2種食用菌菌種接種設(shè)備

羅連富

（大連富森科技有限公司，遼寧 大連 116113）

我國食用菌生產(chǎn)規(guī)模大，許多地區(qū)將此列為帶動(dòng)農(nóng)戶脫貧奔小康的扶持項(xiàng)目。食用菌是次于糧、油、菜、果的第五大農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，年均產(chǎn)值2 000多億[1]。盡管有多年栽培歷史，但食用菌產(chǎn)業(yè)仍屬勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，在我國勞動(dòng)力資源日趨緊張的情況下，傳統(tǒng)的發(fā)展思路后繼乏力。以智能化液體食用菌種子器和智能化接種器為例，探討當(dāng)前應(yīng)當(dāng)開展的工作，為食用菌產(chǎn)業(yè)的優(yōu)質(zhì)高效發(fā)展提供參考。

1 加快生產(chǎn)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化和智能化研究

傳統(tǒng)食用菌生產(chǎn)接種方式為固-固接種，液體種子罐制種明顯縮短了制種周期，而且提高接種效率數(shù)倍[2]。以此為基礎(chǔ)研發(fā)的高效液體接種器比人工接種效率極大提高，形成了液-固接種智能化生產(chǎn)線的新技術(shù)與新裝備。

1.1 智能化液體菌種培養(yǎng)器優(yōu)勢

本研究食用菌液體菌種培養(yǎng)器：包括控制箱和立式圓拄體發(fā)酵罐，體積50 L～1 000 L，罐體和氣體攪拌系統(tǒng)按流體力學(xué)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并結(jié)合菌種的生長規(guī)律設(shè)計(jì)，包括物理性質(zhì)、流體運(yùn)動(dòng)、流體動(dòng)力和有旋流動(dòng)、水波動(dòng)力、粘性流體動(dòng)力以及湍流和邊界層理論[3]。發(fā)酵罐上設(shè)置有帶接菌管的進(jìn)蒸汽管、升溫加熱管、保溫加熱管、清洗加料口、火焰接種口、第1組過濾器組件。為保證菌種質(zhì)量，本研究增加了第2組過濾器組件。利用三通管連接，三通管包括氣泵管接口、減壓排氣口和空氣進(jìn)口。第一過濾器組件通過第三連接管與三通管的空氣進(jìn)口相連通，第二過濾器組件包括延伸至進(jìn)蒸汽管出蒸汽口上方的內(nèi)出氣管。

以往的液體菌種培養(yǎng)器中配置空氣過濾器多為外置型，使用前需要拆下來用紗布包扎單獨(dú)滅菌后再連接到發(fā)酵罐上使用。增加了二次感染雜菌的機(jī)會(huì)，不利于菌種的培養(yǎng)。而聯(lián)為一體的設(shè)備，則需要配置蒸汽發(fā)生器，增加了從業(yè)者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[4]。

采用本設(shè)備的內(nèi)置過濾器系統(tǒng)，只要有220 V電源在給培養(yǎng)基滅菌的同時(shí)完成空氣過濾器的滅菌，杜絕了二次感染雜菌的機(jī)會(huì)，從而保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。采用該智能化培養(yǎng)器生產(chǎn)的液體菌種生產(chǎn)周期短，接入菌袋（瓶） 中菌絲萌發(fā)快，菌齡整齊，為工業(yè)化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

發(fā)酵罐中下部設(shè)有夾層，外殼和發(fā)酵罐之間設(shè)置有冷（熱） 卻水容腔，外殼上分別設(shè)置有與冷（熱）卻水容腔相連通的自動(dòng)冷（熱）進(jìn)水閥和排水閥；確保培養(yǎng)器密封性能高，滅菌效果好，氣體環(huán)流均勻，能耗小，自動(dòng)化程度高，易于監(jiān)控，利于提高菌絲生長速度和活力，明顯縮短生長周期[3]。

