香菇設施栽培菌棒制作及培養的關鍵點解析

黃 毅 鄭永德

香菇設施栽培菌棒制作及培養的關鍵點解析

黃 毅1鄭永德2

（1. 福建農林大學，福建 福州 350000；2. 莆田市農業科學研究所，福建 莆田 351144）

我國食用菌工廠化生產水平近十余年取得了長足的進步，而香菇由于自身生物學特性的原因，工廠化生產技術研究進展相對遲緩。解析香菇設施栽培中菌棒制作培養的難點包括：培養料的木屑顆粒大小與比例，填料方式，滅菌，優質菌株，菌種類型，菌棒發菌及轉色管理等。結合介紹當前較前沿的設施設備；分析討論并提出解決途徑；指出使用網格培養架進行發菌培養是突破性進步。

香菇；設施栽培；長棒；方包；短袋；菌棒（包）中心

香菇“砍花”栽培法近千年的傳承、積累，明確了適宜種植香菇的樹種集中在山毛櫸科（又稱殼斗科）、樺木科、杜英科、金縷梅科（楓香樹屬、蕈樹屬）等闊葉樹，常見的有枹櫟、麻櫟、栓皮櫟、青剛櫟、櫟樹（橡樹）、蒙古櫟（東北）、小葉青剛、米櫧、板栗、錐栗、蕈樹和楓香。而近30年實踐經驗則表明，禾本科的植物殘體也可以種植香菇，但原料曬干、粉碎成本高，且因木質素含量低等原因導致出菇菇質差，經濟效益低，因而不適于商業化生產。

1 培養料的木屑顆粒大小及其比例

最適合香菇栽培的木屑需具備的條件鮮有人研究，僅憑經驗，如木屑顆粒粗細度，不同樹種木屑標準等。闊葉樹木屑分硬質樹種粗木屑（3～8毫米，塊狀）和軟質樹種木屑（長條狀，圖1），實踐顯示，前者因木質素含量高，降解較慢，出菇遲，香菇品質好；后者易被降解，出菇快，但品質欠佳。

圖1 長條形木屑

粗木屑顆粒培養料的孔隙度較高，能滿足菌絲前期蔓延對氧氣的需求，后期這些孔隙可成為香菇菌絲增殖、儲存營養的空間，提升菌棒菌絲生物量，增加豐產可能性。香菇栽培周期長達150～180天，菌絲培養過程有機酸積累，待pH降至3.8～4.2才能出菇。粗木屑培養料降解時間長，而使用過細的木屑，培養料雖然降解快，但易爆發性出菇，導致菇蕾相互擠壓，影響菇蓋圓整度，商品品質下降，且培養料出菇后勁不足。

食用菌設施栽培，栽培周期長短比產品品質更讓栽培者關切。因此在配制培養料時，平衡硬質樹種與軟質樹種木屑比例、粗木屑與細木屑比例，實現品質與時間雙贏，非常值得研究。

2 填料方式選擇

香菇菌棒填料時，出口菌棒企業多使用單層低壓聚乙烯袋做容器（簡稱“單膜法”），接種后立即置于高效凈化培養庫內完成定植培養，再轉入發熱庫、轉色庫培養，完成轉色后，人工剝離外膜，裸露的菌棒裝箱后用于出口。國內不少地方使用雙層袋為容器（“雙膜法”），內袋采用保水膜，外袋采用低壓聚乙烯膜。保水薄膜較薄，制作時添加有碳酸鈣等粉末，菇蕾突破保水膜時產生的薄膜碎片、微粒，容易殘留在菇蓋或菌褶上，影響產品食用安全，且其不易降解、污染環境，保水膜菌棒用于出口時國外均拒收。為減少塑料微粒污染，今后國內保水膜也會被嚴格限制。尋找適合的替代品較為迫切。

國內中小型香菇栽培主產區，大多采用3層袋制作菌棒（“三膜法”），這與當地氣候條件較干燥和培養條件粗放密切相關。制棒時同時使用保水薄膜袋和低壓聚乙烯袋填料、扎口，滅菌、接種后，在菌棒外再套上寬大的外套袋，封口，以保證接種口不被污染和菌種干燥。接種后第12～13天，脫去外袋，可送入設施栽培發熱庫培養。

