废弃食用菌袋残渣养殖蚯蚓的效益

本文概述了食用菌菌渣的处理方法,总结了食用菌菌渣循环利用途径,针对“农作物—食用菌—蚯蚓—作物”这一循环模式,研究分析利用食用菌菌渣养殖蚯蚓的效益。并通过食用菌菌渣与土壤的不同配比制成的基料来饲养蚯蚓进行实验研究,结果发现,食用菌菌渣具有良好的蚯蚓饲养效果,蚯蚓的生长与繁殖状况随着菌渣在基料中的比例增加而效果更明显,但是完全以菌渣饲养蚯蚓的效果比菌渣与土壤配比饲养的条件下要低。

废弃食用菌袋残渣养殖蚯蚓的效益

作者 蒋鹏

摘要：随着食用菌产业的迅速发展，如何处理食用菌菌渣，以避免其污染环境，影响食用菌后期的产量和质量，已经引起了人们的广泛关注。本文概述了食用菌菌渣的处理方法，总结了食用菌菌渣循环利用途径，针对“农作物—食用菌—蚯蚓—作物”这一循环模式，研究分析利用食用菌菌渣养殖蚯蚓的效益。并通过食用菌菌渣与土壤的不同配比制成的基料来饲养蚯蚓进行实验研究，结果发现，食用菌菌渣具有良好的蚯蚓饲养效果，蚯蚓的生长与繁殖状况随着菌渣在基料中的比例增加而效果更明显，但是完全以菌渣饲养蚯蚓的效果比菌渣与土壤配比饲养的条件下要低。因此，利用食用菌菌渣养殖蚯蚓，并与生物企业进行合作，共同探讨如何利用蚯蚓处理后的食用菌菌渣转化为效率更高的生物能源，如何利用食用菌菌渣养殖蚯蚓获得更大的效益，对确保食用菌菌业可持续发展具有重要意义。

关键词：食用菌菌渣；蚯蚓养殖；效益

1 食用菌产业的现状与发展趋势

1.1 食用菌产业发展的现状

食用菌是利用农业废弃物中秸秆、木屑、棉籽壳、牲畜粪便等，经过生物转化生产人类需要的优质蛋白质源。目前，中国食用菌产业的发展已经取得了显著成就，据资料统计[1]，2012年中国食用菌产量接近3000×104 t，占到全球总产量的70%以上，是世界食用菌产量最大的国家。然而，随着我国食用菌产业的迅速发展，食用菌菌渣的处理也引起了人们的广泛关注。2010年中国食用菌菌渣总量已经达到3000万t以上，传统的处理手段是直接丢弃于田中或燃烧，这不仅会造成农业有机资源的浪费，甚至容易污染环境，影响食用菌后期种植的产量和质量或引发病害导致严重减产。21世纪我们追求的是低碳循环的经济理念，传统的菌渣处理方式是不可行的。食用菌菌渣作为一种农业废弃物，不仅能将其作为肥料、饲料、燃料等使之循环利用，还有相关研究认为，菌渣由于具有有大量菌丝体、蛋白质及其他营养物质，经过加工处理后能作为绿色有机肥，加工成生产节粮型饲料，或经过配方调整继续作为原料用于栽培其他品种食用菌，使“废弃物”得到“整体、高效、循环、再生”的利用，让其获得经济效益的同时，也完成了农业生态的良性循环[2]。

1.2 食用菌菌渣循环利用途径

近年来，国内外众多学者对如何通过最佳途径来处理食用菌废弃物进行研究，主要涉及以下几个方面。

第一、将菌渣作为堆肥原料，因为食用菌废弃物中含有丰富的菌体蛋白#多种代谢产物及未被充分利用的营养物质，是较好的堆肥原料。研究报道，双孢蘑菇菌渣经堆肥处理后，用作水稻基肥，与当地常规施肥方式相比增产20.55%，与不施肥处理相比增产44.18%[3]。Tsaoir等人也发现将菌渣发酵后作为有机肥能减少果园中的杂草，甚至提高一些农作物的产量和品质[4]。第二、由于食用菌菌渣中具有多种活性物质，其能作为天然的抗氧化剂和抗炎药物，因此，菌渣能作为饲料添加机，对预防一些动物因食物链问题而引起的疾病具有一定作用。第三、食用菌菌渣能作为再生能源被利用，如有研究报道，食用菌菌渣经晒干处理，能作为燃料用于培养料的灭菌，或将菌渣投入沼气池中，进行厌氧发酵产生沼气作为再生能源。第四、食用菌菌渣还能作为生态环境的修复材料，菌渣中通常含有大量的多酚氧化酶和过氧化物酶等多种降解酶类，能降解木质素和萘、菲、吡等多环芳烃类的化合物，Law等人就研究发现，蘑菇菌渣不仅对菲、萘的降解率分别达59%和82%左右，而且对废水中的PCP去除率也能达到88.9%[5]。此外，食用菌菌渣还能作为其他不同种类食用菌的栽培原料。

