利用菌絲生物熱進(jìn)行香菇菌棒工廠化轉(zhuǎn)色的料溫觀測(cè)

耿 立 龔鳳萍 上官端琳 李盡哲 王德芝 張應(yīng)香*

（1河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，河南鄭州450046；2信陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南信陽464000；3信陽農(nóng)林學(xué)院，河南信陽464000；4潢川九龍春天農(nóng)業(yè)科技有限公司，河南信陽465150）

自20世紀(jì)90年代我國引進(jìn)第一條雙孢蘑菇工廠化生產(chǎn)線以來，先后實(shí)現(xiàn)了雙孢蘑菇、金針菇、杏鮑菇、蟹味菇等食用菌的工廠化周年生產(chǎn)，而香菇工廠化生產(chǎn)的進(jìn)程明顯滯后于其他菇類[1-2]。如何節(jié)能高效地實(shí)現(xiàn)香菇菌棒的統(tǒng)一轉(zhuǎn)色，是實(shí)現(xiàn)香菇工廠化周年生產(chǎn)的主要技術(shù)瓶頸之一[3-6]。傳統(tǒng)的香菇轉(zhuǎn)色方式主要有兩種：一是在室外溫度適宜的季節(jié)在大棚內(nèi)轉(zhuǎn)色；二是低溫季節(jié)為大棚（或菇房）加溫后轉(zhuǎn)色。前者受季節(jié)限制，易出現(xiàn)轉(zhuǎn)色過淺或過重、一致性差等問題，且無法滿足大規(guī)模周年生產(chǎn)的要求[7-8]；后者則消耗大量能源。

筆者為探索更加節(jié)能高效的香菇菌棒工廠化轉(zhuǎn)色方式，于2017年12月—2018年1月，在聚氨酯保溫板房?jī)?nèi)，利用香菇菌棒刺孔后菌絲細(xì)胞呼吸所不斷產(chǎn)生的生物熱，配套超聲波加濕機(jī)、排風(fēng)扇等設(shè)備，在不用空調(diào)控溫的情況下創(chuàng)造出適合香菇菌棒轉(zhuǎn)色各個(gè)階段的溫、濕度環(huán)境，取得了較好的轉(zhuǎn)色效果?，F(xiàn)將該轉(zhuǎn)色方法及轉(zhuǎn)色期間菌棒料溫的變化觀察結(jié)果總結(jié)如下，為香菇生產(chǎn)管理和科研人員提供參考。

1 材料與方法

1.1 香菇菌株及培養(yǎng)料

慶科212膠囊菌種，慶元縣食用菌科研中心提供[9]。培養(yǎng)料配方為木屑84%，麩皮15%，輕質(zhì)碳酸鈣1%。

1.2 設(shè)施設(shè)備

發(fā)菌室：每間規(guī)格為12 m×20 m×4 m，庫板容重18 kg/m3。配套2000 m3/h外轉(zhuǎn)子軸流風(fēng)機(jī)8臺(tái)（進(jìn)風(fēng)扇和排風(fēng)扇各4臺(tái)）。

轉(zhuǎn)色菇房：每間規(guī)格為6 m×9 m×3.6 m，庫板容重（聚氨酯保溫板）18 kg/m3。配套600 m3/h外轉(zhuǎn)子軸流風(fēng)機(jī)8臺(tái)（進(jìn)風(fēng)扇和排風(fēng)扇各4臺(tái)），60珠4.8 W LED白光燈帶4條、6 kg超聲波加濕機(jī)1臺(tái)、環(huán)境綜合控制器1臺(tái)；用4.0 mm低碳鋼浸塑網(wǎng)片在菇房?jī)?nèi)搭設(shè)網(wǎng)格架（圖1、圖2）。

1.3 發(fā)菌與轉(zhuǎn)色方法

1.3.1 裝料與滅菌、接種

選用15 cm×55 cm聚乙烯塑料袋裝料，裝料袋均重1.8～2.0 kg（料含水量53%～55%）。料袋在95～99℃常壓滅菌5 h，再燜6 h后揭膜，自然降溫至65℃即轉(zhuǎn)入接種室，開啟空調(diào)將料溫降至25℃以下開放式接種，每袋接入膠囊菌種4顆。

