王明友，宋衛(wèi)東，王帥洋，周德歡，王教領，丁天航

(1.農業(yè)農村部南京農業(yè)機械化研究揚，南京市，210014；2.南京航空航天大學機電學院，南京市，210016)

0 引言

我國是世界上最早栽培黑木耳的國家，人工栽培歷史已有1 300多年[1]。近年來，隨著國家扶貧政策的持續(xù)推進，全國72%的國家級貧困縣(420個縣)將食用菌作為地方扶貧的農業(yè)主產業(yè)進行重點支持[2]。特別是十九大之后，各地方政府將發(fā)展有中國特色的珍稀食用菌作為脫貧攻堅的主導產業(yè)[3]，造成短時間內涌現出一批規(guī)?；男屡d食用菌產區(qū)，促使我國食用菌產業(yè)躍升為繼糧食、油料、果樹、蔬菜之后的第五大類作物[4-5]。據中國食用菌協(xié)會統(tǒng)計，2019年中國食用菌總產量達39 338.7 kt(不含西藏、寧夏、青海、海南和港澳臺等地區(qū))，同比增長3.8%，其中香菇、黑木耳、平菇、金針菇、雙孢蘑菇5種菇的產量占我國食用菌總產量的70%以上。其中香菇產量為11 159.4 kt，占總產量的28.37%；黑木耳產量7 018.1 kt，占比17.84%；平菇產量6 864.7 kt，占比17.45%；金針菇產量2 589.6 kt，占比6.58%；雙孢蘑菇產量2 313.5 kt，占比5.88%；其他(品種)產量9 393.4 kt，占比23.88%。

隨著黑木耳栽培技術的不斷革新與生產裝備的日益完善，黑木耳作為我國傳統(tǒng)特色的木腐菌袋栽品種，已基本實現了從基質制備、裝袋、接種、滅菌到出菇等環(huán)節(jié)的規(guī)范化機械作業(yè)[6]。但隨著黑木耳栽培規(guī)模的不斷擴大，生產中原材料價格上漲、用工量大、輕簡化設備缺乏等難題在全國產區(qū)內都不同程度存在。因此，本文針對我國黑木耳產業(yè)生產現狀，從產業(yè)模式、產地分布及生產技術等方面出發(fā)，對我國黑木耳產業(yè)發(fā)展中的輕簡化生產技術進行全面性、綜合性分析，以期為我國黑木耳產業(yè)高質量發(fā)展提供參考。

1 我國黑木耳產業(yè)模式

按收獲季節(jié)的不同，黑木耳可分為春耳、伏耳和秋耳3種，栽培模式主要分為層架式、畦栽式、吊袋式、長棒斜靠式。根據各地的氣候條件、土地資源條件，各地技術人員發(fā)展了獨具特色的生產技術。如東北地區(qū)天氣寒冷，冬季漫長，當地菇農利用采收后的菌包繼續(xù)出耳，發(fā)展出了獨居地方特色的凍菌[7]、二次刺孔、冷棚掛袋[8]以及袋頂出耳[9]等先進的越冬管理技術。廣西東北部充分利用冬季田地閑置期，采用稻—稻—木耳輪作栽培模式，增加了農民的收入[10]。廣西融水地區(qū)發(fā)展出了獨特的黑木耳仿野生栽培技術[11]。浙江龍泉市“耳—稻”輪作模式[12]在確保水稻穩(wěn)定生產的同時，提高了黑木耳產業(yè)，實現了耳稻雙豐收。

