衛(wèi)智濤，周國英，胡清秀

（1.中南林業(yè)科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，湖南 長沙 410006；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京 100081）

1 食用菌菌渣的研究

1.1 食用菌菌渣的主要成分

食用菌菌渣是指栽培完食用菌后剩下的固體廢棄物。菌渣的成分主要與培養(yǎng)料相關(guān)，由于南北所適合栽培的品種不同及主要農(nóng)作物廢料的差異，不同地區(qū)所選用的食用菌栽培原料也各有差異，目前我國食用菌栽培的產(chǎn)區(qū)主要分布在福建、黑龍江、河南、河北、山東、浙江、江蘇、廣東和四川等省，黑龍江等東北地區(qū)主要以木屑、農(nóng)作物秸稈等為主要配料；河北、河南、山東等主要以棉籽殼、玉米芯、木屑，配以少量麥麩、玉米粉為主要配料；浙江、福建、廣東等地主要以稻草、牛糞等為主要配料。栽培完食用菌后配料布滿菌絲，變得更加疏松柔軟，主要是經(jīng)過多種微生物作用后，纖維素、半纖維素和木質(zhì)均被不同程度降解。

1.2 食用菌菌渣的營養(yǎng)價(jià)值

在食用菌采收之后，有大量的菌絲體和有益菌留在了菌棒上，并且在菌絲生長過程中通過酶解作用產(chǎn)生了多種糖類、有機(jī)酸類、酶和生物活性物質(zhì)。菌渣中含有豐富的蛋白質(zhì)、纖維素和氨基酸等。如棉籽殼菌渣中含有粗蛋白13.16%、 粗脂 肪 4.20%、 粗纖維 31.56%、 灰分 10.89%。幾種菌糠的主要營養(yǎng)成分如表1所示[2，3]。

表1 各種菌糠營養(yǎng)成分比較

蘑菇渣中除了含有大量的菌絲體、蛋白質(zhì)外，還含有鐵、鈣、鋅、鎂等微量元素，據(jù)測(cè)定[4]，每0.5千克菇渣中含鈣 10.86 g、 磷 3.6 g、 鉀 4.04 g、 鈉 8.7 g、 銅 0.0049 g、鎂 1.58 g、 鐵 0.69 g、 鋅 0.06 g、 錳 0.0774 g。 營養(yǎng)成分含量豐富，具有很高的研究利用價(jià)值。

2 食用菌菌渣的利用現(xiàn)狀

我國食用菌菌渣每年產(chǎn)量巨大，近年來，國內(nèi)外學(xué)者一直在探索合理利用食用菌菌渣的有效途徑，研究一般都集中于以下幾個(gè)方面：第一，食用菌菌渣用作農(nóng)作物基肥，以自然堆制發(fā)酵為主，即將食用菌菌渣直接還田，能夠起到改良土壤、增加土壤的通透性、改善理化性質(zhì)、提高作物品質(zhì)、增產(chǎn)增收的效果；第二，食用菌菌渣用作栽培基質(zhì)，在對(duì)菌渣進(jìn)行簡(jiǎn)單發(fā)酵處理后，將菌渣發(fā)酵產(chǎn)物與其它無機(jī)基質(zhì)混合進(jìn)行蔬菜或者花卉栽培，降低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)量和品質(zhì)；第三，食用菌菌渣用作燃料，將出菇后的食用菌菌渣曬干收藏，用于菌種生產(chǎn)和熟料栽培時(shí)的滅菌燃料；第四，食用菌菌渣用作飼料添加劑；第五，食用菌菌渣用作原料基質(zhì)再利用。

