低溫型草腐菌荷葉離褶傘工廠化培育關鍵技術研究

孫翠杰 連俊文

摘要：指出了荷葉離褶傘是大興安嶺林區(qū)名貴藥食用菌，是典型低溫性草腐菌，其工廠化原生態(tài)培育是林區(qū)生態(tài)保護和經濟轉型的重要參考項目，對低溫型草腐菌荷葉離褶傘工廠化培育關鍵技術系統(tǒng)研究是現(xiàn)代食用菌產業(yè)的發(fā)展趨勢，也是低碳循環(huán)經濟和高效立體培育技術的重要環(huán)節(jié)。

關鍵詞：荷葉離褶傘;工廠化培育;技術研究

中圖分類號：F326. 13

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）04-0101-04

1 荷葉離褶傘工廠化培育國內外研究進展

1.1 國內研究進展

荷葉離褶傘是國內外科技界競相研究的珍貴野生食用菌新品種，具有藥食兩用價值。云南農業(yè)大學食用菌研究所李林玉、李榮春等發(fā)表了“荷葉離褶傘菌絲營養(yǎng)條件的初步研究”，但是沒有形成工廠化培育和野外林下大面積培育;甘肅省科技廳星火計劃項目（ 5QS（）47- A81- 026 - 09）、河西學院資助項目（2003 - 03）魏生龍等的“荷葉離褶傘分離馴化研究”試驗表明，PDA培養(yǎng)基和金露梅葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基適宜對荷葉離褶傘進行組織分離和孢子分離，孢子分離獲得的菌種之生長速度顯著快于組織分離獲得的菌種。河西學院生命科學與工程系王曉琴等“荷葉離褶傘多糖的提取工藝及其抑菌作用的研究”;上海豐科生物科技股份有限公司企業(yè)技術中心、上海市農業(yè)科學院食用菌研究所程繼紅等“荷葉離褶傘工廠化栽培”;王曉琴等“荷葉離褶傘多糖的提取工藝及其抑菌作用的研究”;科技部農業(yè)科技成果轉化基金（No. GB2008G10019河西學院食用菌研究所席亞麗等“荷葉離褶傘搖瓶發(fā)酵條件研究”;“荷葉離褶傘子實體、菌絲體和發(fā)酵液營養(yǎng)成分比較分析”。呼倫貝爾市喜桂圖生物資源開發(fā)有限公司完成了內蒙古大興安嶺野生珍貴食用菌荷葉離褶傘人工馴化培育科研課題（科學技術成果鑒定證書為NXLKJ鑒字[2011]第001號），整體研究成果達到國內領先水平，取得“荷葉離褶傘人工種植”國家發(fā)明專利。完成國家和自治區(qū)科技成果推廣基金項目多項?，F(xiàn)在能夠達到年生產約300kg/m²鮮蘑，實現(xiàn)了較高的立體高效工廠化培育.該項目在地區(qū)生態(tài)建設和產業(yè)轉型中具有很大影響，是500 g樹葉和野草（包括農業(yè)作物秸稈）轉化為500 g高檔蘑菇的生態(tài)產業(yè)項目，是我國東北地區(qū)第一個木腐菌向草腐菌產業(yè)轉變示范項目，是大小興安嶺生態(tài)保護和經濟轉型項目。

