本文刊于《食药用菌》2011年第1期
马晓龙,博士,高级农艺师,国家食用菌产业技术体系武汉综合试验站站长,武汉市农业科学院食用菌研究室主任,华中农业大学、武汉轻工大学校外硕士研究生导师,中国菌物学会羊肚菌产业分会副会长,中国农村专业技术协会食用菌专业委员会委员,湖北省食用菌协会常务理事。
然而长期以来,人们为谋求发展的经济性而忽视了公益性,产生了严重的资源和环境问题。应对食用菌可持续发展瓶颈问题的重要方法,是利用农作物秸秆栽培食用菌,最大限度地保护森林资源,充分发挥食用菌产业和林业的互惠作用。
农业秸秆资源及利用现状
1.1
秸秆作为燃料
1.2
秸秆还田造肥
1.3
就地焚烧
1.4
过腹还田
利用秸秆栽培食用菌的研究概况
在大力倡导农业循环经济形势下,大多数的农作物秸秆都可以被利用为食用菌的生产原料,目前研究最多 的 是 在 双 孢 蘑 菇 ( Agaricus bisporus)、平 菇 ( Pleurotus ostreatus )、香 菇 ( Lentinus edodes ) 和 杏 鲍 菇( Pleurotus eryngii) 等生产上的应用。
2.1
利用秸秆资源栽培双孢蘑菇
玉米秸秆是山西省主要的农副产品下脚料,来源广、价格低,用于栽培双孢菇成本低,效益高,技术可操作性强。李月梅[9]在对不同玉米秸秆配方试验中发现利用玉米秸秆和麦秸秆以1∶1的比例混合栽培双孢蘑菇,菌丝生长速度快,生物学效率与麦秸培养料相近,子实体生长高峰提前,并且出菇期比单为麦秸的培养料更集中。
在双孢蘑菇覆土材料的研究中,为寻求最佳覆土模式,李月梅[10]运用正交试验验设计 Fuzzy 分析法,研究了玉米秸秆栽培双孢蘑菇中的不同覆土时间、覆土材料、覆土厚度对生物学效率的影响。结果表明,3个因素中覆土材料对生物学效率影响最大,其次为覆土厚度,再次为覆土时间;最理想的覆土模式为播种后16天覆3厘米或2.5厘米厚的林下褐土,生物学效率可达50%以上,产量达10千克/平方米以上。
2.2
利用秸秆资源栽培平菇
2.3
利用秸秆资源栽培香菇
2.4
利用秸秆资源栽培杏鲍菇
杏鲍菇栽培目前在福建、浙江、山东、河北等省已有一定规模,并有全国大规模发展的趋势。过去一直认为杏鲍菇必须用伞形花科的植物 (如刺芹) 才能栽培。随着杏鲍菇生物学特性和栽培技术研究的不断深入,逐渐发展为使用各种阔叶植物和棉籽壳均可栽培。为了开发更多的栽培原料,宫志远等[22]对玉米芯和棉籽壳所栽杏鲍菇的形态、产量及品质进行了比较试验,并对两种原料栽培杏鲍菇的经济效益和生态效益进行了评价。结果表明,两种原料栽培的杏鲍菇形态没有很大区别,但用玉米芯栽培的生物转化率低,仅2.9%。品质分析表明,用玉米芯栽培的杏鲍菇营养价值和口味并不逊色于用棉籽壳栽培的杏鲍菇,除钙含量略低以外,有些营养成分和风味氨基酸含量甚至高于用棉籽壳栽培的杏鲍菇,能检测出维生素 E。且钙含量可以通过增加培养料中钙素含量来提高,至于玉米芯培养料中添加哪一种钙素,添加量多少时可以达到甚至超过棉籽壳栽培的杏鲍菇的钙含量,有待于进一步研究。可见用玉米芯代替棉籽壳栽培杏鲍菇完全可行。
木薯的深加工为山区木薯的生产带来较大的发展空间,提高了木薯的附加值,同时也产生大量的木薯秆、木薯渣。苏启苞[23]经过3年的试验研究,证明利用木薯秆、木薯渣栽培杏鲍菇是切实可行的。木薯渣质粘、通气性差,而木薯秆屑质地疏松、吸水性好,它们之间经过合理搭配,其培养料能够满足杏鲍菇菌丝生长和子实体生长发育的营养要求,表现为菌丝生长快,生长势强,外观洁白浓密,现蕾早,出菇快。配方采用木薯秆屑35%、木薯渣40%、麸皮20%、玉米粉3.5%、碳酸钙1.5%,不需添加杂木屑和棉籽壳,且出菇快,第1潮菇产量高。此法既有利于保护生态环境,又有利于菌业的可持续发展,在木薯产区值得推广。
2.5
利用秸秆资源栽培其他食用菌
石峰等[24]分析了油菜、红高粱秸秆作为食用菌培养料的养分优势与南丹发展食用菌生产的独特气候条件,提出开展 “油菜、红高粱—食用菌 (凤尾菇) —肥料” 的农业生态循环模式,以油菜、红高粱秸秆为培养料发展食用菌生产,并将其下脚料还田作为油菜、红高粱生产的肥料来源。
