耿 立 龔鳳萍 上官端琳 李盡哲 王德芝 張應(yīng)香*
(1河南農(nóng)業(yè)大學(xué),河南鄭州450046;2信陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,河南信陽464000;3信陽農(nóng)林學(xué)院,河南信陽464000;4潢川九龍春天農(nóng)業(yè)科技有限公司,河南信陽465150)
自20世紀(jì)90年代我國引進(jìn)第一條雙孢蘑菇工廠化生產(chǎn)線以來,先后實(shí)現(xiàn)了雙孢蘑菇、金針菇、杏鮑菇、蟹味菇等食用菌的工廠化周年生產(chǎn),而香菇工廠化生產(chǎn)的進(jìn)程明顯滯后于其他菇類[1-2]。如何節(jié)能高效地實(shí)現(xiàn)香菇菌棒的統(tǒng)一轉(zhuǎn)色,是實(shí)現(xiàn)香菇工廠化周年生產(chǎn)的主要技術(shù)瓶頸之一[3-6]。傳統(tǒng)的香菇轉(zhuǎn)色方式主要有兩種:一是在室外溫度適宜的季節(jié)在大棚內(nèi)轉(zhuǎn)色;二是低溫季節(jié)為大棚(或菇房)加溫后轉(zhuǎn)色。前者受季節(jié)限制,易出現(xiàn)轉(zhuǎn)色過淺或過重、一致性差等問題,且無法滿足大規(guī)模周年生產(chǎn)的要求[7-8];后者則消耗大量能源。
筆者為探索更加節(jié)能高效的香菇菌棒工廠化轉(zhuǎn)色方式,于2017年12月—2018年1月,在聚氨酯保溫板房內(nèi),利用香菇菌棒刺孔后菌絲細(xì)胞呼吸所不斷產(chǎn)生的生物熱,配套超聲波加濕機(jī)、排風(fēng)扇等設(shè)備,在不用空調(diào)控溫的情況下創(chuàng)造出適合香菇菌棒轉(zhuǎn)色各個階段的溫、濕度環(huán)境,取得了較好的轉(zhuǎn)色效果?,F(xiàn)將該轉(zhuǎn)色方法及轉(zhuǎn)色期間菌棒料溫的變化觀察結(jié)果總結(jié)如下,為香菇生產(chǎn)管理和科研人員提供參考。
慶科212膠囊菌種,慶元縣食用菌科研中心提供[9]。培養(yǎng)料配方為木屑84%,麩皮15%,輕質(zhì)碳酸鈣1%。
發(fā)菌室:每間規(guī)格為12 m×20 m×4 m,庫板容重18 kg/m3。配套2000 m3/h外轉(zhuǎn)子軸流風(fēng)機(jī)8臺(進(jìn)風(fēng)扇和排風(fēng)扇各4臺)。
轉(zhuǎn)色菇房:每間規(guī)格為6 m×9 m×3.6 m,庫板容重(聚氨酯保溫板)18 kg/m3。配套600 m3/h外轉(zhuǎn)子軸流風(fēng)機(jī)8臺(進(jìn)風(fēng)扇和排風(fēng)扇各4臺),60珠4.8 W LED白光燈帶4條、6 kg超聲波加濕機(jī)1臺、環(huán)境綜合控制器1臺;用4.0 mm低碳鋼浸塑網(wǎng)片在菇房內(nèi)搭設(shè)網(wǎng)格架(圖1、圖2)。
1.3.1 裝料與滅菌、接種
選用15 cm×55 cm聚乙烯塑料袋裝料,裝料袋均重1.8~2.0 kg(料含水量53%~55%)。料袋在95~99℃常壓滅菌5 h,再燜6 h后揭膜,自然降溫至65℃即轉(zhuǎn)入接種室,開啟空調(diào)將料溫降至25℃以下開放式接種,每袋接入膠囊菌種4顆。
1.3.2 發(fā)菌方法
