食用菌菌渣基质化利用研究进展

2019-06-11 09:40刘景坤吴松展程汉亭李光义李叶王进闯李勤奋
热带作物学报 2019年1期
关键词:基质食用菌栽培

刘景坤 吴松展 程汉亭 李光义 李叶 王进闯 李勤奋

摘  要  本研究就近年来国内外在食用菌菌渣特性及其基质化利用方面的研究进行了详细综述。首先介绍了菌渣基本理化性质,并与传统基质材料对比分析了其在基质化应用中的优劣;随后分类举例,详细介绍了菌渣在园艺作物、中草药和食用菌几类作物栽培中的研究进展和应用情况,分析了菌渣在几种主要作物栽培中的优势,同时涉及了菌渣在土壤改良及作用机理方面的研究;最后总括了菌渣基质化利用过程中存在的问题、主要的研究方向及理论深度等问题,并提出了具体建议,以期为食用菌菌渣的高效利用及基质育苗、栽培中问题的解决提供可靠且深入的理论依据。

关键词  食用菌;菌渣;基质化;营养元素;理化性质;土壤改良中图分类号  X71      文献标识码  A

Advances in Utilization of Spent Mushroom Substrates Plant Growing Medium

LIU Jingkun12, WU Songzhan13, CHENG Hanting12, LI Guangyi12, LI Ye1, WANG Jinchuang12,LI Qinfen12*

1. Environment and Plant Protection Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Haikou, Hainan 571101, China;  2. Danzhou Scientific Observing and Experimental Station of Agro-Environment, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Danzhou, Hainan 571737, China; 3. Hainan University, Haikou, Hainan 570228, China

Abstract  The article reviewed the researches on the characteristics and utilization of spent mushroom substrate (SMS) in recent years in detail. Basic physical and chemical properties of spent mushroom substrate were introduced, and compared with the traditional substrate materials, the advantages and disadvantages of its application in cultivation were also analyzed. Research progress on the application of spent mushroom substrate in the cultivation of horticultural crops, Chinese herbs and mushroom were present, at the same time, the role and mechanism of spent mushroom substrate in improving soil were also mentioned. Finally, the problems still existed in the utilization of fungal residue matrix were mentioned and suggestions were given in order to provide a reliable and in-depth theoretical basis for the efficient utilization of mushroom residue.

Keywords  mushroom; spent mushroom substrate; substrate for cultivation; nutrients; physical and chemical properties; soil improvement

DOI10.3969/j.issn.1000-2561.2019.01.028

我國是食用菌的主要生产国,总产量从2000年的608万t稳步增长到2016年的3596余万t[1],占世界产量的70%以上[2]。与此同时,食用菌菌渣作为食用菌栽培后菌包的残余料,其平均产生量大约是食用菌的5倍,依据目前食用菌产量,保守估计菌渣年产生量1亿余t,如此巨大体量的菌渣不仅对农村和农业环境构成了压力,同时也是一种资源的极大浪费[3]。食用菌菌渣体量庞大,具有易降解、可再生的特点,收集几乎没有成本,如果能够将其合理利用,不仅能解除其对农业环境污染的威胁,而且能够大幅度降低生产成本,是延长农业产业链、提高农业产值、实现生态农业的有效途径,对于农业环境保护和农村生态文明建设具有重要意义。

菌渣材料自身具备优良的物理性状,容重轻、孔隙度大,这些性状决定了其具有持水性能优良,透气性好等优点,是一种无土栽培的好材料。同时,在食用菌种植时,菌丝会对其中的纤维素、半纤维素、木质素和抗营养因子,如棉酚等均能进行不同程度的降解;而且菌丝在生长过程中会向菌渣中分泌次生代谢产物、菌体蛋白、微量元素等多种养分,增加其可利用的有机物质含量,对植物生长具有很大的促进作用[4-5]。因此,菌渣具有非常大的潜在开发和利用价值。国内外学者针对菌渣的这些性质进行了大量理论研究和应用探索,不仅对菌渣基础性质进行了研究,而且探索了菌渣基质化的多种利用方式,并取得了不同的进展。对这些理论研究和应用探索进行综述,不仅能全面了解菌渣的利用价值和潜力,而且对于拓宽菌渣的利用渠道也具有借鉴意义。

