劉桂娟, 曹紅竹, 王秀清, 郭旭彥, 羅 民, 劉麗平
(1.河北平泉食用菌產業技術研究院, 河北 平泉 067500; 2.平泉市食用菌產業發展中心, 河北 平泉 067500)
食用菌菌渣是指栽培食用菌后的固體廢物,簡稱菌渣,又名菇渣、菌糠、蘑菇渣等[1]。菌渣具有豐富的營養物質,可應用于二次種菇或作基質、有機肥、養殖墊料等,具有生態高值化利用的潛力。目前,食用菌菌渣作為一種新能源也被重視[2]。菌渣若不及時處理會造成環境污染和資源浪費,為提高資源利用率、降低生產成本,近年來人們越來越關注菌渣的多級利用。菌渣資源化利用既可以提高食用菌栽培的經濟效益,又可保護生態環境,提高生態效益。
平泉市地處河北省東北部,食用菌產業于20世紀80年代起步,如今已成為該市產業優勢明顯、產業鏈條完整、推動市域經濟發展和帶動農民脫貧的支柱產業。截至2019年底,平泉市食用菌生產規模達到6.8億袋,產量60萬t,產值62億元,從業人數達到12萬人,標準化覆蓋率達到90%以上,輻射帶動周邊省區20余個市縣。平泉市先后獲得“全國食用菌行業十大主產基地縣”“國家級出口食品農產品質量安全示范區”“中國食用菌之鄉”稱號,入選中國第一批特色農產品優勢區。目前,該市食用菌生產以香菇為主,滑子菇、黑木耳、平菇、羊肚菌等品種為輔,每年可產生菌渣100萬~150萬t。為平泉市食用菌產業可持續發展提供參考,綜合分析了平泉市發展食用菌菌渣多級循環模式的優勢條件,歸納總結了菌渣多級循環工藝流程,并針對存在的問題提出對策。
平泉市位于河北省東北部,處于冀、遼、蒙三省交界處,緊鄰北京、天津、唐山、秦皇島、赤峰等城市,尤其是京沈高鐵2020年將過境建設并在此設站,平泉即將融入首都“一小時”經濟圈,是溝通東北與華北的交通要道,是天津新港、秦皇島港、曹妃甸港的重要腹地,也是內蒙古出海的重要通道。明顯的區位優勢、發達便利的交通為食用菌對外銷售奠定了較好的基礎條件。
平泉是一個“七山一水二分田”的山區市,森林覆蓋率達62.2%,林地面積19.15萬hm2,還有蘋果、山杏等水果生產基地,擁有豐富的林木資源;作物秸稈年均產量達120萬t左右,周邊縣域各種農作物秸稈、畜禽糞便及農林廢棄物為食用菌栽培提供了豐富的原料資源。平泉氣候條件優越,日光充足,四季分明,年平均氣溫7.9℃,無霜期138 d,具有食用菌生長的優越自然條件。
20世紀80年代,平泉就有農民用闊葉樹木段人工種植木耳的歷史[3]。平泉食用菌經過多年發展,形成了以香菇為主,滑子菇、雙孢菇、杏鮑菇、黑木耳、羊肚菌、靈芝等多品種共同發展的多元格局,為促進食用菌菌渣多級循環打下了基礎,形成了以食用菌為鏈條的生態循環經濟。
2.1.1 滑子菇、香菇污染料再利用模式 該模式不但避免污染料污染環境,還可降低滑子菇、香菇的生產成本,提高經濟效益。從營養學講,菌棒在感染雜菌的過程中,以木質素、纖維素、半纖維素為主的碳素營養成分沒有太大變化。因此,對污染料徹底滅菌后可再次用于食用菌種植[4]。實踐證明,香菇污染料經發酵和高溫處理后,再添加部分輔料種植平菇,不僅具有較高的經濟效益,還促進菌渣生態循環,節約資源,減少環境污染。該模式的具體工藝流程:回收污染料-發酵處理-裝袋-常壓滅菌-趁熱出鍋-袋溫降至25℃以下時接種-發菌管理-出菇管理。
2.1.2 杏鮑菇廢棄料再利用模式 目前,平泉市有5家大型工廠化杏鮑菇生產企業,每天產生廢料約150 t,為使廢料再次利用,達到菌渣多級循環利用的目的,用高粱殼55%、杏鮑菇廢料30%、米糠10%~15%、玉米面2%~3%、石灰3%~4%、石膏或輕鈣1%、復合肥1%、豆粕粉1%配方生產平菇,取得了較好的經濟效益。杏鮑菇栽培周期僅55 d左右,培養基質未充分降解,廢料中部分營養物質的含量較高[5]。如以棉籽殼、木屑為主要基質栽培杏鮑菇,收菇后菌糠的粗纖維含量為25.4%、粗蛋白質含量為7.41%、粗脂肪含量為1%;隨著菌絲體生長,食用菌分泌的纖維素酶會對菌糠中的纖維素、半纖維素等成分進行降解,使粗纖維含量降低,同時粗蛋白和粗脂肪等含量有所提高[6]。該模式的工藝流程:回收杏鮑菇廢料-添加高粱殼-建堆發酵-裝袋-滅菌-趁熱出鍋-袋溫降至25℃以下時接種-發菌管理-出菇管理。
此外還有杏鮑菇廢料利用羊肚菌棚室生產雞腿菇模式,此模式是典型的資源整合模式,即利用閑置的羊肚菌棚室和杏鮑菇廢棄料生產雞腿菇,既可提高棚室利用率,又可促進菌渣二次利用。
2.2.1 林下套種或大田輪作模式 此模式無需占用耕地,不用處理菌糠廢料,有利于發展林下經濟,對保護環境、循環發展具有不可替代的科學和現實意義。如林下套種羊肚菌模式、林下香菇仿野生栽培,羊肚菌、香菇等食用菌和大田作物套種模式,在生產完羊肚菌、香菇等食用菌后,產生菌渣深翻入土壤,可直接作為下一輪作物的肥料。
2.2.2 菌渣栽培花卉或蔬菜模式 此模式可促進食用菌與其他農業的循環發展,將滑子菇、香菇等食用菌菌渣,通過發酵添加適量的爐灰渣作栽培基質,可用于栽培蔬菜和花卉。如利用發酵菌渣栽培的西紅柿和黃瓜,口感非常好,在平泉市平泉鎮發展多年,即能有效促進菌渣的二次利用,還可以改善蔬菜的口感。
菌渣養分含量豐富,用作有機肥料原料是菌渣一個重要的資源化利用途徑。菌渣經過處理后總營養成分、酸堿度等技術指標均到達有機肥標準[7]。目前,平泉市除菌渣發酵作為有機肥料用于農業生產外,還在探究菌炭肥一體化模式,即將生產活性炭產生的熱量為食用菌生產滅菌和菌棒發菌供熱,產生的菌渣經過發酵生產成有機肥,為作物生長提供肥料,實現循環經濟產業鏈閉合。將食用菌產業、活性炭產業和有機肥產業融合發展,打造生態循環農業典范,帶動食用菌產業轉型升級,加快推進精準扶貧攻堅行動。
我國食用菌生產量大,產生的菌渣較多,菌渣營養物質豐富,可應用于二次種菇或作有機肥、養殖墊料等。由于食用菌種類不同,對培養料中營養成分的利用程度有很大差異,菌渣多級循環模式大多根據生產經驗總結,缺乏科學的數據支撐,在一定程度上影響了菌渣多級循環利用的發展進程。菌渣的綜合利用涉及面廣,今后應加強有關利用研究,同時做到制造應用產業化、回收處理專業化。