1.2 國外研究進展

目前，國外食用菌工廠化培育技術已經較為成熟，通過計算機可以做到溫度、濕度、二氧化碳濃度和光線環(huán)境因子控制在最合適的食用菌生長發(fā)育的水平。1947年，荷蘭Bels等提出采用在控制溫度、濕度、和通風的條件下種植雙孢蘑菇.開創(chuàng)了食用菌工業(yè)化生產的先河。1983年，日本的K. miya.T等提出了微機在溫室環(huán)境系統(tǒng)的應用，可以把溫室環(huán)境調控成作物生長的最佳條件。近年來，日本、美國、德國、荷蘭、以色列等發(fā)達國家采用空調設備和各種測量儀器以及自動化、半自動化裝置，調節(jié)栽培室的溫度、濕度、光線、水分、通風等，創(chuàng)造最適宜食用菌生長發(fā)育的環(huán)境條件，來進行現(xiàn)代化、工廠化栽培食用菌。歐美、日本及韓國等發(fā)達國家，食用菌栽培基本上實現(xiàn)了全過程工廠化生產。在溫度、光、水、氣和肥等主要環(huán)境因子綜合控制的基礎上，隨著信息化高新技術在產業(yè)中快速滲透，逐步發(fā)展遠程控制、生理監(jiān)測及在線咨詢等先進的集成技術手段。在食用菌液體培養(yǎng)技術方面，歐美、日本等發(fā)達國家已經從農業(yè)生產跨越了工業(yè)生產的領域。食用菌液體培養(yǎng)基主要原理是在發(fā)酵罐或三角瓶中加入液體培養(yǎng)基.通過無菌空氣增加培養(yǎng)基中溶氧含量，提供食用菌菌絲呼吸代謝所需的氧氣，同時加以攪拌或震蕩，并控制適宜的外界條件，使菌體在液體深處繁殖繁育，獲得大量菌絲體或代謝產物。1947年美國的漢姆福特首先提出了液體培養(yǎng)法生產蘑菇菌絲體。1 953年美國布洛克博士用廢柑汁深層培養(yǎng)出了野生蘑菇。1958年沙克斯第一個在發(fā)酵罐內部培養(yǎng)出羊肚菌菌絲球。日本的杉森恒武等于1977年用1%的有機酸和0. 5%的酵母膏組成液體培養(yǎng)基，取得了大量香菇菌絲體。世界食用菌產業(yè)的發(fā)展，歐洲40年前就實現(xiàn)了草腐菌的工廠化生產，日本30年前也實現(xiàn)了木腐菌的工廠化生產，其對科學技術集成工程的利用程度之高，一路領先至今。集成技術應用工程，實現(xiàn)由手工操作向機械化作業(yè)的轉變，由自然生長向可控性生長的管理。但是，國外對荷葉離褶傘工廠化培育現(xiàn)在還沒有成功報道，但是其他食用菌工廠化培育非常發(fā)達。

2低溫型草腐菌荷葉離褶傘工廠化培育研究內容

食用菌工廠化生產是利用設備和設施創(chuàng)造食用菌生產發(fā)育條件，滿足食用菌不同生長階段對環(huán)境的不同要求，將廠房、設備、監(jiān)控技術、生物特性、外界環(huán)境（當?shù)貧夂?、天氣）等因素綜合考慮，是一個復雜的系統(tǒng)工程，是設施農業(yè)最為高效循環(huán)經濟項目。項目立足于內蒙古現(xiàn)代高效設施農業(yè)發(fā)展的實際，積極培育食用菌荷葉離褶傘新型品種，針對設施食用菌工廠化高效培育、培養(yǎng)基科學配比、綠色食品可追溯體系、智能化自動化生產配置、菌糠循環(huán)利用的關鍵技術問題，借助現(xiàn)代生物技術、設施環(huán)境智能調控和菌草營養(yǎng)配方技術、菌糠微生物發(fā)酵技術等，解決全區(qū)東西部不同氣候環(huán)境條件下的草腐菌生產關鍵技術，提高工廠化草腐菌生產效率，達到每年平均出產500 kg/（m·2a）鮮菇的我國食用菌最高產能指標。

2.1 荷葉離褶傘二級茵液體培養(yǎng)基研究

目前，荷葉離褶傘二級菌是玉米、大麥等顆粒狀固體培養(yǎng)基，培育周期是40 d左右，而且受生產和接菌條件的影響，感染率基本在10%左右，而且從培養(yǎng)基配料、裝瓶、滅菌、接菌等環(huán)節(jié)需要消耗較大的勞動力和能源消耗，成本較液體培養(yǎng)基高出很多，現(xiàn)在其他食用菌生產液體培養(yǎng)基基本成熟，工藝流程相似，只要針對荷葉離褶傘生物學特性進行研究，做出如下研究設計：食用菌液體菌種的生產方式一般可分為電磁攪拌法、搖瓶機法、簡易深層發(fā)酵（吹氧）法、發(fā)酵罐法，在現(xiàn)有母種培養(yǎng)基的基礎上，設計多個培養(yǎng)基配方和溫度控制，并在三級菌生產中試驗和出菇測試，總結出荷葉離褶傘二級菌液體培養(yǎng)基的生產技術規(guī)程。

