金针菇工厂化栽培机械自动化生产与管理关键技术

彭洋洋等

金针菇营养丰富，富含人体所需的各种氨基酸，是我国栽培量最大的食用菌之一。随着栽培技术的不断进步，金针菇已经实现了工厂化周年栽培。其栽培模式主要分为袋栽和瓶栽两种。工厂化袋栽生产金针菇机械化程度和生产效率相对较低 。而工厂化瓶栽可达到较高程度的机械自动化，各个生产环节均可以机械代替人工，可显著提高生产效率，产菇规格易统一，品质较好，是金针菇工厂化栽培的主要方式。

1 工厂化流程与管理要点

金针菇的经济价值较高，市场前景较好。金针菇工厂化生产 1 个栽培周期约 55d左右，其主要工艺流程为栽培料配置→装瓶→灭菌→栽培种接种→菌丝培养→搔菌和催蕾→抑制培养→生长→采收和包装。主要管理要点及注意事项如下：

1.1 栽培料配制与搅拌

金针菇栽培料配制首先需要适宜的碳氮比。栽培料碳氮比对金针菇的产量和品质具有较大的影响。有研究表明，在金针菇生殖生长阶段，栽培料的碳氮比在（30~40）:1 左右时，产出的金针菇菌丝较浓壮，产量高，同时品质较好。金针菇栽培原料包括玉米芯、杂木屑、玉米粉、细米糠、麸皮和碳酸钙等。栽培料采用搅拌机搅拌（见图 1）。栽培料拌料时遵循先粗料后细料的顺序。首先加入杂木屑和玉米芯等粗料，再加入米糠、麸皮、玉米粉等细料，最后加轻质碳酸钙等辅料。先干拌 5~10min，再加水浸湿，水温控制在 15~20℃，湿拌时间为 50~70min，保证拌料均匀。每次拌完料取样检测水分和pH。培养料含水量控制在65%~67%之间，灭菌前的培养料pH在 6.6~7.0 之间。

图 1 搅拌机

1.2 装瓶与灭菌

工厂化瓶栽可以实现机械装瓶（见图 2）。搅拌均匀的栽培料，以1450mL的栽培瓶为例，每瓶装料1100g左右，高度为瓶肩以上1.5cm左右，表面压实，在瓶中间打孔，并盖上过滤盖，以保证菌丝正常生长，装瓶过程全部机械自动化完成。工厂化瓶栽灭菌采用高压灭菌工艺（见图 3）。与传统常压灭菌相比，高压灭菌可大大降低杂菌污染的概率。在装瓶完成后，采用层架将栽培瓶推入高压灭菌柜中灭菌，灭菌时间控制在 4h以内，夏季可以在 3h左右。栽培料的装瓶和灭菌是金针菇稳定生产的基本保障，必须严格按照规范操作。

图 2 机械装瓶

图 3 高压灭菌柜

1.3 放冷和接种

对于灭菌好的栽培瓶，气温较低时，自然冷却即可。如果要缩短冷却时间，可在预冷间打冷降温。灭菌后的栽培料温度降到 25℃时，即可进行接种。将培育好的菌种，在无菌状态下采用机械自动接种。采用固体菌种接种时，每瓶接种量为30g左右；液体菌种接种时，每瓶接种 30mL左右。

在预冷间打冷降温时，也要避免冷却回流风造成的杂菌污染。栽培瓶接种是无菌要求最为严格的环节，所有操作应严格按照无菌标准进行，所用机械设备也应确保无杂菌污染。

1.4 菌丝培养

接完种后即可将栽培瓶送往发菌室。发菌室最适温度为 20℃左右，室内空气相对湿度控制在65%~70%之间。采用固体菌种接种，菌丝一般需要30d左右可长满，而采用液体菌种只需 20d左右。

发菌室空气相对湿度应保持在适宜范围内。湿度过高或者过低都不利于菌丝的生长。湿度过低则菌丝生长缓慢；湿度过高则容易引起杂菌污染。栽培料接种后的发菌期间，由于菌丝生长过程中也会产生一定的热量，发菌室的温度要掌控好。通过室内通风换气等方法，控制室内的温度、氧气和二氧化碳含量。

1.5 搔菌和催蕾

当栽培瓶长满菌丝后进行搔菌操作。即除去栽培瓶盖，用专用搔菌机（见图 4）自动将瓶口老菌块去掉，同时除去瓶口散落的栽培料，并补加无菌水5~10mL。搔菌后直接进入催蕾室进行催蕾，空气相对湿度保持在 90%，时间为 8d左右。

图 4 专用搔菌机

目前，企业根据自身情况所采用的搔菌方法不尽相同，有的企业只是将栽培料表面的老菌皮去掉，而不整理栽培料表面平整度，而有的企业不搔菌，直接在老菌皮上生长原基，待长出菇蕾后采用强风吹拂，再进行催蕾，这种操作方式在一定程度上提高了杂菌感染的概率。各个企业在催蕾阶段的温度控制也不同，但温度整体控制在 12~15℃之间。搔菌和催蕾过程要根据各菌种自身的生物学特性，结合工厂自身经验去调整，管理措施要有科学依据，否则会影响出菇，重者减产，造成产品品质下降等 。

