深度阅读丨一草产业化探索

小夏 教育 更新 2024-02-08

福建**“2024年2月8日08版。

核心提示。 菌草也许是世界上最有名的草。

20世纪80年代以来,国家菌草工程技术研究中心首席科学家林占熙从野生和人工栽培的草本植物中筛选出数十种菌草,实现了“草以木”栽培食用菌,攻克了“菌林矛盾”的世界难题。 40年来,菌草科技从福建走向全国,走向国际。

但这种家喻户晓的草似乎总是背着“公益”的标签——被公认为“扶贫草”和“生态草”,却难以实现产业化; 它依靠“输血”来维持其支撑,通过“造血”很难独立行走。

其实,菌草是一棵充满想象力的草。 它不仅可以种植蘑菇、饲养牲畜和控制水土流失,还可以开发用于制作板材和用于微生物领域。 然而,要想把这些具体的应用场景连接成一个完整的产业链,就必须克服堵塞。

感受到这一点,福建本土企业与林占熙团队齐心协力,凝聚全省外科企业力量,凝聚创新合力,一步步突破堵塞,对一草产业化进行了深入探索。

遇到很多问题。

2021年2月27日,元宵节后的第一天,中福海峡(平潭)发展有限公司***(以下简称“中福集团”)总工程师陆茂生早早来到龙岩市人造板生产车间。他想组织一次可行性生产试验,看看菌草是否可以代替木材做中密度纤维板。 为此,该公司从河南购买了十几吨菌草,停止了原来的生产计划。 生产线停机一天的经济损失是相当大的。

年过大的陆茂生是我国纤维板制造领域最早的从业者。 至于能不能用“草代替木”生产人造板,他心里没有底。 20世纪90年代,陆茂生尝试用芦苇、棉秆等草药材料制作木板,但结果不是成本太高,就是性能太差。 草板的生产再次进行了测试,这源于公司董事长刘平山的坚持。

几年前,刘平山结识了菌草技术的发明者林占熙,并跟随他前往国内外的菌草基地。

是的。。。。。。在“人间苦苦贫瘠”的宁夏西海谷,在素有“哈迪斯之鼻”之称的内蒙古阿拉善左旗,在福建平潭岛“十八村一夜之间被沙掩”,在落后的太平洋岛国巴布亚新几内亚刘平山欣赏菌草的魅力,也感受到了科学家的责任。

菌草还能做什么? ”

林占熙说,菌草产量高,适应性强,抗贫瘠,生态效应显著,可作为饲料生产人造板和纸浆。 在云南,亩年产量可达50吨。 种植10000亩菌草,每年可减少二氧化碳排放2万吨,相当于植树造林7500亩。 每使用25万吨菌草替代木材原料,可减少1万亩林地。

建欧市菌草种植基地占地300亩。 (*由受访者提供)。

菌草发展有哪些难点? ”

林占希说,困难在于工业化。 只有使用菌草,才能以有利可图的方式种植菌草,只有这样,人们才会愿意种植菌草。 但是,一条人造板生产线的成本一般在1亿元以上,而一条纸浆生产线的投资更多。

林占熙的话感动了刘平山,让他看到了这个行业的新前景。

中福集团是以林业为主营业务的龙头企业,经营林面积近90万亩,旗下四条中高密度纤维板生产线年产能可达50万立方米以上。 近年来,由于地形和地貌的限制,加上农村劳动力成本高,森林采伐成本居高不下。 同时,木材原料也存在季节性短缺。 在“双碳”背景下,减少森林砍伐也是大势所趋。寻找可以替代木材资源的新材料已成为全行业的共识。 可再生、稳定的菌草是理想的替代品。

然而,当刘平山找到行业专家,提出“以草代木”的想法时,却被泼了一盆冷水。 一位大学教授直接劝他放弃:“一木一草,就像鸡不能变成鸭子一样。 但刘平山并没有气馁,他觉得自己不能站在山脚下说山顶上没有风景,“不如多做几个实验,爬几步上山,说不定能看到不一样的风景。

于是,刘平山找到了公司的技术骨干,开始了“从山脚下进军到山脚下”。 就在那时,我们停止了工作去做实验。

切割、蒸煮、脱纤维、施胶、烘干、摊铺、清扫、预压、热压、......实验过程中,陆茂生团队根据草本植物和木本植物特性的差异,通过反复试验不断调整工艺,在3个月内进行了6次可行性试验。 起初,我们只做全草纤维板,后来尝试按木材原料比例添加菌草纤维。 结果令人惊讶:“草代替木”是可行的,菌草纤维板自带青香,板材质量均匀,加工性能优于纯木板。

然而,这仅仅回答了“能否实现”的问题,并没有完全解决工业化的问题。 随着实验的进行,新的挑战出现了

在上游,原材料成本高源于菌草的收获、运输、储存困难。

传统的收割方法依靠体力劳动,一个熟练的工人每天最多只能收割1吨草,这是不小的人工成本。 中福集团副总经理吕湘熙表示,一条纤维板生产线每天要消耗数百吨菌草原料,仅靠人工采摘并不能保证原料。 此外,菌草体型较大,经常长到三四米,一辆10吨的卡车只能容纳5吨草。 菌草不耐储存,使用3天后会发霉。