隨著國家扶貧政策的持續(xù)推進，黑木耳作為脫貧地區(qū)的主導產業(yè)，迎來了快速發(fā)展，也造成了老產區(qū)與新興產區(qū)在市場中的競爭愈發(fā)激烈，迫使黑木耳產業(yè)向規(guī)?；夯l(fā)展，一批規(guī)模大、自動化程度高、技術先進、產銷能力強的黑木耳企業(yè)成為當地的領軍企業(yè)。同時，伴隨生產設備智能集成化水平的提升，黑木耳生產模式由家庭生產向專業(yè)公司生產轉變，生產方式由粗放型向集約型轉變。目前，我國黑木耳生產形式主要分為傳統(tǒng)農戶生產模式、“公司+基地+農戶”這兩種發(fā)展模式。雖然老產區(qū)內也建設了規(guī)模化的制棒廠和規(guī)范化的栽培管理模式，但傳統(tǒng)農戶生產模式仍占據主要地位。原因是老產區(qū)的農民栽培時間長，對栽培料制備、生長條件控制都較為了解，單家單戶栽培黑木耳仍處于盈利狀態(tài)。新興黑木耳產區(qū)因當地農民無相關栽培技術，當地想發(fā)展黑木耳產業(yè)必須采用“公司+基地+農戶”生產模式。由專業(yè)化公司負責菌種制備、菌棒生產；基地負責黑木耳生長；農戶輔助黑木耳生產全過程。這種發(fā)展模式實現了家庭經營向適度規(guī)模經營的轉變，提高了產品質量與生產效率。專業(yè)化、規(guī)?；⒒鼗蜆藴驶陌l(fā)展模式必將成為黑木耳產業(yè)融入市場經濟的唯一選擇。特別是專業(yè)化公司的迅猛發(fā)展，極大地提高了菌農的組織化程度和抵御市場風險的能力。

2 我國黑木耳產地分布

全球黑木耳多集中于亞太地區(qū)的中國、日本、韓國、越南等地。我國地處北溫帶，氣候溫和、雨量充足，是世界黑木耳主產區(qū)，黑木耳產量和出口量均居世界首位，約占世界黑木耳產量和出口量的95%以上。我國黑木耳種植區(qū)域廣泛，大部分地區(qū)都有種植，其種植地區(qū)主要集中在東北及中東部地區(qū)，2018年產量排前5位的分別是黑龍江、吉林、福建、陜西、浙江。其中，黑龍江省產量315 kt，占全國總產量的46.7%，近5年一直保持全國第一；吉林省產量為161 kt，占全國總產量的23.9%；福建省產量為64 kt，占全國總產量的9.4%；陜西省產量為26 kt，占全國總產量的3.9%；浙江省產量為21 kt，占全國總產量的3.1%。其他省份總產量占比13%，如表1揚示。

表1 我國黑木耳產量占比Tab.1 Proportion of Auricularia auricula production in China

我國東北三省擁有獨一無二的自然資源和氣候優(yōu)勢，可為黑木耳栽培提供豐富的原材料與生長條件，是全國黑木耳優(yōu)勢產區(qū)和主產區(qū)。近年來，東北三省探索出的“黑木耳集中催芽技術”“黑木耳小口出耳技術”“秸稈類廢棄物替代技術”及“吊袋栽培模式”等先進技術與模式帶動了全國范圍內黑木耳產業(yè)的高質發(fā)展，不僅顯著提高了栽培產量和產品質量，還大幅縮短了栽培生產周期，走出了一條既保護生態(tài)又促進農民增收的新模式。

我國中西部和西南地區(qū)的黑木耳產業(yè)得益于國家扶貧政策的推動，吸引轉移了一些沿海產區(qū)的投資和從業(yè)者，產業(yè)規(guī)模增速較為明顯；而我國原有的優(yōu)勢主產區(qū)如浙江、福建等沿海地區(qū)的產量都有顯著下降，這歸咎于當地黑木耳產業(yè)發(fā)展揚需的自然資源與勞動力資源受限，且地方政府的產業(yè)政策已由過去的大力扶持轉為現在的市場化管理，農民從事黑木耳產業(yè)的收入降低，影響其積極性。

