目前，全球食用菌年产量已超 4000 万吨，中国占比逾七成，每年随之产生数亿吨菌渣(Spent Mushroom Substrate, SMS)(图1)。传统上，菌渣多被当作低值废弃物，填埋、焚烧等处置方式不仅造成温室气体排放和环境污染，还浪费了其中富集的木质纤维素、几丁质和活性酶等宝贵生物资源。中国科学院昆明植物研究所大型真菌种质资源与绿色发展研究团队，在食用菌产业废弃物资源化利用领域深耕多年，已在清洁转化、高值利用、土壤改良等方面形成较好技术积累。团队立足既有研究基础，围绕菌渣高值化利用取得系列进展，提出“性状—机制—功能—应用”系统框架，为食用菌产业绿色循环发展提供了从理论到应用的技术路径。

　　图1 全球及中国食用菌生产、经济价值与菌渣(SMS)产生量。(A)全球蘑菇生产国分布;(B)2001—2026 年蘑菇产量与总产值变化;(C)中国主产省区分布;(D)中国鲜蘑菇、湿菌渣与干菌渣产量对比;(E)省域尺度蘑菇产量与菌渣估算，揭示生产强度与残渣输出的空间异质性。

　　一、不同蘑菇，不同 “性格”：菌渣不是千篇一律的废料

　　团队首先梳理了菌渣在理化组成上的高度异质性，证实它并非均一的有机残渣，而是经食用菌深度改造后的生物活性基质。过去常说“种1斤蘑菇产5斤渣”，但团队发现实际比例因品种和栽培方式不同，大概在 2.5 到 3.3 斤之间;这种差异源于栽培基质(秸秆、锯末、棉籽壳、粪肥等)、菌种代谢特性及收获后处理方式的不同。 数据表明，菌渣中纤维素含量为 32%—50%，木质素 20%—45%，几丁质 5%—20%，全氮 0.44%—2.71%，pH 值跨度 6.5—12.3。比如常见的双孢蘑菇(Agaricus bisporus，即超市里的白蘑菇、褐蘑菇)，它的菌渣里矿质营养和腐殖质较多;而香菇(Lentinula edodes)、平菇(Pleurotus spp.)等 “木头爱好者” 的菌渣，则保留了更多能分解木纤维的“生物工具”和更发达的孔隙结构。这些性状差异直接决定了菌渣在土壤改良、堆肥发酵、生物能源或微生物载体等不同场景中的适配性。因此，只有建立“因种而定、因基质而分”的标准化分类体系，才能将菌渣从“废渣” 精准转化为“功能基质”。

　　二、菌渣入土后发生了什么?土壤里的“微生物江湖”被重新洗牌

　　在明确菌渣性状的基础上，团队进一步阐明了菌渣施入土壤后驱动的微生物演替规律与植物免疫调控机制。菌渣不是死板的肥料，而是一个“生态筛子”—— 它进入土壤后，会在植物根部周围、土壤深处、菌丝网络之间层层筛选，改变那里的微生物群落结构。刚施下去时，菌渣里易分解的糖分和氮素会先吸引一批富营养型菌群(如芽孢杆菌属 Bacillus)，它们忙着把氮、磷和铁锌等养分“解锁”出来，供植物吸收;随着“好吃的”被消耗完，寡营养类的微生物(如放线菌)开始接管，它们专门分解难啃的木纤维，把碳长期锁在土壤里，还能抑制病菌。

　　就这样，菌渣在土壤中完成了一场从“快速分解”到“碳稳定与病菌抑制”的生态功能转换。更关键的是，菌渣里残留的几丁质、β-葡聚糖、酚类及挥发性有机物，相当于给植物打了一针“疫苗”，能激活其天然防御系统。例如，香菇菌渣水提物可诱导辣椒启动自身的防御基因;菌渣中的几丁质/纤维素纳米纤维复合物还能加固植物细胞壁，让病菌更难入侵。同时，菌渣与枯草芽孢杆菌、假单胞菌等促生菌协同施用，可显著降低镰刀菌(Fusarium)、轮枝菌(Verticillium)等病原丰度，温室防控效率可达 76.8%。这些发现揭示了菌渣“化学物质—微生物—植物激素”多维互作的协同增效机制(图2)。

　　图2 菌渣(SMS)改良后根际生态及微生物动态。菌渣驱动富营养菌群早期繁盛，促进氮矿化与磷溶解;过渡阶段通过氧化酶介导复杂污染物降解;后期木质纤维素降解与拮抗菌群主导碳封存和抑病微生态形成，最终提升农业生态系统韧性。

　　三、一渣多用：从能源到材料，吃干榨尽的 “循环账本”

　　基于对菌渣性状与土壤界面的系统认知，团队进一步提出了菌渣“级联生物提取”的循环转化策略，改变以往单一处置或简单堆肥的模式，实现“一份原料、多重产出”。主要技术路径包括：第一，产生沼气。菌渣经预处理后碳氮比例刚好合适，和畜禽粪便等协同厌氧发酵，能产生更多沼气，将残余生物质转化为清洁能源。第二，制备生物炭。把菌渣高温烧成炭，它多孔且氧化还原活性强，能吸附有机微污染物、钝化镉铅等重金属，还能大幅减少温室气体氧化亚氮的排放，降幅可达 92.9%，实现污染物削减与碳稳定双重目标。第三，水解发酵与高值提取。菌渣里还残留着漆酶、纤维素酶、几丁质酶等“工业催化剂”，能降解染料、双酚 A、抗生素等环境污染物;同时从中提取的真菌蛋白、活性肽、β-葡聚糖及纤维素纳米纤维，可用于功能性饲料添加剂、可降解包装材料和生物医用领域，延伸产业链价值。第四，合成菌群(SynComs)设计。借助基因组学等手段，把不同功能的微生物按需搭配成“高效团队”，能加速堆肥腐熟、稳定发酵过程，还能定向强化抑病效果。“先提酶、再产气、后做材料、最后还田” 的四步走路线，使菌渣从“处置负担”转变为支撑低碳农业、生物制造和土壤修复的“复合型生物资源”(图 3)。

　　图3 基于菌渣(SMS)的循环生物经济解决方案。菌渣可通过酶生产、厌氧消化、发酵、热化学转化等生物技术路径，转化为生物能源、土壤改良剂、生物聚合物。

　　四、从产业废弃物到循环农业的 “生物界面”

　　研究首次把“菌渣—土壤—微生物—作物”串成一条完整的“故事线”。该框架具备三大优势：一是全过程绿色化，通过生物转化替代高能耗处置，减少温室气体和污染物外排;二是高值化产出，同一批菌渣可衍生能源、材料、酶制剂和功能性肥料，提升产业附加值;三是区域可落地，依托食用菌主产区就近建设处理中心，缩短运输半径，适配各地土壤与气候条件。团队后续将重点攻关化学分级标准、长期田间验证、AI辅助菌渣-作物匹配模型开发和经济评估，推动菌渣资源化从“凭经验撒一把”走向“看数据精准配方的智慧循环农业”。

　　研究成果发表于生物资源技术领域权威期刊 Bioresource Technology(2026, 461: 135448)。Rizwan Khan为第一作者，刘栋、于富强为共同通讯作者。研究得到中国科学院定点支持项目、云南省科技重大专项和云南省技术创新计划等项目资助。

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