3 滅 菌

香菇代料生產發展已有數十年，由于各地發展水平不同，仍然有不少栽培者對徹底滅菌的重要性缺乏足夠的認識。廣泛采用的香菇長棒栽培，栽培周期長達180天，培養料使用的木屑顆粒多較粗，料內孔隙度比其他木腐型菌類高，菌棒的裝料濕重有2～3千克，是短袋裝料量的1～2倍，滅菌較難徹底。采用傳統常壓滅菌，須保持98 ℃以上十余小時甚至更長時間，消耗大量能源。滅菌過程要將棒內顆粒間的冷空氣排除干凈，制棒時在每一菌棒上扎一小孔，貼上透氣膠布，可方便滅菌時棒內空氣排出，避免發生“漲袋”。最近開發成功的香菇長棒抽真空高壓滅菌鍋，可達到節能、快速滅菌目的。

經過幾十年的發展，從業者對滅菌徹底是食用菌栽培成功的核心，認識不斷加深。10年前，蒙古包常壓滅菌為主流（圖2）；5年前，高壓滅菌鍋開始在企業中普及，但需人工推滅菌小車（圖3）進鍋，小車車輪磨損快，須經常維修；現在則實現電動叉車快速進出鍋（圖4），降低勞動強度，減少用工量，也無需維修小車車輪。

圖2 蒙古包常壓滅菌

圖3 滅菌小車抽真空滅菌

圖4 全自動滅菌鍋

連云港國鑫食用菌成套設備公司開發出全自動網格上架機，將填料后的料棒插入滅菌網格架，一次插8～10棒，每小時上架5 800～6 200棒，隨后，用電動叉車協助進出滅菌鍋。滅菌過程蒸汽快速在料棒間流動，熱交換均勻，無死角，滅菌徹底，且可縮短料棒滅菌及冷卻時間。

蒸汽滅菌鍋有多種，不同型號滅菌鍋的結構不同，因滅菌塑料容器的材質、融解溫度、抗張強度等物理性狀不同，有各自相對應的滅菌程序。使用前必須對滅菌鍋的特點、使用方法、滅菌程序等了如指掌，對安全、能耗、滅菌時間、環境影響、進出鍋的形式做深入評估。牢記滅菌徹底是香菇菌棒制作的核心，殺滅培養基顆粒內外所有微生物，才能使接種后菌棒實現純培養。規模化香菇菌棒生產企業，對此尤需重視，要認真監控滅菌全過程的溫度、壓力，始終保持鍋內蒸汽流動。

建議初學者每鍋次滅菌后取樣“回接”，即在無菌環境剖袋、取少量培養料樣品置于PDA試管內，培養3天后觀察，如果斜面依舊光滑、無雜斑，表明滅菌徹底；反之，則滅菌不徹底，有隱性污染。應將培養料回接作業列入每周必做工作，避免滅菌不徹底造成損失。

4 優質菌株

在日本，多家專業研究所培育出不同用途的栽培菌株，配套有栽培工藝流程和栽培技術要點（圖5），除在本國申請菌株保護外，也在中國申請菌株登記保護。

目前國內部分香菇菌種來源五花八門，一旦進行來源的追溯，可能會陷入訴訟糾紛。上海農業科學院食用菌研究所長期致力于優良香菇菌株選育，取得了不錯的進展，但除知識產權登記保護外，還應加緊對所培育菌株的栽培工藝的細節研究及推廣。

適宜香菇設施栽培的優質菌株要求具備栽培周期短、抗性強，菇蓋圓整、色深，菌肉厚實、有彈性，柄短，高產，適應性廣等特性。我國地域遼闊，南北氣候環境差異較大，培育出適合當地氣候條件的菌種，難度相當高。