2.1 食用菌菌渣用作食用菌再生產(chǎn)的配料

由于不同食用菌對(duì)培養(yǎng)料的利用程度不同，一些培養(yǎng)料在栽培完食用菌后仍具有豐富的營養(yǎng)。如金針菇，由于出菇2潮～3潮后料內(nèi)水分缺乏，菌絲的活力下降而難以出菇，而料內(nèi)仍含有大量未被金針菇利用的營養(yǎng)成分。經(jīng)測(cè)定，新鮮的金針菇菌渣含水45.3%、粗蛋白4.8%、粗脂肪1.9%、粗纖維28.19%[5]，適于進(jìn)一步利用，把25%的金針菇菌糠添加到棉籽殼中栽培平菇，發(fā)現(xiàn)平菇菌絲生長快，長勢(shì)良好[6]。萬水霞 （2009）在培養(yǎng)基培養(yǎng)料中加入30%秀珍菇菇渣栽培雙孢蘑菇，生物學(xué)效率達(dá)到63%，比常規(guī)栽培料高出10%[7]。陶陶等利用平菇菌渣栽培雞腿菇的配方研究中，在配方中添加不超過35%的平菇菌渣，菌絲生長良好，前3潮生物學(xué)效率在126%以上[8]。張永新（2006）用白靈菇菌糠栽培雞腿菇，改變了1個(gè)菇棚一年只進(jìn)行一季生產(chǎn)，原料只使用1次的現(xiàn)狀，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益[9]。Dilena G等認(rèn)為，培養(yǎng)料經(jīng)前茬菌物分解后，存在著較多的簡(jiǎn)單化合物，能被菌絲直接利用吸收，使菌絲快速生長，另外菌渣的持水性和物理性質(zhì)都較棉籽殼好，更加有利于菌絲的生長和穿透

[10]。如今，在福建漳州等部分地區(qū)菇農(nóng)也普遍采用草菇菌渣來生產(chǎn)雙孢蘑菇，一方面替代了培養(yǎng)料一次發(fā)酵的工序；另一方面降低了生產(chǎn)成本，增加了整體經(jīng)濟(jì)效益。

食用菌菌渣用作再生產(chǎn)配料可以節(jié)省成本，提高產(chǎn)量，值得大力推廣。但是要合理選擇二次栽培菌種，以充分利用培養(yǎng)料中的營養(yǎng)物質(zhì)；再者要進(jìn)行嚴(yán)格滅菌，以免造成二次污染；最后，為了達(dá)到最佳的利用效果，對(duì)于不同菌種的合理添加配方還需進(jìn)一步研究。

2.2 食用菌菌渣用作飼料

通常，食用菌培養(yǎng)基質(zhì)主要由棉籽殼、鋸木屑、玉米芯、甘蔗渣、農(nóng)業(yè)秸桿 （如稻草、麥秸、玉米秸等）、動(dòng)物有機(jī)肥 （如牛糞、雞糞、羊糞等）構(gòu)成。這些基質(zhì)經(jīng)過多種微生物的發(fā)酵作用營養(yǎng)價(jià)值豐富，纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等均已被很大程度地降解，粗蛋白、粗脂肪含量有了較大提高，特別是一般飼料缺乏的必需氨基酸以及鐵、鈣、鋅、鎂等微量元素含量也相當(dāng)豐富，此外，菌渣中含有的蘑菇香味也使其具有良好的適口性，因此具有很高的飼料價(jià)值。

第四步成效和影響分析：根據(jù)上述的產(chǎn)出，分析這些產(chǎn)出本身或者這些產(chǎn)出投入使用后，引起的短期、中期、長期變化及帶來的效益。將上述效益按照經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益、社會(huì)效益、可持續(xù)影響效益、服務(wù)對(duì)象滿意度5個(gè)方面進(jìn)行歸類、細(xì)化，參考以往年度歷史數(shù)據(jù)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)等進(jìn)行指標(biāo)值的明確及量化，確定具體的效益指標(biāo)內(nèi)容和指標(biāo)值。

把菌糠粉碎后，可以作為配料直接飼喂牲畜。研究表明用平菇菌糠飼喂奶牛、羊、昌圖鵝仔鵝和獺兔等，可以降低飼料成本，日增重效果明顯[11,12,14,15]。李浩波等用菌糠飼料飼喂母豬發(fā)現(xiàn)，對(duì)窩均產(chǎn)活仔數(shù)、平均初生重、泌乳力和斷奶周內(nèi)返情率等繁殖性能的影響作用均呈顯著正相關(guān)，并且以30%菌糠組對(duì)提高仔豬斷奶成活率、降低仔豬腹瀉等疾病和豬只定型行為發(fā)生的作用明顯[13]。

