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    中國秸稈菌業(yè)循環(huán)開發(fā)研究進(jìn)展

    發(fā)布日期:2016-06-24 來源:  來源:中國食用菌商務(wù)網(wǎng)

        中國是個農(nóng)業(yè)大國,每年產(chǎn)生大量的農(nóng)業(yè)秸稈,如何對這些秸稈進(jìn)行無害化處理或循環(huán)再利用是個難題。農(nóng)業(yè)秸稈可作為栽培食用菌的原材料,這既解決了“菌林矛盾”,又為食用菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了技術(shù)依據(jù)。例如,稻麥秸稈可栽培以蘑菇、草菇、姬松茸為主的草生菌,木質(zhì)素含量較高的秸稈可用以栽培香菇、平菇、木耳等木生菌。隨著中國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,農(nóng)村剩余勞動力減少,機(jī)械化耕作在國內(nèi)許多地勢曲折的山區(qū)田地不適宜,這些地方的大量農(nóng)作物秸稈與畜牧業(yè)糞便剩余和遺棄現(xiàn)象嚴(yán)重。稻秸稈是中國東南地區(qū)數(shù)量最大的農(nóng)業(yè)秸稈。自2013年起,國內(nèi)鼓勵發(fā)展家庭式農(nóng)村經(jīng)濟(jì),如何開發(fā)秸稈,使其得以充分循環(huán)利用是關(guān)鍵。秸稈菌業(yè)的發(fā)展既有利于促進(jìn)食用菌產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展,又可保護(hù)農(nóng)田生態(tài)環(huán)境。秸稈栽培食用菌既能用于農(nóng)戶田園式生產(chǎn),又能用于工廠化、集約化企業(yè)模式。秸稈栽培食用菌的關(guān)鍵技術(shù)在于生產(chǎn)模式的規(guī)范和推廣,應(yīng)用成功后可為食用菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供一條節(jié)林型思路,同時促進(jìn)農(nóng)民增收和農(nóng)業(yè)增產(chǎn)。
      一、秸稈菌業(yè)循環(huán)開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)
    ?。ㄒ唬┙斩捯饦I(yè)循環(huán)栽培管理技術(shù)
      當(dāng)前,中國人工栽培的食用菌品種有60多種,且每種食用菌都有適應(yīng)其不同栽培基質(zhì)的菌株。食用菌栽培中大部分以稻草等秸稈作為栽培料的碳源,氮源來源于畜禽糞便,通過食用菌菌絲的生長和子實體的發(fā)育轉(zhuǎn)化秸稈,使之提供優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)”。秸稈循環(huán)開發(fā)利用技術(shù)的發(fā)展,使秸稈的價值得以充分的發(fā)揮。曾有學(xué)者發(fā)現(xiàn)利用稻草秸稈栽培雙孢蘑菇和巴西蘑菇,農(nóng)業(yè)增產(chǎn)效果明顯。長秸稈栽培草菇,因長秸稈具有結(jié)構(gòu)疏松、透氣性好、保水性強(qiáng)等特點,可有效提高其轉(zhuǎn)化率,產(chǎn)量明顯提高。用玉米秸稈栽培雙孢蘑菇的高產(chǎn)新技術(shù),收益可達(dá)22.5萬元/h㎡以上,具較好的社會、生態(tài)效益。
      國內(nèi)對以秸稈為基質(zhì)栽培食用菌的育種、栽培工藝、管理技術(shù)、菇房布局、菌種制作和食品安全的危害因子分析及關(guān)鍵控制點等均有研究,這為秸稈栽培食用菌提供了理論基礎(chǔ)。但中國秸稈菌業(yè)工廠化栽培技術(shù)處于起步研究階段,在各栽培階段,管理上需要加深研究力度,同時還要加快秸稈菌業(yè)體系相關(guān)環(huán)節(jié)的建設(shè)步伐,從而使農(nóng)田秸稈菌業(yè)的各環(huán)節(jié)緊密相扣,互相促進(jìn)。
