农业废弃物生产食用菌栽培基质

一、2011年项目执行进展及下一步进度安排

（2011年未安排执行本项目的，不填写此栏目）

二、2012年项目任务计划

（一）项目任务来由（背景）

1.农业废弃物利用存在的主要问题

农业废弃物是指在整个农业生产过程中被丢弃的有机类物质，主要包括农林生产过程中产生的植物残余类废弃物、牧渔业生产过程中产生的动物类残余废弃物、农业加工过程中产生的加工类残余废弃物和农村生活垃圾等。根据废弃物的形态，又可将其分为固体废弃物、液体废弃物和气态废弃物。随着现代农业集约化和规模化发展，农业废弃物的环境污染问题及其可持续利用问题已日益凸显。当前，我国农业废弃物利用主要存在以下几个方面的问题。

1.1 农业废弃物产生量巨大，环境污染严重

我国是一个农业大国，农业废弃物产量极其巨大。我国农业废弃物主要来自于种植业和养殖业。据2009年全国农作物秸秆资源调查与评估报告，2009年全国农作物秸秆理论资源量为8.20亿吨，其中玉米秸秆2.624亿吨，麦类秸秆1.476亿吨，稻草2.05亿吨，油料秸秆0.41亿吨，薯类、豆类及棉杆分别为0.246亿吨，其他类秸秆0.902亿吨。中国常年燃烧的秸秆量约为5×107～7×107 t，占秸秆产生总量的10%～15%。同时，我国是畜禽养殖大国，养殖业畜禽粪便年产量约为17.3×108t，其中牛粪10.7×108t，猪粪2.7×108t，羊粪3.4×108t，家禽粪 1.8×108 t，畜禽粪便中含有的氮磷分别为 1.60×107 t 和7953.63×106 t，相当于中国同期使用化肥量的78.9%和57.4%。由于受经济效益和技术普及的限制，许多养殖场并未对畜禽废物进行合理处理而直接外排，造成资源浪费和环境污染。数以几十亿吨计的农业

废弃物已经成为中国最大的污染源。畜禽粪便化学耗氧量的排放量已达9 118 万吨，远远超过中国工业废水和生活废水的排放量之和。由于我国农业生产主要以农户为单元，生产什么、生产多少主要由农民自行决定，使得生产内容千差万别，农业生产及其废物产生较为分散，这为农业废弃物数量的统计及综合利用带来了较大的困难。

1.2 农业废弃物粗放低效利用，闲置状况严重（粗放低效改一下）

在我国，农作物秸秆多采用燃烧等方式一次性利用。农作物秸秆用作燃料，能量只利用了10%，大多数的能量、矿物盐类、脂肪和粗蛋白等物质均被浪费。田间焚烧农作物秸秆，仅利用秸秆含钾量的1/3，其余氮、磷、有机质和热能则全部损失。农作物燃烧过程中还产生大量氮氧化物、二氧化硫、碳氢化合物及烟尘，直接污染大气，经光照催化产生的有害物质进一步造成二次污染。畜禽粪便未经处理直接归田，属于一次利用，它严重污染周边的水域、土壤等环境，造成农副产品产量和品质下降，最终影响人体健康。据分析，鸡鸭粪便中含有粗蛋白28%～31.3%，可消化能（定义：从饲料中摄入的总能（GE）减去粪能（FE）后所剩余的能量，即已消化吸收养分所含总能量，或称之为已消化物质的能量。粪便的能量不应成为可消化能）7 888～9 216kJ·kg-1，另外还含有一定的钙、磷等营养物质，它们未能在一次利用中发挥作用。

农业废弃物是一类具有巨大潜力的资源库。据有关资料，就目前的沼气技术水平，我国产生的农业废弃物可转化成沼气3111.5 亿立方米，户均达1275.2m3，可解决农村能源短缺问题。以农作物秸秆为例，按1 kg 秸秆产生电1千瓦时计算，目前的6.5 亿吨秸秆就具有产生6.5 亿千瓦时电能的潜力；作为肥料可提供氮大约2 264.4 万吨、磷459.1万吨、钾2715.7 万吨；作为饲料，仅玉米秸秆就能提供1.9～2.2 亿吨。然而目前我国农业废弃物的利用率将近为零，使得农业废弃物一方面成为最大的搁置资源之一，另一方面又成为巨大的污染源

