杏鮑菇智能化高效生產(chǎn)關鍵技術研究*

趙書光 李正鵬 李 玉 張亞麗 張翠娥 徐相如

（1.江蘇省連云港市灌南縣農(nóng)業(yè)技術推廣中心，江蘇 連云港222500；2.上海市農(nóng)業(yè)科學院，上海 奉賢201403；3.江蘇香如生物科技股份有限公司，江蘇 連云港222500）

杏鮑菇（Pleurotuseryngii）又名刺芹側耳、平菇王，營養(yǎng)豐富，市場需求量大[1]，是近年來開發(fā)培育出的一種珍稀食用菌新品種，其菌蓋半球型呈褐色或淺灰色、菌柄棒狀或保齡球狀呈乳白色，有肥嫩的鮑魚口感和淡淡的杏仁香味，富含蛋白質、碳水化合物、維生素、礦物質和人體所需的多種氨基酸，具有提高人體免疫力、降膽固醇、降血脂、促進胃腸消化以及美容等功效，適合炒、煎、燒等多種烹飪方式，倍受廣大消費者喜愛[2]。杏鮑菇現(xiàn)已發(fā)展成為我國繼金針菇之后第二大工廠化栽培食用菌品種。

食用菌工廠化栽培是具有現(xiàn)代農(nóng)業(yè)特征的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)方式，其運用工業(yè)化的技術手段，在環(huán)境可控的條件下進行機械化、自動化、智能化作業(yè)，實現(xiàn)規(guī)?；?、集約化、標準化、周年化生產(chǎn)，能最大程度地滿足市場需求，提高經(jīng)濟效益[3]。我國杏鮑菇實行工廠化栽培時間較短，因此杏鮑菇生產(chǎn)的智能化機械裝備應用程度偏低。為進一步促進食用菌產(chǎn)業(yè)提檔升級，江蘇省連云港市灌南縣農(nóng)業(yè)技術推廣中心聯(lián)合上海市農(nóng)業(yè)科學院食用菌研究所、江蘇麗莎菌業(yè)股份有限公司組建了技術攻關團隊，基于無線傳感器網(wǎng)絡智能化技術，重點圍繞杏鮑菇工廠化袋式生產(chǎn)工藝，進行了一系列裝備集成和試驗創(chuàng)新。通過兩年多的試驗研究，實現(xiàn)了培養(yǎng)料自動化預混合、液體菌種流水線接種、養(yǎng)菌出菇環(huán)境智能化精準實時檢測調控，對食用菌規(guī)模化生產(chǎn)具有重要的指導意義。

1 培養(yǎng)基料自動備料

適宜杏鮑菇生長的培養(yǎng)基原料有很多。雜木屑、甘蔗渣、麥秸、豆秸稈等均可做主料，為防止扎破栽培袋和便于拌料裝袋（瓶），木屑必須過篩、秸稈類必須粉碎后使用，可添加麩皮、米糠、玉米粉、碳酸鈣、白糖、石膏粉等作輔料。常規(guī)的杏鮑菇基料備料系統(tǒng)一般為單一原料攪拌或多種原料分階段攪拌，工作時間較長，且不能保證每個栽培包內培養(yǎng)基原料的均一性。為提高菌絲發(fā)育的同步性，我們研究開發(fā)了杏鮑菇培養(yǎng)料自動機備料裝置，包括粉碎箱、攪拌箱和出料口。粉碎箱內腔中部位置橫向設置有第一轉動軸，第一轉動軸外壁左側頂端位置設置有第一皮帶輪，第一轉動軸外壁位于粉碎箱內腔位置設置有粉碎齒，粉碎箱下壁位置設置有篩網(wǎng)，完成粉碎原材料和攪拌工序，并設有4個下料口。自動備料裝置工作效率高，節(jié)省了大量的人力和時間。