      (二)秸稈發(fā)酵技術(shù)
      栽培木生菌時,需利用木質(zhì)素含量高的秸稈,首先對這些秸稈進(jìn)行破碎撕裂,后進(jìn)行簡單發(fā)酵,目的是以水為載體,利用微生物的活動將秸稈碎片進(jìn)行軟化和初步分解。但在栽培雙孢蘑菇等草生菌時,秸稈需要進(jìn)行一系列較嚴(yán)格的堆制發(fā)酵,堆制發(fā)酵一般包括一次發(fā)酵及二次發(fā)酵兩個階段。1978年前,國內(nèi)雙孢蘑菇栽培料只進(jìn)行一次發(fā)酵,發(fā)酵周期約為25~ 28天,那時病蟲害為害嚴(yán)重、單產(chǎn)量低;1979年,張樹庭教授引進(jìn)了雙孢蘑菇培養(yǎng)料的二次發(fā)酵工藝,單產(chǎn)提高了50%左右;1985年,福建省輕工業(yè)研究所推廣其節(jié)能型二次發(fā)酵技術(shù),單產(chǎn)又提高30%~50%;從2000年起,中國陸續(xù)開展了隧道式一次發(fā)酵及二次發(fā)酵技術(shù)研究和推廣,其目的是創(chuàng)造出適宜的發(fā)酵條件,制造出優(yōu)良均勻的培養(yǎng)料,達(dá)到提高產(chǎn)量、降低病蟲害的發(fā)生、保證食用菌品質(zhì)的目的。但目前,國內(nèi)隧道式發(fā)酵控制技術(shù)及其設(shè)施的研究仍處于起步階段,若對該技術(shù)從國外進(jìn)行純粹的引進(jìn)耗資巨大。因而,還應(yīng)加強(qiáng)草生菌培養(yǎng)料堆制發(fā)酵技術(shù)方面的研究,推廣部分成功的引進(jìn)、吸收和轉(zhuǎn)化的途徑,研發(fā)出一套適合中國國情的培養(yǎng)料二次發(fā)酵技術(shù)。
      不同食用菌品種因其生物學(xué)特性的差異,對秸稈發(fā)酵的腐熟程度和營養(yǎng)要求也各不相同。因此,針對每個食用菌品種或菌株,都應(yīng)研究一套相對應(yīng)的秸稈發(fā)酵技術(shù)工藝。即使是同一食用菌品種,因為秸稈種類的變化,其相對應(yīng)的發(fā)酵工藝也應(yīng)根據(jù)秸稈本身的化學(xué)成分和物理性狀進(jìn)行調(diào)整。秸稈用于食用菌栽培時應(yīng)根據(jù)其具體的材料性質(zhì)、品種特性、環(huán)境和設(shè)施條件進(jìn)行有機(jī)的調(diào)整,以達(dá)到最優(yōu)的開發(fā)循環(huán)利用效果。
      二、秸稈菌業(yè)多級循環(huán)模式開發(fā)研究
      秸稈菌業(yè)循環(huán)的目標(biāo)是以秸稈循環(huán)栽培食用菌為核心,以農(nóng)業(yè)秸稈資源的多級循環(huán)高效利用為技術(shù)模式,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)再生資源的良性循環(huán)及高效利用。國內(nèi)目前秸稈栽培食用菌多級循環(huán)模式主要有以下4種。
     ?。ㄒ唬┙斩?rarr;食用菌→菌渣循環(huán)栽培→種植業(yè)
      該模式的初級循環(huán)是以農(nóng)作物秸稈栽培食用菌,將其菌渣再利用栽培其他食用菌,實現(xiàn)培養(yǎng)料雙次利用的循環(huán)模式,產(chǎn)生的二級菌渣用作有機(jī)緩效肥,這是其3級循環(huán)。當(dāng)然,以菌渣作為基質(zhì)循環(huán)栽培的另一菌類,關(guān)鍵是解決好培養(yǎng)料的養(yǎng)分平衡和調(diào)控難點。相關(guān)研究表明,食用菌菌渣所含的營養(yǎng)成分比較高,用于栽培其他食用菌時,具有許多優(yōu)點,比如周期短、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)量高、菇質(zhì)優(yōu)等。
     ?。ǘ┙斩?rarr;食用菌→菌渣制成飼料→種植業(yè)