菌草是机械收获的。 (*由受访者提供)。

下游,菌草废液处理成本极高。

菌草的含水率高达70%或80%,远高于木材,不符合人造板的加工标准。 如果对板材进行加工,必须先将多余的水挤出。 为此,团队研发了一种具有自主知识产权的专用榨汁机,可将其含水率降低到50%以下,可与木材相媲美。 但是,每吨菌草可以榨出几百斤的菌草汁。 如果按照排放标准加工,每吨的成本在1000元左右,这显然是不值得的。

如果成本不能降低,工业化就等于空谈。 “刘平山进入菌草田后遇到了最大的问题。

克服一个又一个困难。

大量的菌草汁令人头疼,但它是工业废水中的“清流”,具有令人愉悦的香味。 刘平山心血来潮:如果能变废为宝,问题岂不是就解决了吗? 菌草汁可以用来做什么? 他找到外援,把菌草汁送到福建省农科院研究员刘波的实验室。

刘波是农业微生物领域的专家,其研发的微生物制剂产品已推广应用到1000多万亩。 但对于刘波来说,菌草汁也是一件奇怪的事情。 刘波对这种生物量出众的植物充满了好奇。

他发现巨桔的茎秆含有700多种内生菌,其中一种叫做鹤花田的Delfordella,占固氮菌的80%以上,能不断将空气中的氮转化为氮肥,用于植物营养; 根系含有600多种内生菌,其中生防菌魏氏窦占90%以上,具有防治枯萎病等根病的能力。 它既可以“自产自销”,又可以“侵入”,这在一定程度上解释了为什么菌草具有其他作物难以比拟的生长能力。

菌草益生菌蔬菜水培系统(**由受访者提供)。

更大的惊喜还在后面。 抱着试一试的心态,刘波团队分析了菌草汁的成分,发现其中含有萜烯、酮、酯、醛等12类有益物质。 这些物质中的每一种都有自己的神奇力量,有些具有抗炎和抗氧化作用,有些是具有出色去污和除臭能力的天然活性物质。

这不是天然的微生物培养基吗? 刘波表示,要批量繁殖生产所需的酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌等微生物,离不开培养基。 有别于“一菌一配方”的人工配置培养基,菌草汁可谓是“万能培养基”,无需添加额外原料即可高效培养不同种类的微生物,“简直就是神的配方”。

了解自己,了解对手,可以打开心扉。 通过刘波团队的研发,菌草汁可以得到充分利用:以菌草汁为培养基,接种多种人体益生菌,开发的益生菌饮料具有调节人体生态平衡等健康功效; 分子筛技术提取的菌草汁精华,可作为家中天然强力的洗涤剂、宠物除臭剂、空气清新剂、鱼缸净水器; 菌草汁作为农用菌类药剂,可用于畜禽养殖、水产养殖、果蔬栽培等领域,改善水土生态,分解粪便,提高畜禽鱼虾免疫力,助力生态种植养殖......

过去,废水不仅有地方可去,而且价值成倍增加。 按照现在的**来看,经过深加工的菌草汁非常畅销。 这也成为菌草产业化利用的最大转折点。

菌草果汁产品(**由受访者提供)。

菌草汁的应用打破了这个问题,打开了下游的堵塞点。 上游的收获、运输和储存问题如何? 机械化是出路。

菌草粗硬,市面上用于玉米、甘蔗等农作物的通用收割工具难以应用。 吕湘熙表示,要实现菌草的机械化收割,只能“从0到1”,走自主研发之路。 这一次,他们找来的外援,是福建省林业科学研究院、中国船舶重工等省内外科企业的团队。 经过几年的研究,一些不同类型的适用机械已初具规模。

大型收割机,自带去叶、去叶功能,可实现菌草全秆收割,作业量5亩/小时,亩5吨; 中型青贮收割机可在收割的同时就地粉碎,省去了加工板材时的切片工序,粉碎后的菌草也可包装成青贮饲料,用于畜禽养殖; 小型履带式收割机和手推式收割机是小农户的好工具......除收割机外,中福集团还参与了旋耕机、插条机、挖沟机、破碎机、搅拌机等专用工具的研发,逐步实现了菌草的全过程机械化生产。

当堵塞点被疏通时,产业链就会被打开。

陆茂生算了一下账:田里1吨菌草的收购价格是几百元,5吨菌草可以榨出1吨左右的菌草汁。 如果算作工业废水,1吨菌草汁的处理成本不低,如果进一步加工成“变废为宝”,菌草作为人造板原料的成本将减半,接近木材成本。 这意味着用草代替木材生产人造板不仅在技术上可行,而且在经济上也具有成本效益。