2.2 完善荷葉離褶傘三級菌培養(yǎng)基配方

目前，荷葉離褶傘三級菌培養(yǎng)基原料主要使用呼倫貝爾草原野草和大興安嶺闊葉樹樹葉.基本的配方比例為：42kg樹葉、14. 5kg野草、17kg鋸末、14kg精料（石膏，石灰，麥麩，腐質土，玉米面）.分別占48%、16. 6%、19. 4%、16%。為了擴大培養(yǎng)基用料范圍，需要擴大培養(yǎng)基種類和范圍，如內蒙古西部地區(qū)出產的沙柳、檸條，東北地區(qū)的榛子、叢樺等可以平茬復壯多次利用的灌木經濟林，同時研究農業(yè)作物秸稈作為培養(yǎng)基，如玉米、大豆、高粱、谷子等，測試其農藥殘留純度，測試各種農藥化肥的半衰期和殘留值，與國家食品衛(wèi)生標準相對應，總結出荷葉離褶傘培育區(qū)三級菌培養(yǎng)基最佳配方。

2.3 自動化智能化生產配套技術

食用菌制動化生產是指從食用菌培養(yǎng)基原材料收集儲備、初加工、拌料裝袋、滅菌、接菌和養(yǎng)菌各個生產環(huán)節(jié)實現(xiàn)自動化和機械化，提高生產效率，降低人工消耗，研究制定荷葉離褶傘生產制動化機械化生產技術規(guī)程，如制動化裝袋機日生產量與滅菌、接菌工作量匹配設備和用工量等。

出菇室智能化就是要采用空調設備和各種測量儀器以及自動化、半自動化裝置，調節(jié)出菇室的溫度、濕度、光線、水分、通風等.創(chuàng)造最適宜食用菌生長發(fā)育的環(huán)境條件，來進行現(xiàn)代化、工廠化栽培食用菌。從出菇室建設開始，就要考慮當?shù)氐臍夂颦h(huán)境，春夏秋冬不同季節(jié)，溫度、濕度、二氧化碳濃度要素都不同，在溫度、光、水、氣和肥等主要環(huán)境因子綜合控制的基礎上，隨著信息化高新技術在產業(yè)中快速滲透.逐步發(fā)展遠程控制、生理監(jiān)測及在線咨詢等先進的集成技術手段。在現(xiàn)有出菇室基礎上，結合自然環(huán)境條件研究制定荷葉離褶傘出菇條件的智能化技術規(guī)程。

2.4荷葉離褶傘綠色產品生產指標和綠色產品可追溯體系

嚴格按照《綠色食品食用菌標準》，就產地環(huán)境、農藥使用、感官、理化及衛(wèi)生指標、試驗方法、檢驗規(guī)則、標志、包裝運輸和貯存等生產環(huán)節(jié)，對照各項指標進行生產和測試，制定出荷葉離褶傘綠色食品指標。建立完善綠色食用菌食品在生產、加工、包裝、運輸、儲存、銷售等方面的信息記錄體系，加入“基于物聯(lián)網(wǎng)和云計算的綠色食品質量安全追溯系統(tǒng)的應用示范”項目，提高荷葉離褶傘的產品質量和社會認可度，制定荷葉離褶傘綠色產品可追溯體系。

2.5 荷葉離褶傘生產工藝流程

現(xiàn)行常規(guī)荷葉離褶傘三級菌生產工藝流程為：樹葉和野草收集→粉碎→按比例配料→攪拌→裝袋→裝框→插菌棒→扣菌蓋→裝鍋滅菌→出鍋→接菌→培養(yǎng)室養(yǎng)菌→菇房管理→種菇→菇房管理→出菇管理→采菇→干制或加工處理→入庫。因為使用固體二級菌生產接菌技術，自動化機械化程度低，某些生產技術環(huán)節(jié)和原材料不盡科學合理，下一步研究二級菌液體菌種和改進相關材料，生產工藝流程相應改變，需要研究總結出荷葉離褶傘三級菌生產工藝技術規(guī)程。