傳統(tǒng)的固體種擴(kuò)培制種方法需要三級培養(yǎng)一般需20 d～35 d，使用本研究的智能化培養(yǎng)器制種二級培養(yǎng)周期6 d～7 d，時(shí)間縮短2倍～3倍[5]。

1.1.1 生產(chǎn)操作工藝流程

罐的清洗和檢查→培養(yǎng)基的制作→上料→培養(yǎng)基的滅菌→降溫→培養(yǎng)器接種→培養(yǎng)→瓶（袋）的接種。

設(shè)備采用采用模塊組合設(shè)計(jì)理念，由CPU微型芯片PLC電腦控制，控制精準(zhǔn)，操作方便，性能穩(wěn)定可靠。

生產(chǎn)中可根據(jù)液體菌種培養(yǎng)的技術(shù)指標(biāo)要求，把所有的技術(shù)參數(shù)及程序輸入電腦中，設(shè)備按照設(shè)定程序自動(dòng)運(yùn)行。

液體菌種培養(yǎng)基滅菌主要控制參數(shù)為121℃，30 min，降溫備用。

1.1.2 接種

逐漸開大排氣閥待培養(yǎng)器壓力降至接近于0時(shí)，迅速關(guān)閉排氣閥并點(diǎn)燃火圈，旋開接種蓋（注：氣泵不能關(guān)閉），在火焰上方將棉塞拔下，倒入菌種，旋緊接種蓋，調(diào)整培養(yǎng)器罐壓至0.02 MPa左右或微正壓，并檢查培養(yǎng)溫度即可進(jìn)入培養(yǎng)階段。

1.1.3 菌種培養(yǎng)

根據(jù)不同品種設(shè)定不同的培養(yǎng)溫度（一般為18℃～28℃），罐壓在0.02 MPa左右或微正壓即可。

1.1.4 工作環(huán)境條件

溫度：-10℃～40℃；濕度≤60%。

1.2 智能化液體菌種接種器的特點(diǎn)

食用菌生產(chǎn)在接種環(huán)節(jié)上，由固體菌種轉(zhuǎn)向液體菌種，由手工轉(zhuǎn)向自動(dòng)。目前的液體菌種在接種時(shí)，接種工具的流量控制、流速控制、形態(tài)控制、壓力控制等在設(shè)計(jì)上不合理，導(dǎo)致接種量不精準(zhǔn)，菌種形態(tài)被破壞。不但影響著菌種質(zhì)量，并且在生產(chǎn)時(shí)，人工單包接種不能達(dá)到整筐菌包同時(shí)接種，延長了接種時(shí)間并增加了接種污染機(jī)會(huì)。因此給生產(chǎn)帶來不利影響，同時(shí)嚴(yán)重影響下階段菌種生長質(zhì)量。

液體菌種智能組合接種器包括12支接種槍、分種缸、連接管和墊板；墊板的上方安裝有分種缸，分種缸的頂部設(shè)有進(jìn)種口；分種缸的底部通過分接頭與若干根所述的連接管連接，連接管通過槍接頭與接種槍連接，接種槍固定在墊板上[6]。接種槍包括導(dǎo)頭、噴孔腔體、溫氏管和接種管；噴孔腔體上開設(shè)有至少1個(gè)噴孔，噴孔腔體的一端與導(dǎo)頭連接，另一端與接種管連接，接種管的內(nèi)腔設(shè)置有溫氏管[6]。通過采用溫氏管的結(jié)構(gòu)，能夠提高接種時(shí)接種量的精準(zhǔn)，保證接種形態(tài)不被破環(huán)，液滴不會(huì)停留在管壁上或尖端上，從而使接種時(shí)不污染并提高了接種時(shí)的接種質(zhì)量。采用組合式接種槍的結(jié)構(gòu)，縮短了接種的時(shí)間，每臺(tái)機(jī)器接種20 000袋/班～24 000袋/班，因此大大提高了接種效率。

