食用菌液體菌種定點定量式接種器的設(shè)計與應(yīng)用

王 龍 周慶平 石國華 劉建明

（唐山師范學(xué)院，唐山 063000）

食用菌栽培種的轉(zhuǎn)接過程是食用菌工廠化生產(chǎn)和菇農(nóng)作坊式生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，但若接種效率低、耗時長，則易造成雜菌污染，使菌種的成活率大大降低[1-2]。目前，在食用菌生產(chǎn)過程中常使用的菌種有固態(tài)和液態(tài)兩類，常采用“無菌操作間+無菌接種箱”的方式進(jìn)行菌種的轉(zhuǎn)接工作，即在一個經(jīng)紫外線、酒精、高錳酸鉀或福爾馬林等理化措施處理后的密閉環(huán)境內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)接操作。這種方法勞動強(qiáng)度高、操作不便，對工廠化生產(chǎn)的食用菌企業(yè)來說較易實現(xiàn)，但對普通菇農(nóng)來說，難以掌握并操作[3-4]。

2016年，朱建平[5]設(shè)計了一款用于食用菌菌種轉(zhuǎn)接的雙人接種箱。該設(shè)計操作簡單，工作效率高，但只適用在實驗室內(nèi)對食用菌的母種和原種進(jìn)行轉(zhuǎn)接，不能在大田生產(chǎn)中獲得很好的推廣。2016年，司偉偉等[6-7]應(yīng)用STEP7-MICRO/WIN軟件編程方法，設(shè)計了一種以PLC控制器、HMI觸摸屏、變頻器為核心的全自動對稱式液體接種機(jī)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)實現(xiàn)了食用菌液體接種機(jī)的全自動、高效、穩(wěn)定操作，極大地提高了液體接種機(jī)的工作效率，但其設(shè)備要求高、投資大，只能應(yīng)用在有一定規(guī)模的食用菌生產(chǎn)企業(yè)中。因此，極有必要尋找出一種簡便、高效、無毒的接種方法和設(shè)備，用以滿足廣大基層菇農(nóng)進(jìn)行食用菌生產(chǎn)的需要。在此背景下，筆者在長期應(yīng)用液體菌種的生產(chǎn)實踐中，經(jīng)過反復(fù)試驗，成功設(shè)計出一種食用菌液體菌種定點定量式接種器用于食用菌栽培種的轉(zhuǎn)接，且該接種器已獲得國家實用新型專利（CN200920143925.6）。該接種器具有操作簡便、接種速度快、接種量可定量調(diào)節(jié)、無污染、效率高、顯著降低人工勞動強(qiáng)度、可整體進(jìn)行高壓蒸汽滅菌等優(yōu)點，完全脫離了傳統(tǒng)的接菌室和接菌箱操作環(huán)境，不僅可滿足工廠化食用菌生產(chǎn)的需要，還可適用于以家庭為單位的作坊式食用菌生產(chǎn)，可在多種場合下使用[8-9]。為促進(jìn)該接種器的推廣應(yīng)用，現(xiàn)筆者將該接種器的整體結(jié)構(gòu)、工作原理和實用效果總結(jié)介紹如下，以供參考。

1 整體結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 外部結(jié)構(gòu)

接種器包括中空的殼體、位于殼體內(nèi)的活塞、與殼體相連的手柄，活塞內(nèi)開有通孔，活塞前端設(shè)有密封槽，并裝有菌液出口裝置，密封槽內(nèi)裝有密封圈，活塞后端裝有菌液進(jìn)口裝置。所述活塞后端有螺紋，活塞尾部側(cè)面有刻度。

1.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)

接種器菌液進(jìn)口裝置包括彈簧一、調(diào)節(jié)螺母、壓力環(huán)、閥芯座、O型密封圈、彈簧二、閥芯、進(jìn)口閥體、連桿、銷軸、扳手?；钊蠖送馓子袕椈梢?，殼體的尾部設(shè)有調(diào)節(jié)螺母，彈簧一的前端與殼體的尾部接觸，提供回復(fù)力，彈簧一的后端與調(diào)節(jié)螺母接觸，用于調(diào)節(jié)液體菌種流量，調(diào)節(jié)螺母上套有壓力環(huán)，壓力環(huán)通過連桿與扳手相連，扳手通過銷軸固定在接種器上；活塞的尾部通過密封墊可拆卸地連接有閥芯座，在閥芯座上可拆卸地連接有進(jìn)口閥體，在進(jìn)口閥體與閥芯座接觸內(nèi)安裝有O型密封圈，進(jìn)口閥體的另一端通過軟管與液體菌種容器相連，在進(jìn)口閥體和閥芯座內(nèi)設(shè)有閥芯，閥芯上可拆卸地套有彈簧二。菌液出口裝置包括出口閥體、出口閥接口。在殼體前端通過密封墊可拆卸地連接出口閥體，出口閥接口通過O型密封圈可拆卸地安裝在出口閥體上。

1.3 工作原理

食用菌液體菌種定點定量式接種器在工作時，先將調(diào)節(jié)螺母調(diào)節(jié)到所需要的容積，手持接種器向內(nèi)握緊，扳手在握力的作用下沿支點運動，將作用力通過連桿傳遞給壓力環(huán)，并通過調(diào)節(jié)螺母將力傳遞給活塞且?guī)踊钊蚯斑\動，同時壓迫回復(fù)彈簧壓縮，造成殼體內(nèi)空間變小，壓力升高，在壓力作用下，出口單向閥開啟，進(jìn)口單向閥關(guān)閉，菌種介質(zhì)在壓力的作用下由出口單向閥流出；松手后，彈簧的恢復(fù)力通過調(diào)節(jié)螺母帶動活塞和壓力環(huán)向后運動，造成殼體內(nèi)空間變大，壓力降低，出口單向閥關(guān)閉，外部菌種介質(zhì)將大氣壓力傳遞到進(jìn)口單向閥并打開進(jìn)口單向閥，在大氣壓力作用下，外部菌種介質(zhì)補(bǔ)充進(jìn)入殼體空間，回復(fù)力再由壓力環(huán)通過連桿傳遞到扳手使扳手復(fù)位，這樣活塞在殼體中完成了一次往復(fù)運動。在手的不斷握緊放松的過程中，活塞將不斷進(jìn)行往復(fù)運動。