2.6高效立體養(yǎng)茵出菇指標

充分研究培育地區(qū)的自然環(huán)境和菌場條件，考慮生產出菇時間和廠房空間利用率，周密設計出荷葉離褶傘工廠化培育，實現(xiàn)全年四季生產和出菇，三級菌發(fā)菌時間在75 d左右，出菇時間是20～30 d，如果發(fā)菌和出菇室分開使用，一個發(fā)菌室一年可以循環(huán)3～4批，出菇室可以出菇10～12批，綜合計算，同比生產木耳等時間提高3倍，空間利用提高6倍，土地綜合利用高于18倍。養(yǎng)菌室可以采用6層養(yǎng)菌，每一平方米養(yǎng)菌100袋，有效面積每批養(yǎng)菌600袋，一年養(yǎng)菌3～4批1800～2400袋三級菌;出菇室可以采用3～4層出菇，每1m²擺放50袋，有效面積每批出菇150～200袋，出菇室一年出菇10～12批1500～2000袋，可以重復循環(huán)使用培養(yǎng)室和出菇室。綜合考慮時間周轉和空間利用率，科學設置培育架設置和工作通道，常規(guī)設計是出菇架占實際面積60%，基本可以實現(xiàn)1m² 出菇1000袋的出菇指標。

2.7 林菌結合循環(huán)經濟模式

國內外對林菌循環(huán)模式主要包括：林一菌一飼模式，即用菌菇廢料曬干粉碎后添加到動物飼料中;林一菌一氣模式，用菌菇廢料制造沼氣等燃料;林一菌一藥模式，利用菌絲生長過程中分泌的激素類物質制成增產素和抗菌素;林一菌一疏模式，利用食用菌生產后的菌渣作為蔬菜種植的肥料;林一菌一建模式，利用廢舊菌棒制作種植佛甲草的基質，用于城市屋頂?shù)慕ㄔO。除此之外，林一糧一菌、林一菌一禽等復合經營模式也是循環(huán)林業(yè)的良好模式。

本項目主要研究森林資源（枯枝落葉、野草）一菌一林（經濟林）+菌一林菌產品模式，利用原始森林枯枝落葉和野草，四季工廠化培育低溫草腐菌荷葉離褶傘，將菌糠進行生物處理，做為經濟林種植優(yōu)質有機肥料，夏季在經濟林下套種荷葉離褶傘，形成森林資源（枯枝落葉、野草）一菌（低溫性草腐菌荷葉離褶傘）一林（興安一號藍莓經濟林）+菌一林菌產品深加工生態(tài)循環(huán)體系，林菌循環(huán)模式主要從第一產業(yè)林菌培育作為切入點，通過收集森林枯枝落葉和野草作為原料工廠化培育荷葉離褶傘，采用生物技術處理廢料菌糠生產有機肥料.作為經濟林基肥，在經濟林下種植荷葉離褶傘，實現(xiàn)資源減量化、資源再生利用、林菌復合經營的良性循環(huán)。總結出林菌結合培育循環(huán)經濟指標，如100m²出菇室年生產蘑菇數(shù)量，生產菌糠量，轉化為多少生物有機肥，有機肥的質量指標，可以應用到什么條件下的經濟林或者農作物，同時與其他施用化肥土地進行對比分析其產量和質量。

2.8 內蒙古不同區(qū)域氣候環(huán)境條件草腐茵生產的技術規(guī)程

內蒙古自治區(qū)東西部地區(qū)跨越了寒溫帶針葉林區(qū)域、溫帶草原區(qū)域、溫帶荒漠區(qū)域，東西相距2400 km，氣候、地理、交通、植被、土壤、農業(yè)種植存在較大差別。但是，低溫、少雨、“三農問題”是內蒙古的主要特征，特別是漫長的冬季，市場蔬菜供應明顯緊張，內蒙古充分利用當?shù)氐纳帧⒁安莺筒荼窘斩挼仍腺Y源和冷資源，開展與內地季節(jié)相反的“反季節(jié)”栽培，這種反季節(jié)在當?shù)氐臍夂驐l件下，正是當?shù)剡m合食用菌生長的的順季節(jié)，充分利用非耕地，集中建棚，集約生產，是經濟效益的增長點。內蒙古的原料資源、能源和人力成本都遠低于相對發(fā)達的其他地區(qū)，加之獨特的冷資源，開展夏季生產，鮮品上市，具巨大的發(fā)展空間和市場，必將成為我國食用菌產業(yè)新時期大發(fā)展的黃金地域。按照低溫型草腐菌荷葉離褶傘工廠化培育溫度、濕度、光照等生長因子，合理制定不同區(qū)域培育技術規(guī)程，為內蒙古食用菌產業(yè)提供技術支撐。

