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摘 要：随着我国食用菌产业的发展，产生了许多废弃菌糠，菌糠中含有多糖、粗蛋白等营养物质。目前，菌糠再利用问题已经引起人们广泛关注。该文对食用菌菌糠在重金属吸附、土壤改良、水体修复等方面进行了研究概述，以期为菌糠在治理环境方面的应用提供参考。
关键词：菌糠;重金属吸附;土壤改良;水体修复
中图分类号 X71;X53 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2020）09-0139-03
Research Progress of Spent Mushroom Substrate in Environmental Protection and Restoration
Tan Mingqi et al.
（College of Life Science and Technology， Mudanjiang Normal University， Mudanjiang 157012， China）
Abstract：With the development of China′s edible fungus industry， a lot of waste spent mushroom substrate has been produced. The fungus bran contains nutrients such as polysaccharides and crude protein.At present，the reuse of spent mushroom substrate has attracted people′s attention. In this paper， the adsorption of heavy metals， soil improvement， water restoration and other aspects of edible fungus bran were summarized， hoping to provide ideas for the treatment of environmental aspects of spent mushroom substrate.
Key words： Spent Mushroom Substrate; Adsorption of Heavy Metals; Soil Improvement; Water Restoration
食用菌是一種味香、适口性好的可食用真菌，具有培养周期短、价格低廉、营养价值高等优点。由于食用菌深受大众喜爱，食用菌生产规模进一步扩大，因此产生了很多栽培后的废蘑菇基质，这些基质残渣被称为菌糠。菌糠内含丰富的营养物质，如菌丝残体、纤维素、蛋白质等。据测定，菌糠中蛋白质含量达到12%～21%[1]，有较为丰富的营养价值。由于人们对菌糠价值不了解，导致菌糠被随意丢弃燃烧，既造成资源浪费，又造成了环境污染。因此，应用现有手段合理解决菌糠堆积浪费和后续处理的问题，使资源合理化利用，从而为农业发展和环境保护做出贡献。笔者主要从菌糠在重金属吸附、土壤改良、水体修复等方面进行介绍，以期为菌糠充分利用提供一定参考。
1 在重金属吸附方面的应用
土壤是作物生长的物质基础和生命之源。人们长久以来对土壤毫无节制地索求和不加以保护造成了严重的土壤问题。化肥的过度使用、污水灌溉农田、含重金属动物粪便堆肥等土壤污染引发的问题直接威胁了人类生存及社会稳定，成为影响社会可持续发展的重大民生问题之一。为了能够对重金属土壤污染进行合理有效的治理，我国进行了大量科研实践，获得了一定的成效[2-3]。
菌糠中存在大量微生物和菌丝，巨大的比表面积和丰富的官能团使其具有出色的吸附性能，因而其对污染物的吸附不仅具有物理、化学双重特性，还对有机污染的降解有着独特的生物效应，可以吸附、交换、络合、沉淀周围环境中的重金属离子[4-5]。菌糠作为新型重金属吸附剂，已被证明可用于水中铬、锌、铜、铅等污染物的去除[6]。如若土壤富含水分，菌糠可直接与土壤中离子作用反应，进而达到影响土壤pH值和盐分等化学性质的效果。
李键等[7]通过海鲜菇菌糠对人造废水中铜离子的吸附试验，发现经海鲜菇菌糠吸附后废水样品中7mg/L的铜离子浓度降为1.5mg/L，达到国标GB8978-1996中总铜的三级排放标准。孙玉寒等[8]的研究以菌糠为材料吸附锌离子和铅离子，结果表明菌糠对锌离子和铅离子具较强的吸附作用，吸附后水中锌离子和铅离子的浓度与污水综合排放标准中规定的浓度相接近。Huang等[9]通过对以香菇、平菇为首的9种真菌中微量金属浓度的测定，得出菌糠中微量金属含量符合世界卫生组织规定值，表明菌糠不会对环境产生负面影响。
