我國食用菌生產(chǎn)裝備的發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢及建議

宋衛(wèi)東 周德歡 任彩紅 王明友 吳今姬 丁天航 周 帆

【編者按】“2020食用菌全產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新博覽會專欄”是為配合由中國食品土畜進出口商會、科技部食用菌新種質(zhì)資源創(chuàng)制國際聯(lián)合研究中心、福建省食用菌學(xué)會、福建省食用菌行業(yè)協(xié)會等9個單位于2020年11月在福建廈門聯(lián)合舉辦的2020食用菌全產(chǎn)業(yè)鏈（廈門）創(chuàng)新博覽會所設(shè)。經(jīng)組委會同意，刊出6篇相關(guān)論文。

我國食用菌生產(chǎn)裝備的發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢及建議

宋衛(wèi)東 周德歡 任彩紅*王明友 吳今姬 丁天航 周 帆

（農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所，南京 210014）

概述食用菌生產(chǎn)裝備發(fā)展歷程為：初始開發(fā)、引進消化吸收、提升與發(fā)展、穩(wěn)定調(diào)整與產(chǎn)品創(chuàng)新4個階段。根據(jù)生產(chǎn)流程給出食用菌生產(chǎn)裝備體系，總結(jié)我國食用菌生產(chǎn)裝備現(xiàn)狀及存在問題，指出生產(chǎn)裝備發(fā)展趨勢將為多元化、智能化、標準化和國際化。提出：食用菌生產(chǎn)裝備與栽培工藝融合是提高食用菌生產(chǎn)裝備水平、保障食用菌安全生產(chǎn)、促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要途徑。

食用菌生產(chǎn)裝備；食用菌生產(chǎn)裝備體系；發(fā)展趨勢；研發(fā)重點

我國是最早進行香菇、銀耳、草菇人工栽培的國家[1]，食用菌是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要部分，也是推動貧困地區(qū)脫貧致富的重要產(chǎn)業(yè)。據(jù)統(tǒng)計，2019年我國食用菌總產(chǎn)量達3 900萬噸。食用菌產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，使得對生產(chǎn)裝備的需求日漸增加。筆者在分析我國食用菌生產(chǎn)裝備發(fā)展歷程與現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合當前食用菌生產(chǎn)裝備存在的主要問題，提出未來發(fā)展趨勢及建議。

1 我國食用菌生產(chǎn)裝備的發(fā)展歷程與體系的形成

1.1 我國食用菌生產(chǎn)裝備發(fā)展歷程

我國食用菌生產(chǎn)機械的研究開發(fā)從無到有，先后經(jīng)歷了以下四個階段。

（1）初始開發(fā)階段（20世紀50～70年代）。食用菌生產(chǎn)已完成從段木栽培到袋料栽培的發(fā)展。主要裝備有用于段木生產(chǎn)的打眼機、制作菌種用的裝瓶機、小型的滅菌設(shè)備、枝椏切片機、粉碎機、拌料機、裝袋機和小型烘干機等[2]。

（2）引進消化吸收階段（20世紀80～90年代）。此階段先后引進了西方國家的雙孢蘑菇生產(chǎn)線，我國臺灣地區(qū)金針菇工廠化生產(chǎn)線，日韓瓶栽食用菌生產(chǎn)裝備。通過借鑒和消化吸收，生產(chǎn)出了攪拌機、裝瓶機等裝備。食用菌工廠化生產(chǎn)裝備從無到有，從有到適應(yīng)國內(nèi)需求，在我國食用菌生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛。

（3）提升與發(fā)展階段（20世紀90年代至2000年）。此階段食用菌生產(chǎn)裝備性能越來越優(yōu)良，功能越來越完善，基本能滿足食用菌生產(chǎn)全過程各工序的需要，達到了機械化水平。同時，制約流水線生產(chǎn)的核心設(shè)備得到突破，在生產(chǎn)全過程應(yīng)用成套裝備使食用菌產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)工業(yè)化流水線生產(chǎn)。

（4）穩(wěn)定調(diào)整與產(chǎn)品創(chuàng)新階段（2000年至今）。隨著食用菌產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，機械化、工業(yè)化生產(chǎn)裝備的使用，逐漸得到各級政府和行業(yè)協(xié)會的重視。此階段食用菌生產(chǎn)裝備已覆蓋食用菌制種、栽培、加工等各個環(huán)節(jié)，包括菌種發(fā)酵、空氣凈化、培養(yǎng)基制作、菌包生產(chǎn)、環(huán)境控制、產(chǎn)品干制、保鮮及深加工提取等，形成較為完整的機械裝備體系，特別是研發(fā)應(yīng)用了袋栽自動化設(shè)備。