3低溫型草腐菌荷葉離褶傘工廠化培育研究方法

3.1 荷葉離褶傘二級茵液體培養(yǎng)基研究方法

在原有母種培養(yǎng)基的基礎上配制液體培養(yǎng)基，按照其他食用菌常規(guī)液體培養(yǎng)基配比和試驗方法，配制液體培養(yǎng)基、瓶振蕩培養(yǎng)液體培養(yǎng)基、往復式搖床上振蕩培養(yǎng)，經過擴容后，在無菌條件下安裝通氣管，用輸氧機通入適量氧氣后培養(yǎng)，培養(yǎng)液清澈透明，測試懸浮著大量小菌絲球，放入培養(yǎng)箱中保存使用。

3.2 荷葉離褶傘三級茵培養(yǎng)基配方研究方法

在原培養(yǎng)基基礎上，收集內蒙古東西部生長的各類森林樹葉、野草、農業(yè)秸稈、速生經濟林材質.進行對比配方試驗，通過測試感染率、生物轉化率、生長速度、口感、形態(tài)等因子，通過正交試驗，分直接對比法和直觀分析法，確定不同地區(qū)、不同培養(yǎng)基最佳配方。

3.3 制動化智能化生產配套技術研究方法

按照荷葉離褶傘生物學特點，采用空調設備和各種測量儀器以及自動化、半自動化裝置，調整出菇室的溫度、濕度、光線、水分、通風等，創(chuàng)造最適宜食用菌生長發(fā)育的環(huán)境條件，結合自然環(huán)境條件研究制定荷葉離褶傘出菇條件的智能化技術規(guī)程。

3.4荷葉離褶傘綠色產品生產指標和綠色產品可追溯體系研究方法

嚴格按照《綠色食品食用菌標準》，控制生產、加工、包裝、運輸、儲存、銷售等方面的技術體系，食品安全體系，加入“基于物聯(lián)網(wǎng)和云計算的綠色食品質量安全追溯系統(tǒng)的應用示范”。

3.5 荷葉離褶傘生產工藝流程研究方法

根據(jù)改進的生產工藝和自動化智能化水平條件，完善各工藝銜接和控制，制定出更加科學合理的生產工藝流程，達到自動化、智能化程度更高，生產效率和生物轉化率更高，更加符合綠色產品要求的生產工藝流程。

3.6 高效立體養(yǎng)茵出菇研究方法

通過理論研究和實際生產情況，制定更加合理的養(yǎng)菌室和出菇室空間利用率和時間出菇率，精確計算1m²養(yǎng)菌室所需的空間空氣含氧量和通風效果，計算1m² 出菇層數(shù)、批次和1m²放置菌袋數(shù)量，同時結合氣候環(huán)境和出菇室智能化程度，最大限度提高出菇批次和生物轉化率，努力實現(xiàn)生產500 kg/m²鮮菇指標。

3.7 林菌結合循環(huán)經濟模式研究方法

科學計算單位生產線年生產三級菌量、年出菇量、年生產菌糠生物有機肥量，配套經濟林或者農業(yè)用地數(shù)量，測試對比使用生物有機肥前后土地的水分、有機質、N、P、K和pH值，同時與其他施用化肥土地進行對比分析其產量和質量。

3.8 技術路線

綜合考慮廠房、設備、監(jiān)控技術、生物特性、外界環(huán)境（氣候、天氣）等因素，制定低溫型草腐菌荷葉離褶傘工廠化培育技術路線，就是以人為本的科學發(fā)展路線，綜合各生產因子，發(fā)揮各因子的潛能和作用（圖1）。

4結論

利用原始森林枯枝落葉和野草，四季工廠化培育低溫草腐菌，將菌糠進行生物處理，作為經濟林種植優(yōu)質有機肥料，夏季在經濟林下套種草腐菌，形成森林資源一菌一林十菌一林菌產品深加工生態(tài)循環(huán)體系，同時帶動相關產業(yè)的發(fā)展。整個產業(yè)過程遵守保護生態(tài)、植被恢復、節(jié)約資源、低碳循環(huán)、旅游觀光、高端健康食品生產集成示范，是東北地區(qū)生態(tài)型高科技新型產業(yè)。