劉芳芳,高 能
(1.甘肅省平?jīng)鍪星f浪縣南坪鎮(zhèn)人民政府,甘肅 平?jīng)?744000;2.新疆農墾科學院生物技術研究所)
蘋果隸屬薔薇科蘋果亞科蘋果屬,為落葉喬木,其果實含有豐富的礦物質和維生素,是一種營養(yǎng)價值高的水果,深受人們的親睞。近幾年,西北地區(qū)蘋果產業(yè)蒸蒸日上,為當?shù)剞r民帶來了收益,但隨著果樹的不斷生長,每年所產生的廢棄枝條也會越來越多,而當?shù)剞r民處理這些廢棄物的主要措施還是以焚燒為主,未焚燒的直接堆積在地頭或家附近的地方,這樣既污染環(huán)境也存在安全隱患,更使得這些廢棄物得不到合理的利用,也間接影響美麗鄉(xiāng)村的建設。自2000年以來,隨著食用菌產業(yè)的快速發(fā)展,為解決砍伐樹木用作栽培食用菌原料的問題,不少研究者用果樹類修剪枝條代替樹木進行食用菌栽培基質的研究,并取得了不少成果。
西北地區(qū)蘋果種植區(qū)主要分布在陜西、甘肅、新疆和寧夏,陜西渭北地區(qū)、甘肅隴東地區(qū)和寧夏黃河沿線區(qū)屬于我國黃土高原蘋果種植區(qū),是我國著力發(fā)展的蘋果產業(yè)優(yōu)勢區(qū)。這些區(qū)域光熱資源豐富、海拔較高、晝夜溫差大、空氣干燥、自然隔離條件好、病蟲害輕、土層深厚、土壤疏松,蘋果種植的各項生態(tài)指標都具備,符合2003年農業(yè)部編制出臺的《優(yōu)勢農產品區(qū)域布局規(guī)劃》中蘋果區(qū)域布局規(guī)劃的7項生態(tài)指標。當前主栽區(qū)栽培面積每年還在不斷增加,而且部分新增區(qū)域果園進入盛果期。隨著栽培技術的不斷發(fā)展,西北地區(qū)的蘋果產量穩(wěn)步提高,也有著較好的蘋果市場,農民收益日益提升,同時農民發(fā)展蘋果產業(yè)的積極性也有所提高,是蘋果產區(qū)農民脫貧致富的主要途徑之一。
陜西是中國蘋果生產的第一大省,蘋果產量占全國的25%,在世界蘋果產業(yè)格局中具有重要地位。主要分布在咸陽、寶雞、延安、銅川、渭南等產區(qū)。已形成全球集中連片種植蘋果的最大區(qū)域,據(jù)統(tǒng)計,世界每7個蘋果中就有一個產自陜西。陜西蘋果的規(guī)模、質量、品牌、市場占有率等居全國前列。甘肅蘋果種植主要分布的隴東平?jīng)?、慶陽、天水和隴南產區(qū),新疆主要集中在伊犁哈薩克自治州、昌吉回族自治州、哈密地區(qū)、博爾塔拉蒙古自治州、巴音郭楞蒙古自治州、阿克蘇地區(qū)、克孜勒蘇柯爾克孜自治州、喀什地區(qū)、和田地區(qū)及兵團十大產區(qū),其中北疆的伊犁哈薩克自治州和南疆的阿克蘇地區(qū)為老產區(qū)。寧夏和青海蘋果種植面積相對陜西、甘肅和新疆較少。據(jù)統(tǒng)計,2019年陜西蘋果種植面積為61.46萬hm2,甘肅24.11萬hm2,新疆8.38萬hm2,寧夏2.80萬hm2,青海0.08萬hm2,以每667 m2產生廢棄枝條平均約100 kg計算,西北地區(qū)年產廢棄枝條近150萬t。隨著果樹的不斷生長和果園的擴充,蘋果廢棄枝條的產量還將逐年增多。
蘋果廢棄枝條一部分被生物有機肥廠粉碎后制成有機肥,一部分被農戶直接粉碎發(fā)酵做有機肥,但大部分廢棄枝條被農戶作為家中燃料。目前,政府大力支持清潔能源改造,鼓勵使用清潔燃煤火爐,減少農林牧副產品直接做為燃料燃燒。這樣會有大量的廢棄枝條堆積與被焚燒,不但影響美麗村莊建設,廢棄的枝條還得不到有效利用。2022年發(fā)布的“中央一號文件”指出要加強村莊有機廢棄物的綜合利用,深入實施村莊清潔和美化行動。因此,對農村蘋果廢棄枝條的有效利用已迫在眉睫。
食用菌是近些年發(fā)展起來的新型產業(yè),在各級政府的大力支持下,食用菌產業(yè)快速發(fā)展,在促進農業(yè)結構調整、農民增收和循環(huán)農業(yè)等方面發(fā)揮了獨特的作用。據(jù)中國食用菌協(xié)會統(tǒng)計,2019年全國食用菌總產量為3 934萬t,同比增長3.82%。在脫貧攻堅時期,我國592個貧困縣中有420個縣開展了食用菌產業(yè)扶貧,占比達到了72%,全國食用菌生產、加工和經(jīng)銷各產業(yè)鏈中的從業(yè)人員有2 500萬人之多,食用菌栽培和產業(yè)鏈條開發(fā)也成為了農民脫貧致富的重要途徑之一。食用菌產業(yè)是一種新興的健康營養(yǎng)型的朝陽產業(yè),在“十四五”規(guī)劃中,很多地區(qū)將發(fā)展食用菌產業(yè)作為推進鄉(xiāng)村振興的主要載體,食用菌產業(yè)將在鄉(xiāng)村振興的路上發(fā)揮舉足輕重的作用。
