21 d 后，去除率達(dá)到88.6%和55.0%；經(jīng)固液分離之后，豬糞渣作為雙孢蘑菇栽培基質(zhì)，廢液則導(dǎo)入沼氣池，沼液應(yīng)用氧化塘凈化等集成技術(shù)處理后，水體中化學(xué)需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）的去除率分別提高75.3%和64.0%，水體中CODCr值則從260~280 mg·L-1降到50~60 mg·L-1[22]。利用氧化塘凈化后的沼液養(yǎng)魚，通過篩選適宜魚種和投苗數(shù)量，可使產(chǎn)量達(dá)4.65 t·hm-2。（3）集約化養(yǎng)豬場廢物作基質(zhì)循環(huán)利用技術(shù)。將固液分離機(jī)分離出的豬糞渣作為基質(zhì)原料，用于替代牛糞栽培雙孢蘑菇，與常規(guī)栽培基質(zhì)處理相比，產(chǎn)量提高了15.8%~22.0%。以豬糞渣替代45%的木屑栽培毛木耳和替代55%的棉籽殼栽培銀耳，其產(chǎn)量分別比對照提高12.6%和9.7%；以豬糞渣替代45%的棉籽殼栽培糙皮側(cè)耳，其產(chǎn)投比達(dá)3.65，比常規(guī)栽培原料處理提高了1.79 倍[23]。（4）集約型養(yǎng)豬場沼液多級化循環(huán)利用技術(shù)。實(shí)踐表明，以沼液灌溉狼尾草草地，每667 m2產(chǎn)量達(dá)9.8 t·a-1，一般666.7 m2魚塘可配套666.7 m2狼尾草（夏季）+黑麥草（冬季套種）草地，草魚/鰱（鳙）魚魚種搭配比例以1∶1.2~1∶1.3 為宜，雜交狼尾草用于草魚餌料，其最佳刈割期為28 d 左右，草魚對狼尾草中干物質(zhì)的消化率達(dá)到70.28%，同時草魚肉中多不飽和脂肪酸（PUFA）、亞麻酸（18：3n-3）的含量分別是全飼料喂養(yǎng)處理的1.86、10.17 倍[24]。

2.2 養(yǎng)豬場發(fā)酵床微生物制劑研發(fā)與墊料多級循環(huán)利用模式實(shí)踐成效

規(guī)?；B(yǎng)豬場發(fā)酵床微生物制劑研發(fā)與廢棄物多級循環(huán)利用模式（圖1）由4 個系統(tǒng)構(gòu)成，即有益微生物飼料系統(tǒng)、有益微生物墊料系統(tǒng)、養(yǎng)殖環(huán)境因子調(diào)控系統(tǒng)、群體監(jiān)測與智能化反饋系統(tǒng)。以微生物發(fā)酵床標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)豬為核心的循環(huán)農(nóng)業(yè)園區(qū)，配套菌劑創(chuàng)制、優(yōu)化配方、基質(zhì)生產(chǎn)、循環(huán)利用、智能大棚等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)農(nóng)業(yè)高效運(yùn)營。取得的成效主要有：（1）畜牧養(yǎng)殖廢棄物微生物降解技術(shù)研發(fā)。福建省農(nóng)科院聯(lián)合項目組收集了國內(nèi)外芽孢桿菌34 892株，分離篩選了飼用益生菌劑，創(chuàng)制了飼用益生菌（秾窠1~5號）；先后研發(fā)了系列有機(jī)廢棄物堆肥發(fā)酵專用菌劑、微生物發(fā)酵床糞污降解菌劑等14 種菌劑[25]，對集約化養(yǎng)豬場發(fā)酵床微生物復(fù)合制劑研發(fā)與廢棄物多級循環(huán)利用模式開發(fā)提供了厚實(shí)基礎(chǔ)。（2）設(shè)計與建設(shè)微生物發(fā)酵床養(yǎng)豬場。劉波等[26]研究并篩選了微生物發(fā)酵床的替代墊料，以菌渣+椰殼粉+秸稈+專用菌劑為混合原料替代緊缺的鋸末，構(gòu)建了微生物發(fā)酵床大欄養(yǎng)豬體系并研發(fā)了配套裝備，主要包括微生物發(fā)酵床大欄養(yǎng)豬場、養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、大欄養(yǎng)豬場發(fā)酵床墊料翻堆機(jī)械。微生物發(fā)酵床+大欄方式養(yǎng)豬與傳統(tǒng)模式相比，不僅可節(jié)約63%的建場用地，而且節(jié)約26%的建場成本，同時節(jié)約85%的養(yǎng)殖用水，效益增加31%，養(yǎng)殖廢棄物進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)，基本實(shí)現(xiàn)零排放[27]。（3）利用養(yǎng)豬場發(fā)酵床墊料開發(fā)基質(zhì)。以養(yǎng)殖場發(fā)酵床墊料為主原料，篩選并添加無致病力的地衣芽孢桿菌（FJAT-4）等系列生防菌，研發(fā)出種苗培育基質(zhì)，與對照處理相比，其蔬菜種苗病害發(fā)生率降低了76%。以發(fā)酵床墊料為基材，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)食用菌栽培基質(zhì)；以添加10%~15%養(yǎng)豬場墊料的基質(zhì)栽培的姬松茸、真姬菇，產(chǎn)量分別比常規(guī)配料栽培提高16.5%、10.8%[28]。盧政輝等[29]以杏鮑菇菌渣替代傳統(tǒng)基質(zhì)，篩選了栽培雙孢蘑菇新配方，因地制宜優(yōu)化了工廠化設(shè)施栽培模式與環(huán)境調(diào)控技術(shù)；翁伯琦等[30]經(jīng)多年選育并成功獲得“福蘑38”雙孢蘑菇新品種，工廠化栽培產(chǎn)量比傳統(tǒng)品種As2796 提高19.6%，分別以55%和65%杏鮑菇渣替代常規(guī)基質(zhì)料栽培雙孢蘑菇，其產(chǎn)量分別比傳統(tǒng)栽培基質(zhì)增產(chǎn)11.7%和10.2%。劉波等[26]扶持合作企業(yè)共同研發(fā)不同種類生物基質(zhì)生產(chǎn)線1 條（年生產(chǎn)能力達(dá)10 萬t），開發(fā)優(yōu)質(zhì)基質(zhì)產(chǎn)品6 類13 個，批量生產(chǎn)生物肥藥產(chǎn)品3 個。（4）建立微生物發(fā)酵床養(yǎng)殖場示范區(qū)。劉波等研究制定并獲準(zhǔn)發(fā)布了《微生物發(fā)酵床大欄養(yǎng)豬技術(shù)規(guī)范》（DB35/T 1543—2015），并按照標(biāo)準(zhǔn)化、循環(huán)化、工業(yè)化的理念，優(yōu)化構(gòu)建了以微生物發(fā)酵床養(yǎng)殖場為核心，配套人工腐殖質(zhì)生產(chǎn)的園區(qū)，構(gòu)建了現(xiàn)代循環(huán)農(nóng)業(yè)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)與高效經(jīng)營模式。

