双孢蘑菇（Agaricus bisporus）生产用堆肥的环境影响评估：爱尔兰案例的生命周期分析

　　本研究通过生命周期评估（LCA）方法，系统分析了爱尔兰双孢蘑菇生产用堆肥的环境影响。研究发现，小麦秸秆和堆肥过程是温室气体排放、水体富营养化等环境热点；分配方法对结果影响显著，经济分配更符合实际。研究为蘑菇产业制定减排策略、实现气候中和目标提供了关键数据和区域化案例支撑。

　　

随着全球食用菌产量的显著增长，双孢蘑菇（Agaricus bisporus）已成为欧洲和北美地区广泛栽培与消费的主要品种。在爱尔兰，蘑菇产业是园艺部门的重要组成部分，年产量达6.5–7万吨，产值约1.586亿欧元，其中大部分出口至英国市场。双孢蘑菇的栽培依赖于专门设计的堆肥（也称为基质），其生产过程通常包括三个阶段：高温堆肥（Phase I）、巴氏杀菌与调理（Phase II）以及接种菌丝生长（Phase III）。尽管蘑菇栽培被视为相对高效的农业生产方式，但其环境影响力尚未被充分评估，尤其是在堆肥生产环节。

以往研究表明，堆肥生产是蘑菇生命周期中潜在的重要环境热点，贡献了25–50%的气候变化影响。这主要源于堆肥过程中释放的甲烷（CH₄）、氧化亚氮（N₂O）和氨气（NH₃），以及原料本身（如小麦秸秆和禽畜粪便）的生产负担。然而，大多数现有研究将堆肥与蘑菇栽培合并评估，缺乏对堆肥作为独立产品的深入分析。此外，不同地区在原料类型、政策支持及废弃物价值认定方面存在差异，例如爱尔兰的秸秆还田措施（Straw Incorporation Measure）和《循环经济法案》（2022年）显著影响了秸秆的可获得性与经济价值，进而影响环境评估结果。因此，开展区域特色的案例研究，对准确评估蘑菇堆生产的环境影响、推动产业可持续转型具有重要意义。

本研究采用生命周期评估（LCA）方法，依据ISO 14040和14044标准，使用SimaPro软件和Ecoinvent、Agribalyse、Agri-footprint数据库，对爱尔兰双孢蘑菇堆肥生产进行从摇篮到大门（cradle-to-gate）的系统分析。功能单位定义为1公斤 Phase III 堆肥。研究通过结合初级数据（来自爱尔兰堆肥生产商）、文献与数据库资源，建立了堆肥生产的详细清单，涵盖原料生产、运输、堆肥过程排放及能源使用等环节。关键假设包括采用经济分配法处理小麦秸秆和禽畜粪便的多产品输出，并利用IPCC指南估算堆肥过程中的气体排放。

研究结果显示，堆肥生产在七个环境影响类别中均表现出显著差异，其中小麦秸秆和堆肥过程是主要热点。在气候变化（CC）类别中，每公斤堆肥排放0.36 kg CO₂-eq，小麦秸秆贡献36%，堆肥过程贡献26%。在细颗粒物形成（FPMF）和陆地酸化（TA）类别中，堆肥过程分别贡献86%和72%，主要源于氨气排放。淡水富营养化（FE）和海洋富营养化（ME）几乎完全由小麦秸秆主导（94–95%），这与小麦种植中肥料使用导致的磷和氮释放有关。化石资源稀缺性（FRS）中，小麦秸秆、电力和热力生产是主要贡献者，而水资源消耗（WU）则主要来自菌种谷物生产。

敏感性分析表明，分配方法对结果影响巨大。物理分配会使小麦秸秆在CC、FE和ME中的贡献增加20–55%，而禽畜粪便采用物理分配更导致CC impact增加210%。这凸显了经济分配在反映农产品实际价值方面的优势。此外，小麦谷物与秸秆比例的变化（1:1或2:1）也可导致FE和ME impact波动20–30%。进口英国秸秆（IMP场景）虽增加运输距离，但由于当地秸秆价格较低，经济分配下FE和ME impact反而降低。安装氨气洗涤系统（AMM场景）可有效减少FPMF和TA impact，而本地太阳能发电（SOL场景）则对降低CC和FRS有 modest 贡献。

本研究通过详细的清单建模和场景分析，明确了堆肥生产中的关键环境热点及改进潜力。结果表明，原料选择（特别是小麦秸秆）、堆肥过程气体排放以及分配方法的选择是影响评估结果的核心因素。经济分配能更好反映爱尔兰农业副产品的实际价值，而政策干预（如秸秆还田措施）已显著影响原料市场与环境负担。研究还指出，推广氨气洗涤技术和可再生能源使用可有效减轻局部环境影响，提升产业可持续性。

该研究不仅为爱尔兰蘑菇产业提供了首个全面的堆肥LCA案例，也为全球蘑菇生产区的环境影响评估提供了方法论参考。强调了区域特异的政策、原料价值认定和技术选择在LCA研究中的重要性，对产业实现气候中和目标和循环经济转型具有实践指导意义。未来研究可扩展至 casing soil 使用、废弃堆肥（spent mushroom substrate, SMS）资源化利用等环节，以更全面评估蘑菇栽培系统的环境绩效。

本研究由éamonn Walsh、Aiduan Borrion 和 Lael Walsh 合作完成，数据来源于论文及补充材料。论文发表在《Clinical Colorectal Cancer》？但根据内容判断应属于环境科学与农业可持续性领域期刊，此处可能存在误解，正确发表信息需以原刊为准。