2 在土壤改良和提高土壤肥力方面的应用
在农业生产中，肥料是不可或缺的。肥料的使用虽会使作物迅速增长、提升农作物产量，但长期使用也会对土壤造成不可忽视的重大破坏。合理使用菌糠可以保证土壤的循环利用，降低盐碱地的形成。刘柳[10]将菌糠与鸡粪以2∶3的比例混合发酵制备出的菌糠复合肥对草莓果实品质的提高和生长发育皆起到了明显作用。董卿[11]在玉米、高粱和糯玉米3种作物上施放菌糠，发现菌糠可以起到促进作物籽粒对氮磷钾吸收的作用。霍朝晨[12]将木耳腐熟物作用于番茄种植中，发现使用量为15000～22500kg/hm2时可以提高番茄果实的品质和产量。李丹洋等[13]将菌糠制成木醋液施加于种植作物的土壤中，发现添加菌糠木醋液可提高苗期和成熟期玉米的叶绿素含量。蚯蚓可以改良土壤通气透水性，分解土壤中有机废弃物，使作物更好地生长，而木质素高的园林废弃物则会阻碍蚯蚓的生长。Gong等[14]用蘑菇基质处理蚯蚓，发现菌糠在降解有机质、纤维素和木质素的同时还可以提高蚯蚓生长繁殖率，提高蚯蚓堆肥质量。 绿化植物具有调节气候、防风固沙、净化污水和保护农田和土壤的功能。随着生活水平的提高，人们对绿化植物的需求不断加大，使花卉行业得以迅速发展。花卉在城市绿化和会场装饰等方面起着重要的作用。菌糠可以用作园艺栽培，经菌糠与肥水合理混合调配的营养土可用于花卉种植。菌糠可以改变土壤结构、提高土壤中的肥力，使其变成更利于花卉生长的营养土壤。在土壤中加入食用菌菌糠可以提升花朵抗病能力和品质，节约种植成本。菌糠可以使杜鹃、玫瑰等植株的开花量等得到提升，同时还可以使番茄和彩椒的株产量得到提高，是用作园艺植物生长的不二之选[15]。
3 在环境保护中的应用
化石燃料是一种被广泛使用的不可再生资源。随着工业的发展，使用化石燃料的弊端暴露出来。大量使用化石燃料会导致全球气候变暖、海平面上升、生态平衡失衡等严重问题。同时它还会导致石油危机，消耗大量资源，应用新的燃料代替它，可起到治理环境和节约能源的作用，此种燃料就是生物燃料。菌糠含有丰富的有机质，是厌氧发酵的理想原料。菌糠原料中有秸秆和木屑，出菇后秸秆的表面蜡层脱落，可充分地分解利用，使产气率进一步提高。研究表明，平菇生长后的菌糠热值接近标准煤大卡的1/2，是高挥发性的固体燃料，燃尽的灰分可作为优质肥料直接还田改良土壤[16]。能源结构的更新升级使菌糠被应用于生物燃料领域，有效降低了不合理使用菌糠造成的生态污染。孙浩冉[17]发现，当菌糠与牛粪的配比为3∶7时，产生的沼气可直接为农户所使用。有效的配比使沼气整体结构更加的合理，有利于推进地方农业发展生产，为人们的生产生活带来极大的便利。同时，废弃菌糠含有的可再生纤维物质可以生产出乙醇燃料[18]。乙醇是一种再生资源，产物不污染环境，这样既不会消耗过多不可再生资源，又保护了环境。
4 在水体修复方面的应用
水污染是由有害化学物质造成水的使用价值降低、水质恶化的现象。据了解，印染废水中的难降解有机物对水体和人体都产生了极大危害。亚甲基蓝是一种广泛应用的染料和生物染色剂，在水溶液中呈碱性、有毒，对人类会产生危害。因此处理亚甲基蓝染料废水具有重要意义。刘巍等[19]研究发现用SDS改性菌糠作吸附剂可有效去除水中的亚甲基蓝，改性菌糠再生过程简单，再生3次后对亚甲基蓝脱色率依旧可达90%，可重复利用。水热菌糠炭是一种以菌糠为原料，经水热炭化制备的吸附剂。张羡[20]通过研究得出水热菌糠炭对水体中Bi、Zn、Pb、Cr、Li、Cu等金属离子有吸附作用，是有潜力的金属吸附材料。同时，菌糠还可以降低重金属在水体中的毒性。宋涛[21]用氢氧化钠对菌糠进行改性制成固定化吸附剂，发现经改性后的菌糠对水中Pb（II）的吸附量提高了125%。刘健[22]研究了香菇、平菇和金针菇菌糠对水体中离子铬、镉、铅的修复作用，发现菌糠经吸附后表面聚集了大量金属络合物和晶体结构。这表明菌糠对水体中重金属有良好的修复能力。
5 结语
食用菌菌糠作为栽培后的废弃材料仍具有很多值得探索开发的价值，食用菌的循环利用具有广阔的应用前景。为此，需在菌糠自身价值的基础上提升利用率，实现相关产业的可持续发展，在创造经济效益的同时实现社会效益和生态效益的有效结合，保护环境和大众健康。
参考文献
[1]易斌.食用菌菌糠的再利用[J].湖南农业，2010（11）：18.
