秸秆栽培食用菌的资源化利用研究进展

李毓茜, 王梦雨

(1.河北省保定市环境保护监测站,河北保定 071000;2.南京农业大学资源与环境科学学院,江苏南京 210095)



秸秆栽培食用菌的资源化利用研究进展

李毓茜1, 王梦雨2

(1.河北省保定市环境保护监测站,河北保定 071000;2.南京农业大学资源与环境科学学院,江苏南京 210095)

摘要从秸秆带来的污染与传统秸秆利用方式两方面，分析了农作物秸秆利用现状，综述了秸秆在食用菌栽培中的应用现状，最后对利用秸秆栽培食用菌的前景进行了展望。

关键词秸秆；综合利用；现状；栽培；食用菌

秸秆是一种可以综合利用的重要生物资源，可用作肥料、饲料、生活燃料及工副业生产的原料等[1]。近年来，随着农业的不断发展，农业秸秆的剩余量越来越大，据统计，我国农作物秸秆的年产量在6亿t以上，稻草、玉米秸、麦秸3种秸秆数量一般占秸秆总量的75%以上[2]。当前农村新能源虽然在极速发展，但是仍处于发展阶段，剩余秸秆的回收利用成为备受关注的问题。

作物秸秆除含大量的碳素外，还含有氮、磷、钾、钙、镁、硫、硅和各种微量元素，以及纤维素、半纤维素、蛋白质等有机物质[3]。大量研究表明，作物秸秆的资源化利用以及对循环经济发展有着更广阔的前景[4-6]。同时，我国玉米秸秆资源拥有量居世界首位，其中42%直接还田或过腹还田，30%作农用燃料，8%作工业或其他用途，剩余20%未被利用[7]。因此，农作物的资源化循环综合利用是既节省资源又保护生态环境的处理方式，更是促进农业可持续发展的迫切需求。随着经济技术水平的不断提高，秸秆饲料化、肥料化、能源化有所发展，再加上人们生活水平的提高，对食用菌的需求量不断增大，秸秆作为原料已运用于食用菌栽培中。笔者在分析秸秆利用现状的基础上，整理了秸秆的各种传统综合利用方式，阐述了秸秆在食用菌栽培过程中的应用原理和前景，旨在为秸秆在食用菌栽培中的资源化利用及农村新能源的发展提供借鉴。

1农作物秸秆利用现状

1.1秸秆带来的污染随着农村经济的发展和农民生活水平的不断提高，农民已经不再需要将秸秆作为主要燃料，因而大量的秸秆被闲置甚至露天燃烧。虽然国家已经明令禁止焚烧秸秆，但是秸秆有效利用的方式仍不普遍，仍有部分地区将秸秆进行焚烧处理，这不仅浪费了大量资源，还会造成大气污染[7]。除此之外，未经处理的秸秆被废弃于田间地头，不仅占用了土地，还会影响农村环境卫生，带来火灾隐患。因此，应加强秸秆综合利用，实现环境效益、经济效益、社会效益的统一。

1.2传统秸秆利用方式

1.2.1饲料化利用。将秸秆制作牲畜饲料，按照制作技术可分为氨化、青贮、微贮等主要技术[8]。在饲料制作过程中其成品有一定的适用范围[9-11]，如青贮的饲料只适用于反刍动物[9]。

1.2.2肥料化利用。肥料化过程分为直接还田和间接还田。研究表明，秸秆还田腐解后能够提高土壤有机质含量，补充土壤氮、磷、钾和微量元素，使土壤理化性能改善，土壤中物质的生物循环加速[12]。这样既能将秸秆资源化利用，又能改善土壤的肥力结构，但是秸秆还田也有一定的限制性，其对秸秆的需要量有限，难以将秸秆全部利用。

1.2.3能源化利用。秸秆的能源化利用是指将秸秆直接作为燃料或者添加适量的黏结剂与水混合，施加一定的压力使其固化成型后作为燃料被人们利用。另外，在能源方面，秸秆的气化也是高效利用秸秆资源的一种生物能转化方式。这种方法是将秸秆经适当粉碎后，在气化装置内缺氧燃烧，产生出一氧化碳为主要成分的可燃气体。燃气经降温、多级除尘和除焦油等净化和浓缩工艺后，由罗茨风机加压送至储气柜,然后直接用管道供用户使用[13]。秸秆气化经济、方便、卫生，在小康村镇建设中广受欢迎，但大规模推行秸秆制气还需解决气化系统投资偏高，燃气热值偏低，以及燃气中氮气与焦油含量偏高等问题[14]。与气化相比，秸秆的发酵制沼有更好的经济、生态和环境价值。这是通过作物秸秆适配人畜粪在厌氧条件下发酵产生出以甲烷为主要成分的可燃气体，这些气体在稍高于常压的状态下，通过PVC管道送往农户家中，其使用起来类似于城市的管道煤气，更加便捷。

2秸秆在食用菌栽培中的应用现状

食用菌，是微生物生长发育过程，把地球上人类不能直接食用的植物纤维等农副产品，变成蛋白质丰富、低脂肪、低热量的绿色食品[15]。食用菌营养丰富、风味鲜美，具有食药兼用等特点,自古以来就被誉为“山珍”[16]，尤其是联合国粮农组织提倡“一荤一素一菌”为合理饮食结构，进入21世纪以来，食用菌就作为大众保健品被人们食用。食用菌产业经过近几年的快速发展，栽培面积、产量以及产值都有了大幅度的提高。生产的快速扩大，伴随的是对栽培原料的巨大需求，利用玉米秸秆栽培食用菌有明显的优越性。不仅可以变废为宝，提高农民收入，还可以改善人民生活的食物结构，提高人体健康水平，同时有利于农业的可持续发展[17]，带来可观的经济效益和社会效益。