本文概述了食用菌菌渣的处理方法,总结了食用菌菌渣循环利用途径,针对“农作物—食用菌—蚯蚓—作物”这一循环模式,研究分析利用食用菌菌渣养殖蚯蚓的效益。并通过食用菌菌渣与土壤的不同配比制成的基料来饲养蚯蚓进行实验研究,结果发现,食用菌菌渣具有良好的蚯蚓饲养效果,蚯蚓的生长与繁殖状况随着菌渣在基料中的比例增加而效果更明显,但是完全以菌渣饲养蚯蚓的效果比菌渣与土壤配比饲养的条件下要低。

食用菌菌渣的循环利用除了以上几种常见的方式外，还具有几种高校的转化模式，这几种模式被人称为菌业循环转化模式。所谓的菌业循环是以食用菌产业为纽带，链接种植和养殖业，实现农业废弃物资源高效循环利用[6]。在农业生态体系中，食用菌以农业生产过程中的副产物（秸秆木屑、动物畜粪等）为原料，将其转化为营养丰富、味道鲜美的菌体蛋白和菌渣；菌渣能开发作为动物饲料添加剂、有机肥等方式实现物质能量转化和多重经济转化，使其成为农业循环中的枢纽。胡清秀等人研究报道了菌业高校转化模式主要包括以下几种，“作物—食用菌”、“作物—食用菌—畜禽”、“农作物—食用菌—蚯蚓—作物”、“工农业副产品—昆虫养殖—食用菌—农作物”、“农作物—食用菌—沼气—有机肥料”、“畜禽养殖—沼气—食用菌—作物”等多级循环模式[6]。本文主要研究分析“农作物—食用菌—蚯蚓—作物”循环模式，探索利用食用菌菌渣养殖蚯蚓的效益。

2 蚯蚓处理农业废弃物的优势及其研究现状

蚯蚓处理是指利用蚯蚓特殊的生态学功能，通过其与环境中的微生物的协同作用来加速分解和转化处理有机物的技术。据相关资料统计，蚯蚓每天能消耗的有机废料超过它们自身体重的一半，而且还能降低废弃物中有机质的含量，使其转化为水溶性的C、N和P等，这样不仅能减少农业废弃物的占地面积，节约运输成本，还能通过生物转化创造更多的效益。

2.1 蚯蚓处理农业废弃物的优势

利用蚯蚓加快农业废弃物的转化，不仅技术简单，而且处理效果高。据相关资料报道，美国的EPM公司研制的蚯蚓反应器只要每年在反应器中投入14-18 Kg (35000-40000条)蚯蚓就能处理超过3.6t的农业废弃物。此外，农业废弃物被蚯蚓处理降解后排出体外即所谓的蚓粪。研究证明，蚯蚓粪无异味，通气性、排水性好，其具有较大的表面积，有利于吸收和保持易被植物利用的营养组分，对环境有意微生物的增殖具有良好效果；使用蚯蚓粪作为有机肥不仅能是农产品产量增加，还能在一定程度上抑制植物病害的发生。现代医学还研究发现，处理农业废弃物的蚯蚓体中不仅还含有具有消炎止痛、清热平肝、活血化癖等作用的嘿吟等活性物质,还含有能够溶解血栓的纤溶酶、促髓系细胞增殖组分和能抑制胃癌、食道癌等肿瘤生长的抗肿瘤成分等有效成分[7]，具有广阔的药用价值前景。

2.2 利用农业废弃物养殖蚯蚓的研究现状

蚯蚓能通过参与有机物质的分解转化,促进环境中的C、N循环，提高土壤的肥力；参与环境中的有机物质的降解过程，经过消化道内的各种酶和土壤中微生物的共同作用将有机物质代谢成为易于同化的碳水化合物、蛋白质和纤维素等物质，并进一步转化为植物和蚯蚓可利用的可给态化合物，大部分以蚯蚓粪便的形式排放到土壤中，最终成为土壤中营养丰富的团粒结构，在土壤中蚯蚓的活动有助于土壤中孔隙的形成，这些孔隙不仅增强了土壤的通气和透水能力，同时对土壤中的氮循环还有促进作用。

蚯蚓的人工规模化养殖是1960年由美国等国家开始的，蚯蚓处理的固体废弃物对象主要包括三大类，分别是工农业生产和生活中的有机污泥，畜禽废物和植物残体。而我国蚯蚓规模化养殖起步比较晚，所用基料以畜禽粪为主，存在食用卫生和安全的隐患。目前，利用蚯蚓处理的植物残体包括芥菜残体、甘蔗废料、植物落叶等。Bansal等利用蚯蚓处理芥菜残体和甘蔗废料与牛粪混合的基料，处理90天后，与未接种的蚯蚓处理相比，废弃物中的C:N比明显下降[8]；Gajalakshm等人利用蚯蚓处理杂草水风信子，能使其繁殖能力并被转化为营养丰富的肥料[9]；袁新田等利用蚯蚓处理农田中秸秆，发现蚯蚓能与环境微生物协同作用使土壤的有机碳氮磷含量发生变化[10]。