1  菌渣理化性质研究进展

1.1物理性状

菌渣是食用菌栽培基质的下脚料,用料多为棉籽壳、木屑、农作物秸秆等。不同食用菌的菌渣的物理性质不尽相同,菌渣容重一般在0.15~ 0.3 g/cm3之间,总孔隙度能达到70%以上,持水孔隙度根据材料不同有较大变化。由于菌棒生产过程中,往往添加少量硫酸钙为食用菌生长提供钙和硫,废弃菌渣通常偏碱性,pH一般略高于7[6-8]。张德威等[9]发现,种过香菇的木屑废渣容重为0.16 g/cm3,持水孔隙度为55.2%,EC(电导率)值为0.4 mS/cm;种过草菇的棉籽壳废渣容重为0.15 g/cm3,持水孔隙度为12.5%,EC值为2.6 mS/cm;连兆煌等[10]测得,种过金针菇的玉米芯和稻糠废渣容重为0.20 g/cm3,EC值为 1.7 mS/cm;王涛等[11]测得,海鲜菇菌渣EC值超过3.34 mS/cm;单洪涛[12]等测定杏鲍菇菌渣EC值高达8.495 mS/cm,发酵后EC值降为 4.67 mS/cm;时连辉等[13]比较了菌渣与泥炭的理化性状。结果表明,菌渣大粒径较多,透气透水性较好,持水孔隙比泥炭少,浇水需少量多次,但失水速率比泥炭慢;菌渣毛管水上升速率快,加湿润剂对其作用不明显;菌渣水分特征曲线与泥炭相似;菌渣保肥性能较弱,需要增加施肥次数;菌渣EC值偏高,而泥炭较低。

1.2化学成分

菌渣中含有丰富的纤维素、木质素、维生素、抗生素、矿质元素和其他生物活性物质[14-17]。相较于使用前的菌棒,废弃后的菌渣经过食用菌降解后,木质素降解30%左右,粗纤维降低40%~ 70%,而粗蛋白质可提高25%~40%,菌渣氨基酸含量为0.05%~0.06%[18],菌类多糖及铁、钙、锌、镁等矿物质含量也较丰富。由于食用菌的种类及培养基原料不同,菌渣的化学组成也不同[19-20]。周亚红等[21]研究了姬菇、白菇、黑菇、灰菇等食用菌10种不同的菌渣,得出粗蛋白平均含量6.74%,粗脂肪平均含量0.27%,粗纤维平均含量14.02%,有机碳平均含量26.70%,全磷平均含量0.12%,全钾平均含量1.63%,钙平均含量4.85%,镁平均含量0.64%,灰分平均含量34.38%。李晓强等[22]对菌渣的全氮、全磷、全钾含量进行了测定,分别为3.24%、1.40%和2.11%,明显高于常用基质。

1.3菌渣基本理化性质在基质栽培中的分析

优良的基质在物理性质上固、液、气三相比例要恰当,容重为0.1~0.8 g/cm3,总空隙度在75%以上,大小空隙比在0.5左右。化学性质上,阳离子交换量大,基质保肥性能好,pH接近中性,并具有一定的缓冲性能,具有一定的碳氮比以维持栽培过程中基质的生物稳定性[23-25]。常用的基质如泥炭、落叶、秸秆等EC值往往不超过1 mS/cm,全氮、全磷、全钾的含量罕有达到1%的情况[26]。菌渣具有独特的物理特性和丰富的养分,能够在为植物根系提供良好的根系环境的同时,持续提供植物生长所需的养分,这些方面作为基质都是非常有利的。然而,菌渣的pH偏大,EC值偏高,容重较小,全氮、全磷、全钾含量较高,容易造成烧苗现象,这一方面的劣势使其不适宜单独作为栽培基质使用。将菌渣与蛭石、稻壳、秸秆、珍珠岩、河沙等常用基质材料混合使用,降低总体基质的EC值,可以扬长避短,既不至于烧苗,也能充分利用其他优秀性质。樊金山等[27]以草炭、蛭石、珍珠岩混合杏鲍菇菌渣种植草莓,林志斌等[28]以草炭、椰糠、蛭石混合菌渣种植甜瓜,均卓有成效。食用菌栽培方面,菌渣的内部环境在食用菌的改造下,是很适宜食用菌生长的,只是纤维素和聚戊糖等的消耗才导致了被废弃。可以添加棉籽壳、稻草等材料补充纤维素和聚戊糖等成分,再次用作食用菌的栽培。杭中桥等[29]利用杏鲍菇菌渣混合棉籽壳栽培鲍鱼菇,李正鹏等[30]利用稻草和真姬菇菌渣栽培草菇,产量甚至高于原有配方。