3 我國黑木耳機械化生產技術

我國黑木耳生產技術過程大致可分為基質制備、裝袋、滅菌、接種、發(fā)菌、出菇6個階段?；|主要為黑木耳生長提供充足的碳源、氮源，且不含揮發(fā)性油脂以及其他有害物質。在制備過程中，為保證后期出耳質量，培養(yǎng)料需一定的純凈度，且新鮮、干燥、無霉變。隨著我國森林保護工程的實施，菌林矛盾凸顯，天然木制資源的獲取成本提高，全國各地的食用菌研究者轉向了黑木耳木屑資源替代物的研究。河南駐馬店魏銀初等[13]充分利用當地的資源環(huán)境、將玉米秸稈加入黑木耳菌棒的培養(yǎng)料配方，大大減小了對木制資源的使用。新疆地區(qū)賈培松等[14]利用棉籽殼進行黑木耳基質配料，替代了80%木屑的使用。浙江省淳安縣余建民等[15]利用農村廢棄物桃、梨樹枝等原料栽培黑木耳，效果顯著。廣西是全國重要的桑蟬養(yǎng)殖中心和制糖基地，桑枝稈和甘蔗渣在廣西本地資源豐富。廣西百色歐娜等[16]因地制宜，采用桑枝屑、雜木屑、甘蔗渣、玉米芯、棉籽殼、麩皮、玉米粉、黃豆粉、葡萄糖、石膏等作為黑木耳基質的主要原料。

制備后的基質采用厚度為0.035 cm聚乙烯或聚丙烯菌袋進行裝料。北方地區(qū)以17 cm×33 cm短菌袋為主進行生產，以地擺或棚室掛袋栽培；南方地區(qū)以15 cm×55 cm長菌袋進行生產，以地擺斜靠栽培[17]。裝袋時要求培養(yǎng)料與塑料袋不留空隙，松緊程度上下均勻，以防止后期出現“菌袋分離”現象，導致在出耳時“憋芽”，影響黑木耳產量。在裝袋時間選擇方面，由于各地海拔、氣候條件的不同，具體裝袋時間有很大差別，但是一般選擇在菌棒下地栽培前1～2個月。隨著黑木耳菌袋的標準化生產，機械化裝袋、窩口技術的研究應用，黑木耳制棒已實現自動化生產。王明友等[18]研發(fā)的適應黑木耳菌袋裝料窩口插棒一體機已實現了菌袋的裝料、窩口、插棒的機械化制棒(圖1)，并在黑木耳菌棒工廠化生產中進行了應用[19]。近年來，由于環(huán)保壓力等影響因素，菌袋的生產有進一步集中的趨勢，制棒工廠的菌袋多采用異地購買的形式。

圖1 菌棒裝料窩口插棒一體機Fig.1 Bagging,socket forming and rod insertion integrated machine

裝料后的菌袋要盡快進行滅菌，使其將培養(yǎng)料中的雜菌及其孢子殺死，防止雜菌感染。滅菌的主要方式包括常壓滅菌和高壓滅菌。常壓滅菌時，一般情況下滅菌鍋需要在100℃保持10～12 h。徐壽海[20]研發(fā)的脈動真空高壓蒸汽滅菌設備高壓滅菌(圖2)是在溫度達到121℃～125℃左右進行的滅菌處理，處理時間在1.5～2 h左右；同時，根據各地海拔高度及培養(yǎng)料成分的不同，滅菌方式和時間有細微差別。例如西藏林芝地區(qū)平均海拔在3 100 m以上，水沸騰時溫度僅為92℃，平原地區(qū)的滅菌方式在當地可能會出現滅菌不徹底，后期雜菌感染的現象。