传统的金针菇(Flammulina velutipes)生产主要利用木屑和棉籽壳作为培养基,由于金针菇分解木材的能力较弱,因此使用软质木屑效果优于硬质木屑。但随着木材资源的匮乏,需要开发新的替代原料。高金权等[25]对稻草秸秆栽培金针菇的不同生长阶段中,基质木质纤维成分的变化与主要的几种胞外酶的变化规律进行了研究,以期优化稻草栽培基质配比,或通过化学、生物学手段,选育适合稻草栽培的优良菌株,提高菌株对基质的利用效率和产量。试验中基质采用稻草秸秆和玉米芯等量混合作为主料,产量略高于对照,这是由于玉米芯成分的加入使基质变得较为紧实,利于菌丝在基质内蔓延,增大了菌丝体与基质的接触面积,从而提高产量。此外,基质中的稻草秸秆对提高金针菇的营养品质也有一定的作用。
目前菇农主要采用木屑和棉籽壳栽培秀珍菇 ( Pleurotus geesteranus),为了缓解食用菌生产大量消耗林木或大量从外省调入棉籽壳的问题,郑峻[26]利用玉米秸秆代替木屑和棉籽壳进行秀珍菇栽培试验。结果表明,玉米秸秆完全可以代替棉籽壳栽培秀珍菇,其生物学效率与对照没有显著差异 (P>0.05);而用玉米秸秆代替木屑 (占基质总量50%),秀珍菇生物学效率比对照高10.47%,差异达到显著水平(P<0.05),同时节省了木屑消耗。
S. Banik 等[27]利用麦草秸秆与沼气发酵后残余的泥浆粪肥以1∶1的比例混合,经过消毒处理后作为培养料栽培印度地区主栽品种凤尾菇,结果产量比对照提高42.6%。梁志钦[28]以台湾当地3种禾本科植物铺地黍( Panicum repens)、象草 (pennisetum purpureum)和玉米的秸秆为培养料栽培榆黄蘑,以锯木屑培养料作为对照,结果各配方生物学效率均高于对照,出菇均在6潮以上,其中第2潮菇的产量最高,说明玉米秸秆等可以替代传统栽培的原料。
展望
在前人的研究基础上,我们发现在进行配方栽培试验研究时有必要对秸秆原材料的碳氮比进行测定,建议将秸秆在浸泡处理时造成的部分营养物质流失这一因素考虑在内[29]。从节水和防止营养物质流失考虑,将浸泡秸秆过后的液体进行回收当做培养料配料时所需的水分也许是一种行之有效的方式。利用各种不同类型的秸秆栽培同一种食用菌在出菇品质、风味和营养成分上没有进行专门统一的比较和鉴别。如果在该领域进行深入研究,获得栽培效果好的农作物秸秆配方,并且子实体的品质优于传统栽培原料生产的食用菌产品,那么将会为食用菌产业的发展开拓一片新的天地。
在农作物秸秆栽培食用菌的利用方式上能否有一些新的突破和亮点。以栽培平菇为例,传统的秸秆利用方法,是将秸秆与棉籽壳或木屑按一定比例混合作为培养料,能否将几种质地不同的农作物秸秆进行混合取代传统培养料,还需作进一步的研究和探讨。黎金锋等[30]利用甘蔗叶栽培平菇发现,所有甘蔗叶培养料都比对照甘蔗渣培养料生长速度快。是否可以利用其生长速度较快的优点将质地较为疏松的秸秆与其他质地较为坚硬、生长速度较慢的秸秆进行混合,以弥补各自的缺点达到与传统培养料相同的效果,此研究思路还待进一步的试验证明。
我国农作物秸秆资源丰富,全国各地都在探索以秸秆栽培食用菌模式,能否重点利用几种具有代表性的秸秆发展秸秆食用菌产业,将产学研结合起来形成产业经济链条,为秸秆菌业打下坚实的基础。近年来随着我国棉花产量逐年降低,棉籽壳等食用菌栽培原料价格逐年走高,降低生产成本势在必行。因此如何利用好农作物秸秆栽培食用菌便关系到现代可持续农业和生态农业的发展,关系到菇农种菇收益和种菇积极性,并且也是一条因地制宜发展节约林木资源型低碳环保食用菌产业的新途径。
《参考文献》
[1] Crisan EW∙Sands A Nutritional value∙In:Chang ST,HayesWA (eds) The biology and cultivation of edible mushrooms[M]. New York: Academic Press,1978:172~189.
[2] Oliver J M,Delmas J∙Vers la maîtrise des champignons comestibles∙ Biofutur1, 1987:23~414∙Chang,1999∙
[3] 李 想. 农业废弃物干法发酵关键参数优化研究 [D]. 中国农业科学院,2007∙
[4] 洪春来,魏幼璋,黄锦法,等.秸秆全量直接还田对土壤肥力及农田生态环境的影响研究[J] . 浙江大学学报,农业与生命科学版,
2003,29 (6):627~633.