1.6 抑制培养

在栽培瓶完成催蕾后，还需要进行抑制培养。抑制培养在抑菌室完成，主要控制环境的温度、湿度和二氧化碳含量等参数。根据金针菇的生物学特性和生产经验来确定具体参数，温度一般保持在6~8℃，空气相对湿度一般保持在82%~86%，并进行适当的通风，一般每 2h通风 10min，抑制培养时一般需 5~8d。

目前，各个生产企业在抑制培养过程中所采用的温度并不相同，有的采用3~4℃，有的采用5~8℃。温度对菇蕾的抑制起到非常重要的作用，如果温度过低，则菇蕾生长慢，影响出菇；如果温度过高，则后期金针菇子实体菌盖过大，影响商品价值。因此，抑制培养过程中一定要选择和控制好温度。

1.7 生长

当金针菇菌柄高出栽培瓶 1cm时，将室温调到6~8℃，并进行适当的光照处理，采用蓝光光源，波长在 460~470nm之间，光照强度在 50lx左右。光照刺激原基形成和改善子实体品质。当子实体高出栽培瓶 3~4cm时，要及时进行套筒操作。工厂化生产企业现在一般采用塑料套筒（见图 5），可以进行多次重复使用。套筒既可以促进菌柄的生长，同时也可以抑制菌盖的生长速度。

图 5 套筒

1.8 采收

当菌柄生长至14~16cm、菌盖在 0.5cm左右时，子实体即可采收（见图 6）。在采收前，需要调节培养室内的空气湿度来增加子实体的质量和保鲜期。一般通过加大通风的方式，使培养室空气相对湿度保持在 70%~80%。

图 6 采收

1.9 包装与保鲜

采收后的子实体，根据市场要求，按照不同等级分别放置，把菌柄根部和培养料相连的部分去掉，进行真空包装（见图 7）。目前也有企业不剔除培养料部分直接真空包装，这种方法也可以延长子实体的保鲜期。包装完成后进行低温冷藏保鲜。

图 7 包装与保鲜

2 机械设备管理

金针菇的工厂化栽培基本达到了机械自动化生产，机械设备的稳定运行对保障企业稳定生产具有较大影响。因此，在做好出菇管理的同时，也要加强对机械设备的管理。另一方面，工厂所配备的机械设备要与企业产能相匹配。机械设备型号产能过小会影响企业产量，而设备型号产能过大则会造成资源浪费，增加企业生产成本。工厂机械设备需要安排专人负责，进行设备的定时检查、维修和故障排除等。

装瓶是工厂化生产环节中重要的一环，其相应设备的维护要时时注意。在栽培料装瓶过程中，装瓶设备呈漏斗状，其下部容易受栽培料的影响，可能会导致一定的堵塞，进而影响栽培料装瓶不均匀。栽培料的不均匀会对后期菌丝的培养和出菇产生不利的影响。在栽培瓶打孔时，设备不宜运行过快，否则易出现栽培料上下松紧度不一致和打孔孔径大小不一，影响后期走菌和出菇 。

工厂机械自动化栽培大大提高了企业生产效率，而在高效率的同时如何保持生产稳定，这是未来工厂智能化所要解决的问题。智能化工厂不单单依靠机械自动化，更是将各个生产环节通过网络互连，形成一整条数据链。在自动化工厂中，需要人为发现和判断各个生产环节出现的问题，但往往需要一定的时间。如果问题在早期被发现，给企业生产带来的损失也越小。智能化工厂可以达到这种效果，通过数据链中反馈的数据可以及时分析和判断问题的出现点，把企业损失降到最低。

3 病虫害防治

与其他种类食用菌相同，金针菇工厂化栽培时也要注意防止病虫害发生。病虫害不仅影响出菇质量和产量，有时可能导致整批瓶栽绝收。控制好各个生产过程的温、湿度和卫生条件，可以有效防止病虫害的发生。同时，在发生病虫害时，应当谨慎使用杀虫剂等化学药剂。良好的管理和卫生环境是预防病虫害发生的最有效方法。总之，金针菇病虫害防治应当坚持“预防为主，防治结合”和“生态防治为主，药物防治为辅”的原则 。

4 结语

目前的金针菇工厂化栽培基本实现了机械自动化生产，各个生产环节靠传送带连接，大大提高了生产效率，同时也降低了人工成本。随着科技的不断进步，由自动化向智能化的转变是未来金针菇工厂化栽培的发展方向。自动化提升了生产效率，而智能化将提升工厂化管理效率。在自动化生产过程中，企业尚未实现各个机械设备数据的自动采集和各生产区互联，生产过程难以实现全流程数据的采集和分析，存在大量信息化孤岛和自动化孤岛等，整个工厂的管理决策依靠人为判断。而智能化工厂可以依靠相应软件设施，将各个生产区数据自动采集、自动分析和自动做出相应反馈措施，保证生产稳定。整个工厂操作控制可集中于一个操作间人为给出相应命令完成。同时，工厂智能化在病虫害防治方面也会发挥巨大作用，在病虫害发生的初期，就可以通过采集获得相应信息，及时做出相应措施，将病虫害带来的损失降到最低。现阶段，金针菇工厂化栽培采收和包装环节仍需要人工完成，而智能化工厂可以用机器人将此部分人工以及其他生产环节的人工取代，达到全智能自动化。