[2]杨丹，向仁军，阳志豪，等.土壤重金属污染防治途径研究[J].环境与发展，2019，31（09）：44，46.
[3]周旭晨.分析重金属污染土壤修复技术及其修复实践[J].绿色环保建材，2019（10）：40.
[4]胡晓婧，藏婷婷，顾海东，等.平菇菌糠对废水中铜离子的生物吸附性能[J].环境科学，2014（35）：669-677.
[5]刘学生.菌糠和堆肥菌糠对铅污染黑土和红壤的修复[D].哈尔滨：东北农业大学，2019.
[6]范盛远，王黎明，冯康.菌糠基吸附剂研究现状与展望[J].安徽农业科学，2018，46（32）：17-19，32.
[7]李键，赵瑞华，周云，等.海鲜菇菌糠对废水中重金属铜离子的吸附性能研究[J].延安大学学报（自然科学版），2017，36（04）：67-71.
[8]孙玉寒，周飞，王钦钦，等.食用菌菌糠对重金属离子的吸附性[J].西安工程大学学报，2011，25（01）：51-54.
[9]Huang Qingqing， Jia Yan， Wan Yanan， et al. Market Survey and Risk Assessment for Trace Metals in Edible Fungi and the Substrate Role in Accumulation of Heavy Metals[J]. Journal of food science，2015，80（7）：1612-1618.
[10]刘柳.菌糠复合肥的研制及其在草莓种植中的应用[D].沈阳：沈阳大学，2018.
[11]董卿.菌糠对污灌区土壤及作物的效应研究[D].晋中：山西农业大学，2017.
[12]霍朝晨.寒区菌糠堆肥環境中微生物多样性及腐熟物在番茄上的应用效果[D].大庆：黑龙江八一农垦大学，2019.
[13]李丹洋，程红艳，王効挙，等.菌糠木醋液对铜铬污染土壤玉米生理生化指标及重金属富集转运的影响[J].河南农业科学，2019，48（04）：65-72.
[14]GongXiaoqiang，Li Suyan，Carson Michael A，et al. Spent mushroom substrate and cattle manure amendments enhance the transformation of garden waste into vermicomposts using the earthworm Eisenia fetida.[J]. Journal of environmental management，2019（7）：248.
[15]康志林.园林花卉栽培中菌糠的应用[J].中国食用菌，2019， 38（03）：115-117.
[16]赵帆，韩泽坤，王新剑，等.平菇菌糠生物质燃料循环利用系统[J].农技服务，2016，33（10）：165，142.
[17]孙浩冉.菌糠资源化利用及其对土壤环境质量的改良[J].中国食用菌，2019，38（08）：11-13.
[18]薄璇.食用菌菌糠再利用研究[J].农业开发与装备，2018（12）：81-82.
[19]刘巍，朱晓莲，张丽青.改性菌糠对水中亚甲基蓝的吸附[J].天津工业大学学报，2017，36（06）：39-44.
[20]张羡.水热菌糠炭的制备表征及其吸附性能研究[D].杭州：浙江科技学院，2019.
[21]宋涛.氢氧化钠改性及固定化黑木耳菌糠对水中Pb（Ⅱ）的吸附特征[D].哈尔滨：东北农业大学，2018.
