吳今姬 宋衛(wèi)東王明友 丁天航 王教領(lǐng)
(農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所,江蘇南京210014)
雙孢蘑菇(Agaricus bisporus)又稱白蘑菇,具有“世界之菇”的稱號,在世界各地廣泛栽培與銷售。由于雙孢蘑菇含有包括蛋白質(zhì)、纖維素、鈣、鐵等豐富的營養(yǎng)成分,食用雙孢蘑菇具有降低血壓、抑制腫瘤細(xì)胞等藥用功效,因而受到廣大消費者的青睞。
雙孢蘑菇的人工栽培最早起源于法國,經(jīng)歷了300多年的發(fā)展,實現(xiàn)了從純手工栽培到現(xiàn)代自動化、工廠化栽培,不斷發(fā)展的栽培技術(shù)促進(jìn)了雙孢蘑菇高質(zhì)量與高產(chǎn)量。在雙孢蘑菇栽培中菌種生產(chǎn)是首道工序,也是影響雙孢蘑菇質(zhì)量與產(chǎn)量的關(guān)鍵因素之一,菌種生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展不斷推動著雙孢蘑菇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
最初于1707年法國人對雙孢蘑菇菌種的認(rèn)識開始,學(xué)者們就不斷對雙孢蘑菇菌種進(jìn)行探索研究,到1902年Dugger用雙孢蘑菇組織培育菌種獲得成功便開啟了科學(xué)種菇階段。19世紀(jì)初雙孢蘑菇栽培技術(shù)逐漸從法國傳到了英國、荷蘭乃至全世界,從此開啟了栽培雙孢蘑菇熱潮。到1932年Sinden發(fā)明了谷粒菌種的制作技術(shù),1962年Stoller介紹了麥粒菌種的制作方法,之后麥粒菌種就被廣泛應(yīng)用至今[1-4]。
傳統(tǒng)的雙孢蘑菇麥粒菌種小規(guī)模生產(chǎn)主要經(jīng)過混料、分裝、滅菌冷卻、接種、培養(yǎng)等步驟,且每個步驟都在不同設(shè)備中完成,從而增加了菌種感染幾率,且需要大量的人工,設(shè)備投資及維護(hù)工作量也相當(dāng)大。經(jīng)過長時間的發(fā)展,目前歐美雙孢蘑菇工廠化栽培技術(shù)已形成了成熟的專業(yè)化分工,即制作菌種、堆肥及覆土均有專門生產(chǎn)公司,最終由出菇農(nóng)場管理出菇。全球先進(jìn)的菌種公司,如施兒豐(Sylvan)公司,采用先進(jìn)的制作技術(shù)及生產(chǎn)設(shè)備,同時運用嚴(yán)格的質(zhì)量控制工藝,保證菌種的高品質(zhì)、高產(chǎn)量的生產(chǎn)。
專業(yè)化的菌種公司打破傳統(tǒng)麥粒菌種生產(chǎn)弊端,采用先進(jìn)的專業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備,包括液體菌種培養(yǎng)罐、多功能混合器、凈化空氣系統(tǒng)等一系列成套設(shè)備,每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都是連貫執(zhí)行,不僅自動化程度高,減少感染幾率,很大程度上提高制種效率和菌種品質(zhì)。當(dāng)麥粒浸泡、蒸煮、滅菌、冷卻、接種后,將通過自動灌裝系統(tǒng)直接裝入專用菌種袋中,并發(fā)菌與銷售,專用菌種袋如圖1所示。