1.3.2 發(fā)菌方法

接種后的料袋轉(zhuǎn)入發(fā)菌室，空調(diào)控溫22～24℃、二氧化碳濃度0.2%以下、空氣相對(duì)濕度60%以下，閉光培養(yǎng)。菌落連穴時(shí)，手工第一次刺孔，孔深0.5 cm、每袋4孔；刺孔后，控制料溫23～25℃、二氧化碳濃度0.4%以下，空氣相對(duì)濕度70%以下，閉光，直到菌絲滿袋。用刺孔機(jī)對(duì)長滿菌絲菌棒進(jìn)行第二次刺孔，孔深1.5～2.0 cm、48孔/棒，刺孔后的菌棒在發(fā)菌室暫存3 d后，轉(zhuǎn)運(yùn)至菇房脫袋、上架[10]。

圖1 轉(zhuǎn)色菇房外部

圖2 轉(zhuǎn)色菇房?jī)?nèi)部

圖3 氣生菌絲生長期的菌棒形態(tài)（4 d）

圖4 色膜形成期的菌棒形態(tài)（8 d）

圖5 轉(zhuǎn)色完成時(shí)的菌棒形態(tài)（13 d）

圖6 后熟期的菌棒形態(tài)（17 d）

1.3.3 轉(zhuǎn)色方法

試驗(yàn)在5個(gè)菇房同時(shí)進(jìn)行，每菇房存袋量分別為3800棒（標(biāo)記為1號(hào)）、3600棒（標(biāo)記為2號(hào)）、3400棒（標(biāo)記為3號(hào)）、3200棒（標(biāo)記為4號(hào)）、3000棒（標(biāo)記為5號(hào)）。

轉(zhuǎn)色第一階段，為氣生菌絲生長期。主要表現(xiàn)為脫袋后氣生菌絲越發(fā)濃密、菌棒顏色越來越白（圖3）、至菌棒表面出現(xiàn)黃水珠。管理方法：關(guān)門不通風(fēng)，超聲波加濕機(jī)設(shè)定在90%～98%的環(huán)境相對(duì)濕度自動(dòng)運(yùn)行，促進(jìn)氣生菌絲在高濕度環(huán)境下旺長；料溫超過28℃時(shí)，開門自然通風(fēng)并噴水降溫。

轉(zhuǎn)色第二階段，為色膜形成期。主要表現(xiàn)為黃水珠逐漸增多、顏色逐漸加深、氣生菌絲逐漸倒伏、色膜面積逐漸擴(kuò)大至褐膜基本形成（圖4、圖5）。管理方法：關(guān)閉超聲波加濕機(jī)，每天為菌棒噴水一次，控制環(huán)境相對(duì)濕度85%～95%、CO2濃度0.08%～0.15%。

轉(zhuǎn)色第三階段，為后熟期，主要表現(xiàn)為色膜顏色繼續(xù)加深、后期褐膜表面出現(xiàn)裂紋（圖6）。每天為菌棒噴水一次，控制環(huán)境相對(duì)濕度80%～95%、CO2濃度0.08%～0.20%。

1.3.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與處理方法

將上海精創(chuàng)RC-4型溫度記錄儀的溫度探頭插入菌棒中心位置，自動(dòng)采集和記錄料溫?cái)?shù)據(jù)，與水銀溫度計(jì)對(duì)照使用。用WPS EXCEL圖表編輯軟件對(duì)料溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣生菌絲生長期料溫變化特征

脫袋后1～4 d，氣生菌絲快速旺盛生長、顏色越來越白、呈現(xiàn)“冬瓜白”狀態(tài)，此后開始出現(xiàn)黃水珠。該階段各菇房的料溫變化如圖7。

圖7 氣生菌絲生長期的料溫變化

圖8 色膜形成期的料溫變化

圖9 菌棒后熟期的料溫變化

圖10 菌棒轉(zhuǎn)色的全周期料溫變化

由圖7可見，菌棒脫袋后1～4 d，料溫總體呈穩(wěn)定上升趨勢(shì)，由15～18℃上升至22～27℃；料溫升高的原因在于，菌棒刺孔脫袋后，透氣性增強(qiáng)，內(nèi)部菌絲生長和呼吸產(chǎn)熱加劇。其中1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)菇房的料溫，均在第3天達(dá)到最高值；4號(hào)、5號(hào)菇房的料溫，在第4天達(dá)到最高值；1～5號(hào)菇房的料溫峰值分別為27℃、26℃、25℃、23℃、22℃?？梢姡椒繂挝幻娣e存袋量越多，氣生菌絲生長期的料溫峰值越高。