      秸稈類菌渣中仍含有大量的蛋白菌絲、活性微生物及未被吸收的營養(yǎng)素和微量元素。將食用菌菌渣經(jīng)過一定的工藝發(fā)酵,可作為飼料蛋白質(zhì)替代源,具有良好的循環(huán)利用價值??筛鶕?jù)菌渣的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)選擇性開發(fā)成飼料或飼料添加劑,既可飼喂草食動物,也可飼喂肉食動物,而動物的排泄物經(jīng)發(fā)酵后是植物的優(yōu)良有機(jī)肥源。這就構(gòu)建了一條秸稈栽培食用菌,再用菌渣發(fā)酵處理作為飼料或添加劑,最后利用動物排泄物作有機(jī)肥的農(nóng)業(yè)多級循環(huán)模式。
     ?。ㄈ┙斩?rarr;食用菌→菌渣直接回田→種植業(yè)
      食用菌菌渣較疏松,透氣性好,且營養(yǎng)成分高,經(jīng)簡易發(fā)酵后可將其還田、或用于覆蓋茶園和果園,增加土壤中有機(jī)質(zhì)積累和有益微生物繁殖,改善土壤環(huán)境條件,提高氮、磷的有效利用率。
      (四)秸稈→食用菌→菌渣制成有機(jī)肥→種植業(yè)
      食用菌栽培后的菌渣經(jīng)處理可制成不同類型的有機(jī)肥。中國在利用菌渣制作有機(jī)肥的工藝研究的歷史比較悠久,技術(shù)相對成熟。研究表明,通過接種高溫纖維菌可讓菌渣堆內(nèi)溫度迅速上升到45℃以上,并持續(xù)18~20天,再經(jīng)過45天堆制,接種菌劑的菌渣多項技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到有機(jī)肥料的標(biāo)準(zhǔn)。隨著國內(nèi)消費者對生態(tài)有機(jī)食品的日益重視,有機(jī)肥的需求量迅速擴(kuò)大,秸稈→食用菌→有機(jī)肥→種植業(yè)的多級循環(huán)農(nóng)業(yè)開發(fā)模式具有廣闊的應(yīng)用前景。
      三、秸稈茵業(yè)開發(fā)效益評價
     ?。ㄒ唬┥鷳B(tài)效益
      菌渣循環(huán)是指經(jīng)過不同的循環(huán)鏈條,大規(guī)模地對秸稈及畜禽糞便進(jìn)行多級循環(huán)利用后,轉(zhuǎn)化可用作食用的優(yōu)質(zhì)蛋白食品,其可消除秸稈資源的浪費和糞便的污染,循環(huán)過程產(chǎn)生的污染物大大降低,采收后的菌渣富含菌體蛋白,可用于制作生物飼料及有機(jī)肥,實現(xiàn)了物能轉(zhuǎn)化及多重經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)化。此外,菌渣還能用于增加田地肥力、改善土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、發(fā)展沼氣解決農(nóng)村燃料問題、最大限度地減少循環(huán)鏈內(nèi)能源的浪費和物質(zhì)的排放,實現(xiàn)良性循環(huán),達(dá)到農(nóng)業(yè)循環(huán)生產(chǎn),節(jié)能減排、生態(tài)安全,持續(xù)發(fā)展的目的。據(jù)調(diào)查,目前國內(nèi)農(nóng)業(yè)秸稈資源利用率只有 30%~60%,大部分秸稈用于直接焚燒,造成了嚴(yán)重的大氣污染,如何高效利用農(nóng)業(yè)廢棄物,變廢為寶,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展已成為亟待解決的問題。菌業(yè)生產(chǎn)在農(nóng)業(yè)、種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)組成的大農(nóng)業(yè)生態(tài)體系中,既扮演著“魔術(shù)師”的角色,又充當(dāng)著農(nóng)業(yè)開發(fā)循環(huán)的中間紐帶口。
      (二)經(jīng)濟(jì)效益