2.3 規(guī)?；B(yǎng)牛場牧草凈化治理及其飼草高效循環(huán)利用模式實(shí)踐成效

利用牧草治理規(guī)?；B(yǎng)牛場廢液，并實(shí)施牧草高效循環(huán)利用技術(shù)，有助于養(yǎng)分吸收轉(zhuǎn)化與生態(tài)環(huán)境保護(hù)。該模式的主要技術(shù)包括：（1）利用雜交狼尾草有效消納養(yǎng)牛場廢水。南平長富乳業(yè)集團(tuán)第27 牧場利用53 hm2紅壤山地，大面積連片種植閩牧6 號狼尾草。定位觀測數(shù)據(jù)表明，配套53 hm2草地可消納1 200 頭養(yǎng)牛場沼液廢水，雜交狼尾草對養(yǎng)牛場沼液氮、磷的吸收率分別達(dá)40.23%和37.25%[31]。（2）引進(jìn)牧草新品種以提高飼草營養(yǎng)品質(zhì)。項目組引進(jìn)系列紅象草品種，開展品種區(qū)試評比后篩選出紅象草FJ-2新品種，并通過省級審定。紅象草新品種莖葉的α-亞麻酸含量比對照品種高62.2%[32]；15N 示蹤試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，雜交狼尾草粗纖維、粗蛋白、粗脂肪含量分別達(dá)30.5%、12.4%、2.8%。其對沼液氮的利用效率為18.20%~29.34%，雜交狼尾草作為飼料，其氮素消化率為27.67%~68.20%[33]。（3）提高牧草加工品品質(zhì)以高效飼養(yǎng)奶牛。黃勤樓等[34]引進(jìn)了14 個纖維素降解菌株，通過試驗(yàn)篩選出5 株纖維素高效降解菌，進(jìn)而研發(fā)出高效降解纖維素的復(fù)合菌劑“貯寶2 號”，開發(fā)了以狼尾草為物料的不同系列青貯料，紅象草莖葉青貯料乳酸含量提高16%以上，雜交狼尾草青貯料中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維降解率分別達(dá)31%和28%。項目組近年研究結(jié)果表明，雜交狼尾草/花生秧混合比為65∶35，紅象草/花生秧混合比為50∶50 為適宜比例；肉牛飼喂狼尾草/花生秧青貯料，料重比達(dá)50∶1 時，肉牛質(zhì)量增加達(dá)1.19 kg·d-1，奶牛飼喂紅象草/花生秧青貯料，每100 g 牛乳中α-亞麻酸含量達(dá)15.88 mg，比對照處理增加43.5%。（4）構(gòu)建草-牧-沼多級循環(huán)利用模式。以山區(qū)奶牛場為載體，通過多年研究并因地制宜地構(gòu)建了草-牧-沼多級循環(huán)利用模式，形成了牧草飼料-奶牛生產(chǎn)-牛糞基質(zhì)-沼氣發(fā)電-沼液灌溉-牧草生長的遞進(jìn)循環(huán)利用新業(yè)態(tài)。通過系統(tǒng)產(chǎn)投比分析表明，南平市長富乳業(yè)集團(tuán)第27牧場不僅節(jié)約飼料-肥料-灌溉-能量投入成本42%，而且環(huán)境承載負(fù)荷強(qiáng)度降低43%。通過反饋能值有效替代，系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展指數(shù)（17.8）比對照處理增加33.6%，總體凈效益比對照處理提高32.5%[35]。