食用菌大多屬于木腐菌,最早時期栽培食用菌主要采用段木,以及后來以木屑形式的代料栽培。隨著食用菌產業(yè)的快速發(fā)展,需要大量的木屑,因此,大量的林木被砍伐,造成生態(tài)環(huán)境的破壞。受到森林保護的限制后,早在2002年[1]就有研究者開始研究適合食用菌栽培的其他代料。2009年,廖舟怡[2]等人經(jīng)多次試驗發(fā)現(xiàn),通過利用廢棄的果樹枝條替代食用菌栽培基質規(guī)?;a食用菌是解決該問題最經(jīng)濟和最環(huán)保的途徑。2007年,王德源[3]等人將修剪的果樹枝條加工成木屑,替代棉籽殼進行鮑魚菇栽培,鮑魚菇的生物學效率達到110%以上。2012年,徐桂鳳[4]等人利用果樹枝條替代傳統(tǒng)栽培料研究真姬菇優(yōu)質高產栽培技術,結果表明,生物學效率可達114%,可見用果樹枝條栽培食用菌可以達到高效利用。將此技術的推廣應用后,可產生較大的經(jīng)濟效益和社會效益,有廣闊的發(fā)展前景。2015年,金鑫[5]等人通過利用修剪的果樹枝條進行靈芝栽培試驗,并對木屑基質配方進行了優(yōu)化篩選,得到了適合果樹枝條作為栽培主料的可持續(xù)發(fā)展的最佳靈芝栽培基質配方。2018年,劉艷嬌[6]等用果枝木屑栽培蘑菇,既將果業(yè)主產區(qū)修剪的廢棄樹枝資源進行了合理利用,又形成了“樹枝—蘑菇— 有機肥料/基質— 還田— 供植物生長”的綠色生態(tài)循環(huán)生產模式。目前,栽培食用菌的大部分木屑有相當一部分來自于修剪的果樹枝條,蘋果廢棄枝條用于栽培食用菌的技術比較成熟,研究表明,廢棄枝條在栽培料中的配比為70%~80%進行香菇、木耳、平菇、猴頭菇、密環(huán)菌、金針菇、滑子菇、榆黃蘑、靈芝等菇類的栽培[7],可操作性強,市場銷量大。
食用菌菌棒出菇完成采收之后,菌棒上留有大量的食用菌菌絲,并且還有豐富的在其菌絲生長過程中代謝所產生的多糖類、蛋白質、纖維素、氨基酸、酶和生物活性物質。還含有鐵、鈣、鋅、鎂等微量元素,據(jù)王德漢[8]等人測定,每500 g菌渣中含有鈣10.86 g、磷3.60 g、鉀4.04 g、鈉8.70 g、銅0.004 9 g、鎂1.58 g、鐵0.69 g、鋅0.06 g、錳0.077 4 g。營養(yǎng)成分豐富,利用價值高。目前,菌渣的處理方式主要有5種:(1)菌渣作為原料基質二次種菇。將菌渣按比例與其他料混勻,進行食用菌栽培。李正鵬[9]等人以工廠化生產杏鮑菇、真姬菇和雙孢蘑菇的菌渣替代部分廢棉進行草菇栽培研究,結果證明,用60%的杏鮑菇菌渣和雙孢蘑菇菌渣分別替代廢棉后,草菇的生產周期縮短1.6 d,產量提高15%和17%;30%的真姬菇替代廢棉進行草菇栽培時,生產周期與產量基本相同。萬水霞[10]用占比30%秀珍菇菌渣的培養(yǎng)料進行雙孢菇栽培,生物學效率達到63%,比常規(guī)栽培料高出10%。(2)菌渣作為生態(tài)修復材料改良土壤。即將食用菌菌渣碾碎直接還田,不但能增加土壤的通透性,改善土壤的理化性質,還能提高作物品質,達到增產增收的效果。Ribas LCC[11]等人在通過利用姬松茸和香菇菌渣進行盆栽萵苣肥效對比試驗時發(fā)現(xiàn),香菇菌渣對土壤的修復有顯著作用,而且可明顯提高土壤微生物多樣性和酶活性,還能夠對土壤中的農藥有降解作用。劉寶勇[12]等人利用食用菌菌渣對礦區(qū)復墾土壤的改良進行了研究,結果發(fā)現(xiàn)食用菌菌渣不但能夠增加復墾土壤中的各種微生物數(shù)量,同時還能增加土壤有機質含量和肥力。(3)菌渣做為飼料添加劑飼養(yǎng)動物。把菌糠粉碎處理后,可以以配料的形式直接飼喂牲畜。