該菌種袋上設(shè)有專用透氣孔,在有效阻斷外部細(xì)菌進(jìn)入的同時,為菌袋內(nèi)部菌種提供充足的氧氣,透氣孔可以根據(jù)需求設(shè)置1~4個均可。該菌種袋的應(yīng)用不僅提高栽培菌種的質(zhì)量,且具有節(jié)省成本,灌裝、取種和運輸方便等優(yōu)點。
國內(nèi)雙孢蘑菇的栽培始于19世紀(jì)末20世紀(jì)初,當(dāng)時雙孢蘑菇栽培規(guī)模小,產(chǎn)量也很少,而真正開始大規(guī)模栽培雙孢蘑菇是從1950年以后。起初,床架式栽培在雙孢蘑菇生產(chǎn)中推廣使用,到1966年開始進(jìn)行規(guī)模栽培和批量加工,但依舊采用傳統(tǒng)栽培方式。隨后不斷引進(jìn)優(yōu)質(zhì)菌株、培養(yǎng)料一次發(fā)酵、二次發(fā)酵技術(shù)及菇房環(huán)境控制系統(tǒng)等歐美先進(jìn)技術(shù),加上我國食用菌研究機(jī)構(gòu)與相關(guān)企業(yè)的自主研發(fā)能力的提高,我國雙孢蘑菇單產(chǎn)逐漸提高,產(chǎn)量不斷增長,從20世紀(jì)70年代的3萬t產(chǎn)量提高至2016年的250萬t年產(chǎn)量,成為世界最大的雙孢蘑菇出口國,約占全世界產(chǎn)量的70%[5]。
圖1 菌種公司專用麥粒種菌袋
圖2 國外菌種公司生產(chǎn)的麥粒菌種
圖3 傳統(tǒng)瓶裝麥粒菌種
圖4 菌袋與套蓋
圖5 我國袋裝麥粒菌種
國內(nèi)雙孢蘑菇菌種制種用培養(yǎng)料主要分為糞草和谷粒(主要為麥粒)兩種,其中麥粒菌種具有制作方便、菌種活性高、發(fā)菌快、出菇早、單產(chǎn)高及經(jīng)濟(jì)效益高等特點,逐漸擴(kuò)大其在菌種生產(chǎn)過程中的應(yīng)用。但由于國內(nèi)缺乏具有權(quán)威性、專業(yè)化的大菌種生產(chǎn)公司,大部分栽培種由小作坊或農(nóng)戶自行制作麥粒菌種,生產(chǎn)過程中很難實現(xiàn)無菌環(huán)境,感染幾率較高,且生產(chǎn)成本高,無法充分體現(xiàn)麥粒菌種的優(yōu)勢。
農(nóng)戶制作麥粒菌種的傳統(tǒng)技術(shù)主要經(jīng)過以下過程:先選取顆粒飽滿且質(zhì)量較好的麥粒,浸泡20 h左右使麥粒吸飽水分,然后轉(zhuǎn)入沸水煮30 min至麥粒熟透無白心;煮好的麥粒攤開放涼,加入石膏和輕質(zhì)碳酸鈣拌勻、裝瓶(或裝袋),并進(jìn)行高壓滅菌;冷卻后轉(zhuǎn)入接種室,在無菌環(huán)境下接種。麥粒菌種裝袋后需保證迅速封口,否則容易感染雜菌,同時要保證通氣,否則導(dǎo)致袋口積水,生活力嚴(yán)重減弱,也容易被感染。
國內(nèi)傳統(tǒng)麥粒菌種制作技術(shù)采用玻璃瓶(圖3)灌裝麥粒,并用棉花塞入其瓶口,但因其具有生產(chǎn)成本高、質(zhì)量大、回收利用不方便等缺點,而逐漸被專用菌袋所替代,也促使我國分散型麥粒菌種生產(chǎn)的發(fā)展。菌種袋(圖4)采用耐高溫耐高壓的聚丙烯材質(zhì),規(guī)格多樣,袋口配合套環(huán)及套蓋進(jìn)行密封,套蓋設(shè)有通氣孔及海綿,保證通氣的同時防止雜菌進(jìn)入。菌種袋的應(yīng)用不僅易灌裝及接種,使取種及回收更加方便,且促進(jìn)了麥粒菌種機(jī)械化生產(chǎn),開發(fā)出自動灌裝機(jī)械等。
雖然該菌種袋具有一系列優(yōu)點,但也表現(xiàn)出某些弊端。首先,灌裝麥粒后需手動將套環(huán)套入菌袋口,并套上蓋子。同樣,等發(fā)菌結(jié)束后,還需手工將套蓋及套環(huán)取下,工作效率極低,嚴(yán)重制約麥粒菌種在食用菌產(chǎn)業(yè)中的擴(kuò)展應(yīng)用。