傳統(tǒng)的固態(tài)接種方法，采用超凈臺(tái)設(shè)備每次2人接種120瓶（袋） ～150瓶（袋），日均接種每班600袋/人，接種污染率比較高[2]。

使用本研究的液體菌種智能組合接種器，每臺(tái)設(shè)備單班生產(chǎn)可達(dá)20 000到24 000袋，日均接種3 000袋/人，產(chǎn)能提高5倍。一般早期的液體接種設(shè)備，污染率在1%～2%[6]。而以此生產(chǎn)的菌包污染率控制在0.1%以內(nèi)，制成率明顯提高[6]。

使用本接種器菌種密度、形態(tài)、個(gè)體比例等科學(xué)合理，菌種空心、自溶比例低，接近零；菌種適應(yīng)性強(qiáng)，萌發(fā)性高，萌發(fā)效果好，無萌發(fā)后回菌死亡的假萌發(fā)現(xiàn)象；菌種吃料能力強(qiáng)，滲透成活率高；菌種抗逆性強(qiáng)，菌絲粗壯、分支能力、凝結(jié)能力極強(qiáng)，有利原基形成及子實(shí)體生長，同時(shí)是產(chǎn)量高及抗逆能力強(qiáng)的良好基礎(chǔ)；穩(wěn)定性高，不會(huì)出現(xiàn)周年生產(chǎn)后罐體周期性不穩(wěn)定而導(dǎo)致的污染難題[5]。

1.3 智能化液體器接種優(yōu)點(diǎn)

1.3.1 提高菌種質(zhì)量

應(yīng)用智能程序控制菌種的流速、壓力、行程、緩沖，提高接種時(shí)接種量精準(zhǔn)度，同時(shí)保證接種時(shí)菌種形態(tài)不被破環(huán)，保證菌種質(zhì)量。

1.3.2 減少污染

接種設(shè)備一次性同時(shí)整體滅菌，解決了因滅菌后設(shè)備連接所引起的連接污染。通過各系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)方式的分布設(shè)計(jì)，能使凈化氣體進(jìn)行合理的分流，防止了氣體污染。緩沖設(shè)計(jì)及溫氏管設(shè)計(jì)使軟管不破裂，液滴不粘附在管壁和尖端，減少管路引起的污染。

1.3.3 提升效率

通過全自動(dòng)控制程序，對拔棒-插棒-退棒系統(tǒng)、接種系統(tǒng)的垂直-平行-旋轉(zhuǎn)移動(dòng)聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)；提高穩(wěn)定性、到位性、連續(xù)性，結(jié)構(gòu)簡單，裝拆、維護(hù)方便，延長使用周期；并且不漏棒；節(jié)省了空間和時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。工廠化智能生產(chǎn)裝置見圖1～圖2。

1.4 液體與固體菌種培養(yǎng)與接種的比較優(yōu)勢

1.4.1 接種數(shù)量對比

日均人工固體接種600瓶（袋）/人，采用智能接種器單槍接種量超過2 000瓶（袋）。生產(chǎn)效率明顯提高。

起初我們都高興地看到愛米麗小姐多少有了一點(diǎn)寄托，因?yàn)閶D女們都說:“格里爾生家的人絕對不會(huì)真的看中一個(gè)北方佬，一個(gè)拿日工資的人。”不過也有別人，一些年紀(jì)大的人說就是悲傷也不會(huì)叫一個(gè)真正高貴的婦女忘記“貴人舉止”，盡管口頭上不把它叫做“貴人舉止”。他們只是說:“可憐的愛米麗，她的親屬應(yīng)該來到她的身邊。”她有親屬在亞拉巴馬，但多年以前，她的父親為了瘋婆子韋亞特老太太的產(chǎn)權(quán)問題跟他們鬧翻了，以后兩家就沒有來往。他們連喪禮也沒派人參加。

1.4.2 質(zhì)量對比

智能化接種器自身配備紫外殺菌燈，接種車間為無菌室，這兩項(xiàng)措施使雜菌的感染率控制在0.1%以內(nèi)，菌袋質(zhì)量得到保證，得到應(yīng)用企業(yè)普遍認(rèn)可.

