农作物秸秆在平菇栽培中的应用研究进展

来源:用户上传      作者:姜南茜 王瑾书 韦体 赫雪 潘峰 辛忠望 郭鹏辉

　　摘 要：中国是农业大国，农作物种类多，农作物秸秆资源丰富，但是使用量有限，大部分被丢弃或焚烧，不仅造成了浪费资源，而且对生态环境产生了不利的影响。农作物秸秆是具有极大利用价值的生物质资源，该文综述了我国农作物秸秆的利用现状及利用农作物秸秆替代传统培养料栽培平菇的研究进展，并对秸秆菌业的发展进行了展望。
　　关键词：农作物秸秆;平菇栽培;应用
　　中图分类号 S63 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）16-0033-04
　　我国是传统的农业大国，近年来，随着农业的快速發展、农作物产量的不断提高，秸秆产量也在不断增加[1]，2016年全国秸秆理论资源量达到9.84×108t[2]，是世界上秸秆资源量最为丰富的国家之一。农作物秸秆包括粮食、油料、棉花、麻类、糖类、烟草、蔬菜、瓜果类、药材等农作物的茎秆、叶片、枝条、梢、壳、芯、藤蔓、秧、穗及其残渣等剩余物，也包括农田青绿饲料[3]，是宝贵的生物质能源[4]，具有种类多、数量大、分布广的特点。
　　长期以来，农作物秸秆的利用存在区域性、季节性、结构性过剩等现象，种植户大多将其焚烧或者丢弃，不仅造成了大量生物质能源的浪费，而且污染环境，与国家所倡导的环保经济和可持续发展背道而驰[5]。近年来，秸秆利用的主要方式有：秸秆还田、制作秸秆有机肥料、秸秆沼气、秸秆饲料，虽然用这些方法处理秸秆有一定的好处，但是都存在较大的问题。秸秆还田比例在增加，但秸秆养分还田比例不高，其主要原因是秸秆过腹还田比例减少及秸秆焚烧导致的养分失效;由于现代化肥的使用，使得秸秆制肥料的需求量大大降低;而秸秆沼气，实施成本太高，推广面小;对于秸秆饲料，其处理难度大、成本高，不易普及[6-7]。鉴于此，如何更好地利用数量庞大的农作物秸秆是一个亟待解决的问题。为此，本文综述了近些年来不同种类农作物秸秆栽培平菇的研究现状及存在的问题，并提出了相应的对策建议，旨在为农作物秸秆菌业的进一步开发利用提供参考依据。
　　1 农作物秸秆栽培平菇概述
　　平菇（Pleurotus ostreatus）属真菌门、担子菌亚门、伞菌目、白蘑科、侧耳属，又名北风菌等，是我国生产投料最大，产量最高，分布最广的食用菌，是世界4大栽培食用菌之一[8]。平菇含丰富的营养物质，其中蛋白质、膳食纤维、多糖、维生素、矿物质等含量较高，具有热量低、脂肪少、钠离子少等优点，是一种极具开发前景的药用真菌。中医认为，平菇性温、味甘，具有驱风散寒、舒筋活络的功效，可用于治疗腰腿疼痛、手足麻木等病症。国内外大量实验表明，平菇中提取的多糖及其他次级代谢物具有提高免疫力、抗肿瘤、调节血脂、抑制血小板聚集、抗疲劳和延缓衰老等功效[9-12]。
　　平菇属于草腐菌，其栽培方法简单、管理粗放，相对于其他食用菌，平菇菌丝具有旺盛的分解能力，特别对纤维素的分解能力更强[13]。在传统的平菇栽培中，棉籽壳是理想的栽培原料，近些年来，市场对平菇的需求量增大，而棉花产量逐年降低，棉籽壳的价格一路飙升，且原材料采购不方便，使得平菇栽培的成本上升[14]。农作物在生长中进行光合作用，近50%的产物贮存在秸秆中，秸秆营养丰富，其中碳、氮、氢3种元素化学成分总和占95%以上，其余为钾、氮、磷、硅、钙、镁、硫等矿质元素，有机成分以纤维素、半纤维素为主，其次为木质素、蛋白质、脂肪、灰分等，可以为平菇的生长提供基本的营养需求[15]。
　　2 农作物秸秆栽培平菇的研究进度
　　2.1 粮食作物秸秆栽培平菇 白光哲[16]等以麦秸、玉米芯、胡麻秸、籽粒苋糠、木屑、棉籽壳为栽培基质，棉籽壳作对照，进行单一基质筛选试验，混配基质筛选试验，结果表明，单一基质中以胡麻秸出菇产量最高，混配基质中以50%棉籽壳50%麦糠产量最高。钟鄂蓉[17]等以玉米芯为主料栽培平菇，试验设7个处理，辅料选用不同麸皮添加量、不同黄豆饼粉添加量、不同玉米粉添加量3因素的3个水平进行组合，选择L9（33）正交实验法设计栽培培养基，配方经筛选优化，生物转化率可达125.8%以上，试验结果表明：主料为玉米芯栽培平菇，辅料只添加麸皮的，添加量以22%为宜;辅料添加麸皮、玉米粉、黄豆饼粉，三者配合使用，其优选配比为：麸皮15%，黄豆饼粉3%，玉米粉9%。