圖2 食用菌高壓滅菌器Fig.2 Edible mushroom autoclave

滅菌后的菌棒需要在無菌環(huán)境下進行接種，接種完成即可進入發(fā)菌階段。目前黑木耳的接種方式以固態(tài)接種為主，液態(tài)接種尚未廣泛應用。在固態(tài)接種中，接種工序較多，成本較高，但是在出現小部分雜菌感染時，固態(tài)菌種不容易全部廢棄，適合目前較為粗放式的生產方式。陳書法等設計的液體菌種自動接種機(圖3)與固態(tài)菌種相比，發(fā)菌較快，成本低，菌齡一致，但是對工作人員及工作環(huán)境要求較高，如北京市密云區(qū)采用空氣凈化無菌接種與一般液體菌種配合使用，效果明顯。

圖3 黑木耳液體接種機Fig.3 Auricularia auricula of liquid inoculation machine

在接種發(fā)菌過程中，除接種方式和發(fā)菌管理外，菌種的特性在黑木耳產業(yè)中起到決定性作用。東北地區(qū)的黑木耳產業(yè)興旺，很大部分原因就在于菌種具有優(yōu)良的特性。

因此，隨著“北耳南擴”的趨勢進一步加強，全國各地都在嘗試從東北地區(qū)引入黑木耳菌種，如陜西柞水縣2018—2020年先后引進了黑威單片等9個品種，新疆阿克蘇地區(qū)全部引入外地品種，尚無開展本地品種研究，浙江龍泉市經過對引入黑木耳品種的比較試驗，優(yōu)選出一批適合本地氣候的高產菌種[21]。

在引入外地優(yōu)良品種的同時，從當地野生黑木耳中培養(yǎng)出黑木耳良種也是趨勢之一，如云南省保山地區(qū)從高原山區(qū)先后馴化出適合當地氣候條件的“高原云耳2號”[22]“高原云耳3號”[23]。

出耳前，還需進行菌棒刺孔工作。菌棒刺孔方式主要分為“X、O、L”形開口方式，目前已全部實現機械化。刺孔催耳后，菌棒要進行下地出耳管理。

4 存在的問題

4.1 產業(yè)規(guī)模偏小，專業(yè)化生產不明確

全國黑木耳總體規(guī)模與產量有揚擴大，但規(guī)?；a地偏小且分散。黑木耳作為我國菌類第二大品種，2019年度產量達7 018.1 kt，同比增長了4.1%，已超過全國食用菌產量的增長速度。但從產業(yè)分工來看，家庭式的“一家一戶”作坊式的生產方式較普遍，尤其是在東北地區(qū)的主產區(qū)，耳農根據自己多年的栽培經驗生產菌包。這特別容易導致菌包生產效率低、雜菌污染嚴重，后期的發(fā)菌、出耳管理也多依靠自然環(huán)境進行生產，導致菌包出耳率低、土地利用率低。

4.2 生產水平不高，技術力量薄弱

黑木耳菌種研發(fā)企業(yè)少、菌種質量良莠不齊等現象較為嚴重。市面上的主栽品種與技術仍以東北地區(qū)的黑木耳栽培模式為主，本地域專業(yè)技術人員嚴重短缺，技術服務跟不上產業(yè)發(fā)展規(guī)模。新技術示范推廣進程緩慢，標準化生產水平總體不高，生產過程中的設施、水電路、烘干及清潔化晾曬等基礎設施配套不完善等問題仍然較大。

4.3 機械化、設施化裝備應用不高

全國黑木耳產區(qū)仍多處于小規(guī)模、分散化的經營栽培模式階段，機械化、設施化水平不高，耳農對更新設施設備和加大投入的意愿不強；同時，因栽培模式的不同，現有黑木耳生產機械種類少，無法對不同產區(qū)、不同模式匹配相適應的機械設施，導致機械化采收仍以手工為主。

5 我國黑木耳生產技術展望

當前，我國城鎮(zhèn)化進程的加快和農村剩余勞動力就業(yè)途徑的快速轉移，以勞動密集型為特點的食用菌生產，受到了勞動力成本上升和市場價格下壓的雙重壓力，對生產中的良種良法、輕簡化裝備、環(huán)境控制等生產要素都提出了更高的要求?，F階段，黑木耳栽培技術的革新大都以自然氣候為基礎的輔助調控措施，生產設施和技術方法的應用受氣候影響較大。同時，各項栽培技術和生產設備都強調對栽培區(qū)域氣候指標的監(jiān)測，人為分析和干預較多，變相增加了菇農強度和用工費用，這也是限制革新技術和新設備推廣應用的主要原因。