2  菌渣用于几类主要作物的育苗和栽培

2.1菌渣用于园艺作物的栽培

在实际生产中,基质一般用于园艺作物(蔬菜、花卉、茶叶等)、药材作物和其他经济作物等附加值较高的作物的育苗或栽培,考虑物理性质和成本因素,可以用作基质育苗或栽培的材料种类有限,其中草炭是一种具有较好理化性状的基质原料。由于草炭是煤的原始状态,是不可再生资源,不仅总量有限,而且过度开采会给生态环境造成极大的破坏[31],因此,开发草炭的替代物一直是栽培基质的研究热点[32-35]。菌渣物理性质良好,产量丰富,成本低廉,而且腐熟后的理化性质得到改善且可利用养分增加,与其他基质复配可起到較好的育苗效果。使用菌渣替代或部分替代草炭是基质化研究的一个重要方向,对于不可再生资源的保护具有重要意义。因此,菌渣完全或部分替代草炭是基质化研究的一个重要方向。

潘绍坤等[36]研究发现,以菌渣和牛粪为主要原料,采用无害化发酵处理,制备成发酵菌渣和母肥,再用母肥、发酵菌渣、草炭制成不同质量配比的育苗基质,以草炭为对照进行茄子的育苗。根据出芽率、苗高、幼苗鲜质量、根冠比等指标的测定分析结果,该菌渣的配方育苗效果甚至优于纯草炭基质。其中20%母肥、50%发酵菌渣、30%草炭土混合的基质配方育苗效果最好,茄子出芽率达100%。播种后20 d调查,茄子平均株高4.02 cm,平均叶面积1.78 cm2,平均单株鲜质量0.28 g,平均叶茎鲜质量0.26 g,平均根部鲜质量0.02 g,在茄子育苗方面可替代70%草炭。樊金山等[27]研究发酵杏鲍菇菌渣、草炭、蛭石、珍珠岩不同体积配比的复合基质对草莓品质的影响,结果表明,杏鲍菇菌渣复合基质综合理化性质在适合草莓生长的范围内,其中草炭、菌渣、珍珠岩、蛭石体积比为3∶1∶1∶1的复合基质综合理化性质在适合草莓生长的范围内,且总钾含量显著提高,播种30 d后,叶面积33.52 cm2,株高17.64 cm,60 d后平均开花15.63朵,花序长16.83 cm,成熟后单株产量242.47 g,多项指标均优于其他处理组及CK组。林志斌等[28]以常规育苗基质(草炭∶蛭石=2∶1)为对照,进行杏鲍菇菌渣复合基质对甜瓜的育苗实验。结果表明,菌渣复合基质的育苗效果均优于对照组,其中菌渣∶草炭∶蛭石= 2∶2∶1和菌渣∶椰糠∶蛭石=2∶2∶1效果最好,腐熟后的杏鲍菇菌渣可以部分或完全替代草炭进行甜瓜育苗。樊金山等[37]在白芨复合基质栽培实验中发现菌渣能代替25%草炭,谢正林等[38]在青椒的栽培实验中也发现菌渣能代替25%草炭。由此可见,菌渣能够完全或者部分在基质栽培中替代草炭,而且菌渣的添加往往能提升草炭基质的品质。