2 菌包自動套袋裝置

我們研究開發(fā)的菌包自動套袋裝置包括支撐架、吸袋執(zhí)行機構、套袋執(zhí)行機構、菌包推送機構。支撐架兩端設有支腿、中部設有滑臺，在支撐架下方靠近一端支腿設有菌包袋預置槽、靠近另一端支腿設有菌料出料口，菌料出料口的端口面呈橢圓形，使端口面下半部分形成突出的輔助撐袋部位。在菌包袋預置槽上方的支撐架上裝有吸袋執(zhí)行機構和套袋執(zhí)行機構。套袋執(zhí)行機構包括安裝在滑臺上的滑塊，滑塊上連接有帶動滑塊運動的傳動機構。吸袋執(zhí)行機構包括真空吸盤、吸盤安裝板和氣缸Ⅰ，氣缸Ⅰ固定在滑塊底部，吸盤安裝板固定在氣缸Ⅰ活塞端，真空吸盤固定在吸盤安裝板底部。在菌料出料口的下方設有菌包推送機構。與目前杏鮑菇生產(chǎn)技術相比，該裝置具有成本低、易維護、效率高且安全可靠等優(yōu)點。

3 杏鮑菇培養(yǎng)用密封培養(yǎng)室

根據(jù)杏鮑菇大庫養(yǎng)菌需要而開發(fā)的菌菇培養(yǎng)用密封培養(yǎng)室，其結構包括密封大棚、支撐立柱、菌菇培養(yǎng)室、采摘后門、隔板、進氣腔室、滅活過濾池、進氣風機、排氣腔室、排氣扇、換氣進氣口、單向排氣閥等。菌菇培養(yǎng)室左側下端與密封大棚之間設置有隔板，隔板將密封大棚與菌菇培養(yǎng)室之間分隔成進氣腔室與排氣腔室。進氣腔室的左側壁上設置有進氣風機，進氣風機的進氣嘴插接在進氣腔室內的滅活過濾池中。菌菇培養(yǎng)室的頂端通過換氣進氣口和單向排氣閥分別與進氣腔室和排氣腔室連接。密封培養(yǎng)室將培養(yǎng)室與大棚隔開，并在大棚內構造出進氣腔室，使進入大棚內的凈化空氣在進氣腔室中預熱至與棚內溫度一致，以免換氣影響培養(yǎng)室內的溫度，有效保證了培養(yǎng)室溫度的穩(wěn)定性。

4 培養(yǎng)袋用多功能出菇架

通過裝備集成與創(chuàng)新開發(fā)的杏鮑菇培養(yǎng)用多功能出菇架，主要包括支撐底座、固定框架、旋轉軸一、培養(yǎng)袋固定板、橫向連桿、環(huán)境調控管道槽、旋轉軸二、轉動滑槽、折疊遮蓋板、連接軸等。支撐底座的上端設置有1對固定框架，固定框架的中間穿插有旋轉軸一，旋轉軸一上固定有培養(yǎng)袋固定板。固定框架之間連接有數(shù)層橫向連桿，橫向連桿的下端中間設置有環(huán)境調控管道槽。固定框架的頂端通過旋轉軸二連接有轉動滑槽，轉動滑槽的內部活動穿插有折疊遮蓋板，左右折疊遮蓋板的中間通過連接軸連接。在菌菇生長的不同階段，可隨意調節(jié)菌菇種植板的傾斜角度，以滿足菌菇生長的光照和溫濕度需求，使環(huán)境條件達到最佳狀態(tài)，促進菌絲的生長和品質的提高，利于后期菇蕾原基發(fā)生。