[3]。

1.3 农业废弃物的资源化利用技术与产业化水平滞后

由于长期以来人们对农业废弃物资源的认识不清，加上技术落后、投入不足等诸多因素，对其开发利用还较落后。目前大部分多采用一次性和粗放式的利用方式，工艺简单，技术落后，利用率低，处理能力和利用规模也十分有限。目前，我国每年仅作物秸秆量就达8.2亿吨以上，但因缺乏相应的技术和设备，其中的2/3 只能废弃或焚烧。我国虽然具有利用农业废弃物资源的传统，但是创新的技术少，拥有自主知识产权的技术和具有较好适应性能以及推广价值的技术更少，一些废弃物高效生产设备及其配套利用设备等在技术上未能有大的突破。同时，农业废弃物资源化产品开发的主攻方向不明，导致中国的农业废弃物所转化的产品品种少、质量差、利用率低、商品价值低，而且产业化进程滞后，因此，无论在国内还是在国际市场上都缺乏竞争力；另一方面，在废弃物资源化设备的投入上，由于资金缺乏，一些很好的技术在产业化过程中得不到应用和推广，许多技术在低水平上重复，不能适应农业现代化发展的需求。

1.4 农业废弃物利用相关的政策法规与社会化服务体系缺乏

首先，农业废弃物资源化利用方面的意识及生态环境意识淡薄，许多农业生产者往往追求短期效益，追求“短、平、快”，而不愿意对废弃物资源进行深度开发利用，多肆意排放，或简单粗放利用。第二，相关的政策支持力度不够。我国虽然已出台了废弃物资源化利用相关的政策法规，但一些实质性、可操作性的政策措施尚未很好地建立或执行，如鼓励农业生产者进行农业废弃物利用的优惠政策太少或支持力度不够，缺乏有效的激励机制。因此，大多数农业生产者和企业缺乏应有的积极性。第三，资金投入或扶持力度不够。由于政策扶持和资金支持的不足或缺乏，一些专门从事农业废弃物资源化利用的龙头企业未能很好

地成长起来，相关的产业体系也未能得到很好地建立。第四，目前有利于农业废弃物利用的社会化服务体系尚未形成，如废弃物资源的信息服务体系、技术服务体系、加工生产体系、市场服务体系、企业与农户的对接与组织模式等，在一定程度上制约了农业废弃物资源的产业化和规模化发展。

2．“循环再生”是农业废弃物利用的必然选择

农业发展方式的改革与升级已成为必然。循环农业广泛吸收国内外可持续农业的成功经验，把农业经济活动与自然生态循环融为一体，注重农业清洁生产和废弃物综合利用，通过物质能量的多级循环利用达到节约资源与减轻污染的目的，促使农业生态系统和经济系统逐渐向良性循环方向转变，是农业可持续发展的必然选择。

20世纪60年代美国经济学家波尔丁提出“循环经济”思想。它强调经济系统与生态系统之间的和谐，着眼于通过资源的循环利用和节约，实现以最小的资源消耗，最小的污染获取最大的发展效益。其基本原则是：减量化、再利用、资源化。随着我国人口、资源、环境矛盾异常尖锐，农业和农村生态环境问题日益突出，迫使人们不断研究农业发展的新思路。2006年6月中科院沈阳应用生态研究所研究员武志杰提出“循环农业”，运用可持续发展思想和循环经济理论与生态工程学的方法，在保护农业生态环境和充分利用高新技术的基础上，调整和优化农业生态系统内部结构和产业结构，提高农业系统物质能量的多级循环利用，严格控制外部有害物质的投入和农业废弃物的产生，最大程度地减轻环境污染，把农业生产经济活动真正纳入到农业生态系统循环中，实现生态的良性循环与农业的可持续发展。