培育設施栽培的優質菌株是現階段國內企業迫切需要解決的問題。對培育新菌株，僅憑分子研究還不夠，還應確定所選育菌株在實際栽培中的生理、生化指標，并建立相應的完善的栽培工藝流程，核算運行成本，通過生產實踐檢驗。在推廣的后期，能夠被栽培者主動索要的，才是好菌株。

圖5 千曲化成菌磚栽培流程（引自平田 尚久）

圖6 使用液體菌種出菇現場（李玉提供）

5 菌種類型

香菇菌種類型有：木屑菌種、麥粒菌種、種木菌種（三棱形、圓柱形、枝條菌種，炮彈形顆粒菌種）、液體菌種、液體+固體菌種等。木屑菌種制作簡單，為傳統類型。枝條菌種的香菇菌絲極易相互纏繞，使用時，枝條不易分離，影響接種速度，生產時不宜使用。香菇麥粒菌種在臺灣被廣泛采用，但在大陸不被認可。液體菌種在香菇料棒上使用成功的案例不多（圖6）。液體菌種應用是否成功取決于料棒滅菌是否徹底，菌種是否存在細菌性隱性污染，接種快慢，液體菌種接入量多少，以及接種環境凈化度高低等。最近上海農業科學院食用菌研究所在遼寧成功舉行香菇液體菌種規模化生產現場會，但該技術的廣泛推行還有一段路要走。

香菇液體+固體菌種，是生產香菇栽培種的創新方法，其在實質上簡化了香菇原種制作工藝，該法為遼寧三友農業生物科技有限公司首創。操作流程：將常規方法培養出的香菇液體菌種，通過鏡檢確定無隱性污染后，在無菌條件下，定量噴入木屑栽培種袋的預留孔內和料面上進行接種，然后培養。栽培種在培養過程中經3次檢查，確定無任何污染后，對栽培種菌袋進行表面消毒，置于可控凈化環境中，使用全自動香菇接種機流水線接種，隨后，采用人工或自動套棒機套上聚乙烯薄膜袋，并封口。此法節省了栽培種制作成本。

人工短缺和接種過程中消毒劑對健康的影響，使人們逐漸告別傳統人工接種箱接種。規模生產企業采取高效凈化系統下，接種機械流水線接種，成為主流。為防止接種后環境潔凈度不足引起菌棒污染，生產上多在料棒接種后，手工或機械套薄膜外袋。對于做好機械接種小環境、接種設備的凈化度維護，確保操作員工潔凈，具體操作細節監控到位，進一步簡化操作流程等問題，值得企業重視并研究。

6 菌棒發菌及轉色管理

6.1 使用網格培養架培養香菇菌棒是突破性進步

幾十年來，香菇傳統生產完全依靠自然季節，菌棒接種后置于室內大場所堆疊培養、轉色，培養時間長達100～120天，越夏時，時常因“燒菌”爛棒造成損失。菌棒越夏措施有利用環境噴霧降溫，或在高海拔低溫地區制作、培養菌棒等，但都較難實現每一菌棒培養過程的生理成熟度的一致。最近有設施企業在450～650米海拔山區，在設施栽培庫內使用網格培養架培養香菇菌棒，實現了菌棒的生理成熟度和積溫大體相同，為后續實現香菇周年設施栽培奠定基礎。

香菇設施培養庫應分割為定植庫、發熱庫、轉色庫，三庫連成一體。在布局設計菌棒培養庫時，應考慮菌種培養庫、接種流水線、分層專用培養架、網格插棒機、高效空氣凈化定植庫、發熱庫及轉色庫之間菌棒轉送各道工序間的高效銜接；任何生物在培養過程中始終需要一定的空間，如果忽視這一點，設計庫容過小，而一味追求入庫量，將得不償失。應盡量用機械替代人工，杜絕尚未封口的菌棒暴露庫外。定植庫、發熱庫運行時須始終維持正壓，并注意保持定植庫、發熱庫、轉色庫內的環境衛生，一旦出現香菇菌棒跌落破裂，須立刻清理干凈，以免引起螨害。