5 養(yǎng)菌出菇環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)的組成和工作原理

養(yǎng)菌出菇環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)包括環(huán)境監(jiān)控模塊、視頻監(jiān)控模塊和關鍵控制點（CCP）管理模塊，主要由液晶監(jiān)控屏、傳感器單元（環(huán)境參數(shù)在線監(jiān)測采集記錄儀）、微處理器單元（數(shù)據(jù)識別和管理與傳輸）、控制器（連接制冷機組和光路及通風換氣設備）、無線通信單元、GSM無線網(wǎng)絡傳輸、監(jiān)控終端（主機）和電腦手機（安裝智能控制軟件系統(tǒng)）等異地監(jiān)控終端組成。養(yǎng)菌出菇環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)采用中央主機和單間菇房相結合的方法，智能化監(jiān)測、調控發(fā)菌室和育菇房的環(huán)境參數(shù)。該系統(tǒng)通過安裝在菇房內的溫濕度、光照等傳感器單元，將監(jiān)測到的環(huán)境數(shù)據(jù)通過電路轉換由微處理器進行處理，處理后的數(shù)據(jù)可在監(jiān)控屏上實時顯示，也可通過無線通信單元傳輸至主機（可同時顯示多個環(huán)境數(shù)據(jù)狀態(tài)），或者通過GSM無線網(wǎng)絡和串口（RS232）傳輸至電腦手機，由系統(tǒng)軟件通過AT指令完成電腦與串口直接的連接通信；串口收到數(shù)據(jù)后發(fā)送信息至軟件，軟件通過中端將采集的數(shù)據(jù)顯示在表格中或曲線上，并按設定的時間周期存儲到數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)管理、實時查閱和打印輸出。該系統(tǒng)也可通過主機設置關鍵控制點臨界值和報警時長，用執(zhí)行函數(shù)發(fā)送給相應的控制器，當實際值超出臨界值時系統(tǒng)及時報警，超過設定時長后控制器自動啟動相應設備進行糾偏修正，進而達到有效控制菇房環(huán)境狀態(tài)參數(shù)的目的。養(yǎng)菌出菇環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)管理操作方便，環(huán)境參數(shù)監(jiān)測精準，實時調節(jié)及時，實現(xiàn)了杏鮑菇高產(chǎn)優(yōu)質的工廠化生產(chǎn)。

6 杏鮑菇高產(chǎn)優(yōu)質的工廠化栽培工藝

6.1 培養(yǎng)料裝袋和滅菌

先按培養(yǎng)料配方準備木屑、玉米芯、甘蔗渣、麩皮等原料，通過培養(yǎng)基料自動備料機、雙螺旋攪拌機等自動化設備，將培養(yǎng)料含水量調節(jié)到64%～65%、pH值為7.5～9.0，然后通過自動化裝袋加蓋機將培養(yǎng)料分裝到對折口徑為（17～19）cm×38 cm×0.05 mm的高壓聚丙烯塑料袋內，并采用自動搬筐機機械手將整框菌包（12袋）搬運至小推車上，運至121～123℃高壓滅菌鍋內滅菌2 h。

6.2 冷卻和接種

將滅菌后的菌包及時移入冷卻室內降溫，待料內溫度降至25℃以下時，在凈化室超凈單元下每袋接入液體菌種20 mL。

6.3 養(yǎng)菌出菇環(huán)境數(shù)字化管理

在杏鮑菇培養(yǎng)用密封培養(yǎng)室內，通過養(yǎng)菌出菇環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)保持室溫20～22℃、空氣相對濕度65%～70%、二氧化碳濃度不超過3 000 mg/kg進行菌絲培養(yǎng)，一般接種后24 d菌絲可吃透培養(yǎng)料，再經(jīng)5～8 d培養(yǎng)（后熟）便可降溫催蕾。將杏鮑菇培養(yǎng)袋橫放在多功能出菇架上，前期保持室溫12～14℃、空氣相對濕度80%～90%、每天連續(xù)用500 Lx光照強度照射4～6 h、二氧化碳濃度不超過2 500 mg/kg，誘導原基形成；待料面出現(xiàn)較多的小凸起時停止光照誘導，降低通風頻率，提高二氧化碳濃度至3 500～4 500 mg/kg，控制原基的發(fā)生數(shù)量；當菇蕾長至4～6 cm時開始疏蕾，每袋留1～3個菇形正、商品性好的健壯幼蕾；疏蕾后，保持室溫14～15℃、二氧化碳濃度6 000～8 000 mg/kg、空氣相對濕度80%～90%，促使菇柄快速伸長；菇柄長至12 cm時即可采收。

7 小結

基于智能化技術的杏鮑菇工廠化生產(chǎn)工藝，操作簡單，效率高，栽培包的生產(chǎn)管理成本較常規(guī)技術降低0.20元/個以上。從接種到鮮菇采收結束，整個栽培周期由原來的54～55 d縮短至50～51 d，平均每個栽培包可采鮮菇450 g左右，實現(xiàn)了杏鮑菇優(yōu)質安全和高產(chǎn)的目的。