农业废弃物循环利用技术就是通过物质能量的多级循环利用达到节约资源与减轻污染的目的，促使农业生态系统和经济系统逐渐向良性循环方向转变。由于农业生产方式与生产环境的改善，农业成本大幅度

下降，生产力显著提高，农民收入稳步增长，同时农村剩余劳动力得以充分利用。由此可见，废弃物循环利用技术是一种生态效益、社会效益与经济效益并重的新型农业技术，有利于解决目前我国农业和农村发展中出现的诸多问题，是农业可持续发展的必然选择。

3.农业废弃物用于食用菌生产

随着经济的快速发展，我国承载了越来越重的资源、能源压力。要使可持续发展能力不断增强，就必须大力降低资源消耗，提高利用效率，建设资源节约型社会。我国国民经济和社会发展“九五”计划和2 010年远景目标纲要明确提出，在我国未来发展中要实施可持续发展战略，要求“保护国土生态资源，大力发展生态农业”。众所周知，食用菌以其“天然、营养、保健、味道鲜美”而著称，自古以来就被誉为“山珍”，是21世纪人类继植物性食物、动物性食物之后的第三大食物来源。食用菌生产具有“不与农争时，不与人争粮、不与粮争地、不与地争肥，占地少、用水少、投资小、见效快”等特点，能把大量废弃的农业废弃物转化成为可供人类食用的优质高蛋白健康食品，其培养废料（菌糠）又是良好的农业有机肥料，是延长农业产业链和生态农业的重要组成部分，并可安置大量农村剩余劳动力。因此，在发展都市农业、效益农业的今天，食用菌产业越来越受到人们的青睐，成为近年来农民增收的一大新亮点。大力发展食用菌产业是贯彻落实科学发展观，促进农业生态良性循环，建设资源节约型生态高效农业，实现农业可持续发展的重要选择，也是解决“三农”问题、增加农民收入、建设社会主义新农村、实现小康目标的重要渠道之一。

利用农业废弃物生产食用菌栽培基质，发展食用菌产业大大增加了食用菌生产原料的来源，极大地节约了木屑与棉籽壳资源，避免了过度砍伐木材等问题，对生态保护具有十分重要的作用。同时，生产鲜菇后剩余的菌糠是一种富含营养的菌体蛋白饲料，也可作为优质有机肥还

田。这项技术的应用推广，使农业资源多级增值，既可大量利用作物秸秆，减少环境污染，又可增加农民收益。菌糠饲料利用后再次进入新的生物循环，形成了多梯级循环、多层次搭配、多效益统一和生物多次利用的物质和能量体系，有效地延长了食物链和生态链，实现大农业的良性循环和可持续性协调发展。这种食用菌生产模式，不仅生态效益显著，而且可带来巨大的经济与社会效益。更重要的是食用菌产业的发展能解决制约农业生产发展的多个瓶颈问题:

（1）有利于促进传统农业向节水型农业转变

我国人均水资源仅为世界人均水平的1/4，是全球13个水资源贫乏的国家之一，水资源严重不足，分布不均，利用效率很低，浪费十分严重，已成为制约我国未来经济建设和社会发展的重要因素之一，如今我国农业的持续发展面临着严重的水危机，全国受旱面积仍在不断的增加。因此，节约水资源的当务之急是提高农业用水效率。

据测算，生产1kg粮食平均至少需水1m3，而生产1kg食用菌干品平均需水0.05 m3。食用菌生产所用的原料都是工、农业的副产品，生产这些原料所用的水不计算在内，所以生产1kg食用菌干品平均需水量相当于生产1kg粮食的5%，比生产粮食节约95%。2010年我国食用菌鲜品产量达2200万吨，折合干品约220万吨，比生产相同数量的粮食节水约20亿立方米。因此，食用菌产业是旱作农业发展的重要途径。

（2）有利于促进传统农业向循环农业转变

农业废弃物（秸秆、畜禽粪便及果树修剪枝条等）加工处理后可作为食用菌生产的优质原料，不但可为人类提供高蛋白食品，食用菌生产后的剩余料，还含有10%左右的粗蛋白、丰富的维生素、氨基酸等，是草食动物的优质饲料。