2.2菌渣用于中草药的栽培

中医药是祖国传统文化的瑰宝,近年来随着需求量的增加,中药的种植已经成为贫困地区脱贫致富的重要手段。因此,根据不同中药材的生长习性,探索适合其育苗和栽培的基质,不仅对于保护草炭等不可再生的基质资源具有重要意义,而且是保证药效物质,实现标准化(良好作业规范等)栽培的重要保障措施和手段。

樊金山等[37]为充分利用杏鲍菇菌渣,降低有机质栽培白芨成本,研究了杏鲍菇菌渣复合基质对白芨生长的影响。结果表明,Ⅰ组(草炭、杏鲍菇菌渣、珍珠岩、稻壳的体积比为3∶1∶1∶1)基质的理化性质均在适合白芨生长的范围内,且白芨植株成活率、生长指标、产量和多糖含量与CK处理(草炭、珍珠岩、稻壳的体积比为4∶1∶1)均无显著差异,其中栽培6个月后CK组和Ⅰ组的成活率分别为96.83%和94.84%,栽培18个月后CK组和Ⅰ组成活率分别为94.84%和92.46%,栽培18个月开花植株数CK组和Ⅰ组分别为79.7和77.3,花序长分别为16.73、17.12 cm,株高分别为30.82、31.23 cm,单株平均产量分别为6.83、6.67 g,可见杏鲍菇菌渣可以替代部分草炭,节约栽培成本。但是随着基质配方中菌渣含量的上升,白芨植株成活率、生长指标、产量和多糖含量都出现了明显的逐级下降[23],该研究虽然给出了配方的pH和有机质数据,却未进行深入的原因分析。唐敏[39]以不同比例的水苔和发酵后菌渣混合基质进行了铁皮石斛的栽培研究。研究发现,其中A组水苔∶菌渣=9∶1的配方相较于纯水苔的CK组,铁皮石斛的生长状况相近,在根数、株高、存活率方面略高于CK组;而B组是水苔∶菌渣=7∶3的配方,铁皮石斛的生长状况明显优于CK组,在根长、根数、株高、存活率方面都有明显的优势,其中A组、B组、CK组石斛根长分别为5.9、6.3、5.9 cm,根数分别为6.2、6.9、5.9,株高分别为7.0、7.1、6.5 cm;此后随着菌渣含量比例的提升,铁皮石斛生长状况逐渐变差。可见,菌渣中含有丰富的有机质,具有生理活性,能促进石斛生长发育,而过量添加则影响了基质的通气性使得基质效果变差[40]。该研究还以不同比例的腐殖土和发酵后菌渣混合基质进行了川贝母的栽培研究,发现随着基质配方中菌渣比例的提高,川贝母的各项生长指标逐级提高,当菌渣与腐殖土的比例为3∶7(实验组C)时,菌渣对川贝的生长起到了最为明显的促进作用;而菌渣与腐殖土的比例为5∶5(实验组D)时,鳞茎宽度、鳞茎长度、鲜重等指标与菌渣和腐殖土的比例为3∶7时相近,但是干重明显下降。C组、D组、CK组的鳞茎宽度分别为0.29、0.29、0.21 cm,鱗茎长度分别为0.36、0.34、0.31 cm,全株鲜重分别为1.56、1.55、1.41 g,干重分别为0.43、0.32、0.31 g[41]

此外,杜家方等[42]发现菌渣提取液对酚酸类物质具有降解作用,而酚酸类物质可能导致地黄的连作障碍。进一步研究发现,在重茬土中添加10%杏鲍菇菌渣能使地黄冠幅、叶片数量、叶长、叶宽和株高等指标均接近头茬地黄水平,使重茬地黄块根质量鲜重和干重分别提高2.70、3.66倍,单株梓醇总量提高2.25倍,同时提高了地黄根际土壤中细菌、真菌和放线菌的数量,也提高了地黄根际土壤中蔗糖酶、纤维素酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶的活性[43-44]。可见,杏鲍菇菌渣能有效缓解地黄的连作障碍[45]

