吳今姬 宋衛東王明友 丁天航 王教領
(農業部南京農業機械化研究所,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、纖維素、鈣、鐵等豐富的營養成分,食用雙孢蘑菇具有降低血壓、抑制腫瘤細胞等藥用功效,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,經歷了300多年的發展,實現了從純手工栽培到現代自動化、工廠化栽培,不斷發展的栽培技術促進了雙孢蘑菇高質量與高產量。在雙孢蘑菇栽培中菌種生產是首道工序,也是影響雙孢蘑菇質量與產量的關鍵因素之一,菌種生產技術的發展不斷推動著雙孢蘑菇產業的發展。
最初于1707年法國人對雙孢蘑菇菌種的認識開始,學者們就不斷對雙孢蘑菇菌種進行探索研究,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種菇階段。19世紀初雙孢蘑菇栽培技術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發明了谷粒菌種的制作技術,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用至今[1-4]。
傳統的雙孢蘑菇麥粒菌種小規模生產主要經過混料、分裝、滅菌冷卻、接種、培養等步驟,且每個步驟都在不同設備中完成,從而增加了菌種感染幾率,且需要大量的人工,設備投資及維護工作量也相當大。經過長時間的發展,目前歐美雙孢蘑菇工廠化栽培技術已形成了成熟的專業化分工,即制作菌種、堆肥及覆土均有專門生產公司,最終由出菇農場管理出菇。全球先進的菌種公司,如施兒豐(Sylvan)公司,采用先進的制作技術及生產設備,同時運用嚴格的質量控制工藝,保證菌種的高品質、高產量的生產。
專業化的菌種公司打破傳統麥粒菌種生產弊端,采用先進的專業化生產設備,包括液體菌種培養罐、多功能混合器、凈化空氣系統等一系列成套設備,每個生產環節都是連貫執行,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。當麥粒浸泡、蒸煮、滅菌、冷卻、接種后,將通過自動灌裝系統直接裝入專用菌種袋中,并發菌與銷售,專用菌種袋如圖1所示。
該菌種袋上設有專用透氣孔,在有效阻斷外部細菌進入的同時,為菌袋內部菌種提供充足的氧氣,透氣孔可以根據需求設置1~4個均可。該菌種袋的應用不僅提高栽培菌種的質量,且具有節省成本,灌裝、取種和運輸方便等優點。
國內雙孢蘑菇的栽培始于19世紀末20世紀初,當時雙孢蘑菇栽培規模小,產量也很少,而真正開始大規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中推廣使用,到1966年開始進行規模栽培和批量加工,但依舊采用傳統栽培方式。隨后不斷引進優質菌株、培養料一次發酵、二次發酵技術及菇房環境控制系統等歐美先進技術,加上我國食用菌研究機構與相關企業的自主研發能力的提高,我國雙孢蘑菇單產逐漸提高,產量不斷增長,從20世紀70年代的3萬t產量提高至2016年的250萬t年產量,成為世界最大的雙孢蘑菇出口國,約占全世界產量的70%[5]。

圖1 菌種公司專用麥粒種菌袋

圖2 國外菌種公司生產的麥粒菌種

圖3 傳統瓶裝麥粒菌種

圖4 菌袋與套蓋

圖5 我國袋裝麥粒菌種
國內雙孢蘑菇菌種制種用培養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、發菌快、出菇早、單產高及經濟效益高等特點,逐漸擴大其在菌種生產過程中的應用。但由于國內缺乏具有權威性、專業化的大菌種生產公司,大部分栽培種由小作坊或農戶自行制作麥粒菌種,生產過程中很難實現無菌環境,感染幾率較高,且生產成本高,無法充分體現麥粒菌種的優勢。
農戶制作麥粒菌種的傳統技術主要經過以下過程:先選取顆粒飽滿且質量較好的麥粒,浸泡20 h左右使麥粒吸飽水分,然后轉入沸水煮30 min至麥粒熟透無白心;煮好的麥粒攤開放涼,加入石膏和輕質碳酸鈣拌勻、裝瓶(或裝袋),并進行高壓滅菌;冷卻后轉入接種室,在無菌環境下接種。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,否則導致袋口積水,生活力嚴重減弱,也容易被感染。
國內傳統麥粒菌種制作技術采用玻璃瓶(圖3)灌裝麥粒,并用棉花塞入其瓶口,但因其具有生產成本高、質量大、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的發展。菌種袋(圖4)采用耐高溫耐高壓的聚丙烯材質,規格多樣,袋口配合套環及套蓋進行密封,套蓋設有通氣孔及海綿,保證通氣的同時防止雜菌進入。菌種袋的應用不僅易灌裝及接種,使取種及回收更加方便,且促進了麥粒菌種機械化生產,開發出自動灌裝機械等。
雖然該菌種袋具有一系列優點,但也表現出某些弊端。首先,灌裝麥粒后需手動將套環套入菌袋口,并套上蓋子。同樣,等發菌結束后,還需手工將套蓋及套環取下,工作效率極低,嚴重制約麥粒菌種在食用菌產業中的擴展應用。
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得到了快速發展,我國食用菌工廠化栽培行業也不斷擴大。前幾年,很多國內工廠紛紛引進國外先進生產設備及流水線,以期達到國外高品質高產的目的,但由于種種原因,大多數工廠倒閉或廢棄高額引進的自動化設備。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施及環境控制系統,為什么國外雙孢蘑菇單產可達到30~40 kg,而國內較高的單產量也只有18~25 kg。其中雖有諸多因素,但高品質菌種生產尤為關鍵,也是我國雙孢蘑菇生產目前未能達到發達國家水平的一個重要因素。如上所述,先進生產技術生產的麥粒菌種顆粒分散、被菌絲完整覆蓋,而我國生產的麥粒菌種多成塊狀,每個顆粒發菌程度不完全,且需打散后用于播種,也是影響我國雙孢蘑菇產量的重要因素。為此我國食用菌栽培不僅需要引進國外先進設備,更要學習先進的栽培技術、生產工藝以及嚴格的質量控制方法,從根本改善我國生產菌種及栽培管理技術。
在雙孢蘑菇栽培中,麥粒菌種具有種種優勢,為充分發揮麥粒菌種的優勢,從以下幾個問題進行考慮:
一是學習國外先進的菌種生產工藝
采用國外先進菌種公司專業化生產技術生產的麥粒菌種呈現接種均勻的特點,且發菌好的麥粒菌種呈顆粒分散狀,機械化上料時人工劃破菌袋,菌種可自動散落。而與此相比,國內麥粒菌種多成團狀,相互黏連結塊,播種前必須經過打散步驟充分打散。因此,迫切需要學習國外先進的麥粒菌種制種技術及生產管理技術,提高我國麥粒菌種品質,進一步提高我國雙孢蘑菇質量與產量。
二是研究開發麥粒菌種自動化破袋打散裝備
針對我國麥粒菌包,目前國內市面上缺乏自動化菌種打散設備,加上菌種制作質量上的差異,嚴重制約著麥粒菌種的廣泛引用。因此,根據我國麥粒菌種生產工藝及發展現狀,迫切需要研究開發具有自動取蓋、破袋并打散的設備,便于農戶及工廠優選和應用麥粒菌種,充分發揮麥粒菌種的栽培優勢,促進我國麥粒菌種應用發展。