前言
臺灣菇類產業若追溯自1909年開始人工栽培段木香菇的話，發展至今已逾百年，太空包栽培、菌瓶栽培、菌床栽培與段木栽培等方式也已都在國內紮根，各種菇類生產各有主要的栽培模式在運行，大宗菇類除了洋菇是以稻草做主要基質栽培以外，其餘皆以木屑為主要原料，根據台灣菇類發展協會2012年之調查，國內以木屑為主要栽培基質的菇類以香菇、金針菇、杏鮑菇、木耳和秀珍菇為大宗，在2011年的栽培量分別為香菇約18,500萬包、金針菇約13,000萬瓶、杏鮑菇約12,000萬包、木耳約3,600萬包和秀珍菇約1,300萬包。
以近幾年栽培量估算，每年大約需使用30萬公噸木屑作為栽培基質，然而近年因天然災害頻傳、環保意識抬頭與人造林木供應緩慢等因素，造成國內木屑供應來源緊縮，雖有業者自國外進口木屑，但木屑價格仍逐步上漲，每公斤新鮮木屑售價較往年已漲5成以上，業界面臨了原料匱乏和生產成本增加之壓力，為使菇類產業永續發展並成為與環境友善的事業，積極開發可供菇類生長之木屑替代介質已是刻不容緩，而替代介質要能容易取得和可以穩定供應才能維持產業的生命，若能善加利用大宗農業廢棄物或其他環保替代介質於菇類栽培，對整體菇類產業之永續經營，及對環境資源之節約與再利用都是相當重要的。
可用之環保替代栽培介質
許多人對菇類產業存在一種誤解，以為種菇一定得砍伐森林破壞水土保持，事實上，不同的菇有不同的介質需求，如Stamets在2000年出版之著作《Growing Gourmet and Medicinal Mushrooms》內所言，洋菇嗜好發酵過的堆肥，草菇則能生長在新鮮或未發酵的植物殘體上，而有些菇類在自然棲物外繁衍更旺盛，如蠔菇類(Oyster mushrooms)原本在闊葉木被發現，但除了針葉木外的穀物秸稈、玉米芯、種子殼、咖啡廢料、甘蔗渣、紙和紙漿的副產品及其他材料都能讓它生長良好；以紙為原料可以使用報紙、紙板和書等，因為紙是由木質纖維素(lignin-cellulose)的纖維製成，可支持大部分以腐木維生的菇類生長；香蕉和咖啡果肉可用來量產金頂側耳、鮑魚菇、粉紅玫瑰菇、蠔菇和肺形側耳，而靈芝在其上亦可生長良好；利用甘蔗渣除可生產蠔菇類外，部分的香菇品系也能以甘蔗殘渣生產，但產量較木頭介質低；豆渣則是適合被快速盤據的介質，從蠔菇類、靈芝到羊肚菌皆適用。
此外，潘氏和陳氏於1992年的著述《食用菌栽培技術圖解》中記載蔗渣尚可用於金針菇、猴頭菇和黑木耳之生產，棉籽殼還可供金針菇、蠔菇、鳳尾菇、草菇等多種菇類生產；廖氏於1988年的著述《平菇滑菇草菇栽培法》內亦記載小麥稈、玉米稈、高粱稈及禾本科雜草可供蠔菇類所用；大葉大學梁志欽教授等人(2011)亦證實鋪地黍、狼尾草、玉米稈和蔗渣可用於金頂側耳，玉米稈和蔗渣可用於秀珍菇，鋪地黍、玉米稈和稻草可用於杏鮑菇，鋪地黍、玉米稈和蔗渣可用於木耳；筆者亦以切短至1公分後的稻草直接應用於太空包機械化製作，以不同秀珍菇菌株做栽培試驗，分別在木屑被稻草取代1/4至1/2時都有不亞於完全以木屑種植所栽培的產量。
而臺灣每年需供應16,500萬包以上太空包的香菇可用之木屑替代介質，據中國學者Lin(2005)之文章記載，其曾以蕨類植物芒萁(Dicranopteris dicnotoma)混合搭配蘆竹(Neyrandia reynaudiana)、蘆葦(Phragmitas communis)、五節芒(Miscanthus floridulus)和象草(Pennisetum purpureum) 這4種禾本科植物做栽培試驗，先將之曬乾和磨粉後以芒萁為主與其他4種植物粉做不同比例調配，再加上麥麩(wheat bran)和石膏粉後製成菌棒，接種後可以一般栽培方法生產香菇，但需要在水分管理上投注更多心力，而且相關敘述中並未提及產量，韋氏於2009年的報導則指出，以象草粉30%、雜木屑50%、麥皮16.6%、石膏粉2%、硫酸鎂0.4%為配方較以純雜木屑栽培的花菇產量更高。