　　王庆武[18]等以大豆秸秆为主要原料，组成4个培养基配方，分别是（1）棉籽壳97%、石灰3%（对照）;（2）豆秸50%、棉籽壳47%、石灰3%;（3）豆秸70%、棉籽壳26%、石灰3%、钾肥1%;（4）豆秸86%、豆饼10%、石灰3%、钾肥1%。经发酵处理后进行平菇栽培配方筛选试验，结果表明不同配方培养基上菌丝生长速度差异不明显，但生物学效率差异显著，其中以配方1生物学效率最高，按照配方4配制栽培培养基，在正常管理条件下，可采摘4～5潮菇，生物学效率可达120%以上，比全棉籽壳产量稍低，但栽培成本比全棉籽壳节约30%左右，经济效益提高25%以上，其他方面差异不明显。
　　马铃薯秸秆数量多，但是其利用却鲜有报道。李艳芳[19]等利用马铃薯秸秆含有丰富的木质纤维素，以马铃薯秸秆为主要培养基原料栽培平菇，设置6个配方，其中以常规木屑为主要原料制备培养基为对照组。实验结果表明，按配方2组成：马铃薯秸秆80%、稻草17%、石膏1%、石灰2%进行栽培管理，正常出菇4潮，子实体品质优良，生物学效率超过120%，虽比常规木屑低，但若就地取材，综合分析其栽培成本将大大降低，经济效益明显。
　　廖志敏[20]等以青稞秸秆和小麦秸秆为主料栽培平菇，以不同比例分别添加到培养料中进行平菇栽培试验。结果表明，青稞秸秆、小麦秸秆适合用于栽培平菇，但不同比例配方对平菇的生长速度和产量影响是不同的，青稞秸秆和小麦秸秆添加量各45%时，袋均产量和生物学效率均较高。添加青稞秸秆配方的栽培效果普遍优于添加相同比例的小麦秸秆配方，筛选出最适宜当地条件的高产配方为青稞秸秆45%，棉籽壳44%，麸皮10%，石灰1%。 　　2.2 经济作物秸秆栽培平菇
　　2.2.1 瓜果秸秆栽培平菇 黎金锋[21]等以甘蔗叶作为栽培平菇的原料，试验设7个配方，各配方培养料配比为：（1）甘蔗叶30%，杂木屑58%，麸皮10%，石灰粉2%;（2）甘蔗叶40%，杂木屑48%，麸皮10%，石灰粉2%;（3）甘蔗叶50%，杂木屑38%，麸皮10%，石灰粉2%;（4）甘蔗叶60%，杂木屑28%，麸皮10%，石灰粉2%;（5）甘蔗叶70%，杂木屑18%，麸皮10%，石灰粉2%;（5）甘蔗叶80%，杂木屑8%，麸皮10%，石灰粉2%;（6）甘蔗渣60%，杂木屑28%，麸皮10%，石灰粉2%（对照）。试验结果表明，平菇在不同配方培養基上均生长良好，在配方3中菌丝生长速度最快，菌盖肉厚，单丛菇较重，配方2、3的生物学效率比配方7稍高，但无显著差异，而与配方2、5差异显著，与配方4、5差异极显著。因此利用甘蔗叶栽培平菇是可行的。
　　邓玲姣[22]等以香蕉茎叶和棉籽壳为栽培原料，采用熟料袋栽方式进行平菇的栽培试验，利用不同比例的香蕉茎叶和棉籽壳栽培平菇，对比分析不同培养基栽培平菇的生物学效率和经济效益。结果表明，在不同比例的香蕉茎叶和棉籽壳配方中，其中棉籽壳60%、香蕉茎叶26%、麦麸10%、石灰2%、石膏1%、磷肥1%;棉籽壳40%、香蕉茎叶46%、麦麸10%、石灰2%、石膏1%、磷肥1%中平菇菌丝体长势良好，子实体生长及生物转化率都较好。说明用部分香蕉茎叶代替棉籽壳栽培平菇是可行的。综合分析不同配方中菌丝生长情况、原基分化时间、子实体采收时间、鲜菇产量和投入产出比等多种因素，认为在香蕉种植区域，棉籽壳40%、香蕉茎叶46%、麦麸10%、石灰2%、石膏1%、磷肥1%能充分利用本地原料的最佳配方，具有很好的推广价值。
　　罗雯娟[23]等以葡萄枝屑作为栽培平菇的主原料，采用瓶栽的方式，通过改变葡萄枝屑在培养基中的比例，配制7个配方栽培平菇。试验结果表明，葡萄枝屑的含量不同对平菇菌丝的生长速度和生物学效率的影响不同，以葡萄枝屑78%，麸皮20%，石膏1%，过磷酸钙1%为最佳配方。其生长势较强，长出来的菇口感好，产量高，生物学效率可达 89.5%。因此，用葡萄枝屑为主要原料来栽培平菇是可行的。