1.2 我國食用菌生產(chǎn)裝備體系

我國食用菌生產(chǎn)裝備與技術(shù)經(jīng)歷了從無到有、從單機到成套、從簡單控制到自動控制、從應(yīng)用單項工業(yè)技術(shù)到多項先進工業(yè)技術(shù)的歷程。食用菌生產(chǎn)裝備與技術(shù)始終伴隨食用菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大，能基本滿足不同時期食用菌生產(chǎn)對機械化技術(shù)的需求[3]，并形成生產(chǎn)裝備體系（圖1），其中，木腐菌和草腐菌因生產(chǎn)工藝不同，配備的生產(chǎn)裝備也不同。

圖1 我國食用菌生產(chǎn)裝備體系

2 我國食用菌生產(chǎn)裝備的現(xiàn)狀與存在的問題

2.1 我國食用菌生產(chǎn)裝備現(xiàn)狀

（1）食用菌生產(chǎn)裝備普遍存在仿制現(xiàn)象，自主研發(fā)企業(yè)少，缺乏創(chuàng)新，類似的裝備產(chǎn)品多為價格競爭而非質(zhì)量競爭。

（2）部分裝備產(chǎn)品實現(xiàn)了全自動化，尚未實現(xiàn)智能化，總體生產(chǎn)裝備自動化、智能化技術(shù)水平低，生產(chǎn)裝備的標準化滯后，多為單套生產(chǎn)，很難形成量產(chǎn)。

（3）裝備維修服務(wù)跟不上，主要依靠廠家的售后服務(wù)。廠家維修任務(wù)重，而地方上缺少統(tǒng)一的服務(wù)組織如農(nóng)機維修服務(wù)站等，對食用菌裝備在流通、使用和維修等方面進行服務(wù)。

2.2 我國食用菌生產(chǎn)裝備存在的問題

（1）龍頭企業(yè)帶動不力，企業(yè)整體競爭力不強，市場抗風(fēng)險能力較差，“大市場”與“小作坊”的矛盾突出。企業(yè)研發(fā)資金投入少，制約了產(chǎn)品創(chuàng)新。

（2）復(fù)合型技術(shù)人才嚴重缺乏。由于食用菌生產(chǎn)裝備還未進入我國農(nóng)業(yè)裝備體系，高校農(nóng)機專業(yè)不講授食用菌生產(chǎn)裝備知識，因此機械裝備人才缺乏食用菌生產(chǎn)裝備相關(guān)知識。

（3）專業(yè)的高水平的產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究中心尚未真正建立，企業(yè)各自為政，缺乏統(tǒng)一的農(nóng)機產(chǎn)業(yè)技術(shù)支撐平臺。

（4）缺乏食用菌裝備的國家和行業(yè)標準。由于無法根據(jù)標準進行質(zhì)量檢測，導(dǎo)致食用菌裝備進入不了國家農(nóng)機購機補貼范圍。缺乏標準也導(dǎo)致各生產(chǎn)廠家零部件不能通用。

3 我國食用菌生產(chǎn)裝備發(fā)展趨勢與建議

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，食用菌生產(chǎn)裝備全自動化、智能化是必然之路，發(fā)展方向是建立功能齊全、設(shè)施配套的智能化自動生產(chǎn)線，未來食用菌生產(chǎn)技術(shù)流程參見圖2。

圖2 未來食用菌工廠化生產(chǎn)技術(shù)流程

3.1 我國食用菌生產(chǎn)裝備發(fā)展趨勢

（1）多元化發(fā)展。主要是裝備開發(fā)主體多元化，適應(yīng)多種食用菌栽培品種，裝備自動化水平也要多元化發(fā)展，以適應(yīng)不同的栽培模式。

（2）標準化發(fā)展。逐步建立食用菌裝備的國家、行業(yè)、團體標準，零部件生產(chǎn)標準化。

（3）智能化發(fā)展。通過現(xiàn)代通信與信息技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、行業(yè)技術(shù)、智能控制技術(shù)匯集而成的針對食用菌裝備的應(yīng)用。同時智慧控制系統(tǒng)融合5G通信、物聯(lián)網(wǎng)和云計算等前沿技術(shù)，具有智能感應(yīng)、防盜、故障報警、設(shè)備狀態(tài)參數(shù)監(jiān)控、自動遠程抄表、電子地圖定位等功能，可有效實現(xiàn)節(jié)能減排，減少運行維護成本，實現(xiàn)食用菌生產(chǎn)的智能化、精細化管理。