上述2種智能設(shè)備的聯(lián)機(jī)應(yīng)用，改變了過去固體菌種的間歇生產(chǎn)方式為連續(xù)生產(chǎn)，不但提高生產(chǎn)效率，而且保證生產(chǎn)質(zhì)量。為食用菌的工廠化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ),成為生產(chǎn)食用菌液體菌種的關(guān)鍵設(shè)備之一。在國內(nèi)市場占有率達(dá)70%以上，并在多個(gè)省、自治區(qū)（市）的產(chǎn)業(yè)精準(zhǔn)扶貧項(xiàng)目中得到應(yīng)用，并獲權(quán)多項(xiàng)使用新型專利[3，6]。

1.5 生產(chǎn)環(huán)境的智能化管理

加強(qiáng)工廠化車間（大棚）的智能檢測設(shè)備應(yīng)用，目前工廠化生產(chǎn)企業(yè)多數(shù)實(shí)現(xiàn)了溫度、濕度的自動(dòng)控制。今后應(yīng)向遠(yuǎn)程監(jiān)控方向發(fā)展。如溫度、濕度、光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度等日常監(jiān)控，地栽品種還可檢測土壤中溫度、鹽分等。使企業(yè)高層管理者能夠了解瞬時(shí)生產(chǎn)狀態(tài)，為決策提供參考依據(jù)，企業(yè)應(yīng)逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)字化遠(yuǎn)程控制[8]。遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面有許多成功的先例，引入到工廠化生產(chǎn)車間（大棚）將極大地改變現(xiàn)有食用菌生產(chǎn)狀態(tài),產(chǎn)生質(zhì)的飛躍,并使產(chǎn)品直接與消費(fèi)者見面,擴(kuò)大和引導(dǎo)消費(fèi)。

2 加強(qiáng)液體菌種生產(chǎn)培訓(xùn)

液體菌種制種技術(shù)，屬于現(xiàn)代高新生物技術(shù)之一，應(yīng)用者必須經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)與相關(guān)生物學(xué)知識(shí)教育，合格才能上崗生產(chǎn)，否則會(huì)影響生產(chǎn)正常進(jìn)行。生產(chǎn)中做好每個(gè)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)紀(jì)錄，出現(xiàn)問題好追根溯源，避免問題二次發(fā)生。

3 擴(kuò)大液體菌種應(yīng)用范圍

我國地域遼闊，南北東西氣溫差異較大，食用菌的生產(chǎn)要因地制宜，且不可將適合北方生產(chǎn)的低溫品種拿到南方高溫地區(qū)生產(chǎn)。例如金針菇適應(yīng)北方栽培環(huán)境，有相對優(yōu)勢。在南方既使采用工廠化生產(chǎn)必然增加能耗，產(chǎn)品缺乏市場競爭力。今后應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作，篩選耐高溫品種，適應(yīng)多種需求。

4 加強(qiáng)功能食用菌和珍稀藥用真菌的開發(fā)

目前市場上普通食用菌品種較多，功能性和珍稀藥用真菌較少[9]。為避免同質(zhì)化競爭，應(yīng)大力發(fā)展功能性、珍稀名貴及藥用真菌.

許多具有抗癌的藥用真菌如桑黃（Sanghuangporus spp.）、松茸（Trichdoma matsutake）、猴頭（Hericium erinaceus）、杏鮑菇（Pleurotus eryngii）、羊肚菌（Morchella spp.）、靈芝（Ganoderma spp.）等成為今后重點(diǎn)研究的方向，解決人們對綠色食品日益增長的需求，引導(dǎo)人們的觀念由藥補(bǔ)向食補(bǔ)轉(zhuǎn)變。