正是由于蚯蚓在生态环境中具有的特定功能，使得养殖蚯蚓使用的基础饲料种类十分广泛，包括动物性饲料、植物性饲料、垃圾性饲料和混合性饲料，国内外对此的研究也较为广泛。如有研究报道[11]，解世德等人发现蚯蚓在90%发酵牛粪和10%发酵鸡粪的混合物料中繁殖最快；廖新剃等用腐熟猪粪和牛粪养殖3种不同品种的蚯蚓，结果表明粪中蚯蚓的绝对

本文概述了食用菌菌渣的处理方法,总结了食用菌菌渣循环利用途径,针对“农作物—食用菌—蚯蚓—作物”这一循环模式,研究分析利用食用菌菌渣养殖蚯蚓的效益。并通过食用菌菌渣与土壤的不同配比制成的基料来饲养蚯蚓进行实验研究,结果发现,食用菌菌渣具有良好的蚯蚓饲养效果,蚯蚓的生长与繁殖状况随着菌渣在基料中的比例增加而效果更明显,但是完全以菌渣饲养蚯蚓的效果比菌渣与土壤配比饲养的条件下要低。

增重、体长都超出牛粪中的，但牛粪中的蚓茧产生量比猪粪中的多；李冬等人首次利用荞麦皮进行蚯蚓无土养殖，成功获得可食用蚯蚓；徐轶群等人利用蚯蚓处理城市生活污泥，对污泥中的营养物质（N、P、K）的影响进行研究，结果发现，用蚯蚓处理后，pH、有机质等不同程度降低。这些研究对我们探索蚯蚓养殖基料具有重大意义，食用菌菌渣具有多种循环利用途径，利用食用菌菌渣养殖蚯蚓的实践应用已经很广泛，但是，有关于食用菌菌渣作为基料养殖蚯蚓的相关研究报道较少，陈庆榆等人将食用菌废渣按不同比例加入土壤中，以此来探索食用菌废渣和蚯蚓对土壤改良效果，突出菌废渣和蚯蚓在培肥土壤和改善土壤结构中 发挥重要作用[12]。

因此，蚯蚓在生态农业中的具有重要作用，利用食用菌菌渣来养殖蚯蚓不仅能带来巨大的经济效益，对生态农业也具有重要意义。

3 蚯蚓处理菌渣产生的效益

3.1 蚯蚓处理食用菌菌渣的经济效益

有研究报道，将9万t食用菌菌渣全部以燃料模式利用，可直接节约能源开支5600万元。此外，还可以利用蚯蚓处理后的秸秆，还能进步作为原料，经过多层多级转化产生乙醇等液体燃料，是我国再生能源可持续发展；或者将蚯蚓处理的后的食用菌菌渣直接用于沼气发酵，这样通过多种能源转化方式，将蚯蚓处理后的食用菌菌渣转化为燃料进行再次利用具有广阔的前景。

3.2 探索蚯蚓处理食用菌菌渣的实际应用效果

为进步了解利用食用菌菌渣养殖蚯蚓的实际效果，本文将食用菌菌渣粉碎后进行发酵处理，与土壤按不同比例配比混合后，建成多个饲养单元，进行蚯蚓养殖。

3.2.1实验材料

蚯蚓：大平2号

农业废弃物：食用菌研究所采取的食用菌菌渣

土壤：农业蔬菜养殖基地

3.2.2实验设计

不同配比饲养蚯蚓单元的建立：称取1.0 Kg干燥、均匀一致的土壤15份，用上口直径为10cm，下底直径为8cm，高15cm，底部有通气孔的塑料花盆作为饲养桶，底部放有细纱网防止蛆叫逃逸。分别编号为1、2、3、4、5，分别对其做如下方式处理：1号不加乳菌渣(作为参照)，1-5号按菌渣与土质量比分别为0∶5、1∶5、2∶5、3∶5 、4∶5、5∶0的比例向其中加入菌渣，建成4个饲养单元，每个饲养单元总重量均为2 Kg。

蚯蚓的饲养：接种8条个体质量在125.0 mg/条左右的蚯蚓，接种后在盆口蒙上细纱布，防止逃逸。并通过均匀晒水或通风蒸发来维持饲养单元中基料的含水量始终在70%左右。温度控制在25℃左右。