另外，也有很多利用菌渣進(jìn)行發(fā)酵飼料的研究，并且效果較好。李志香、蔡元麗 （2003）以醋糟和棉籽殼為基質(zhì)的菌糠廢料，分別加入多種飼料酵母進(jìn)行固體發(fā)酵，結(jié)果表明，不同基質(zhì)的菌糠發(fā)酵飼料的粗蛋白質(zhì)含量均高于20%，可作為禽畜功能型飼料予以開發(fā)利用[16]。吳萍（2008）以廢菌渣為主要原料，利用釀酒酵母 （Saccharomyces cerevisiae）和黑曲霉 （Aspergillus niger）兩菌株進(jìn)行混合固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白飼料，培養(yǎng)120 h，粗蛋白含量由發(fā)酵前的 9.61%提高到 23.28%[17]。 王一鳴 （2007）采用單獨(dú)培養(yǎng)和多菌共同發(fā)酵工藝，將菌渣生產(chǎn)為飼料蛋白質(zhì)替代源，能提高免疫功能，促進(jìn)動(dòng)物的食欲，提高消化吸收率，從而促進(jìn)動(dòng)物的生長發(fā)育[18]。菌糠中還含有一些代謝產(chǎn)物，如微量酚性物質(zhì)、少量生物鹼、黃酮及其甙類，還含有肌酸、多肽、皂甙植物甾醇及三萜皂甙等化學(xué)物質(zhì)，這些物質(zhì)構(gòu)成了抗病系統(tǒng)，能夠提高畜禽的抗病能力[19]。

食用菌菌渣作為飼料或添加劑可取代麥麩、豆粕等常規(guī)飼料，具有一定安全性[20]，能降低生產(chǎn)成本，有效緩解飼糧不足的矛盾，具有廣闊的發(fā)展前景。但是在對(duì)于不同動(dòng)物、最佳添加量、不同菌渣的搭配使用的效果等方面有待進(jìn)一步的研究確定。

2.3 食用菌菌渣用于堆肥

食用菌菌渣是經(jīng)過一次微生物分解后的剩余物料，含有多種菌體蛋白、代謝產(chǎn)物以及未被利用的營養(yǎng)物質(zhì)，與其他農(nóng)作物廢棄物相比是良好的堆肥原料。然而專門針對(duì)食用菌菌渣堆肥工藝和參數(shù)控制的研究卻很少，大多堆肥條件控制都參照好氧堆肥，且研究主要側(cè)重于堆肥應(yīng)用效果。

熊小興等利用菌渣發(fā)酵后制成有機(jī)肥進(jìn)行小白菜小區(qū)試驗(yàn)，結(jié)果表明菇渣有機(jī)肥有助于改善小白菜的生物學(xué)性狀，小白菜的葉片長、葉柄長和葉片寬等性狀均優(yōu)于常規(guī)施肥處理，增施菌渣有機(jī)肥可使小白菜增產(chǎn)11.2%，葉綠素含量提高9.3%，可溶性糖含量提高3.9%，營養(yǎng)品質(zhì)得到顯著改善[21]。菌渣制成有機(jī)肥進(jìn)行田間試驗(yàn)，結(jié)果表明施用食用菌菌渣能使水稻增產(chǎn)6.2%~8.3%，經(jīng)濟(jì)效益明顯增加[22]。將食用菌菌渣回填臍橙果園，對(duì)改良果園土質(zhì)提高臍橙產(chǎn)量、優(yōu)質(zhì)果率有較明顯效果[23]。朱小平等用微生物加菌糠施于辣椒和菠菜上，結(jié)果表明，微生物加菌糠可以促進(jìn)土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，提高辣椒和菠菜的產(chǎn)量，增加營養(yǎng)元素吸收，以微生物加菌渣組合效果最好[24-26]。袁玲、孫建華[27]等在食用菌菌渣堆肥中接種高溫纖維菌，對(duì)食用菌菌渣腐熟工藝條件進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)接種高溫纖維菌后可使堆內(nèi)溫度迅速上升至45℃以上，并可持續(xù)18 d~20 d，經(jīng)過45 d堆制，其總養(yǎng)分、有機(jī)質(zhì)含量、pH值和外觀形狀等技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到有機(jī)肥料的標(biāo)準(zhǔn) （NY525-2002）。

此外，經(jīng)過發(fā)酵的菌渣配以一定比例的蛭石也可以作為栽培蔬菜幼苗的復(fù)合基質(zhì)，實(shí)驗(yàn)表明，在番茄、甜椒、黃瓜等營養(yǎng)缽育苗試驗(yàn)中以菇渣作為復(fù)合基質(zhì)，可以降低成本，提高產(chǎn)品品質(zhì)，并且基質(zhì)中菌渣的含量與壯苗指數(shù)有極顯著的相關(guān)性[28-31]。另外，E.Medina、C.Paredes等用不同比例菌渣作為基質(zhì)栽培番茄、西葫蘆和胡椒幼苗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對(duì)鹽分含量不敏感的番茄可以在任何比例基質(zhì)上生長，對(duì)鹽分含量中度敏感和比較敏感的西葫蘆和胡椒幼苗，適合在雙孢蘑菇菌渣和低含量平菇、香菇混合菌渣上生長[32]。