（4）國際化發(fā)展。工廠化瓶栽生產(chǎn)裝備不斷被世界各國引進，隨著其他國家逐漸發(fā)展多品種栽培，我國小、精、廉的食用菌生產(chǎn)機械逐漸銷往世界各國。

3.2 食用菌生產(chǎn)裝備企業(yè)發(fā)展建議

建議企業(yè)準確把握自身市場定位，避免同質(zhì)化競爭，發(fā)展各自的優(yōu)勢產(chǎn)品，產(chǎn)品品類盡量避免做得多而全，而應(yīng)朝少而精發(fā)展，將企業(yè)做成食用菌產(chǎn)業(yè)鏈中某一環(huán)節(jié)技術(shù)最先進、設(shè)備最精良的龍頭企業(yè)。

3.3 未來食用菌生產(chǎn)裝備研發(fā)重點

（1）應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、遠程監(jiān)測（控）等技術(shù)，改進完善現(xiàn)有產(chǎn)品的性能，以便于故障的初步診斷與維修[4]，如開發(fā)具有遠程監(jiān)測、診斷功能的裝袋機、滅菌器等設(shè)備，既可增強用戶使用體驗，又可降低企業(yè)的產(chǎn)品售后服務(wù)成本。

（2）增加智能化技術(shù)應(yīng)用，如智能采摘裝備、智能上下架裝備、智能化環(huán)境控制系統(tǒng)等。

（3）食用菌初深加工裝備的研發(fā)與生產(chǎn)，如智能識別分選、分級、清洗、烘干設(shè)備等。

（4）節(jié)能技術(shù)與余熱回收利用裝備，如滅菌后冷卻熱、制冷系統(tǒng)散熱冷卻熱量的回收與利用等。

（5）可降解菌袋、菌瓶及其配套裝備。

3.4 提高我國食用菌生產(chǎn)裝備水平的建議

（1）加大投入力度與抓住政策優(yōu)惠?！笆奈濉弊鳛槊撠毢蟮撵柟唐?，食用菌裝備生產(chǎn)企業(yè)要把握機遇，加速進步，為食用菌產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展提供具有國際水平和中國特色的現(xiàn)代化食用菌生產(chǎn)成套裝備。同時，裝備生產(chǎn)企業(yè)在國家農(nóng)機補貼政策的大背景下，可加大對食用菌裝備購置補貼申請力度，爭取加入國家農(nóng)機補貼目錄。

（2）加快轉(zhuǎn)變產(chǎn)業(yè)發(fā)展方式與食用菌裝備技術(shù)創(chuàng)新。工人工資上漲因素迫使食用菌產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，努力向生產(chǎn)裝備自動化、智能化方向發(fā)展。原有的生產(chǎn)裝備必然淘汰。因此，裝備制造企業(yè)必須創(chuàng)新機械，提高設(shè)備的技術(shù)水平，由小型企業(yè)轉(zhuǎn)向集團化企業(yè)或組建機械制造合作社，以增強生產(chǎn)實力，轉(zhuǎn)變增長方式，提高經(jīng)濟效益，避免在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級中被迫淘汰。

（3）增強知識產(chǎn)權(quán)保護意識，逐步實現(xiàn)標準化生產(chǎn)。我國食用菌裝備行業(yè)標準正在逐步形成，裝備研發(fā)單位應(yīng)大力申請國家專利。一方面是對自主知識產(chǎn)權(quán)的保護，另一方面也可促進行業(yè)朝著標準化的方向發(fā)展，利于食用菌裝備行業(yè)規(guī)模的擴大。

（4）重視國內(nèi)、國際新裝備市場動態(tài)。隨著新冠肺炎疫情的蔓延，食用菌裝備企業(yè)必須重視國內(nèi)、國外雙循環(huán)，在調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的同時，以國內(nèi)應(yīng)用為主，積極擴大國際市場。

（5）加強合作，建立產(chǎn)業(yè)鏈合作聯(lián)盟。食用菌生產(chǎn)涉及多個行業(yè)的聯(lián)合，形成產(chǎn)業(yè)鏈合作聯(lián)盟能在行業(yè)中形成較大的合力和影響力，不但能為成員企業(yè)帶來新的客戶、市場信息，也有助于企業(yè)開拓自身核心業(yè)務(wù)。對于生產(chǎn)企業(yè)而言，聯(lián)合采購還能在一定程度上降低采購成本，這或?qū)⑹俏磥淼陌l(fā)展趨勢。

4 食用菌生產(chǎn)裝備與菌藝融合的思考

食用菌生產(chǎn)工藝（菌藝）是食用菌的裝瓶（袋）、滅菌、接種、發(fā)菌、出菇和選種、育種等過程及其相應(yīng)的操作技術(shù)。食用菌生產(chǎn)裝備（菌機）是為實現(xiàn)菌藝技術(shù)而設(shè)計制造的相應(yīng)裝備。