隨著消費者對食用菌的需求日益增大,食用菌工廠化栽培技術(shù)得到了快速發(fā)展,我國食用菌工廠化栽培行業(yè)也不斷擴(kuò)大。前幾年,很多國內(nèi)工廠紛紛引進(jìn)國外先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備及流水線,以期達(dá)到國外高品質(zhì)高產(chǎn)的目的,但由于種種原因,大多數(shù)工廠倒閉或廢棄高額引進(jìn)的自動化設(shè)備。雙孢蘑菇栽培中典型的值得思考的一個問題是,采用同樣的工廠化栽培設(shè)施及環(huán)境控制系統(tǒng),為什么國外雙孢蘑菇單產(chǎn)可達(dá)到30~40 kg,而國內(nèi)較高的單產(chǎn)量也只有18~25 kg。其中雖有諸多因素,但高品質(zhì)菌種生產(chǎn)尤為關(guān)鍵,也是我國雙孢蘑菇生產(chǎn)目前未能達(dá)到發(fā)達(dá)國家水平的一個重要因素。如上所述,先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)生產(chǎn)的麥粒菌種顆粒分散、被菌絲完整覆蓋,而我國生產(chǎn)的麥粒菌種多成塊狀,每個顆粒發(fā)菌程度不完全,且需打散后用于播種,也是影響我國雙孢蘑菇產(chǎn)量的重要因素。為此我國食用菌栽培不僅需要引進(jìn)國外先進(jìn)設(shè)備,更要學(xué)習(xí)先進(jìn)的栽培技術(shù)、生產(chǎn)工藝以及嚴(yán)格的質(zhì)量控制方法,從根本改善我國生產(chǎn)菌種及栽培管理技術(shù)。
在雙孢蘑菇栽培中,麥粒菌種具有種種優(yōu)勢,為充分發(fā)揮麥粒菌種的優(yōu)勢,從以下幾個問題進(jìn)行考慮:
一是學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的菌種生產(chǎn)工藝
采用國外先進(jìn)菌種公司專業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)生產(chǎn)的麥粒菌種呈現(xiàn)接種均勻的特點,且發(fā)菌好的麥粒菌種呈顆粒分散狀,機(jī)械化上料時人工劃破菌袋,菌種可自動散落。而與此相比,國內(nèi)麥粒菌種多成團(tuán)狀,相互黏連結(jié)塊,播種前必須經(jīng)過打散步驟充分打散。因此,迫切需要學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的麥粒菌種制種技術(shù)及生產(chǎn)管理技術(shù),提高我國麥粒菌種品質(zhì),進(jìn)一步提高我國雙孢蘑菇質(zhì)量與產(chǎn)量。
二是研究開發(fā)麥粒菌種自動化破袋打散裝備
針對我國麥粒菌包,目前國內(nèi)市面上缺乏自動化菌種打散設(shè)備,加上菌種制作質(zhì)量上的差異,嚴(yán)重制約著麥粒菌種的廣泛引用。因此,根據(jù)我國麥粒菌種生產(chǎn)工藝及發(fā)展現(xiàn)狀,迫切需要研究開發(fā)具有自動取蓋、破袋并打散的設(shè)備,便于農(nóng)戶及工廠優(yōu)選和應(yīng)用麥粒菌種,充分發(fā)揮麥粒菌種的栽培優(yōu)勢,促進(jìn)我國麥粒菌種應(yīng)用發(fā)展。