功能食用菌的開發(fā)應(yīng)以生物有機(jī)硒等為主要功能原料，避免無機(jī)硒可能帶來的不良影響，珍稀藥用真菌的開發(fā)應(yīng)找準(zhǔn)市場需求，針對性強(qiáng)。

以食用菌為原料的新型飲料，方便調(diào)料，保健品等應(yīng)成為食用菌深加工的重點(diǎn)領(lǐng)域，不僅可以解決鮮銷難題，還能適應(yīng)人們快節(jié)奏生活需求。使功能食用菌和珍稀藥用真菌成為新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。

5 創(chuàng)建生態(tài)循環(huán)生產(chǎn)方式

我國食用菌生產(chǎn)原料多為農(nóng)林副產(chǎn)品，林木資源日趨緊張，生產(chǎn)中產(chǎn)生大量的菌棒等垃圾，應(yīng)大力提倡循環(huán)利用。一種原輔料多菌利用，做到物盡其用，菌棒堆肥還田，減少環(huán)境污染，促進(jìn)農(nóng)林食用菌可持續(xù)發(fā)展。

開發(fā)新的林木資源，如構(gòu)樹是一種速生林木，栽培2年即可間伐，荒山坡地皆可生長，產(chǎn)量高，葉子還是高蛋白飼料[10]。國內(nèi)還有大量的桑樹條急需開發(fā)為食用菌培養(yǎng)料，規(guī)?；B(yǎng)牛場的牛糞也是食用菌的優(yōu)質(zhì)養(yǎng)料，亟待開發(fā)利用。

6 做好病蟲害及雜菌防治

我國食用菌栽培發(fā)展很快，病蟲害的種類和數(shù)量也隨之增加，亟需加強(qiáng)病蟲害防治。食用菌病蟲害的綜合防治更要強(qiáng)調(diào)預(yù)防為主的重要性，落實(shí)各項(xiàng)預(yù)防措施，一般少用或不用農(nóng)藥。食用菌病蟲害的綜合防治必須貫徹“預(yù)防為主，藥劑防治為輔”的綜合防治方針[11]。這就需要生產(chǎn)企業(yè)營造良好的生態(tài)環(huán)境，影響食用菌生長的主要生態(tài)環(huán)境因素有溫度、水分與濕度、空氣質(zhì)量、pH、光線強(qiáng)弱等[11]。

由食用菌競爭性雜菌如細(xì)菌、木霉菌、毛霉菌、根霉菌、曲霉菌、鏈孢霉菌等引起的危害，具有傳染性，蔓延快，損失大，成為食用菌生產(chǎn)發(fā)展的重大障礙[12]。為此在食用菌生產(chǎn)過程中，必須改變多年在同一地點(diǎn)大面積栽培同一個(gè)品種的固有觀念，才能有效防止發(fā)生食用菌病蟲害和雜菌危害，

7 討論

目前專業(yè)化食用菌設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)較少，非標(biāo)設(shè)備較多，不利于標(biāo)準(zhǔn)化和智能化建設(shè)。應(yīng)制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，整合資源，重點(diǎn)突破，保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，搞好示范企業(yè)建設(shè)。

在液體菌種推廣中，有的用戶技術(shù)掌握不準(zhǔn)確，把染雜菌歸因?yàn)榫N問題，這是對液體菌種的誤解。液體菌種的生產(chǎn)是工業(yè)化的純種培養(yǎng)技術(shù)，發(fā)現(xiàn)染菌說明已不能做菌種，需重新制種。如果選的菌種沒問題，菌種培養(yǎng)過程的培養(yǎng)基（菌棒）滅菌不徹底，接種環(huán)境空氣沒有得到凈化，培菌過程的通風(fēng)等也是可能染菌的主要因素。

其實(shí)在食用菌的整個(gè)生產(chǎn)過程中始終有雜菌污染問題，栽培期間同樣有被污染雜菌的問題。這時(shí)需特別關(guān)注環(huán)境因素，同時(shí)生產(chǎn)中最適溫度的控制也是關(guān)鍵。