由此看来,菌渣适合作为中草药栽培基质的添加料,其中丰富的有机质能改善基质物理性质,提高基质的保肥能力和缓冲性能,具有生理活性,能促进植物生长发育;而添加过多则不利于中草药的生长,这个比例一般在25%左右。

2.3菌渣用于食用菌栽培

菌渣在結构上疏松多孔,非常适合食用菌生长,在组成成分上含有丰富的纤维素、木质素、维生素、抗生素、矿质元素和其他生物活性物质[46]。魏海龙等[47]对比了3种食用菌出菇前后的化学成分,发现种植食用菌后,菌棒中纤维素和聚戊糖出现明显的消耗,而灰分和脂类化合物都有少量的增加,其他化学成分变化较小。相比于生产食用菌前的菌棒,菌渣虽然损失了部分纤维素和聚戊糖,但其内部环境在食用菌的改造下,变得更加适宜食用菌生长,只要补充这些损失的纤维素和木质素,就不失为一种优质的食用菌栽培基质。基于此,许多学者进行了相关研究[48-49]

杭中桥等[29]以常规棉籽壳培养料为对照,采用杏鲍菇工厂化生产的菌渣代替部分棉籽壳进行鲍鱼菇栽培研究。结果表明,培养料中菌渣添加量在30%~70%时,鲍鱼菇菌丝长势均表现良好,菌丝满袋时间、原基出现时间和转潮期缩短;随着菌渣添加比例增加,鲍鱼菇产量呈降低的趋势,当菌渣添加量为30%(配方1)时产量最高。与CK组比较,CK组和配方1菌丝满袋天数分别为38、36 d,平均生物学效率分别为71.04%和77.48%,相较CK组,配方1单个菌包净利润增加0.60元。彭荣等[50]以工厂化生产的真姬菇菌渣替代部分稻草栽培草菇9715菌株,结果与对照培养料相比,满菌时间与原基形成时间无显著差异。配方20%菌渣+77%稻草和配方40%菌渣+57%稻草比对照配方CK1产量分别提高14%和19%,比对照配方CK2产量分别提高68%和75%,可见真姬菇菌渣与稻草混合栽培草菇非常可行。赵璐等[51]推广草腐菌菇循环利用的菌渣基质栽培技术,范育明等[52]推广利用杏鲍菇菌渣为基质的草菇工厂化周年栽培关键技术,这些均表明了菌渣作为食用菌基质材料的可行性,而且以菌渣作为材料的新型基质配方和技术正被不断开发。

菌渣本身是食用菌生产废料,无论是其物理结构还是菌渣中含有的次生代谢产物、菌体蛋白、微量元素等多种水溶性养分及丰富的有机物质,都相当有利于食用菌栽培,适当补充部分养分即可再次进行生产,非常适宜作为新型食用菌基质的生产和研究;将菌渣按一定比例添加进常规配方中,食用菌产量均高于常规配方和纯菌渣配方,可见其值得进一步研究和开发利用。

3  菌渣用于改变土壤理化性质

菌渣富含各种有机质、糖类、有机酸、酶、蛋白质、生物活性物质及其他营养成分。菌渣能有效改良土壤的营养结构[53],并且其成分非常有利于各种菌落的形成,能有效增加土壤中菌落的数量和种类[54-55]。菌渣的高效综合利用,不但可以延长生物循环链条,改善环境污染,同时还可以提高农业生产的经济效益、社会效益和生态效益[56-57]。周伟等[58]基于土壤重金属风险和经济效益进行双孢蘑菇菌渣还田量估算,潜在生态风险系数和综合污染系数均表现出先减小后增加的二次函数趋势,可以适量还田。