接種后的料袋轉(zhuǎn)入發(fā)菌室,空調(diào)控溫22~24℃、二氧化碳濃度0.2%以下、空氣相對濕度60%以下,閉光培養(yǎng)。菌落連穴時,手工第一次刺孔,孔深0.5 cm、每袋4孔;刺孔后,控制料溫23~25℃、二氧化碳濃度0.4%以下,空氣相對濕度70%以下,閉光,直到菌絲滿袋。用刺孔機(jī)對長滿菌絲菌棒進(jìn)行第二次刺孔,孔深1.5~2.0 cm、48孔/棒,刺孔后的菌棒在發(fā)菌室暫存3 d后,轉(zhuǎn)運(yùn)至菇房脫袋、上架[10]。
圖1 轉(zhuǎn)色菇房外部
圖2 轉(zhuǎn)色菇房內(nèi)部
圖3 氣生菌絲生長期的菌棒形態(tài)(4 d)
圖4 色膜形成期的菌棒形態(tài)(8 d)
圖5 轉(zhuǎn)色完成時的菌棒形態(tài)(13 d)
圖6 后熟期的菌棒形態(tài)(17 d)
1.3.3 轉(zhuǎn)色方法
試驗(yàn)在5個菇房同時進(jìn)行,每菇房存袋量分別為3800棒(標(biāo)記為1號)、3600棒(標(biāo)記為2號)、3400棒(標(biāo)記為3號)、3200棒(標(biāo)記為4號)、3000棒(標(biāo)記為5號)。
轉(zhuǎn)色第一階段,為氣生菌絲生長期。主要表現(xiàn)為脫袋后氣生菌絲越發(fā)濃密、菌棒顏色越來越白(圖3)、至菌棒表面出現(xiàn)黃水珠。管理方法:關(guān)門不通風(fēng),超聲波加濕機(jī)設(shè)定在90%~98%的環(huán)境相對濕度自動運(yùn)行,促進(jìn)氣生菌絲在高濕度環(huán)境下旺長;料溫超過28℃時,開門自然通風(fēng)并噴水降溫。
轉(zhuǎn)色第二階段,為色膜形成期。主要表現(xiàn)為黃水珠逐漸增多、顏色逐漸加深、氣生菌絲逐漸倒伏、色膜面積逐漸擴(kuò)大至褐膜基本形成(圖4、圖5)。管理方法:關(guān)閉超聲波加濕機(jī),每天為菌棒噴水一次,控制環(huán)境相對濕度85%~95%、CO2濃度0.08%~0.15%。
轉(zhuǎn)色第三階段,為后熟期,主要表現(xiàn)為色膜顏色繼續(xù)加深、后期褐膜表面出現(xiàn)裂紋(圖6)。每天為菌棒噴水一次,控制環(huán)境相對濕度80%~95%、CO2濃度0.08%~0.20%。
1.3.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與處理方法
將上海精創(chuàng)RC-4型溫度記錄儀的溫度探頭插入菌棒中心位置,自動采集和記錄料溫?cái)?shù)據(jù),與水銀溫度計(jì)對照使用。用WPS EXCEL圖表編輯軟件對料溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
脫袋后1~4 d,氣生菌絲快速旺盛生長、顏色越來越白、呈現(xiàn)“冬瓜白”狀態(tài),此后開始出現(xiàn)黃水珠。該階段各菇房的料溫變化如圖7。
圖7 氣生菌絲生長期的料溫變化
圖8 色膜形成期的料溫變化
圖9 菌棒后熟期的料溫變化
圖10 菌棒轉(zhuǎn)色的全周期料溫變化
由圖7可見,菌棒脫袋后1~4 d,料溫總體呈穩(wěn)定上升趨勢,由15~18℃上升至22~27℃;料溫升高的原因在于,菌棒刺孔脫袋后,透氣性增強(qiáng),內(nèi)部菌絲生長和呼吸產(chǎn)熱加劇。其中1號、2號、3號菇房的料溫,均在第3天達(dá)到最高值;4號、5號菇房的料溫,在第4天達(dá)到最高值;1~5號菇房的料溫峰值分別為27℃、26℃、25℃、23℃、22℃??梢?,菇房單位面積存袋量越多,氣生菌絲生長期的料溫峰值越高。
