浅析菌渣资源化利用的四种非常规模式

2020-05-25 09:10陈鹏飞
大众科学·下旬 2020年3期
关键词:沼气资源化基质

陈鹏飞

摘 要:伴随着食用菌产业的快速发展,大量菌渣产生,其资源化利用受到了广泛关注。然而目前我国食用菌菌渣的年综合利用率较低,大量的可再生资源菌渣被直接还田、弃置或燃烧,在对环境产生污染的同时还造成了资源的浪费,不利于农业的健康可持续发展。本文针对食用菌菌渣的资源化利用问题展开研究,通过借鉴现有研究成果,提出了全面的菌渣处理方案。

关键词:食用菌菌渣;资源化利用

Abstract: With the rapid development of the edible fungus industry, a large amount of fungal residue has been generated, and its resource utilization has received widespread attention. However, at present, the annual comprehensive utilization rate of edible fungus residue in China is relatively low, and a large amount of renewable resource fungus residue is directly returned to the field, abandoned or burned, which causes pollution to the environment and also causes waste of resources, which is not conducive to agricultural health sustainable development. In this paper, the resource utilization of edible fungus residue is studied. Based on the existing research results, a comprehensive bacteria residue treatment plan is proposed.

Keywords: edible fungus residue, resource utilization

一、菌渣的能源化

1.能源化利用概述

将菌渣进行处理转化成人们可利用的能源,即为菌渣的能源化。目前,菌渣能源化利用的主要技术模式有沼气化利用技术和燃料化利用技术。

2.能源化利用优点

(1)能源清洁环保

菌渣生产的沼气是清洁能源,好气污染菌在厌氧产沼的环境中被彻底杀灭,环境安全得以保障。而且用菌渣当燃料,不会產生硫化物污染环境。

(2)能源节约,使用高效

利用干燥后的菌渣作燃料,不仅节约煤或木炭,而且燃烧过程不易产生有害气体,这样每年可节约大量的燃料投资和环境治理成本。

3.能源化利用缺点

(1)资源利用率不高

在沼气生产中,除有机物腐解产生的沼气外,沼渣和沼液均有残留;而在燃料生产中,仍然有废气和部分二次废渣的残留。

(2)沼气利用模式潜力低

当前沼气利用在农村整体利用潜力呈下降态势。一是农村能源利用方式发生巨大转变,天然气、液化石油气逐渐成为主要炊饮能源;二是随着畜牧业正规化、工厂化强力推进及环保压力,单一家庭畜牧饲养出现衰退,畜禽粪便量减少导致沼气产能不足,且存在一定安全风险,进而可预见菌渣在农村沼气利用领域潜力不彰。

二、菌渣的基质化

1.基质化利用概述

将菌渣作为栽培其他作物或食用菌的原料,即为基质化。在食用菌种植时,木生菌和草生菌优先利用的营养物质不同,因此大致上其菌渣可以相互二次利用。

2.基质化利用优点

(1)有效改良土壤的营养结构

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,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。

(2)降低生产成本,增加整体经济效益

在食用菌生产中,二次种菇使得原料养分得以充分利用,同时食用菌栽培基质的使用总量得到减少,购进原材料的费用降低,生产成本降低,进而更利于企业获取经济效益。

3.基质化利用缺点

(1)研究深度不足,理论研究浅显

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。

(2)菌渣利用收益与科研成本不成比例

菌渣只是一个统称,其种类多不胜数,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,这极大阻碍了研究效率。

(3)菌渣质量参差不齐、二次种菇产量难稳定

菌渣的成分主要与培养料相关,各地栽培食用菌品种不同,所需原材料不同,这种情况导致菌渣集中处理混合后,菌渣成分不明确,二次出菇产量不确定。

三、菌渣的材料化

1.材料化利用概述

食用菌菌渣的材料化利用主要有:利用菌渣中的高蛋白质资源和纤维性材料来制作生物质材料;利用菌渣疏松透气和保水保湿的特点,作畜牧业发酵床垫料。

2.材料化利用优点

(1)改善生态环境,缓解能源危机

以食用菌菌渣为原料制备具有超高比表面积生物质碳材料,实现了对农业废弃物的绿色利用,具有良好的生态效益。 同时,食用菌菌渣制作养殖场的发酵床垫料,可以减少对森林资源的利用。

(2)降低生产成本,增强经济效益

无污染的杂木屑是制作发酵床垫料的首选主材,但森林资源缺乏,锯末等垫料原料供应紧张,以菌渣作为替代原料,实现养殖场零排放,可降低生产成本,具有良好的经济效益。

3.材料化利用缺点

(1)实际投入生产有限

以食用菌菌渣生产生物质材料,虽然具有较高的生态效益,但由于操作相对复杂、研究相对较少等原因,在实际生产中,应用不足,仍需进一步开拓,以实现规模化生产。

(2)对研发工艺条件和保障产品质量一致性要求较高

利用食用菌菌渣生产生物质材料,以制备纳米纤维素晶体为例,需要磷酸锆作为催化剂,辅助稀硫酸水解,对技术水平、设备要求较高,进而限制了利用率。且必须保障产品质量,否则无实际意义。

(3)存在环境污染

在利用菌渣制造新材料的方式中,当菌渣堆放在晾晒场时会散发出难闻的气体,生产中仍有废气排放和部分二次废渣的残留,存在环境污染。

四、菌渣的生物化

1.生物化利用概述

菌渣的生物化利用有多种方式:作为土壤修复材料、生物农药,还可从菌渣发酵液中提取多糖、利用菌渣进行污水净化等。

2.生物化利用优点

(1)具有良好的经济效益和生态效益

根據菌渣生物化利用方式的不同,结合地方农业特色建立的循环生态农业模式,将菌渣各个方面的研究结合起来,对其综合高效地利用。使自然资源良性循环,提高资源的利用率,实现菌渣资源化利用和经济效益最大化。

(2)促进食用菌产业发展

菌渣生物化利用技术研究,可实现菌渣环保处理和高效利用,不仅使得菌渣变废为宝、减少环境污染,而且能促进菌渣相关生物技术的研究开拓食用菌产业的新发展领域。

3.生物化利用缺点

(1)大规模推广较为困难

由于不同地区食用菌菌渣的养分含量及组成差异较大,在使用时需要因地制宜的加以利用。目前来看菌渣作为土壤修复材料仅限于小规模的生产应用,在实现大面积推广上还需开展一系列的行业衔接与技术整合工作。

(2)具有二次污染的风险

尽管食用菌菌渣对土壤的理化性质具有很好的改良效果,但是菌渣具有含盐高的特点也不容忽视,可能会对土壤及作物产生负面影响。此外,由于一些食用菌菌渣中含有重金属,如果处理不当会造成连环性的二次污染,可能会对土壤原微生态环境质量以及周边水源造成一定的影响。

参考文献:

[1]周祥,严媛媛,陈爱晶.食用菌菌渣资源化利用研究进展[J].食用菌,2018,40(01):9-12.

[2]黄小云,沈华伟,韩海东,钟珍梅,罗涛,黄秀声.食用菌产业副产物资源化循环利用模式研究进展与对策建议[J].中国农业科技导报,2019,21(10):125-132.

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