盛鹏飞等[59]对工厂化食用菌菌渣的理化性状和安全性进行评价,4种食用菌菌渣堆置发酵后,草腐型菌渣EC值为3.775 mS/cm,高于木腐型菌渣的2.473 mS/cm,木腐型菌渣含碳量和含氮量均高于草腐型菌渣,研究所测菌渣的镉和铅含量均未超标。林贤锐等[60]认为,菌渣能提高土壤中有机质、速效氮、速效磷、速效钾的含量及土壤pH,降低土壤容重,葡萄园土壤施用菌渣后与不施用的CK组比较,土壤pH分别为6.7、6.2,有机质分别为68.11、54.84 g/kg,速效氮分别为168.16、124.58 g/kg,速效磷分别为20.39、16.98 g/kg,速效钾分别为68.01、55.81 g/kg;刘玉明等[61]发现施用食用菌菌渣能降低土壤容重,改善土壤通气性和保水性,同时能显著提高土壤有机质、全氮和有效磷含量。陈玉真等[62]、栗方亮等[63]研究发现,施用菌渣有机肥能有效增加土壤中大团聚体的含量及其水稳性,是改善茶园土壤理化性状和培肥地力的有效途径。蕫琼娥等[64]、何可等[65]分别利用食用菌菌渣辅助草莓和甜瓜的栽培,发现菌渣能有效促进葡萄及甜瓜的生长,有利于葡萄新根的生长,提高了葡萄的产量和品质,在促进甜瓜生长及提高甜瓜品质方面效果显著,在产量上与对照组基本持平。程思逸等[66]发现烟草栽培中用菌渣替代部分化肥能提高烟株抗病性,降低根茎病的发病率,降低烟叶烟碱含量,提升烟叶品质。刘中良等[67-68]研究麦秸、稻壳与菌渣还田对设施菜地的青椒和番茄品质及产量的影响,麦秸、稻壳及菌渣还田都可以有效提高青椒和番茄的光合色素含量和抗氧化酶(超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶)活性,降低丙二醛含量;其中菌渣处理下的青椒叶绿素、果实可溶性糖与维生素C含量最高;此外,菌渣还田可有效降低番茄果实的有机酸含量,改善果实品质。

土壤团聚体是土壤的基本结构单元,在保证和协调土壤中的水分和养分物质循环、微生物代谢及酶活性等方面起着重要作用[69],是土壤物理性状的综合反映,其形成包含了一系列复杂的物理、化学及生物过程,主要依赖于土壤中各种胶结物质(包括各种无机胶结物质、有机无机复合体以及微生物菌丝和根系等)的分解。土壤团聚体R0.25、平均重量直径和几何平均值均是反映土壤团聚体稳定性状况的常用指标,其值越大表示团聚体的平均粒径团聚度越高,与土壤的稳定性状况呈明显正相关[70]。土壤分形维数也可在一定程度上表征土壤团聚体稳定性,团粒结构的分形维数越小,则土壤稳定性越好。王峰等[71]研究菌渣施用对茶园土壤有机碳含量及其腐殖质组成的影响,设置了4个处理:单施氮肥(M0),50%氮肥+50%菌渣(M1),单施菌渣(M2),2倍菌渣(M3)。连续施用3 a后,表层(0~20 cm)土壤有机碳含量、胡敏酸、富里酸、胡敏素含量分别较M0提高了43.10%~104.21%、52.89%~ 157.14、31.07%~74.30%和44.96%~107.35%,随菌渣施用量增加而增加。而20~40 cm土层没有显著变化。证明了菌渣的施用能促进有机碳的积累,也有利于土壤腐殖化进程。王峰等[72]以同样的处理研究了菌渣施用对茶园土壤水稳性团聚体含量、分布和稳定性的影响,研究发现,不论是否施用菌渣有机肥,土壤团聚体均以>5 mm的团粒结构为主,所占比例为37.04%~52.37%[73]。菌渣的施用能有效增加土壤>5mm的团聚体含量,增加量可达15.20%~41.39%;其中高量菌渣(M3)处理提升显著,这跟菌渣能促进有机碳的积累,有利于土壤腐殖化进程的特性是分不开的。此外,茶园土壤R0.25(>0.25 mm水稳团聚体)、平均重量直径和几何平均值均与菌渣的施用量呈正相关,分形维数与菌渣的施用量呈负相关。可见施用菌渣有机肥能增加土壤中大团聚体的含量及其水稳性,是改善茶园土壤理化性状和培肥地力的有效途径。