脫袋后5~11 d為色膜形成期。該階段隨著黃水分泌增多、色斑面積逐漸增大,菌膜組織逐漸形成、增厚。各菇房的料溫變化如圖8。
由圖8可見,色膜形成期5~9 d內(nèi)5個菇房的料溫變化變化幅度不大,較穩(wěn)定。分析原因:一是該階段菌棒所刺的孔已被新生菌絲覆蓋,同時隨著色斑面積逐漸增大,菌棒的封閉性增強(qiáng)、透氣性下降、菌絲呼吸產(chǎn)熱變慢;二是前期氣生菌絲的旺盛生長消耗了部分發(fā)菌期菌絲細(xì)胞儲存的營養(yǎng)和能量,因而減緩了細(xì)胞代謝;三是人為管理影響,該階段關(guān)閉超聲波加濕機(jī)、為菌棒每天噴水1~2次、每次噴水后開門自然通風(fēng)10~30 min、設(shè)定排風(fēng)扇在CO2濃度0.08%~0.15%自動運(yùn)行等操作,起到了降低菌棒溫度、穩(wěn)定菇房環(huán)境的作用。
11~12 d料溫出現(xiàn)明顯下降(15~18℃)。分析認(rèn)為,此時菌棒表面色膜基本形成、菌棒透氣性變差、菌絲呼吸產(chǎn)熱變慢,是造成料溫降低的主要原因。
脫袋后12~15 d為菌棒后熟期,該階段色膜顏色繼續(xù)加深呈深棕色、菌膜明顯增厚;第15天后,個別菌棒褐膜表面出現(xiàn)裂紋并開始發(fā)生原基。各菇房的料溫變化如圖9。
由圖9可見,該階段料溫總體表現(xiàn)為先升高后降低,第15天后料溫再次趨于穩(wěn)定、偏低水平(14~18℃)。觀察表明,第15天時色膜轉(zhuǎn)色全部完成、個別菌棒裂紋和原基發(fā)生。分析認(rèn)為,升溫可能與轉(zhuǎn)入生殖生長前期菌絲細(xì)胞的代謝活動加劇有關(guān);同時第15天后即轉(zhuǎn)色完成,料溫穩(wěn)定、偏低,可能與香菇“變溫結(jié)實(shí)”的生物學(xué)特性有關(guān),即:利用菌絲生物熱進(jìn)行香菇菌棒工廠化轉(zhuǎn)色時,轉(zhuǎn)色成熟的菌棒之料溫最終自然趨向該品種的出菇適溫。
將上述3個階段的料溫?cái)?shù)據(jù)匯總整理(圖10)。
由圖10可見,利用菌絲呼吸熱進(jìn)行香菇菌棒工廠化轉(zhuǎn)色全周期的料溫變化具有以下特征:一是料溫變化具有明顯的階段性,即氣生菌絲生長期料溫迅速上升,色膜形成期料溫穩(wěn)中有降,后熟期先升后降、并趨向出菇適溫;二是菇房單位面積存袋量越多,料溫越高、料溫的總體波動越大。
試驗(yàn)表明:利用菌絲生物熱進(jìn)行香菇菌棒(慶科212)的工廠化轉(zhuǎn)色,15~17 d即可完成;菇房單位面積存袋量越多,料溫峰值出現(xiàn)時間越早、料溫峰值越高、料溫越高、料溫波動越大;轉(zhuǎn)色成熟的香菇菌棒料溫自然趨向該品種(慶科212)的出菇適溫。
試驗(yàn)所用慶科212屬于中高溫型短菌齡香菇品種,其他中低溫型長菌齡品種能否采用本轉(zhuǎn)色方法及其效果如何,仍需要進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證。
此外,香菇菌棒轉(zhuǎn)色期間,菌絲細(xì)胞主要生理生化指標(biāo)的測定及其變化規(guī)律的深入研究,將有助于香菇工廠化轉(zhuǎn)色關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的把握與催蕾出菇時機(jī)的準(zhǔn)確選擇,而目前該方面的研究極其缺乏。而后熟期菌棒表面裂紋的發(fā)生機(jī)理,以及是否可將其作為判斷催蕾時機(jī)的標(biāo)準(zhǔn),尚待研究。