2.4 菌業(yè)生產(chǎn)溫室氣體減排及其菜-菌體系CO2中和利用模式實(shí)踐成效

實(shí)施食用菌生產(chǎn)過程CO2有效減排，實(shí)現(xiàn)菌業(yè)廢棄物資源化是現(xiàn)代循環(huán)農(nóng)業(yè)的重要環(huán)節(jié)。該模式主要技術(shù)有：（1）草生菌碳排放規(guī)律與減排技術(shù)。項目組采用靜態(tài)箱-氣相色譜法，探討雙孢蘑菇、秀珍菇等栽培過程的溫室氣體排放動態(tài)，其呈現(xiàn)出前低-中高-后低的排放規(guī)律。雙孢蘑菇在生長期間全程排放CO2，其中栽培基質(zhì)中15%~20%的碳量被轉(zhuǎn)化到菇體，25%~30%殘留在菇渣中、50%~60%以CO2形式排放到大氣中[36]。在進(jìn)行栽培基質(zhì)預(yù)處理過程碳排放方面，創(chuàng)立姬松茸培養(yǎng)料新型復(fù)式堆積法，優(yōu)化堆料碳氮比和滿格堆制厚度，改進(jìn)層次交叉翻堆機(jī)械，縮短堆制發(fā)酵時間，減少溫室氣體排放。姬松茸栽培基質(zhì)按照33∶1 或者35∶1 的C/N 進(jìn)行堆制發(fā)酵，既保障培養(yǎng)料發(fā)酵質(zhì)量，又降低了23%的溫室氣體排放量，姬松茸產(chǎn)量與對照處理相比提高了29%~38%。（2）大棚菌菜共作栽培與碳中和技術(shù)。項目組研究并優(yōu)化構(gòu)建了溫室大棚蔬菜和食用菌CO2、O2互補(bǔ)栽培體系（圖2），該體系包括4 個子系統(tǒng)，即架構(gòu)設(shè)施、生境調(diào)控、水肥一體、CO2中和。在溫室大棚條件下，選擇適宜蔬菜溫室大棚栽培的食用菌品種（秀珍菇、平菇等），同時篩選適宜菌渣基質(zhì)栽培的蔬菜品種，探索不同菇-菜栽培過程CO2排放與體系內(nèi)CO2、O2互補(bǔ)共贏的合理匹配技術(shù)，創(chuàng)立了蔬菜-菌物-菌渣-基質(zhì)設(shè)施生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化模式。建立2 000 m2的菌-菜共作溫室示范大棚并進(jìn)行試驗(yàn)示范，其生產(chǎn)結(jié)果顯示，菌-菜共作處理與單一種植蔬菜大棚相比，蔬菜增產(chǎn)18.6%，與單一栽培食用菌大棚相比，CO2減排48.8%，平菇產(chǎn)量提高22.6%，取得良好的碳中和效果，該研究成果正在進(jìn)一步擴(kuò)大示范并組織集成推廣[37]。馬路等[38]合理調(diào)整木薯、芋頭等作物的種植密度、套種時間，并因地制宜地套種竹蓀，木薯+竹蓀比芋頭+竹蓀處理的產(chǎn)量提高12%以上，促進(jìn)廢棄物中碳物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用的成效十分顯著。

圖2 溫室大棚蔬菜和食用菌CO2和O2互補(bǔ)栽培體系Figure 2 Complementary cultivation system of CO2 and O2 for vegetables and edible fungi in greenhouse