[22]刘健.食用菌菌糠修复水土环境中重金属污染的研究[D].杭州：浙江大学，2016.
（责编：王慧晴）
关键词：菌糠;重金属吸附;土壤改良;水体修复
中图分类号 X71;X53 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2020）09-0139-03
Research Progress of Spent Mushroom Substrate in Environmental Protection and Restoration
Tan Mingqi et al.
（College of Life Science and Technology， Mudanjiang Normal University， Mudanjiang 157012， China）
Abstract：With the development of China′s edible fungus industry， a lot of waste spent mushroom substrate has been produced. The fungus bran contains nutrients such as polysaccharides and crude protein.At present，the reuse of spent mushroom substrate has attracted people′s attention. In this paper， the adsorption of heavy metals， soil improvement， water restoration and other aspects of edible fungus bran were summarized， hoping to provide ideas for the treatment of environmental aspects of spent mushroom substrate.
Key words： Spent Mushroom Substrate; Adsorption of Heavy Metals; Soil Improvement; Water Restoration
食用菌是一種味香、适口性好的可食用真菌，具有培养周期短、价格低廉、营养价值高等优点。由于食用菌深受大众喜爱，食用菌生产规模进一步扩大，因此产生了很多栽培后的废蘑菇基质，这些基质残渣被称为菌糠。菌糠内含丰富的营养物质，如菌丝残体、纤维素、蛋白质等。据测定，菌糠中蛋白质含量达到12%～21%[1]，有较为丰富的营养价值。由于人们对菌糠价值不了解，导致菌糠被随意丢弃燃烧，既造成资源浪费，又造成了环境污染。因此，应用现有手段合理解决菌糠堆积浪费和后续处理的问题，使资源合理化利用，从而为农业发展和环境保护做出贡献。笔者主要从菌糠在重金属吸附、土壤改良、水体修复等方面进行介绍，以期为菌糠充分利用提供一定参考。
1 在重金属吸附方面的应用
土壤是作物生长的物质基础和生命之源。人们长久以来对土壤毫无节制地索求和不加以保护造成了严重的土壤问题。化肥的过度使用、污水灌溉农田、含重金属动物粪便堆肥等土壤污染引发的问题直接威胁了人类生存及社会稳定，成为影响社会可持续发展的重大民生问题之一。为了能够对重金属土壤污染进行合理有效的治理，我国进行了大量科研实践，获得了一定的成效[2-3]。
菌糠中存在大量微生物和菌丝，巨大的比表面积和丰富的官能团使其具有出色的吸附性能，因而其对污染物的吸附不仅具有物理、化学双重特性，还对有机污染的降解有着独特的生物效应，可以吸附、交换、络合、沉淀周围环境中的重金属离子[4-5]。菌糠作为新型重金属吸附剂，已被证明可用于水中铬、锌、铜、铅等污染物的去除[6]。如若土壤富含水分，菌糠可直接与土壤中离子作用反应，进而达到影响土壤pH值和盐分等化学性质的效果。
李键等[7]通过海鲜菇菌糠对人造废水中铜离子的吸附试验，发现经海鲜菇菌糠吸附后废水样品中7mg/L的铜离子浓度降为1.5mg/L，达到国标GB8978-1996中总铜的三级排放标准。孙玉寒等[8]的研究以菌糠为材料吸附锌离子和铅离子，结果表明菌糠对锌离子和铅离子具较强的吸附作用，吸附后水中锌离子和铅离子的浓度与污水综合排放标准中规定的浓度相接近。Huang等[9]通过对以香菇、平菇为首的9种真菌中微量金属浓度的测定，得出菌糠中微量金属含量符合世界卫生组织规定值，表明菌糠不会对环境产生负面影响。