2 實用效果測定

食用菌液體菌種定點定量式接種器的使用對象主要是廣大基層菇農(nóng)，故需對該接種器進(jìn)行大田現(xiàn)場接種試驗[10-11]，以測定其實用效果。為此，筆者以已在冀東地區(qū)推廣種植的茶樹菇（Agrocybeaegerita）液體菌種AC9為試驗材料，對該接種器的實用效果與常規(guī)接種方法進(jìn)行了比較[12-13]。

2.1 材料與方法

2.1.1 液體培養(yǎng)基的制備

采用常規(guī)方法制備馬鈴薯葡萄糖液體培養(yǎng)基3 000 mL，平均分裝于10個500 mL的三角瓶中，另選5個500 mL三角瓶各加300 mL蒸餾水，一起高壓滅菌。用無菌操作方法，將茶樹菇母種轉(zhuǎn)接至10個三角瓶液體培養(yǎng)基中，每瓶接1 cm2母種2塊，在恒溫培養(yǎng)箱、25 ℃下靜置培養(yǎng)3 d，搖瓶培養(yǎng)7 d。

2.1.2 袋栽培養(yǎng)基的制備

袋栽培養(yǎng)基材料配比為棉籽殼100.0 kg、過磷酸鈣2.0 kg、尿素0.3 kg、石膏粉1.5 kg、水140.0 kg。使用聚丙烯膜(規(guī)格160 mm×0.05 mm），袋截長33.0 cm，每袋裝培養(yǎng)料約350.0 g(干料)，高壓滅菌處理。

2.1.3 液體菌種接種

試驗組接種方法：（1）將接種器與注射針頭和吸液管連接好，并將調(diào)節(jié)螺母旋鈕調(diào)到5 mL定量，用紗布包裹好后與液體培養(yǎng)基一同滅菌。（2）逐一檢查三角瓶中的原種液體，菌球多且分散、呈透明黃褐色即可用。（3）解開瓶塞，將滅菌后的接種器吸液管從瓶口插入，管端抵達(dá)瓶底，用干燥無菌脫脂棉封壓瓶口。（4）用75%酒精棉球擦拭料袋口端較平展處，迅速將接種器注射針頭從擦拭面插入，針端深入約5 cm即可，連續(xù)注射2次（10 mL菌液），后用膠布貼封針孔。

對照組接種方法：（1）將接種用具、菌種表面、接種人員雙手用75%酒精擦抹。（2）點燃酒精燈，將接種針或鑷子、菌種棉塞在火焰上灼燒消毒。（3）在火焰上將管（瓶）口棉塞輕輕拔出，斜對火焰，正式接種，每瓶原種一般可接栽培種30～40瓶。

試驗組、對照組均接種200袋栽培種，在相同條件下培養(yǎng)自然發(fā)菌，每天觀察并記錄菌絲的萌發(fā)和生長情況，統(tǒng)計雜菌污染率，測量、記錄菌絲的生長速度[14]。

2.2 結(jié)果與分析

2.2.1 接種速率和破損率比較

試驗組和對照組各接菌種200袋，均進(jìn)行單人操作。由表1可知，試驗組接種用時為25 min，對照組接種用時為90 min，表明接種器可提高接種效率72.22%。但因使用接菌器的人操作不當(dāng)，致使試驗組的食用菌菌袋破損率略高于對照組，說明在生產(chǎn)過程中應(yīng)時刻注意接菌器針頭，以免菌袋產(chǎn)生破損。

表1 接菌速率和破損率比較

2.2.2 接種效果比較

由表2、圖1可知，由于對照組與試驗組所用菌種相同，且接種量、培養(yǎng)條件也相同，故菌種的萌發(fā)時間、半滿時間、全滿時間、菌絲長勢、菌種商品性狀相差無幾。同時，試驗組的菌種污染率為2%，對照組的菌種污染率為5%，表明采用接種器接種可顯著降低菌種污染率，這可能與試驗組接種時間短、接種器的封閉性好有關(guān)。

表2 試驗組與對照組接種效果比較

圖1 試驗組與對照組接種效果比較

3 結(jié)論與討論

便利、快捷、安全、穩(wěn)定的食用菌栽培種液體菌種接種器及其配套方法，是廣大基層菇農(nóng)在食用菌生產(chǎn)過程中迫切需要的一種技術(shù)。筆者設(shè)計了一種操作簡便、可連續(xù)接種、可調(diào)節(jié)接菌量、能降低勞動強(qiáng)度、可實現(xiàn)農(nóng)村高效生產(chǎn)食用菌的液體菌種定點定量式接種器，且通過試驗對比發(fā)現(xiàn)，利用該接種器進(jìn)行茶樹菇液體菌種的轉(zhuǎn)接，不僅能充分發(fā)揮液體菌種的全方位發(fā)菌優(yōu)勢，還能較傳統(tǒng)接種方法縮短接菌時間72.22%，提高了工作效率。因此，該接種器具有廣泛的適用性，值得大范圍推廣應(yīng)用。