实验总共进行80 d，分别在接种蚯蚓后第20、40、60、80 d时进行取样。取样时将饲养桶中的样品缓慢倒出，手工仔细挑出其中的成蚓、蚓茧和幼蚓，对成蚓进行计数和称重,对蚓茧和幼蚓进行计数，并对蚯蚓的生长和繁殖等指标进行计算和统计分析。

3.2.3实验测定方法[13]

平均蚯蚓重=养殖一定时间后成蚓总重/成蚓条数

蚯蚓日增重倍数=(堆制一定天数后成蚓总重量－初始蚓重)/(初始蚓重×－堆制天数) 蚯蚓日增殖倍数=(堆制一定天数后成蚓总条数－初始蚓条数)/(初始蚓条数×堆制数)

3.3实验结果

3.3.1不同基料配比对蚯蚓生长的影响

由图1A可知，随着时间的延长，不同基料配比中平均蚯蚓的重量呈现先增加后降低的变化趋势，在0-40 d内平均蚓重都出现增长趋势，而且平均蚓重随着菌渣配比的增加而上

本文概述了食用菌菌渣的处理方法,总结了食用菌菌渣循环利用途径,针对“农作物—食用菌—蚯蚓—作物”这一循环模式,研究分析利用食用菌菌渣养殖蚯蚓的效益。并通过食用菌菌渣与土壤的不同配比制成的基料来饲养蚯蚓进行实验研究,结果发现,食用菌菌渣具有良好的蚯蚓饲养效果,蚯蚓的生长与繁殖状况随着菌渣在基料中的比例增加而效果更明显,但是完全以菌渣饲养蚯蚓的效果比菌渣与土壤配比饲养的条件下要低。

升，这是由于接种初期,蛆叫由密度较大的环境接种到密度较小的环境中，物料可以为其提供充足的营养物质。但是，在完全以菌渣为基料时，平均蚓重比完全以土壤时要高，但是低于菌渣与土壤不同配比下的处理。不同菌渣和土壤配比下，蚯蚓日增重倍数如图1B所示，结果表明，在0-80 d饲养期内，蚯蚓日增重倍数在第20 d时最大，随后逐渐降低。蚯蚓日增重倍数在不同配比中的变化同平均蚯蚓的重量的变化一致。

平均蚯蚓重量 mg/条

蚯蚓日增值倍数

时间/d 时间/d

图1不同菌渣和土壤配比下的评价蚯蚓重量(A)和蚯蚓日增重倍数(B)

3.3.2不同基料配比对蚯蚓日增值倍数的影响

不同基料配比对蚯蚓日增值倍数的影响如图2所示，结果表明，在第20 d时，由于由于产茧的数量极少且情况不稳定，所以各种基料配比下蚯蚓的日增殖倍数不明显，随后随着时间的增加，蚯蚓的日增殖倍数也逐渐增大。而且蚯蚓的日增殖倍数与菌渣在基料中的比例成正比，但完全以菌渣为基料时，反而使得蚯蚓的日增殖倍数降低。

蚯蚓日增值倍数

时间/d

图2 不同菌渣与土壤配比下蚯蚓日增殖倍数

4 结论与展望

本文通过不同菌渣与土壤的蚯蚓养殖实验结果表明，在土壤中加入食用菌废渣并饲养蚯蚓具有良好的效果，但是采用完全以菌渣来饲养蚯蚓虽然比土壤饲养结果要好，但是明显低于在菌渣与土壤的配比基料条件下饲养。

目前，食用菌菌渣利用模式已经有了一定的发展，但实际运用中仍存在较大的区域局限性和产业局限性，且其推广与运用和解决实际问题相比，仍然有较大差距。随食用菌产业快速发展而出现的资源消耗大、环境污染重、废弃物处理难等问题，使食用菌产业的发展遇到了极大的障碍。因此，利用食用菌菌渣养殖蚯蚓，并与生物企业进行合作，共同探讨如何利用蚯蚓处理后的食用菌菌渣转化为效率更高的生物能源，如何利用食用菌菌渣养殖蚯蚓获得更大的效益。只有把握农业循环经济是可持续发展的思想，将循环经济理念应用于农业生产

本文概述了食用菌菌渣的处理方法,总结了食用菌菌渣循环利用途径,针对“农作物—食用菌—蚯蚓—作物”这一循环模式,研究分析利用食用菌菌渣养殖蚯蚓的效益。并通过食用菌菌渣与土壤的不同配比制成的基料来饲养蚯蚓进行实验研究,结果发现,食用菌菌渣具有良好的蚯蚓饲养效果,蚯蚓的生长与繁殖状况随着菌渣在基料中的比例增加而效果更明显,但是完全以菌渣饲养蚯蚓的效果比菌渣与土壤配比饲养的条件下要低。

经营体系中，才能实现“农作物—食用菌—蚯蚓—作物”的生态产业链条，是食用菌产业可持续发展。

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