6.2 定植庫培養

定植庫緊連接種室，接種后的料棒（菌棒）通過傳送帶直接進入定植庫培養，人工放入培養架（圖7），采用庫內專用鏟車將培養架移到預定位置。這樣可減少工序及用工量。定植庫內的設備配置以空氣凈化系統為主，制冷、加熱設備為輔，調控環境使接種穴內受傷的菌絲恢復與定植。定植庫的容量以16天的生產總量及定植培養架容量劃分區域，有序放置，便于操作。

進入定植庫的前5天，庫內環境溫度控制在24～25 ℃，利于受到機械損傷的菌絲迅速恢復生長；隨后9天，將庫溫降至21～22 ℃，使菌絲蔓延產生更多側向分支，更加濃密。由于前期袋內氧氣充足，定植階段僅需調控溫度及適當進行通風換氣，將庫內二氧化碳濃度控制在0.15%以下。

接種后第13～15天，接種穴口菌絲蔓延直徑達6～8厘米時，有的企業開始出售部分菌棒，采用手壓拖車將定植庫內菌棒培養架拉出庫外，再使用龍門吊或叉車裝車，送至栽培者所在地，用戶自行完成“放小氣”工序。企業自用菌棒，從培養架上卸下后，人工去除外套膜、“放小氣”，再由人工或機械往網格架上插棒。隨后，用叉車將網格架移入發熱庫重疊培養（圖8）。

圖7 定植庫培養架

圖8 網格重疊式培養庫

6.3 發熱庫培養

隨著菌絲在菌棒內蔓延，其生物量增加，產生大量呼吸熱，引起棒溫上升。菌棒溫度超過26 ℃，菌絲酶活力下降，超過32 ℃，酶逐漸失活，引起“燒菌”。此時，若之前料棒滅菌不徹底或侵入雜菌，則極易造成爛棒。全國每年因高溫造成“燒菌”的菌棒數以億計。

為此，上海食用菌研究所和河南三門峽盧氏縣金海食用菌企業，聯合開發出組合式香菇網格培養架，每一菌棒都獨立放置，制冷機運行時空氣流動，可將菌棒四周呼吸熱及時帶走，徹底解決了菌棒“燒菌”難題。發熱庫溫度設定在21～23 ℃（菌棒中心溫度25～26 ℃），庫內培養架呈“非”字形排列（圖8）。其空氣循環路徑：外界空氣通過高效過濾器過濾后，經渦輪離心風機壓入風箱，高壓風從風管兩側孔吹出，經制冷機組盤管機降溫后送出，冷空氣為網格培養架的菌棒降溫；部分余風回流至回風箱，通過調節閥過濾；控制回風量，部分回風和室外進入新風混合，通過渦輪離心風機再次壓入風箱，其余排出，周而復始。秋、冬季節采用溫度傳感器，當檢測到庫外溫度低于庫內時，自動切換至室外新風系統，制冷機組停止運行，可節約大量能耗。筆者認為其布局合理。

發熱庫設備配置以衛生、制冷、加熱設備為主，空氣凈化系統為輔，容量以43天（包括休息日）生產總量及網格培養架容量劃分區域，有序放置，便于操作。如：培養庫投影面積900平方米，高度6米，體積5 400立方米，培養架452架，每架放置菌棒11×12=264棒，總存放量大約12萬棒。每立方米空間存放量為265棒，單棒培養料濕重2.85千克，每立方米空間濕料重755千克，即0.75噸。

通常，香菇菌棒接種后第25～27天發熱量最高，隨后逐漸下降。接種后第55～60天（定植庫內放置12～15天，發熱庫內放置43～45天），菌棒逐漸開始生理后熟，表現為：培養料收縮，表面出現不規則凸起（圖9），部分菌棒在接種穴周圍出現紅褐色斑塊，預示發熱庫培養階段結束。使用叉車將發熱庫內的網格培養架移出，對菌棒行刺孔“放大氣”工序后，移入轉色庫重疊培養。