其他還有Murugesan(1995)和Nageswaran(2003)等人以布袋蓮、Ragunathan等人(1996)以椰子殼髓(coir pith)、Basak等人(1996)以黃麻廢棄物、Thomas等人(1998)以可可椰子廢棄物(小葉、果皮、葉柄等)以及Poppe所記載(2004)用白茅(Imperata cylindrical)、滿江紅(Azoola)、豆莢、豆稈、油菜莖、小荳蔻漿(Cardamom pulp)、肉桂葉、柑桔類果皮、亞麻稈(Flax straw)、花生殼、檸檬香茅葉、木薯柄/葉、薄荷莖(萃油後之渣)(Mentha stalks)、紙莎草、胡椒葉、馬鈴薯葉、奎藜、蘆葦、芝麻莖、龍蛇蘭渣、紡織工業廢棄物、蔬菜渣 (苦瓜、荷蘭豆、南瓜、番茄、秋葵等)、空心菜等栽培蠔菇類之研究報告；Fu等人(1997)指出菇類生長和產生子實體是依賴其水解酶和氧化酶轉化纖維素(cellulose)、半纖維素(hemicellulose)和木質素(lignin)等成為可吸收之低分子量營養成分之能力，故含有這類成分的基質在某種程度上均可用來替代木屑。
覃氏等人(2011)亦指出，某些廢棄物或植物因數量太多常會造成環境問題，如中國盛產板栗(栗子，Castanea mollissima)，2009年全中國產量達162萬公噸，主要產區每年都有大量的板栗苞殼需處理，板栗苞殼為栗子外部球形、密披針刺的構造，由木質素、纖維素及半纖維素構成，富含碳、氮及礦物質，但早期都被當作燃料或垃圾處理，對環境造成了一些負擔，自2008年左右始有研究報告推廣其利用於平菇生產，之後還陸續發展至秀珍菇和靈芝等菇類之栽培，這為農業廢棄物找到了出路；在非洲則有布袋蓮堵塞河道和危及生態的情況，Murugesan和Nageswaran等人先後以之種植蠔菇類並認為能加以推廣以緩和它造成的問題；這類方式值得國內借鏡，或能解決燃燒稻草及外來植物(如小花蔓澤蘭、銀合歡等)衍生之環境問題。
環保替代介質利用方法
國內生產菇類主要採半機械化的太空包製作和全機械化的菌瓶製作兩種方式來製作栽培基質，太空包製作須先以機器將所有材料攪拌均勻後自動裝填至塑膠袋中，再以人工套上塑膠環及棉塞，菌瓶製作則是先以機器拌勻所有材料後自動入料至栽培瓶內再自動封蓋，兩種方式在拌料和入料時都有相同的限制，即是所用材料的纖維不得過長，如果以切成供洋菇堆肥製作之稻草或直接使用未處理的稻草作為材料，草料的纖維會在拌料過程中糾結而阻塞機器，故禾本科植物雖然是很普遍的菇類栽培基質，在臺灣卻僅止於堆肥類菇種所用。
在許多國家都有以禾本科植物或其他長纖維類的農業廢棄物來量產菇類，但多是將材料先以巴士德滅菌 (Pasteurization) 處理或其他簡易方式消毒後，再以手工方式裝填至塑膠袋中，許多國外報告中並未提及需要對供試材料進行裁切。可是國內菇類產業長久下來已形成固定的產業鏈，對於機器化操作模式有較高依賴程度，而且國內太空包較小，以分散病害管理風險和方便堆疊，如改以人工裝填，必會大幅增加生產的人力和時間成本，因而侷限了木屑以外基質在栽培上的應用。
以禾本科植物或其他長纖維類的農業廢棄物為例，要在國內應用勢必得設法令纖維不會互相糾結，否則無法機械化，在中國大陸是將其磨成粉充當輔料使用，但磨粉所需成本較為昂貴，農試所在2009年首次以機器將稻草切割至長度僅約1公分，已可解決拌料時纖維糾結的問題，成功利用太空包壓包機將稻草與其他材料混合裝填入塑膠袋中，這意味使用具長纖維的農業廢棄物不再是自動化菇類栽培系統的禁忌，只要有合理的前處理皆可應用於製包或裝瓶。