2 在土壤改良和提高土壤肥力方面的应用
在农业生产中，肥料是不可或缺的。肥料的使用虽会使作物迅速增长、提升农作物产量，但长期使用也会对土壤造成不可忽视的重大破坏。合理使用菌糠可以保证土壤的循环利用，降低盐碱地的形成。刘柳[10]将菌糠与鸡粪以2∶3的比例混合发酵制备出的菌糠复合肥对草莓果实品质的提高和生长发育皆起到了明显作用。董卿[11]在玉米、高粱和糯玉米3种作物上施放菌糠，发现菌糠可以起到促进作物籽粒对氮磷钾吸收的作用。霍朝晨[12]将木耳腐熟物作用于番茄种植中，发现使用量为15000～22500kg/hm2时可以提高番茄果实的品质和产量。李丹洋等[13]将菌糠制成木醋液施加于种植作物的土壤中，发现添加菌糠木醋液可提高苗期和成熟期玉米的叶绿素含量。蚯蚓可以改良土壤通气透水性，分解土壤中有机废弃物，使作物更好地生长，而木质素高的园林废弃物则会阻碍蚯蚓的生长。Gong等[14]用蘑菇基质处理蚯蚓，发现菌糠在降解有机质、纤维素和木质素的同时还可以提高蚯蚓生长繁殖率，提高蚯蚓堆肥质量。 绿化植物具有调节气候、防风固沙、净化污水和保护农田和土壤的功能。随着生活水平的提高，人们对绿化植物的需求不断加大，使花卉行业得以迅速发展。花卉在城市绿化和会场装饰等方面起着重要的作用。菌糠可以用作园艺栽培，经菌糠与肥水合理混合调配的营养土可用于花卉种植。菌糠可以改变土壤结构、提高土壤中的肥力，使其变成更利于花卉生长的营养土壤。在土壤中加入食用菌菌糠可以提升花朵抗病能力和品质，节约种植成本。菌糠可以使杜鹃、玫瑰等植株的开花量等得到提升，同时还可以使番茄和彩椒的株产量得到提高，是用作园艺植物生长的不二之选[15]。
3 在环境保护中的应用
化石燃料是一种被广泛使用的不可再生资源。随着工业的发展，使用化石燃料的弊端暴露出来。大量使用化石燃料会导致全球气候变暖、海平面上升、生态平衡失衡等严重问题。同时它还会导致石油危机，消耗大量资源，应用新的燃料代替它，可起到治理环境和节约能源的作用，此种燃料就是生物燃料。菌糠含有丰富的有机质，是厌氧发酵的理想原料。菌糠原料中有秸秆和木屑，出菇后秸秆的表面蜡层脱落，可充分地分解利用，使产气率进一步提高。研究表明，平菇生长后的菌糠热值接近标准煤大卡的1/2，是高挥发性的固体燃料，燃尽的灰分可作为优质肥料直接还田改良土壤[16]。能源结构的更新升级使菌糠被应用于生物燃料领域，有效降低了不合理使用菌糠造成的生态污染。孙浩冉[17]发现，当菌糠与牛粪的配比为3∶7时，产生的沼气可直接为农户所使用。有效的配比使沼气整体结构更加的合理，有利于推进地方农业发展生产，为人们的生产生活带来极大的便利。同时，废弃菌糠含有的可再生纤维物质可以生产出乙醇燃料[18]。乙醇是一种再生资源，产物不污染环境，这样既不会消耗过多不可再生资源，又保护了环境。
4 在水体修复方面的应用
水污染是由有害化学物质造成水的使用价值降低、水质恶化的现象。据了解，印染废水中的难降解有机物对水体和人体都产生了极大危害。亚甲基蓝是一种广泛应用的染料和生物染色剂，在水溶液中呈碱性、有毒，对人类会产生危害。因此处理亚甲基蓝染料废水具有重要意义。刘巍等[19]研究发现用SDS改性菌糠作吸附剂可有效去除水中的亚甲基蓝，改性菌糠再生过程简单，再生3次后对亚甲基蓝脱色率依旧可达90%，可重复利用。水热菌糠炭是一种以菌糠为原料，经水热炭化制备的吸附剂。张羡[20]通过研究得出水热菌糠炭对水体中Bi、Zn、Pb、Cr、Li、Cu等金属离子有吸附作用，是有潜力的金属吸附材料。同时，菌糠还可以降低重金属在水体中的毒性。宋涛[21]用氢氧化钠对菌糠进行改性制成固定化吸附剂，发现经改性后的菌糠对水中Pb（II）的吸附量提高了125%。刘健[22]研究了香菇、平菇和金针菇菌糠对水体中离子铬、镉、铅的修复作用，发现菌糠经吸附后表面聚集了大量金属络合物和晶体结构。这表明菌糠对水体中重金属有良好的修复能力。
5 结语
食用菌菌糠作为栽培后的废弃材料仍具有很多值得探索开发的价值，食用菌的循环利用具有广阔的应用前景。为此，需在菌糠自身价值的基础上提升利用率，实现相关产业的可持续发展，在创造经济效益的同时实现社会效益和生态效益的有效结合，保护环境和大众健康。
参考文献
[1]易斌.食用菌菌糠的再利用[J].湖南农业，2010（11）：18.