食用菌菌渣用于堆肥雖然具有廣闊的前景，但也存在著一些問題。目前堆肥大多只是加入菌劑進(jìn)行簡(jiǎn)單的發(fā)酵處理，所需堆肥時(shí)間較長，且堆肥過程中微生物的作用機(jī)理尚不清楚，不能夠工廠化操作；個(gè)別堆肥結(jié)束后營養(yǎng)元素含量不均一，還需配以化學(xué)肥料使用。

2.4 食用菌菌渣作為燃料

食用菌培養(yǎng)料大都以木屑、棉籽殼、玉米芯、農(nóng)業(yè)秸稈為主要原料，其肥料曬干后可以作為燃料。由于香菇栽培大多以木屑為主要培養(yǎng)料，因此香菇菌糠風(fēng)干后可以做滅菌或菇棚加熱的燃料，既節(jié)約能源，又節(jié)省投資，同時(shí)又減少了肥料造成的環(huán)境污染[33]。平菇菌渣可以作為沼氣發(fā)酵底物，發(fā)酵后的廢渣又可以作為肥料，生物能利用較徹底。李嬌將廢菌棒及生物質(zhì)能源通過氣化爐氣化產(chǎn)生可燃?xì)怏w，49 kg的廢菌棒可持續(xù)燃燒6.5 h，1 500段廢菌棒能滅菌3 100段香菇菌棒[34]，有效地利用了廢菌棒的生物質(zhì)能源。Karen N、Finney等比較了蘑菇渣堆肥和煤渣的兩種熱處理方法，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，蘑菇渣和煤渣粉碎后1∶1混合后用流化床方法處理可以使其燃燒率達(dá)到91.7%，有害氣體排放量也明顯降低，能夠環(huán)保有效地解決這兩種物質(zhì)的環(huán)境危害[35]。

2.5 食用菌菌渣作為生態(tài)環(huán)境的修復(fù)材料

目前，國內(nèi)對(duì)食用菌菌渣的研究主要集中在栽培配料的再利用、動(dòng)物飼料配料、堆肥利用等方面，但利用菌渣作為接種劑用于環(huán)境污染修復(fù)領(lǐng)域的報(bào)道卻很少。食用菌是大型白腐類真菌，具有較高產(chǎn)漆酶 （Laccase）[36]能力，菌渣中不僅含有大量的菌絲體還具有較高漆酶活性[37]。王德漢[4]等對(duì)蘑菇菌渣中的漆酶及對(duì)2,4-二氯酚 （DCP）去除做了初步研究，比較了幾種不同菇渣的漆酶活性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，以0.5 mmol·L-1的ABTS為底物測(cè)定漆酶活性，秀珍菇菇渣漆酶活性為3 602 U·g-1，具有生物修復(fù)的潛能；將2,4-二氯酚按一定比例添加到菇渣中，混勻后進(jìn)行固體培養(yǎng)基培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，菇渣對(duì)濃度為50 mg·kg-1的DCP去除率可達(dá)97.87%。Lau[38]研究發(fā)現(xiàn)，蘑菇渣堆肥中含有木質(zhì)素降解酶，在45℃下，蘑菇渣堆肥中漆酶活性為0.88 U·g-1，在75℃下，蘑菇渣堆肥中錳過氧化物酶 （MnP）活性為：0.58 U·g-1。有機(jī)污染物的降解與菇渣中微生物機(jī)制有關(guān)。室溫下1%的菌渣處理100 mg·L-1多環(huán)芳烴，其中對(duì)萘的降解達(dá) （82±4）%， 對(duì)菲的降解有 （59±3）%。Siu-Wai Chiu等用蘑菇渣堆肥來降解被石油污染的土壤，在1個(gè)月內(nèi)發(fā)現(xiàn)石油污染物大量降低，有毒物質(zhì)減少[39]。Ribas LCC等研究姬松茸和香菇菌渣用于盆栽萵苣肥效試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，香菇菌渣對(duì)土壤的修復(fù)作用顯著，能夠明顯改善微生物多樣性和酶活性，并對(duì)土壤中的除草劑等農(nóng)藥具有降解作用[40]。宋法龍[41]等用食用菌菌渣、秸稈、牛糞、污泥等農(nóng)業(yè)廢棄物代替泥炭，結(jié)果表明幾種基質(zhì)對(duì)草種發(fā)芽具有促進(jìn)作用，生長2個(gè)月后平均高度大于8 cm，覆蓋率95%以上，可以作為優(yōu)質(zhì)廉價(jià)的護(hù)坡基質(zhì)材料。劉寶勇等在食用菌廢料對(duì)礦區(qū)復(fù)墾土壤的改良應(yīng)用研究中發(fā)現(xiàn)，食用菌生產(chǎn)廢料在培肥土壤和土壤重構(gòu)中發(fā)揮了特有的作用，它在增加復(fù)墾土壤中各種微生物數(shù)量的同時(shí)，也增加了土壤中的有機(jī)質(zhì)含量和肥力[42]。