另外，食用菌生产的剩余料也是优质有机肥的重要来源，将其作为有机肥不仅可增加土壤的有机质含量，而且可改善其理化性状，提高保

水、保肥能力。

再次，食用菌产品及生产剩余料也是轻工业产品开发的重要原料。据统计有2000多种食用菌可以产生抗生素类物质。传统抗生菌菌种筛选的对象主要是放线菌，近年来各国学者把目标投向了食用菌,目前已开发了许多产品，如黑毛桩菇的桩菇菌素，香菇的香菇菌素，金针菇的火菇菌素，蜜环菌的蜜环菌甲素、乙素等。

目前已发现有150多种食用菌含有抗癌活性成分。比较典型的有姬松茸、猪苓、茯苓、冬虫夏草、灵芝、灰树花、猴头菌、松茸等。这些菌类中的多糖体都具有很高的抗癌活性。

在发达国家，微生物产品的年产值占国民生产总值的6%～10%，每年向制药业提供的原材料大约500亿美元；在中国，其产值仅为3%，其中大部分是食用菌提供的。据报道，双孢蘑菇、蜜环菌、牛肝菌等数十种菌类的提取物，对烟草花叶病毒、黄瓜花叶病毒有很好的杀灭作用。现已从毒蘑菇中提取出杀灭苍蝇、蚊虫、红蜘蛛等害虫的杀虫剂。

食用菌生产的剩余料也是生产无土栽培基质的优质原料，用其生产无土栽培基质，是降低无土栽培成本的重要途径。

可见，食用菌产业的发展，将会有力的促进农业、畜牧业、林业、轻工业的发展，带动交通运输、农机、包装、通讯等相关产业的发展，是实现农业循环经济及可持续发展的中心枢纽，有利于促进传统农业向循环农业的转变。

（3）是解决我国未来蛋白质食品来源不足的重要途径

我国是世界第一人口大国。虽然我国在计划生育工作中取得了举世瞩目的成就，但这13亿人口的基数仍在迅速膨胀，而耕地面积仍以惊人的速度在减少。近年来，我国一些地方连年洪涝、干旱等自然灾害造成粮食欠收，加之工业用粮、饲料用粮的不断增加，粮食安全问题仍是我们面临的主要问题。此外，由于耕地面积的限制，农牧业生产难以满

足未来人口对蛋白质食品的需求。食用菌的蛋白质含量很高，例如双孢蘑菇的粗蛋白含量为46%，与大豆的蛋白质含量相当，但其质量远高于大豆蛋白。在上世纪50年代，钱学森就早有预言，“中国的粮食问题，可能需要微生物来帮忙”。食用菌在农业中的地位越来越重要，并将成为我国未来蛋白质食品的重要来源。

（4）有利于提高我国食用菌在国际市场上的竞争力

由于食用菌不是大宗粮食作物，种类众多，目前国际粮农组织暂时没有全球食用菌总产量的权威统计。根据几个主要生产国产量估算，全球食用菌年产量应在2500～3000万吨。全球主要的食用菌生产国包括中国、美国、波兰、荷兰和日本等国。其中，中国的食用菌产量占全球的70%以上，居世界首位。

全球食用菌总产量10%～15%进入了国际贸易，主要出口国为中国、波兰、荷兰、西班牙和加拿大等几个生产大国，主要进口国为日本、美国、德国和东盟等国家和地区。

近年我国共有31个省、市、区出口食用菌产品，出口的主导优势产品为双孢蘑菇罐头、香菇及部分野生菌（松茸、牛肝菌和块菌等）及其制品。我国是世界第一蘑菇罐头及香菇生产国和出口国，其中香菇的贸易量占世界贸易量的95%以上，对于稳定国际市场食用菌的供应起着举足轻重的作用。然而，我国的食用菌出口往往受到农药残留、重金属超标等问题的影响，如果对生产基质进行有效地处理，减少病虫害的发生，对重金属离子进行有效地络合处理，可大幅度提高食用菌的产量及质量，在提高我国食用菌在国际市场的竞争力方面将起到积极的作用。