6.4 刺孔

轉色是香菇菌棒培養的特有工序，轉色好壞決定產量與品質的高低。轉色的目的，是使菌棒表面形成一層具有一定硬度和厚度的褐色菌皮，俗稱“人造樹皮”，可對棒內菌絲、基質起保濕作用，日本稱之“二次培養”。有關轉色過程的環境參數目前尚未明確，多憑經驗操作。

刺孔工序分為“刺小孔”（前述接種后第13～15天“放小氣”）與“刺大孔”（放大氣）。刺孔“放大氣”是香菇菌棒轉色的前提。連云港國鑫食用菌成套設備有限公司新開發的全自動刺孔設備，適用于大型企業：網格菌棒自動下架機將菌棒下架，送入自動旋轉刺孔機，進行周身刺孔，每次可同時刺孔10棒（刺孔孔徑與深度可調整），刺完孔的菌棒使用自動網格上架機上架，用叉車將培養架重疊堆放進行培養。也有企業將放大氣后的菌棒出售給栽培者。

小型生產企業菌棒采取人工上下架，用壓縮氣體為動力的單棒刺孔機（圖10）或簡易自動機械刺孔機刺孔。刺孔深度為菌棒直徑1/2，孔數和孔徑因各地氣候不同而異。刺孔后重新放回網格架，再培養45天（早熟品種，接種后第100天）或65天（晚熟品種，接種后第120天）進行出菇管理。

6.5 轉色庫

刺孔后香菇菌棒獲得充足氧氣，新陳代謝旺盛，出現第二波發熱，但發熱量較小，靠轉色庫內制冷機即可控制。轉色庫設備配置以制冷、加熱、通風、光照為主，空氣凈化為輔，容量以45～60天（早、晚熟種）生產總量及網格培養架存放量劃分區域，有序放置，便于操作。協調庫內濕度在85%～92%、溫度19～22 ℃、光線500～1 500勒克斯、二氧化碳濃度0.06%～0.15%的條件下進行轉色。各企業生產條件有差異，轉色方式也不同。

圖9 不規則小突起

圖10 采用單棒刺孔機放大氣

（1）庫內培養+庫內轉色。在光照刺激和通風良好狀態下，刺孔后菌棒經過一段時間培養，經多酚氧化酶作用，從水紅色花斑，轉成褐紅色，完成前期轉色。為了提高香菇產品的優質比率，減少畸形菇發生，前期轉色后依舊在轉色庫內繼續培養至接種后100～120天（早、晚熟種），在此期間，菌棒內菌絲繼續降解培養基質，積累有機酸，當菌棒pH降到3.8～4.2，即標志菌棒后期轉色結束。

（2）庫內培養+庫外轉色。在南方中海拔地區，有的香菇周年栽培者，先在庫內控制環境使菌棒安全度過發熱高峰期、炎熱夏季及低溫期（氣溫低于16 ℃不易轉色），完成定植、培養、轉色，在“芒種”至“白露”、“冬至”至“驚蟄”期間，待庫外環境適合時，將菌棒移置庫外大棚（圖11），在通風狀態下完成轉色，以減少轉色庫建設投資或庫房運行費用。筆者認為這種做法不一定可取，頻繁搬動菌棒會增加人工費用。

圖11 庫外轉色

7 結 語

我國食用菌工廠化生產水平，近十余年取得了長足的進步。在目前市場行情不景氣的情況下，大部分企業能夠生存下來，是得益于國家對現代農業的支持；得益于企業主對管理與技術關系辯證的認識；得益于一批熟練的老員工；得益于一批大學生在企業中摸爬滾打摸索，通過傳、幫、帶，在實踐中逐漸成長，發揮聰明才智，獨擋一面；也得益于機械化、自動化的發展。今后企業將進入大數據管理，不久的將來將會實現“少人化” “無人化”管理。

優勝劣汰，淘汰落后的產能是社會發展的規律。香菇由于自生生物學特性原因，工廠化生產技術研究仍在緩慢行進。同心協作、群策群力解決難題，終將迎來完全實現香菇設施栽培的春天。

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2095-0934（2020）03-160-06