5.1 推廣輕簡化的高效栽培技術

隨著我國“北耳南擴”趨勢的日益加大，全國各地的新興產區(qū)應因地制宜，根據地域資源與氣候條件，構建適合當地氣候特征的黑木耳栽培模式。傳統(tǒng)產區(qū)的黑木耳生產需進一步探究適合家庭生產的輕簡化栽培技術，發(fā)展高品質產品，并形成適合一家一戶分散種植的生產規(guī)模、栽培模式、管理模式，進一步提升市場競爭力；新興產區(qū)黑木耳生產應加快集約化發(fā)展，如專業(yè)化制棒廠、標準化出菇、規(guī)范化技術團隊等，建立“菌棒集中生產+分散出菇管理”的統(tǒng)分結合新型集約化生產模式，整合利用全國范圍內的技術資源，降低生產風險，提升產業(yè)效率，達到生產良種化、作業(yè)標準化、模式高效化、資源節(jié)約化的黑木耳輕簡化栽培技術，促進農民增收致富，企業(yè)提質增效。

5.2 建設標準化的配套設施

黑木耳生長對配套設施有特殊要求，尤其是棚栽吊袋模式對溫度、濕度、氧氣、光線等環(huán)境因子非常敏感。露地栽培的黑木耳還受陽光、雨水、泥沙等影響。因此，黑木耳生產中的非標設施需向專用化、輕簡化、標準化配套設施轉型。北方露地栽培的黑木耳應向規(guī)范化的田間土地整理、覆膜發(fā)展；北方立體栽培的黑木耳向標準化設施大棚發(fā)展；南方在借鑒北方栽培模式的基礎上，應結合當地高溫、多雨等氣候條件，重點發(fā)展黑木耳生產專用的配套設施，尤其是在黑木耳養(yǎng)菌和出菇階段，需配備降溫、通風等裝備。

5.3 研發(fā)專業(yè)化的生產裝備

當前，應理順不同產區(qū)黑木耳產業(yè)優(yōu)勢、栽培模式和生產規(guī)模的發(fā)展趨勢，優(yōu)化升級現有生產工序中的拌料、裝袋、滅菌、接種、環(huán)控等黑木耳生產裝備，重點開發(fā)出黑木耳生產中用工量較大的采收技術裝備，逐步提升黑木耳全過程生產的機械化水平。

菌棒生產裝備方面，研究形成支撐菌棒從制料到養(yǎng)菌的成套技術實施設備，包括栽培料制備設備、攪拌設備、制棒設備、滅菌設備、接種設備、養(yǎng)菌設施和菌棒發(fā)菌環(huán)境控制設備等。建立起標準化的菌棒生產、培養(yǎng)和配送的技術規(guī)程，形成較為完善的菌棒規(guī)范化生產技術、高效滅菌技術及接種和養(yǎng)菌技術。

滅菌作為菌棒制作的關鍵工藝，目前依然存在土蒸滅菌設施和磚砌結構的滅菌灶，易造成滅菌密封性不到位等問題，給后續(xù)生產帶來污染隱患。因此，研發(fā)高效滅菌設備，降低菌棒滅菌成本，同時解決現有滅菌時間存在的精準度差、通氣不流暢、升溫速度慢等問題。

菌棒接種裝備方面，針對菌棒手工接種效率低、污染風險大等問題，研發(fā)與現有的固體、液體菌種相適應的自動化接種設備，重點突破菌棒接種后的塞棉環(huán)節(jié)，使其實現作業(yè)過程的機械化作業(yè)。