秸秆含有丰富的纤维素、半纤维素和木质素。食用菌菌丝在秸秆基质中分泌的胞外酶，如漆酶、木素过氧化物酶、锰过氧化物酶、纤维素酶、木聚糖酶等，可以降解纤维素、半纤维素和木质素，将粗纤维转化为人类可食用的优质蛋白，把大分子物质分解成为小分子物质，再参与其他合成反应。菌丝在降解基质的过程中，菌丝体自身也获得营养和能量，最后在菌丝体内合成蛋白质、脂肪和其他成分[18]。郑国华对栽培凤尾菇后的稻草秸秆进行分析发现，粗纤维的含量比接种前降低了45.45%，粗蛋白质含量提高了31.00%～61.22%。真菌是自然界转化植物纤维素、半纤维素和木质素的“主力军”, 采用农作物秸秆生产食用菌，能为人们提供高蛋白、低糖、低盐、低脂肪的功能营养食品，符合现代社会人们对健康食品的需求[19]。我国人工栽培的食用菌品种已达到40余种，且每种食用菌都有不同的品种或菌株[20]。

我国利用秸秆培植食用菌的技术处于国际领先水平，二次发酵技术、无公害、反季节栽培技术等一系列先进技术相继问世，采用各种农作物秸秆培植食用菌的成果丰富。目前，多用玉米、水稻、小麦、油菜秸秆作为生产原料[21]，在利用农业秸秆栽培的食用菌品种方面，不仅大部分草生菌、蘑菇、姬松茸、草菇等可以利用秸秆栽培[22-24]，而且部分木生菌也实现了秸秆栽培，如香菇、平菇、木耳等[25-27]。李烨等[28]研究证明：用秸秆栽培平菇时，为简化操作可将秸秆粉碎后添加适量石灰粉，然后直接接种栽培，利用菌种的恢复期对秸秆进行碱化处理，具有操作简单、污染率低、周期较短、产量较高等优点，有着很好的应用前景。

梁枝荣等[29]在农村粗放栽培条件下，用玉米秸秆作主料栽培双孢蘑菇，其生物学效率达到40%以上，单产在10 kg/m2左右。姚升好等[30]研究发现，用油菜秸秆栽培金针菇，不仅可缩短菌丝的培养期和子实体的催蕾期及出菇时间，还可以提高经济效益。张广铎等[31]用玉米秸秆代替部分木屑(40%)混合生料地栽香菇，培养料不必经过蒸料，不需制作灭菌锅，节省燃料，降低了生产成本，具有生产工艺简单、操作方便、降低劳动强度，易推广，产量较高，品质较好等优点，投入产出比为1.0∶4.2，有较大的推广价值。

秸秆栽培食用菌产生的菌糠可栽培其他食用菌或用作饲料，留在菌糠中的前一种食用菌菌丝残体可作为后一种食用菌的氮源，而畜禽粪便则是沼气的生产原料，最后以沼渣作为肥料还田，食用菌菌渣腐熟还田，用作农作物基肥能改良土壤，提高肥力，增加农作物产量。另外，食用菌菌渣含有大量的粗蛋白和粗脂肪，可将其添加到动物饲料中循环利用[32]，这样就形成了“农业生产—农业废弃物(秸秆)—食用菌生产—食用菌菌渣—有机肥(饲料添加剂)—农业生产”的循环农业模式，这对农业的可持续发展具有重要意义。

3展望

我国农作物秸秆资源丰富，综合利用方式较多，但是传统的秸秆综合利用方式的发展仍不尽人意，如何更有效地利用秸秆能源备受关注。随着社会经济的发展，各领域研究人员正在研发经济效益、环境效益、社会效益统一发展的秸秆综合利用方式。近年来，食用菌的大力发展对原料需求逐渐增加，我国学者对秸秆栽培食用菌的方式方法均有报道。但是目前具有代表性的利用秸秆发展食用菌产业较少，因此，秸秆栽培食用菌的利用方式仍需要进一步完善。如何利用好农作物秸秆栽培食用菌关系到现代可持续农业和生态农业发展，也是因地制宜发展节约林木资源型低碳环保食用菌产业的一条新途径。

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Research Progress of the Resource Utilization of Straw Cultivation of Edible Fungi

LI Yu-qian1, WANG Meng-yu2

(1. Environmental Protection Monitoring Station of Baoding City, Baoding, Hebei 071000; 2. College of Resources and Environmental Sciences, Nanjing Agricultural University, Nanjing, Jiangsu 210095)

AbstractUtilization status of crop straw was analyzed from the two aspects of straw pollution and traditional straw utilization. Application status of straw in edible fungi cultivation was reviewed. Finally, prospect of using straw cultivation of edible fungi was forecasted.

Key wordsStraw; Comprehensive utilization; Present situation; Cultivation; Edible fungi

基金项目全国大学生科技创新活动基金项目。

作者简介李毓茜(1980- ),女,河北保定人,工程师，在读硕士，从事环境质量监测与资源化利用。

收稿日期2016-02-07

中图分类号S 181

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)08-088-02