      據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織的報告,全世界有近24億t的農(nóng)田秸稈沒有被有效地利用。如果以其中的1/4用來栽培食用菌,將獲得約 6 億t食用菌產(chǎn)量,全球以60億人口計算,每人每日獲得約300g的食用菌,從中能獲得大約10g的優(yōu)質(zhì)蛋白。中國是個農(nóng)業(yè)大國,每年產(chǎn)生約5億t的農(nóng)作物秸稈,這是個巨大的營養(yǎng)和能量寶庫。若能充分利用秸稈資源,以菌業(yè)發(fā)展來改善民生的營養(yǎng)條件,變廢為寶,再通過菌渣的多級循環(huán)有效利用,可大大增加食用菌企業(yè)的創(chuàng)收途徑,降低生產(chǎn)成本,提高經(jīng)濟(jì)效益回報率。
     ?。ㄈ┥鐣б?br />   食用菌生產(chǎn)企業(yè)需要大量的農(nóng)作物秸稈和禽類糞便,這來源于種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè);而種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)需要食用菌生產(chǎn)企業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的菌渣,用于制成的優(yōu)質(zhì)肥料和飼料,二者以食用菌為紐帶相互推動發(fā)展,形成穩(wěn)固的農(nóng)業(yè)循環(huán)模式。同時,農(nóng)戶可依靠食用菌生產(chǎn)和養(yǎng)殖業(yè)技術(shù)帶動小型種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展,企業(yè)聯(lián)合引導(dǎo)農(nóng)戶一起抵御市場風(fēng)險,還可有效地解決農(nóng)村閑散勞動力的就業(yè)問題,增加農(nóng)民的收入,實現(xiàn)雙贏雙利。此外,食用菌不同于一般的經(jīng)濟(jì)作物,其非常適用于工廠化、規(guī)?;a(chǎn),這可為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和建設(shè)社會主義新農(nóng)村提供一條確實可行的新途徑。
      四、展望
      中國秸稈菌業(yè)總體發(fā)展形勢較好,產(chǎn)業(yè)發(fā)展旺盛,品種也不斷增多。但與國外相比仍有較大的差距,生產(chǎn)仍以手工操作為主,存在生產(chǎn)水平較低、產(chǎn)品質(zhì)量欠佳、產(chǎn)量不穩(wěn)等實際情況,產(chǎn)業(yè)科技化水平有待提高。秸稈菌業(yè)的發(fā)展在豐富菜籃子的同時也產(chǎn)生了大量的菌渣。據(jù)估算,國內(nèi)每年產(chǎn)生的菌渣至少有 400萬t,處理的傳統(tǒng)方法是丟棄或燃燒,既造成資源浪費,又造成環(huán)境污染。進(jìn)行菌渣循環(huán)利用技術(shù)體系的合理構(gòu)建與管理措施是發(fā)展秸稈菌業(yè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。應(yīng)通過借鑒國外先進(jìn)的科技理念,構(gòu)建更多的利用率高、經(jīng)濟(jì)效益回報率高的菌渣 多級循環(huán)利用生物鏈,從而促使食用菌產(chǎn)業(yè)在推動農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的過程中得以快速、健康發(fā)展。
      此外,需深入探索對農(nóng)業(yè)廢棄物資源——秸稈的創(chuàng)新利用技術(shù),加大相關(guān)技術(shù)研究經(jīng)費的投入。通過物理、化學(xué)、生物轉(zhuǎn)化等途徑,規(guī)劃整個秸稈菌業(yè)開發(fā)循環(huán)的技術(shù)系統(tǒng),實現(xiàn)秸稈的高效、環(huán)保利用,實現(xiàn)秸稈資源化綜合利用和高效利用新模式,擴(kuò)大生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)化和物質(zhì)循環(huán)模式,充分發(fā)揮食用菌產(chǎn)業(yè)在農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)中的價值。(福建省農(nóng)科院食用菌研究所  蘭清秀 盧政輝  柯斌榕)