[2]杨丹，向仁军，阳志豪，等.土壤重金属污染防治途径研究[J].环境与发展，2019，31（09）：44，46.
[3]周旭晨.分析重金属污染土壤修复技术及其修复实践[J].绿色环保建材，2019（10）：40.
[4]胡晓婧，藏婷婷，顾海东，等.平菇菌糠对废水中铜离子的生物吸附性能[J].环境科学，2014（35）：669-677.
[5]刘学生.菌糠和堆肥菌糠对铅污染黑土和红壤的修复[D].哈尔滨：东北农业大学，2019.
[6]范盛远，王黎明，冯康.菌糠基吸附剂研究现状与展望[J].安徽农业科学，2018，46（32）：17-19，32.
[7]李键，赵瑞华，周云，等.海鲜菇菌糠对废水中重金属铜离子的吸附性能研究[J].延安大学学报（自然科学版），2017，36（04）：67-71.
[8]孙玉寒，周飞，王钦钦，等.食用菌菌糠对重金属离子的吸附性[J].西安工程大学学报，2011，25（01）：51-54.
[9]Huang Qingqing， Jia Yan， Wan Yanan， et al. Market Survey and Risk Assessment for Trace Metals in Edible Fungi and the Substrate Role in Accumulation of Heavy Metals[J]. Journal of food science，2015，80（7）：1612-1618.
[10]刘柳.菌糠复合肥的研制及其在草莓种植中的应用[D].沈阳：沈阳大学，2018.
[11]董卿.菌糠对污灌区土壤及作物的效应研究[D].晋中：山西农业大学，2017.
[12]霍朝晨.寒区菌糠堆肥環境中微生物多样性及腐熟物在番茄上的应用效果[D].大庆：黑龙江八一农垦大学，2019.
[13]李丹洋，程红艳，王効挙，等.菌糠木醋液对铜铬污染土壤玉米生理生化指标及重金属富集转运的影响[J].河南农业科学，2019，48（04）：65-72.
[14]GongXiaoqiang，Li Suyan，Carson Michael A，et al. Spent mushroom substrate and cattle manure amendments enhance the transformation of garden waste into vermicomposts using the earthworm Eisenia fetida.[J]. Journal of environmental management，2019（7）：248.
[15]康志林.园林花卉栽培中菌糠的应用[J].中国食用菌，2019， 38（03）：115-117.
[16]赵帆，韩泽坤，王新剑，等.平菇菌糠生物质燃料循环利用系统[J].农技服务，2016，33（10）：165，142.
[17]孙浩冉.菌糠资源化利用及其对土壤环境质量的改良[J].中国食用菌，2019，38（08）：11-13.
[18]薄璇.食用菌菌糠再利用研究[J].农业开发与装备，2018（12）：81-82.
[19]刘巍，朱晓莲，张丽青.改性菌糠对水中亚甲基蓝的吸附[J].天津工业大学学报，2017，36（06）：39-44.
[20]张羡.水热菌糠炭的制备表征及其吸附性能研究[D].杭州：浙江科技学院，2019.
[21]宋涛.氢氧化钠改性及固定化黑木耳菌糠对水中Pb（Ⅱ）的吸附特征[D].哈尔滨：东北农业大学，2018.
[22]刘健.食用菌菌糠修复水土环境中重金属污染的研究[D].杭州：浙江大学，2016.
（责编：王慧晴）