3 農(nóng)-牧-菌循環(huán)農(nóng)業(yè)體系生產(chǎn)運(yùn)營中的主要技術(shù)對策

農(nóng)-牧-菌循環(huán)農(nóng)業(yè)體系的生產(chǎn)運(yùn)營需要關(guān)注資源優(yōu)化匹配、循環(huán)途徑拓展、鏈接接口優(yōu)化和有效調(diào)控，還需要防控二次污染、啟動利益驅(qū)動機(jī)制等。

要優(yōu)化構(gòu)建多級循環(huán)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系，實(shí)現(xiàn)提高效率、提升效能、提增效益的目標(biāo)，今后應(yīng)加強(qiáng)以下技術(shù)的研發(fā)。（1）擴(kuò)大篩選微生物助堆劑并深化食用菌基質(zhì)快速發(fā)酵技術(shù)。要深化纖維素降解菌篩選和混合菌劑復(fù)配、集成創(chuàng)新隧道式3 次發(fā)酵配套設(shè)施，優(yōu)化改進(jìn)栽培基質(zhì)堆制技術(shù)等研究與集成應(yīng)用。（2）進(jìn)一步深化菌渣再利用及其食用菌高優(yōu)栽培技術(shù)。要深入開展菌渣再利用相容性研究，建立便捷應(yīng)用數(shù)據(jù)庫，深化不同菌渣再利用配方與生產(chǎn)模式的復(fù)合研究，提高循環(huán)利用效率[39]。（3）選育低重金屬含量食用菌新品種及專用料栽培技術(shù)。要進(jìn)一步選育低重金屬富集的食用菌新品種，同時要構(gòu)建低污染栽培體系，保障子實(shí)體產(chǎn)品符合食品衛(wèi)生安全標(biāo)準(zhǔn)。（4）深化草生菌栽培替代料篩選與高質(zhì)量生產(chǎn)配套技術(shù)。要進(jìn)一步系統(tǒng)研發(fā)并完善牛糞、豬糞、稻草、茭白莖葉、筍殼等混合型的系列配方，形成高質(zhì)量與節(jié)料型替代基質(zhì)生產(chǎn)技術(shù)體系。（5）深化旱地作物及果園、茶園套種食用菌高效栽培技術(shù)。要在山地果園、茶園套種食用菌，以果園雜草為原料，以果園后溝為場地栽培食用菌，在山地茶園套種靈芝等品種，力求每667 m2果園、茶園增加收入300~500 元。深化實(shí)用模式與便捷技術(shù)耦合研究，提高資源利用率并實(shí)施綠色防控技術(shù)。（6）深化菌業(yè)加工廢棄物資源循環(huán)利用增值技術(shù)。以蘑菇預(yù)煮液為主原料加工制作蘑菇醬油，深化研發(fā)蘑菇醬油加工工藝與系列配方；優(yōu)化樹脂純化菌物多糖工藝參數(shù)與噴霧干燥技術(shù)，有效提取菇腳、殘次料及菇品預(yù)煮液的多糖成分；利用食用菌加工漂燙液噴霧干燥制備營養(yǎng)精粉工藝；與企業(yè)合作研發(fā)加工工藝及其生產(chǎn)線[40]，系統(tǒng)開發(fā)食用菌精粉膠囊、含片、飲料等新產(chǎn)品，拓展精深加工領(lǐng)域，研發(fā)新一代產(chǎn)品，提高菌業(yè)加工副產(chǎn)品的循環(huán)利用價值。

多年研究與推廣應(yīng)用實(shí)踐表明，農(nóng)-牧-菌循環(huán)農(nóng)業(yè)體系的高效運(yùn)營，有賴于標(biāo)準(zhǔn)化、機(jī)械化、智能化、綠色化新技術(shù)的導(dǎo)入與應(yīng)用，其中各個環(huán)節(jié)與接口直接的優(yōu)化調(diào)控十分重要，保障資源的合理匹配，使上一道生產(chǎn)環(huán)節(jié)廢棄物成為下一道環(huán)節(jié)的資源，促進(jìn)循環(huán)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的延伸與有效利益驅(qū)動，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)-社會-生態(tài)效益協(xié)同，以保障鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)生態(tài)化與區(qū)域生態(tài)產(chǎn)業(yè)化的雙贏目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。在建設(shè)農(nóng)業(yè)強(qiáng)國的新階段，現(xiàn)代循環(huán)農(nóng)業(yè)要大力提倡節(jié)能減排生產(chǎn)與收獲高效優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，以食用菌產(chǎn)業(yè)為載體的農(nóng)-牧-菌循環(huán)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展必將為建設(shè)資源節(jié)約與環(huán)境友好新鄉(xiāng)村起到重要作用，其成功的探索與有效的經(jīng)驗(yàn)，對福建省乃至全國鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)振興與農(nóng)業(yè)提質(zhì)增效具有重要的實(shí)踐意義。