全国第一条“草代木”板材生产线在建欧市投产。

随着问题的解决,菌草人造板的产业化进程加快了。

2022年12月,中福集团首条菌草纤维板生产线在建欧市投产。 同时,公司还将菌草应用于刨花板的生产。 目前,菌草纤维板和菌草刨花板已通过“国家人造板及木制品质量监督检测中心”的严格检测,其机械和环保性能均符合国家标准。 菌草板及其制备方法均获得国家发明专利。

菌草板纤维(**由受访者提供)。

目前,中福集团正在积极投资菌草技术,公司与云南当地农垦集团合作,利用2万亩橡胶林间种菌草,在西双版纳勐腊工业园建设全球首条年产30万立方米的菌草刨花板生产线。 上个月,该项目正式启动。

规划新的未来。

打通了上下游阻塞点的菌草,开始在产业化道路上驰骋,但其作为“喜乐草”的初心却没有改变。 刘平山一直在思考一个问题:如何让更多的农民在菌草产业链的不同节点找到自己的位置,让更多的农民通过农联农分享菌草产业链增值带来的收益?

“菌草之家”是这一理念实践的重要载体。 所谓“菌草家园”,其实就是一个以菌草为原点的循环农业综合体。 在这里,农业生产的方方面面都围绕着菌草。 2021年,南平市延平区大恒镇博爱村“菌草之家”首个示范项目。

该基地占地400多亩,有8名工作人员。 他们有自己的专属绰号——“牛王”、“鹅王”、“羊王”、“天鹏元帅”,负责不同的畜牧养殖产品,但都要和草打交道。

在闽北地区,一亩菌草年产量约12吨。 大衡“菌草之家”负责人张磊说,菌草两个月就能收获,通过机械采伐当场粉碎后,一部分运到人造板厂,一部分用于农业种植。

以山羊养殖为例,一方面菌草可以作为饲料,一只山羊每天需要吃五六斤菌草和一斤以上的精饲料。 另一方面,菌草也可以用作发酵床垫材料,为山羊提供“温床”,同时当场分解粪便。

省农业科学院与中福集团联合成立菌草微生物重点实验室,研究人员正在观察微生物反应。 (*由受访者提供)。

我们用菌草铺上一层约50厘米厚的垫层,撒上一种特殊的木耳,山羊在发酵床上吃喝。 张磊说,发酵过程产生大量有益菌,能迅速分解山羊粪; 山羊还可以补充有益菌,改善肠道菌群平衡,通过以垫料为食,提高自身免疫力,从而实现“无味繁殖”和“无抗生素繁殖”。 “羊王”再也不用担心处理粪便了,只要定期使用旋耕机犁垫层,酌情补充菌草垫料即可。 发酵后的床垫材料只需要每年更换一次。 被淘汰的垫料是好东西,富含氮、纤维素等营养物质,可作为优质有机肥料和栽培食用菌的基质。

在“菌草故乡”,无论是养羊、养猪、养牛还是养鹅,都遵循这种循环养殖模式。 未来,张磊还将推出亲子乐园、菌草家宴、科研培训等农旅融合形式。 一个小型的菌草工厂连接了一级、二级和三级生产一体化的闭环。 在这个闭环中,没有真正意义上的浪费,每一种原材料都可以“吃榨”多次使用,从而实现生产成本节约和增效。

目前,“菌草家园”模式已在福州南平、云南西双版纳等地的示范项目落地。 根据中福集团的计划,未来将更大规模推广该模式,引导更多小农户参与。

福建人多,土地少,菌草种植面临土地问题。 吕湘熙表示,为了扩大原料,公司一方面要向省外发展基地,推动规模化经营; 另一方面,整合小农户力量,鼓励小农户参与“菌草之家”的运营,为其提供种子、菌种、机械、技术等全套服务,规范生产工艺和产品标准,带动小农户发展生态循环农业,在实现菌草板原料稳定的同时,增收致富。

目前,菌草产业化的探索仍在继续。

看似是一株普通的草,但其产业链很长,涉及的行业和品类范围很广,单个企业、单个研究所、单个行业很难独立完成技术攻关。 刘平山认为,菌草产业化的关键在于凝聚科技企业实力,在“大分工、大合作、大经营”中逐步破问题、破局面。

这种合作正在继续深入推进。

上个月,由省农业科学院和中福集团共同建设的菌草微生物重点实验室落成。去年,双方还合作建设了全省首个菌草微生物农业产业研究院。

通过科技合作,共同开展菌草种质资源采集与新品种选育、菌草绿色低碳高效栽培、菌草机械化采摘、菌草微生物种质资源采集利用、菌草高值利用等研究。 省农业科学院资源环境与土壤肥料研究所研究员王杰平表示,双方正全力打造集应用基础研究、装备创制、产品研发、成果转化、技术服务和人才培养为一体的科技创新与服务平台。

从事科研创新先苦后甜,苦时短,甜时长; 赚快钱的企业先甜后苦,甜短,苦久。刘平山认为,菌草产业的未来在于创新,“没有创新就没有未来”。

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