　　2.2.2 蔬菜秸秆栽培平菇 车继海[24]以辣椒茎秆作为栽培平菇的原料，试验结果表明，与木屑栽培平菇相比，辣椒茎秆栽培平菇具有菌丝生长快，生产周期短，菌袋污染率低，生物学效率更高的优势，说明辣椒茎秆完全可以代替木屑用于平菇生产，它将是一种理想的生产平菇的新材料。闫永亮[25]以生姜秸秆作为栽培平菇的原料，具体配方如下：（1）生姜秸秆85%;（2）生姜秸秆70%，棉子壳15%;（3）生姜秸秆55%，棉子壳30%;（4）生姜秸秆40%，棉子壳45%;（5）生姜秸秆25%，棉子壳60%;（6）棉子壳85%。在上述主料基础上再添加麸皮12%，蔗糖1%，石膏1%，石灰1%。试验结果表明，生姜秸秆可以作为栽培平菇的培养料，但用生姜秸秆栽培平菇其生物转化率比添加棉子壳后的混料栽培生物转化率低。在实际生产中，为了充分利用当地废弃的生姜秸秆资源，降低平菇栽培成本，配方2或3在当地的平菇实际栽培生产中更具有推广价值。
　　2.2.3 油料作物秸秆栽培平菇 马晓龙[26]等用油菜秸秆与棉籽壳作为原料栽培平菇，将油菜秸秆粉碎加工后，按4种不同比例与棉籽壳混合，研究其混合特性，结果表明，当棉籽壳和油菜秸秆比例为1∶2时，平菇生长与单纯以棉籽壳为主料的培养基无显著差异，从而证明了油菜秸秆具有作为平菇栽培主料的潜力。陈黄曌等[27]用花生壳作为替代棉籽壳的主原料栽培平菇，试验将棉籽壳、花生壳以不同比例混合，配制8个配方，研究不同配方培养基对平菇菌丝生长、栽培产量及子实体营养成分的影响。结果表明，用花生壳替代部分棉籽壳栽培平菇是可行的，以棉籽壳58%、花生壳40%、石灰2%的配方，效果最好。
　　2.3 其他农作物秸秆栽培平菇 梁宗君等[28]选取平菇产区分布较广泛的野草、农作物秸秆（如芒萁、芒杆、稻草、豆秆、麦麸、米糠等）为培养基原料，按照不同配方组成培养基，结果表明，利用野草、农作物秸杆等代料栽培平菇，在产量和品质上都有保证。柯美福[29]等探索了废弃烟秆栽培平菇的可行性和食品安全性，对废弃烟秆进行营养成分和重金属检测分析，结果表明，烟秆样品中主要营养成分含量与传统原料木屑相当，产品样品中重金属含量均低于食品安全国家标准，可作为栽培平菇的生产原料。研制了4个配方，具体如下：（1）烟秆65%，杂木屑15%，麸皮19%，石膏粉1%;（2）烟秆40%，杂木屑40%，麸皮19%，石膏粉1%;（3）烟秆25%，杂木屑55%，麸皮19%，石膏粉1%;（4）（CK）：杂木屑80%，其中粗锯木40%，细锯木40%，麸皮19%，石膏粉1%。通过栽培试验表明，以65%烟秆为主要原料栽培平菇生物学效率最高，为105%。可见，废弃烤烟秆栽培平菇可行，其产品符合食品安全要求，可作为一种平菇新型原料资源。
　　3 展望
　　关于利用各种不同类型农作物秸秆栽培平菇，现有的研究更多注重的是子实体性状、平菇产量、生物学效率，而在风味和营养成分上没有进行专门统一的比较和鉴别。平菇产品的新鲜度和口感质量是产品的根本[30]，如果在该领域进行深入研究，将更有利于鉴别出栽培效果好的农作物秸秆配方。
　　农作物秸秆栽培平菇时，会出现很多问题，比如，栽培袋杂菌污染严重;发菌速度慢，平菇菌丝局限生长;培养料酸臭;菌袋发满菌后迟迟不出菇;子实体畸形等。这些问题会严重影响平菇的品质，造成这些问题的原因如下：灭菌的彻底性，平菇培养环境通风情况、O2含量、温度，培养基含水量、栽培袋O2含量等。针对这些问题，今后还需要通过进一步的实验探索栽培平菇的条件，改善培养环境，以便更好地扩大栽培规模，充分利用农作物秸秆资源[31]。
　　农作物秸秆是农业副产品，充分利用起来不仅可以做到农业资源的循环利用，而且还可降低农村的环境污染程度。秸秆菌业具有明显的经济、社会和生态效益，具有效率高、见效快等优势，且技术要求不高、成本低，是循环农业的重要模式。在秸秆菌业中，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[32]。传统的培养料栽培平菇，平菇品质高，生物学效率高，但是生产成本也很高，为了提高经济效益且结合农作物秸秆的特点，前人做了很多探索，利用不同种类农作物秸秆为培养基原料栽培平菇，取得了一定的成效[33]。能否将更多不同种类农作物秸秆挖掘利用或者几种质地不同的农作物秸秆进行混合取代传统培养料，今后还需作进一步的研究和探讨。 　　参考文献
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　　（责编：张宏民）
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