以上研究表明,菌渣具有改良土壤的能力,添加菌渣不但能够增加土地肥力[74-75],还能不同程度地提高土壤微生物数量和酶活性,能够增加土壤中微生物群落的规模,促进土壤腐殖化进程,增加土壤大团聚体含量及水稳性,对于土壤潜在的抑病能力也有一定的提升作用[76-77]

4  菌渣基质化研究现状及存在的问题

对食用菌菌渣在番茄、茄子、甜瓜等作物栽培利用方面的研究出现得最早,成果也最多,这方面探索集中在菌渣物理性质和化学性质。菌渣良好的理化性质使其成为栽培、育苗基质的好材料,如今菌渣作为基质材料和草炭替代物仍然是主要研究方向,吸引了大量研究者不断探索。随着研究的深入,菌渣中含有的次生代谢产物、菌体蛋白、微量元素等多种水溶性养分及丰富的有机物质等特点进入人们的视野,被利用于食用菌的再生产,菌渣在食用菌的新型基质开发方面的技术和成果近年来显著增多,成为菌渣基质化利用新的研究方向。近年来,菌渣特殊的结构及其对微生物群落和酶活性的影响能力又使得其在改良土壤结构方面的研究悄然兴起,并且有关菌渣作用机理的研究也逐渐增多,这意味着国内外对菌渣的基质化研究进入了更深的层次,加深了有关菌渣利用的理论研究,拓宽了其应用的领域。可以预见,今后食用菌菌渣的基质化利用研究必将更加多样化和深入化。

尽管菌渣基质化研究已经涉及很多的方面,但其研究深度仍然稍显不足,理论研究浅显。例如,在蔬菜栽培应用方面,多数研究只提供了适宜的配方,理论支撑仍然较为模糊;在中草药栽培基质方面,只得出菌渣可以部分替代草炭的结论,没有探究相关药效指标下降的原因;在食用菌栽培方面,同样没有探究原配方添加菌渣后食用菌产量上升的原因。而且现有的评价指标略显单一,基质方面通常是pH、有机质含量等,栽培作物方面就是成活率、生长状况、产量等,这样难有更深层次的分析。建议测定一些更为深入的指标,例如,基质配方可以测定栽培过程中的菌落变化,代谢次生产物、菌体蛋白含量的变化,番茄、甜瓜等作物可以测定酶的活性,中草药可以测药效物质含量等。

此外,菌渣只是一个统称,其种类多不胜数,仅主要的食用菌就有平菇、黑木耳、香菇、金针菇、双孢菇、杏鲍菇、海鲜菇等20余种,每种食用菌又有多种不同的菌包配方,各种菌渣理化性质不尽相同。想要合理利用某一批菌渣,往往需要重新研究,罕有能直接应用前人研究成果的。这不但极大阻碍了研究的效率,也使得菌渣的实际应用成为空中楼阁(菌渣利用收益与科研成本不成比例),导致了科研方向散乱不成系统,实际应用很少的现状。针对这样的现状,将科研方向系统地综合起来是很重要的,例如,首先可以根据前人研究所归纳的菌渣共通性质(如高EC值、高有机碳含量等)来寻找菌渣的各种利用途径(这方面已经比较成熟了,作物栽培、食用菌栽培、土壤改良以及饲料化、肥料化的种种利用途径),针对菌渣利用途径得到该途径菌渣最重要的性质(例如,作物栽培中菌渣的容重和孔隙度起到主要作用),再综合这些性质作为指标,可以先测定主要食用菌的一种或几种常用菌包配方的菌渣,根据其性质归类到不用的应用方向上(例如,某食用菌某配方有机碳含量高就能归纳到土壤改良一类等),这样总结出一套框架系统之后公布出来,若要研究某一种菌渣,查阅得到分类后就会有一个明确的方向,也能将自己的后续研究成果补充进系统,纠正其中的错漏等。这样研究者就有了明确的研究方向,有了共同的交流平台,菌渣的利用研究也将达到新的高度。

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