有研究表明,用平菇菌糠飼喂奶牛、羊、仔鵝和獺兔等,不僅可以降低飼料成本,而且日增重明顯提高[13-16]。還有研究者將菌渣經(jīng)過發(fā)酵工藝處理成飼料,如李志香[17]等人在菌渣中加入多種飼料酵母進行固體發(fā)酵,結果表明,菌糠發(fā)酵飼料中的粗蛋白質含量可增加20%。李志香[18]等人利用單獨培養(yǎng)和多菌共同發(fā)酵工藝,將菌渣生產為可替代其他蛋白質源的飼料,不僅能夠促進動物的食欲,還能提高動物的消化吸收率,從而促進其生長發(fā)育。研究證明,食用菌菌渣作為飼料或添加劑取代麥麩、豆粕等常規(guī)飼料,具有一定的安全性[19],不僅可降低飼料生產成本,還能夠有效的緩解飼糧不足的矛盾,具有廣闊的發(fā)展前景。(4)菌渣作為養(yǎng)殖墊料。利用發(fā)酵床養(yǎng)殖技術,將菌渣做為發(fā)酵床的墊料,能夠實現(xiàn)環(huán)保、優(yōu)質、高產、高效的養(yǎng)殖目標。傳統(tǒng)制作發(fā)酵床的墊料是天然的雜木屑,但是由于近些年政府對森林資源的保護,鋸末等墊料原料供應緊張。將食用菌菌渣用做養(yǎng)殖發(fā)酵床墊料,既可以降低養(yǎng)殖成本又能促進菌渣的循環(huán)利用。馮國興[20]等人利用工廠化栽培的金針菇菌渣作為發(fā)酵床的墊料飼養(yǎng)豬,研究發(fā)現(xiàn),菌渣發(fā)酵床飼養(yǎng)的豬比水泥地飼養(yǎng)平均增重提高了l4.41%,料肉比優(yōu)勢明顯。此外,還有報道菌渣發(fā)酵床飼養(yǎng)的雞和奶牛的研究[21-22]。(5)菌渣作為有機肥料。將食用菌菌渣作為堆肥原料,一方面可降低肥料應用成本,另一方面可提高作物的產量與營養(yǎng)成分,能夠有效提高產品的品質。宮志遠[23]等人在研究菌渣有機肥時發(fā)現(xiàn),菌渣中所含有的有機質、氮、磷、鉀等成分均達到了國家有機肥標準。對于達不到的菌渣,利用發(fā)酵技術制取生化黃腐酸,能有效促進作物生長。并且宮志遠[24]等人還將金針菇的菌渣制備成有機肥進行油菜的種植研究,結果發(fā)現(xiàn),按照菌渣有機肥和復合肥比例15∶1進行施用后產量增加24.6%。目前將菌渣制作成有機肥的技術工藝已日漸成熟,食用菌菌渣經(jīng)過不同工藝處理可制成不同類型、不同系列的專用型或復合型有機肥[25]。
菌渣除了上述利用途徑外,還在育苗、栽培基質[26-28]和燃料能源化[29]方面有所利用,使菌渣得到高效的利用,同時也取得了經(jīng)濟效益。
食用菌產業(yè)不與人爭糧、不與糧爭地、不與地爭肥、不與農爭時、不與其他產業(yè)爭資源,可利用廢棄大棚、廠房等地方,以農林牧副產品為生長基質來生產產品。將修剪的果樹枝條粉碎成木屑(顆粒的大小可根據(jù)具體栽培的食用菌品種而定),然后做成食用菌菌棒,收完菇后的廢菌棒,可直接打碎還果園作為有機肥料使用,或者做為畜禽的飼料、墊料使用,從而形成了植物、動物、微生物的“三物循環(huán)”模式(圖1),使蘋果廢棄枝條能夠得到高效的生態(tài)循環(huán)利用。
圖1 蘋果產業(yè)廢棄物栽培食用菌循環(huán)利用
另外,以廢棄蘋果枝條為原料栽培食用菌比傳統(tǒng)用料棉籽殼和雜木屑的價格低廉,既可有效降低食用菌的生產成本,又可持續(xù)帶動當?shù)毓r增收致富,為農村產業(yè)發(fā)展開拓了一個新的途徑,還可帶動當?shù)仄渌嚓P產業(yè)的發(fā)展。同時還不受森林保護的限制,更不會造成生態(tài)的破壞,是產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要。
近年來西北地區(qū)建有許多的蔬菜大棚,但有些大棚得不到有效的利用,甚至有廢棄的現(xiàn)象,尤其是在新疆,可以通過“合作社+農戶”的模式,即合作社集中收購果農修剪的蘋果枝,通過加工處理作為栽培料來生產食用菌菌棒,并將生產好的菌棒低價或免費給菇農在大棚等地方進行食用菌栽培,生產的產品可由合作社進行統(tǒng)一收購后上市。這樣即可解決果農種植蘋果樹而產生的廢棄枝條,也可解決普通菇農生產菌棒及銷售產品的困難,同時大棚也得到了有效利用。