材料的硬度是以替代介質在太空包系統應用上另一需要克服之處，如同使用木屑一般，太大的木屑顆粒容易刺破太空包，若是以棕櫚科植物、香蕉葉、香蕉假莖、花生殼等堅硬的植物殘體做為介質，必須先將其粉碎成目前使用的木屑顆粒一般大小，才不會在裝填太空包時刺穿太空包。
使用木屑以外材料進行菇類栽培，Liang等人(2011)認為有不需發酵、可降低成本、提高產能和減少農業廢棄物的優點，但也認為仍缺乏適合的大型機器加以粉碎替代介質和可能需要足夠的儲存空間，然而目前已有大型機具可對各種農業廢棄物做不同程度的粉碎或切段，而一旦替代性介質正式做為產業級使用時，為了讓介質容易吸水，讓其與木屑一樣做適當的堆積也是必然的，並不須為其籌措倉儲空間，且其是用來取代木屑，製包場內木屑堆積量勢必會減少，一來一往之間其實空間需求量不見得會增加太多。
以農試所利用稻草作為替代介質製作太空包為例，乾稻草本身含水量約在11%，介質本身的吸水能力不是很好，初次嘗試時因為稻草本身吸水能力不足，為補足整體基質含水量到65%，添加的大量水分被米糠、粉頭等輔料吸收，輔料大量吸水後成黏稠糊狀，壓成包後部份太空包稍微靜置後還會從包內滲水出來，其餘太空包則因輔料黏稠而大為降低了基質透氣性，導致菌絲生長受阻甚至死亡，之後調整製作方法，增加稻草先行浸泡吸水的步驟始修正此錯誤。
替代介質不只是稻草吸水能力不好，其實包含國內習慣使用的木屑在內，植物的體組織都含有疏水構造(細胞壁、角質或臘)，這些成分僅有構成方式或是數量上的差異，所以傳統上木屑會建議先弄濕再堆積至少2-3天讓水分吸入再使用，若新鮮木屑還不能如此快就適合使用的話則會將之堆積數週或數月，而製作洋菇堆肥時也會將稻草先做假堆使其軟化較易吸水；故使用替代介質時，即使已將之打碎成木屑一般也要特別注意它的吸水能力，材質堅硬者建議比照木屑堆積數週或數月，草類的建議可先泡軟(假堆，如切碎後是以麻布袋收集可直接整袋丟入水中吸水)，瀝掉多餘水分後和整體配方一起計算含水量再使用。
未來展望
事實上，早已有業者利用棉籽殼、玉米稈、玉米芯等替代木屑；此外，雖然國外不乏報導指出蔗渣是非常有效益的菇類栽培介質，但是臺灣早已不是蔗糖生產大國，台糖公司目前僅剩虎尾糖廠和善化糖廠每年生產一兩次蔗糖，所產出蔗渣除製成有機肥供其有機農業生產部門使用外，尚有供應畜牧業做飼料用和供一般農戶施肥用，故台糖生產之蔗渣雖好但是否足以穩定供給用做菇類栽培是存疑的，如欲用蔗渣恐仍須自外國進口，或自全台各地販售甘蔗汁的攤販收集累積，且還需額外烘乾和粉碎處理，這樣不免又是額外成本的增加。
檢視臺灣農作物品項，目前國內有相當大量的水稻種植，每年產生的稻草幾乎都超過140萬噸，但再利用的量卻相當少，臺灣生產的洋菇、草菇、杏鮑菇、秀珍菇、蠔菇、金頂側耳、鮑魚菇等都是可純粹用稻草栽培的菇類，雖然除洋菇和草菇外的菇種大都受限於自動化機械設備而以木屑種植多年，但實驗證明只要有適當的前處理，稻草是可以使用在自動化機械設備中取代木屑的，以秀珍菇為例，每使用1噸稻草即可取代2噸木屑，若政府有適當的獎勵研發，相信稻草及其他禾本科植物或是一些廢棄物都會是相當良好的木屑替代介質。
許多國家都極力在發展菇類產業，主要因為菇類除了具有豐富之食藥用價值外，更可以利用農業廢棄物進行栽培，生產原料可以用較低價或甚至免費取得，也可回收農業廢棄物再利用減少環境污染。許多國家政府紛紛設立專屬研究機構以扶植菇類產業升級和進攻外國市場，像日本、韓國甚至是中國大陸皆有相當的媒合促使其工業化、自動化，臺灣在此方面則較為欠缺；但相信在政府的引領和產業的自我提升交互作用下，規模化地收取農業廢棄物再製成適於機械化製包、製瓶的木屑替代介質，應是指日可待，而藉由替代介質的產業化升級利用，國內菇類產業競爭力應該可以在不久的未來趕上先進國家的腳步，替代介質的開發利用不單能讓國內的菇類產業生產成本下降，對於農業資源再生和環保更是具有無可比擬的助益。