沼渣蔗渣投入菇類栽培 多元活化農廢

養豬產生的糞尿被利用作為沼氣發電的材料,而生產沼氣後的沼渣也可再利用於菇類栽培。(攝影/李文揚)
文.圖/黃棨揚 行政院農業委員會農業試驗所植物病理組菇類研究室助理研究員 呂昀陞 行政院農業委員會農業試驗所植物病理組菇類研究室助理研究員

沼渣雖然具有高量含氮物質,但若能配合適當的碳源(如:葡萄糖、蔗糖等菇類菌絲容易利用的養分),碳氮源互相配合,對菇類養分利用的效率與生產量有正面助益。而蔗渣,即是富含葡萄糖、蔗糖的碳源。

蔗渣與沼渣的生成 我們如何應用它們?

大約每製作10噸的糖,就會產生3噸濕重的蔗渣。含水量約在40~50%間的蔗渣,早期台糖會作為燃燒的原料用於汽電共生系統,提供廠區所需的熱能或電能;蔗渣也應用於建築材料,利用熱壓製成甘蔗板,或是添加部分樹脂作為隔音或隔熱的甘蔗塑合板。此外,蔗渣含有豐富的纖維素及多種醣類碳源等可讓菇類生長的成分,是栽培菇類中相當適合替代木屑的碳源資材,早在1970年代,國內就有應用蔗渣栽培洋菇的報導。另外,添加製糖的另一副產物——糖蜜後,也能製作成有機肥料。

而沼渣,是畜牧動物的排泄物,經過厭氧醱酵後所剩餘的殘渣。根據行政院農業委員會(簡稱農委會)的養豬頭數調查報告,截至2019年5月全臺肉豬飼養數為549萬頭,在肉豬飼養過程中,每頭豬每天平均產生0.3公斤的豬糞尿水,等於全國每天有1,647噸豬糞尿產生。近年來綠能發電發展,若能利用這些豬糞尿進行沼氣發電,可以填補國內部分電能缺口。目前台糖已在屏東等地的養豬場進行沼氣發電,發電量達到10萬度電;然而,發電後產生的沼渣與沼液,仍是限制沼氣發電推廣的緊箍咒。

雖然沼渣具有增加土壤有機質、改善土壤團粒結構及減少化肥使用量等效用,常被當作有機質肥料使用,但沼渣與沼液因本身重金屬離子含量偏高,尤其在銅、鋅等離子上更為顯著,若未經稀釋而直接應用或任意堆放,容易造成環境二次汙染。因此,除了直接應用到田間的方式之外,多元開發其用途、增加沼渣去化,相信能推廣沼氣發電於綠能發電的占比。

A、B、C分別為沼渣、米糠及蔗渣。

沼渣、蔗渣有應用於菇類栽培的潛力

沼渣含有豐富的纖維質與含氮物質,國外已有多篇研究指出可用於菇類生產,像是添加到洋菇堆肥,或是加入雞腿菇、銀耳、平菇、金針菇等菇種的栽培介質中,用於取代含氮量較高的介質(如:米糠、粉頭、黃豆粉等)。同時也有研究指出,沼渣雖然具有高量含氮物質,但若能配合適當的碳源(如:葡萄糖、蔗糖等菇類菌絲容易利用的養分),碳氮源互相配合,對菇類養分利用的效率與生產量有正面助益。而蔗渣,即是富含葡萄糖、蔗糖的碳源。

農委會農業試驗所與工業技術研究院合作,利用沼渣和蔗渣,針對國內目前重要的菇種,例如杏鮑菇 (Pleurotus eryngii)、秀珍菇(P. sajor-caju)、鴻喜菇 (Hypsizygus tessellatus) 及美白菇 (H. marmoreus)等進行試驗,測試沼渣與蔗渣取代米糠的不同比例,以及這些處理對菇類菌絲生長的影響,並進一步以杏鮑菇進行栽培試驗;同時分析杏鮑菇內的重金屬含量與營養成分,釐清用沼渣與蔗渣取代米糠對杏鮑菇產量與品質的影響。