（5）有利于提升我国食用菌生产的技术水平

近年来，虽然我国的食用菌产业发展很快，但我们必须清楚的认识到，目前我国只是一个食用菌产业大国，却不是强国。一方面，食用菌生产长期处于分散经营状态，一家一户的分散栽培仍然占主导地位，栽

培技术缺乏量化指标，经验色彩浓厚，科技含量相对不足。另一方面，食用菌种类的开发步伐尚显迟缓，生产机械化、自动化、专业化水平较低，产品加工附加值不高，缺少大型龙头食用菌企业的带动力、辐射力，集聚度不高。

虽然我国栽培食用菌的原料比较丰富，但在食用菌商品化栽培中主要以棉籽壳、木屑、玉米芯及稻草为原料，绝大多数农作物秸秆没有利用，也不能直接利用。因此只有依据不同食用菌的生理需要对不同的农作物秸秆进行科学的加工，才能符合食用菌生长的需求。

食用菌栽培基质的专业化生产，最早起源于荷兰。在荷兰食用菌的菌种生产、栽培基质生产、覆土材料生产及食用菌栽培全部是专业化、机械化，食用菌生产的产量很高，质量也很好，其双孢蘑菇的生产技术全球一流。在日本，现代化的食用菌生产企业相对较多，对食用菌的营养研究比较深入，日本的食用菌产量和质量均处于世界领先地位。在国际市场，1kg香菇的价格相当于我国香菇价格的4-5倍。因此，系列化生产食用菌栽培基质是提高我国食用菌生产水平、促进农业废弃物高效利用的一条有效途径，也是我国食用菌产业发展的必然趋势。

（6）有利于生态环境的保护

传统的香菇、木耳及灵芝的生产采用段木栽培，不仅浪费木材，产量低而不稳，而且病虫害严重，生产者难免不用农药，往往造成农残超标，影响消费者身体健康，也给产品的出口造成严重的后果。在产品市场价格攀升之际，大量木材被砍伐，生态环境遭到严重破坏。

采用农业废弃物生产的栽培基质，营养丰富，原料的结构疏松，有利于食用菌生长过程中氧气供应，持水量大，有助于增产，也不易产生病虫害。因此，生产推广农业废弃物生产食用菌栽培基质，有利于提高

食用菌生产的专业化程度，提高产量及质量，也有利于保护生态环境。

（二）年度目标与预期效益

2012.1——2012.12

1.建立农业废弃物生产食用菌栽培基质的技术体系；

2.在杨凌农业高新技术产业示范区建成年产1000吨食用菌栽培基质的示范基地，生产食用菌栽培基质1000吨；

3.示范推广农业废弃物生产食用菌栽培基质技术及使用该基质栽培食用菌技术。

（三）项目内容及金额

1.进一步筛选发酵农业废弃物的高效微生物菌株，并研制农业废弃物处理的发酵菌剂

采用实验室与室外发酵相结合的方法，在室外利用各种农业废弃物混合发酵，在发酵过程中定期采样，在实验室分离不同发酵阶段的优势菌株，测定所得优势菌株的发酵性能，研究其作用机理，筛选高效菌株，对筛选的高效菌株进行科学组合，研制处理农业废弃物的发酵剂，用于农业废弃物的发酵生产。预计经费支出10万元。

2.完善农业废弃物生产食用菌栽培基质的发酵工艺

依据不同农业废弃物的化学组成及微生物生长的营养需求，研究不同的发酵温度、发酵时间、发酵菌剂的用量、发酵物含水率、pH、通气量等条件下发酵菌剂对农业废弃物的作用效果，以废弃物的化学成分变化、结构变化、农残的降解及重金属有机化程度等指标综合确定发酵工艺。预计经费支出10万元。