2.2 色膜形成期料溫變化特征

脫袋后5～11 d為色膜形成期。該階段隨著黃水分泌增多、色斑面積逐漸增大，菌膜組織逐漸形成、增厚。各菇房的料溫變化如圖8。

由圖8可見，色膜形成期5～9 d內(nèi)5個(gè)菇房的料溫變化變化幅度不大，較穩(wěn)定。分析原因：一是該階段菌棒所刺的孔已被新生菌絲覆蓋，同時(shí)隨著色斑面積逐漸增大，菌棒的封閉性增強(qiáng)、透氣性下降、菌絲呼吸產(chǎn)熱變慢；二是前期氣生菌絲的旺盛生長消耗了部分發(fā)菌期菌絲細(xì)胞儲(chǔ)存的營養(yǎng)和能量，因而減緩了細(xì)胞代謝；三是人為管理影響，該階段關(guān)閉超聲波加濕機(jī)、為菌棒每天噴水1～2次、每次噴水后開門自然通風(fēng)10～30 min、設(shè)定排風(fēng)扇在CO2濃度0.08%～0.15%自動(dòng)運(yùn)行等操作，起到了降低菌棒溫度、穩(wěn)定菇房環(huán)境的作用。

11～12 d料溫出現(xiàn)明顯下降（15～18℃）。分析認(rèn)為，此時(shí)菌棒表面色膜基本形成、菌棒透氣性變差、菌絲呼吸產(chǎn)熱變慢，是造成料溫降低的主要原因。

2.3 后熟期的料溫變化特征

脫袋后12～15 d為菌棒后熟期，該階段色膜顏色繼續(xù)加深呈深棕色、菌膜明顯增厚；第15天后，個(gè)別菌棒褐膜表面出現(xiàn)裂紋并開始發(fā)生原基。各菇房的料溫變化如圖9。

由圖9可見，該階段料溫總體表現(xiàn)為先升高后降低，第15天后料溫再次趨于穩(wěn)定、偏低水平（14～18℃）。觀察表明，第15天時(shí)色膜轉(zhuǎn)色全部完成、個(gè)別菌棒裂紋和原基發(fā)生。分析認(rèn)為，升溫可能與轉(zhuǎn)入生殖生長前期菌絲細(xì)胞的代謝活動(dòng)加劇有關(guān)；同時(shí)第15天后即轉(zhuǎn)色完成，料溫穩(wěn)定、偏低，可能與香菇“變溫結(jié)實(shí)”的生物學(xué)特性有關(guān)，即：利用菌絲生物熱進(jìn)行香菇菌棒工廠化轉(zhuǎn)色時(shí)，轉(zhuǎn)色成熟的菌棒之料溫最終自然趨向該品種的出菇適溫。

2.4 整個(gè)轉(zhuǎn)色期的料溫變化特征

將上述3個(gè)階段的料溫?cái)?shù)據(jù)匯總整理（圖10）。

由圖10可見，利用菌絲呼吸熱進(jìn)行香菇菌棒工廠化轉(zhuǎn)色全周期的料溫變化具有以下特征：一是料溫變化具有明顯的階段性，即氣生菌絲生長期料溫迅速上升，色膜形成期料溫穩(wěn)中有降，后熟期先升后降、并趨向出菇適溫；二是菇房單位面積存袋量越多，料溫越高、料溫的總體波動(dòng)越大。

3 小結(jié)與討論

試驗(yàn)表明：利用菌絲生物熱進(jìn)行香菇菌棒（慶科212）的工廠化轉(zhuǎn)色，15～17 d即可完成；菇房單位面積存袋量越多，料溫峰值出現(xiàn)時(shí)間越早、料溫峰值越高、料溫越高、料溫波動(dòng)越大；轉(zhuǎn)色成熟的香菇菌棒料溫自然趨向該品種（慶科212）的出菇適溫。

試驗(yàn)所用慶科212屬于中高溫型短菌齡香菇品種，其他中低溫型長菌齡品種能否采用本轉(zhuǎn)色方法及其效果如何，仍需要進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證。

此外，香菇菌棒轉(zhuǎn)色期間，菌絲細(xì)胞主要生理生化指標(biāo)的測(cè)定及其變化規(guī)律的深入研究，將有助于香菇工廠化轉(zhuǎn)色關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的把握與催蕾出菇時(shí)機(jī)的準(zhǔn)確選擇，而目前該方面的研究極其缺乏。而后熟期菌棒表面裂紋的發(fā)生機(jī)理，以及是否可將其作為判斷催蕾時(shí)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)，尚待研究。