為了釐清應用沼渣栽培菇類的重金屬風險,筆者以過去試驗結果分析厭氧醱酵後的豬糞尿沼渣、室外堆積醱酵的蔗渣、米糠及粉頭等資材,結果發現沼渣在銅、鋅、鉻等離子的含量上皆高於蔗渣、米糠與粉頭(表一),顯示沼渣在重金屬含量上高於現行菇類栽培資材,若貿然添加於土壤或作為菇類栽培介質,有導致作物重金屬汙染的可能。

以沼渣取代米糠,在24℃下培養16天的菇類菌落生長之情形。菌絲的緻密度與沼渣的添加含量成反比。

沼渣、蔗渣對菇類生產的影響

以「沼渣取代米糠」、「蔗渣取代米糠」及「結合沼渣、蔗渣取代米糠」試驗發現,沼渣取代米糠的比例越高,4種供試菇種的菌絲生長速度越快(表二),惟菌絲的緻密度則與沼渣的添加含量成反比。在蔗渣取代米糠的試驗則發現,在杏鮑菇、秀珍菇、鴻喜菇上可用10~20%蔗渣取代米糠,而蔗渣完全取代米糠會造成菌落直徑下降,顯示蔗渣使用須注意比例不可超過20%(表三)。而結合不同比例的沼渣與蔗渣取代米糠的試驗結果,顯示以「米糠10%+沼渣10%+蔗渣10%」在4種供試菇類間皆有最佳的菌絲生長速度,並在統計上具有顯著差異(表四)。再進一步以太空包測試「純米糠對照組」、「米糠10%+沼渣15%+蔗渣5%」與「米糠10%+沼渣10%+蔗渣10%」取代米糠20%的走菌數度差異,在菌絲生長速度上,沼渣、蔗渣取代米糠的處理組速度明顯快於米糠對照組,其中「米糠10%+沼渣10%+蔗渣10%」的處理組在走菌速度、出菇產量與出菇大小上,皆有比較好的表現(表五)。顯示,適當添加沼渣與蔗渣栽培杏鮑菇可以提升其產量。

沼渣蔗渣混合組常有太空包在栽培過程中有袋內菇的情形。紅色箭頭處的白色突起就是袋內菇。

只是在栽培過程中也發現,比起米糠對照組,沼渣、蔗渣混合組的處理組太空包內常會有次生菇體(袋內菇)的情形,原因可能是沼渣或蔗渣顆粒較細小、保水性較差,在栽培過程中易喪失水分,導致太空包出現凹陷區域並形成次生菇體。要避免此現象,介質配方可考慮添加保水性較佳的玉米芯,或是在不影響菌絲呼吸的前提下,調高太空包整體的含水量,此方法也可避免產量因菇體養分分流,造成整體菇包產量下降之情形。

沼渣可為菇類栽培新興資材 結合蔗渣多元利用農廢

循環農業將原本低價值的農業廢棄物活化,在國外已有利用禾本科農業廢棄物具有富含纖維素等特性來栽培菇類,例如中國等地將稻草乾燥後磨粉,取代米糠或木屑的使用,也有運用竹屑栽培種菇,或是以稻稈、麥稈栽培側耳屬(Pleurotus spp.)的案例。

沼渣雖是沼氣發電的副產物,但本身具備高含量氮源,除了用於田間有機肥料使用外,也是菇類栽培的新興資材。試驗也已證實,沼渣能部分取代米糠等氮源,比起傳統栽培配方更能提升杏鮑菇產能。後續若能結合蔗渣等農業廢棄物,相信能解決去化並多元加值農業廢棄物。(參考文獻請逕洽作者)

※作者註:沼渣在農業應用上具有很高的潛力,可當作肥料施用於農地,甚至在菇類上也具有取代現有米糠等栽培資材的效果,但沼渣本身仍有重金屬含量過高的風險,所以國內有關沼渣沼液的來源與應用皆須符合《水污染防治法》第14條及《水污染防治措施及檢測申報管理辦法》第70條相關細則規定,農友須特別注意沼渣來源及應用方式,以免觸法。筆者在過去試驗中雖已證實沼渣可以取代米糠、蔗渣進行杏鮑菇栽培,並經重金屬檢測分析確認杏鮑菇菇體的重金屬含量低於現行菇類對重金屬的殘留標準,但後續若應用沼渣栽培如洋菇、巴西蘑菇等菇類時仍須特別注意重金屬吸附風險,以免菇體中重金屬鉛、鎘含量超標,造成食安問題。

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