食用菌菌渣具有獨(dú)特的生物學(xué)特性，有一定降解難降解有機(jī)污染物的潛能，蘑菇渣作為生態(tài)環(huán)境修復(fù)材料已成為國外學(xué)者研究的熱點(diǎn)，而國內(nèi)對(duì)于蘑菇渣降解環(huán)境中的污染物的研究才剛開始。用蘑菇渣堆肥作為原位修復(fù)有機(jī)污染土壤具有成本低廉，多功能效果等特點(diǎn)，應(yīng)用前景廣闊。

2.6 利用食用菌菌渣提取生物活性物質(zhì)

食用菌菌渣中含有糖類、有機(jī)酸類、酶等菌絲代謝產(chǎn)物，具有生態(tài)高值化利用的潛力，據(jù)報(bào)道平菇發(fā)酵液中的多糖物質(zhì)對(duì)炭疽菌有抑制作用，高等擔(dān)子菌水浸提液對(duì)植物侵染有抑制作用[43]。研究顯示，食用菌菌渣中的菌絲體在生長過程中能分泌一些激素類物質(zhì)，故其浸出物的稀釋液是一良好的植物激素。用食用菌菌渣的浸出物稀釋液制成植物激素噴灑在農(nóng)作物上能夠促進(jìn)發(fā)育，增加產(chǎn)量。此外，浸提液還可以使作物莖葉茁壯，防疫、抗病能力增強(qiáng)，對(duì)已感染葉斑病的植株，噴2次即有良好收效[4]。食用菌生產(chǎn)過程中，菌絲體會(huì)不斷地分泌各種胞外酶來分解秸稈和糞便以獲取自身所需的營養(yǎng)和能量，菌渣中含有數(shù)量龐大、種類繁多的微生物群落，尤其含有較多對(duì)木質(zhì)纖維有很強(qiáng)降解能力的真菌類微生物，即木質(zhì)纖維素降解酶和各類水解酶。李順鵬[44]等采用生化方法將蘑菇渣磨碎，提取粗纖維素，每公斤干磨菇渣可提取粗纖維素酶11.06 g；Ball[45]也通過物理和化學(xué)的方法，從菌渣堆肥抽提液中回收了纖維素降解酶。Trejo-Her-nandez[46]等用Tris-HCl緩沖液提取菌菇渣中的漆酶。

目前，從菌渣中提取活性物質(zhì)尚處于研究初級(jí)階段，大多研究只是提取一種專一的活性物質(zhì)，且需要精密的設(shè)備和完善的技術(shù)支撐，因此要用于大量生產(chǎn)還有很大難度。

3 存在問題及前景展望

食用菌菌渣具有豐富的營養(yǎng)價(jià)值和獨(dú)特的生物學(xué)特性，已經(jīng)成為國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。隨著食用菌產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，食用菌菌渣資源充足，然而對(duì)于菌渣的有效利用還存在著較多問題，一方面，對(duì)于菌渣的研究不夠深入透徹，用作飼料、堆肥等方面機(jī)理的研究還存在著諸多問題，有待于進(jìn)一步研究確定；另一方面，對(duì)于食用菌菌渣的研究利用缺乏行業(yè)間的銜接與結(jié)合，大多只是針對(duì)一方面進(jìn)行研究，對(duì)其利用有限，沒有將菌渣各個(gè)方面的研究結(jié)合起來，對(duì)其綜合高效地利用。

隨著食用菌菌渣的研究和利用，不僅可以變廢為寶，而且減少了亂堆亂放所造成的環(huán)境污染，促進(jìn)了食用菌產(chǎn)業(yè)向著良好、可持續(xù)發(fā)展方向轉(zhuǎn)變；我國作為食用菌生產(chǎn)大國，每年有大量的食用菌菌渣產(chǎn)生，隨著研究的進(jìn)一步深入，將延續(xù)食用菌產(chǎn)業(yè)向下發(fā)展，開拓新的領(lǐng)域。

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