3.制定食用菌栽培基质的质量标准

依据基质的色泽、化学成分、含水量、持水率、容重、电解质含量、

细菌及霉菌总数，杂质含量、农药残留，重金属有机化程度等指标制订基质的质量标准。预计经费支出5万元。

4.建立农业废弃物生产食用菌栽培基质示范基地，推广使用该基质栽培食用菌技术

建设农业废弃物机械化集中处理场，采用“集中处理、分散种植”的方法，简化农户生产工序，降低生产成本和劳动强度，提高生产效率，调动菇农生产积极性。

食用菌生产技术示范，如利用牛粪、麦秸、玉米秆、稻草等废弃物生产的基质栽培双孢蘑菇、平菇、草菇、鸡腿菇等。二是利用畜禽粪便、麦秸、玉米秆、木屑、棉杆等废弃物生产的基质栽培杏鲍菇、香菇、木耳、白灵菇等。三是利用食用菌废料与适宜的农业废弃物组合发酵生产基质栽培姬菇、榆黄菇、鸡腿菇、平菇等。预计经费支出30万元。

（四）时间进度（范围为2012年1月-12月）

2011.10—2011.12：

（1）完成项目资料的检索、收集、分析及前期研究资料的整理工作；

（2）制订项目实施计划；

（3）继续收集及采集农业废弃物发酵的优良菌株；

（4）完成其它研究、示范准备工作。

2012.1—2012.6：

1.进一步筛选农业废弃物发酵的高效菌株，对已选菌株进行生物学特性研究及分子生物学鉴定；

2.完成农业废弃物生产食用菌栽培基质的工艺优化；

3.制定食用菌栽培基质的质量标准；

2012.6—2012．12

1.建立农业废弃物生产食用菌栽培基质示范基地，生产食用菌栽培基质；

2.食用菌生产技术示范；

3.建立农业废弃物生产食用菌基质生产技术推广体系。

（五）涉及的相关单位（包括与实施项目有关的基层单位、科研院校、农资生产经营企业以及项目单位所属独立法人等）及事项近几年来，重点进行了以下几个方面的工作：

（1）分离出一批降解农作物秸秆及畜禽粪便的高效菌株，并对其生产性能进行了测定研究；先后分离出对秸秆纤维素分解能力强的细菌23株，真菌15株；分解畜禽粪便及具有除臭作用的细菌26株。

（2）开展了秸秆农残降解研究；初步选择出对六六六、滴滴涕等具有降解作用的细菌2株。

（3）初步完成了菌剂919降解秸秆纤维素的工艺研究，建立了一套农业废弃物处理的发酵技术体系，并在实验室条件下进行了反复验证；

（4）项目组成员，多年从事农作物秸秆栽培食用菌技术及畜禽粪

便无害化处理研究，积累了丰富的实践经验，为本项目的实施打下了坚

实的基础。

三、项目单位情况

（一）单位类型、隶属关系、职能业务范围

（二）技术设备条件、财务收支资产状况、内部管理制度建设情况

（三）有无不良记录（财政部门及审计机关处理处罚决定、行业通报批评、媒体曝光等）

四、人员分工

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五、申请资金经济分类明细表

项目单位财务专用章：单位：万元

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填报说明

1.印刷费：项目有关报告、材料等印刷支出，控制在国拨经费的5%以内。

2.咨询费：为项目实施而开展的专家咨询所需要的支出，控制在国拨经费的5%以内。

3.公务用车运行维护费及其他交通费用：项目实施所使用的车船等各类交通工具的租用费，控制在国拨经费的10％以内。

4.差旅费：指项目承担人员出差的差旅支出，控制在国拨经费的15%以内。

5.租赁费：项目实施所必须租赁的仪器及设备等发生的费用，控制在国拨经费的20%以内。

6.会议费：项目实施所召开会议支出，控制在国拨经费的25％以内。

7.培训费：指为项目实施所开展的技术人员和农民培训等支出，控制在国拨经费的25%以内。

8.专用材料费：指项目实施过程中购买材料、试剂药品等有关材料发生的费用，控制在国拨经费的40%以内。

9.劳务费：指临时聘用人员所发生的劳务支出，控制在国拨经费的5%以内。

10.办公费：指办公室日常管理支出，控制在国拨经费的5%以内。

11.其它：指项目实施中可能发生但现在无法预知的其它费用支出，控制在国拨经费的5%以内。

六、申报意见表