[5] 刘撰治,高旺盛,朱文珊.秸秆还田的机理与技术模式[M]. 北京:中国农业出版社, 2000:49~5111∙
[6] 袁鸣凤,陈学荣,李松南,等.稻麦秸秆焚烧的原因及对策[J]. 现代农业科技,2007,17:181∙
[7] 申源源,陈 宏.秸秆还田对土壤改良的研究进展[J] . 中国农学通报,2009,25 (19):291~294∙
[8] 边银丙.我国秸秆资源状况对食用菌产业发展的影响[J].中国食用菌,2009,25 (1):5~7∙
[9] 李月梅.玉米秸秆不同配方栽培双孢蘑菇试验研究[J]. 农业与技术,2007 (27):24~27∙
[10] 李月梅.玉米秸秆栽培双孢蘑菇覆土模式的研究[J]. 土壤通报,2007,38 (5):1033~1035∙
[11] 王小艳,韩丽荣,夏志兰.芦苇末新型原料在双孢蘑菇生产上的应用研究[J]. 食用菌,2006(6):29~27∙
[12] E∙Sainos∙G∙Díaz-Godínez ∙O∙Loera∙AM Montiel-González∙C∙ Sánchez Growth of Pleurotus ostreatus on wheat straw and wheat-grain-based media:biochemical aspects and preparation of mushroom inoculum Appl Microbiol Biotechnol∙2006,72:812~815∙
[13] 李振江,陈淑凤,程洪海.利用大豆秸秆栽培平菇技术研究[J]. 食用菌,2004 (4):16∙
[14] 白光哲,马瑞林,孙 立,等.利用农作物秸秆栽培平菇的基质筛选试验[J]. 内蒙古农业科技,2009 (1):56~58∙
[15] 闫永亮.生姜秸秆栽培平菇试验初报[J]. 食用菌,2007 (4):30~31∙
[16] Q∙A∙Mandeel A∙A∙Al-Laith and S∙A∙Mohamed Cultivation of oyster mushrooms (Pleurotus spp∙) on various lignocellulosic wastes.World Journal of
Microbiology &Biotechnology∙2005,21:601~607∙
[17] R∙Naraian R∙K∙Sahu S∙Kumar S∙K∙Garg C∙S∙Singh R∙S∙Kanaujia Influence of different nitrogen rich supplements during cultivation of Pleurotus florida on corn cob substrate∙
[18] Lelley JJ,JanBen A Productivity improvement of oyster mushroom substrate with a controlled release of nutrient∙ Mushroom News∙1993,41:6~13∙
[19] 李志勇,王 华,牟永臣,等.苹果枝条春季袋料栽培香菇试验[J]. 食用菌,2006 (2) :24-25.
[20] 赵 超,高兆银,何莉莉.农作物秸秆栽培香菇研究[J]. 广东农业科学,2007 (9):38~41.
[21] 高金权,刘朝贵,李成琼.稻草秸秆栽培金针菇基质降解特性的研究[J]. 园艺园林科学,2005,21 (12):260~264∙
[22] 宫志远,于淑芳,张海兰,等.玉米芯栽培杏鲍菇可行性研究[J]. 山东农业科学,2002,4:24~25.
[23] 苏启苞∙木薯秆屑木薯渣营养成分及栽培杏鲍菇试验[J]. 食用菌,2008 (2):30~31.
[24] 石 峰,刘永贤,罗先造,等.南丹利用油菜、红高粱秸秆发展食用菌的前景分析[J].安徽农学通报,2009,15 (19):119.
[25] 高金权,刘朝贵,李成琼.稻草秸秆栽培金针菇基质降解特性的研究[J]. 园艺园林科学,2005,21 (12):260~264.
[26] 郑 峻.玉米秸秆栽培珍稀食用菌秀珍菇试验初报[J]. 福建热作科技,2006,31 (4):16.
[27] S∙Banik,R∙Nandi∙Effect of supplementation of rice straw with biogas residual slurry manure on the yield,protein and mineral contents of oyster mushroom Industrial Crops and Products20,2004:311~319∙
[28] Zeng-Chin Liang a,Chiu-Yeh Wu b,Zheng-Liang Shieh a,Shou-Liang Cheng∙Utilization of grass plants for cultivation of Pleurotus citrinopileatus International Biodeterioration &Biodegradation63,2009:509~514∙
[29] 何培新,张 炎,宋永芳.食用菌原料-几种作物秸秆的碳氮比测定[J]. 食用菌,2001 (4):15~16∙
[30] 黎金锋,覃培升,刘 斌.甘蔗叶栽培平菇配方筛选试验[J]. 食用菌,2009 (3):37~38∙
本文作者及单位:马晓龙1,2 汪志红1 吴仁峰1 樊晓琳2 边银丙2(1. 武汉市农业科学院蔬菜科学研究所;2. 华中农业大学应用真菌研究所)
浙江青风环境股份有限公司
浙江寿仙谷医药股份有限公司