4.1 菌機與菌藝的關(guān)系

菌機與菌藝是一個辯證的統(tǒng)一體，互為基礎(chǔ)、互相聯(lián)系；既相互制約，又相互促進。菌藝是菌機的目標和方向，沒有菌藝，便無的放矢；菌機是菌藝的載體，無菌機，菌藝紙上談兵。只有把機械技術(shù)與栽培工藝技術(shù)有機結(jié)合并使二者相互適應(yīng)，才能充分發(fā)揮食用菌生產(chǎn)機械潛力，實現(xiàn)食用菌增產(chǎn)增效目的。食用菌生產(chǎn)裝備作為先進的生產(chǎn)工具和實施科學(xué)技術(shù)的載體，在食用菌生產(chǎn)中發(fā)揮著積極和不可替代的作用。

栽培工藝的革新如果不利于機械化，就沒有生命力；先進的菌藝技術(shù)若不通過機械手段來實施，就不可能得到大面積的應(yīng)用。隨著社會的進步，農(nóng)業(yè)科學(xué)、栽培工藝與機械化的關(guān)系將越來越密切，必然將走上菌機、菌藝緊密結(jié)合，相互適應(yīng)的良性發(fā)展軌道。

4.2 菌機菌藝融合，是保障食用菌安全生產(chǎn)的重要因素

實踐證明，生產(chǎn)食用菌所采取的先進菌藝技術(shù)要標準化、大規(guī)模、高速度推廣，必須采用機械化作業(yè)，才能提高生產(chǎn)率。但由于種種原因，目前許多菌藝措施還不能通過機械化手段加以實現(xiàn)。食用菌工廠化、專業(yè)化生產(chǎn)對機械化依賴程度越來越大，菌機菌藝融合的需求日益迫切。

食用菌生產(chǎn)裝備的機械化必須遵循食用菌品種的栽培工藝，機械化作為食用菌生產(chǎn)的重要手段和實施農(nóng)業(yè)科技的載體，其作用就是在遵循當?shù)卦耘喙に嚨那疤嵯?，利用機械化裝備在生產(chǎn)中減輕勞動強度、提高工效、保證食用菌生產(chǎn)質(zhì)量。

5 結(jié) 語

食用菌產(chǎn)量穩(wěn)步增長，產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊，食用菌生產(chǎn)裝備技術(shù)的提升是食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展的保障。開展高性能、低能耗、智能化的關(guān)鍵生產(chǎn)裝備的研究，積極探索菌機菌藝融合發(fā)展，以滿足食用菌規(guī)?；?、多元化及標準化的發(fā)展需求，是我國食用菌生產(chǎn)裝備發(fā)展的必然道路。

[1] 張金霞, 黃晨陽. 我國食用菌產(chǎn)業(yè)概況[J]. 土壤肥料, 2003(01): 43-44.

[2] 王明友, 宋衛(wèi)東, 吳今姬, 等. 中國食用菌生產(chǎn)裝備發(fā)展現(xiàn)狀與重點分析[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué), 2016, 44(12): 1-6.

[3] 宋衛(wèi)東, 王明友, 肖宏儒, 等. 我國食用菌工廠化生產(chǎn)技術(shù)[J]. 中國農(nóng)機化, 2011(06): 80-82, 87.

[4] 宋衛(wèi)東, 王明友, 肖宏儒, 等. 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的食用菌生產(chǎn)智能化測控系統(tǒng)[J]. 中國農(nóng)機化, 2012 (04): 142-144.

國家食用菌產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系資助（CARS-20）

宋衛(wèi)東（1965.9—），研究員，碩士生導(dǎo)師。主要從事食用菌栽培全程機械化技術(shù)與裝備及特色農(nóng)產(chǎn)品干燥技術(shù)與加工裝備的研發(fā)?，F(xiàn)任國家農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所特色經(jīng)濟作物生產(chǎn)裝備工程技術(shù)中心主任，全國農(nóng)機化科技創(chuàng)新專家組農(nóng)產(chǎn)品干燥貯藏與加工專業(yè)組副組長，國家食用菌產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系機械化研究室主任兼生產(chǎn)設(shè)施設(shè)備崗位專家，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院特色農(nóng)產(chǎn)品干制與加工裝備創(chuàng)新團隊首席專家。先后主持和參加省部級科研項目50多項，獲省部級科技獎勵10項；獲實用新型專利70余件，發(fā)明專利10余件；發(fā)表論文40余篇，參編出版專著3部。

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