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草菇栽培技術(shù)發(fā)展歷程與創(chuàng)新研究進展

2020-12-21 06:26何煥清肖自添彭洋洋
廣東農(nóng)業(yè)科學(xué) 2020年12期
關(guān)鍵詞:草菇工廠化菌種

何煥清,肖自添,彭洋洋,劉 明,徐 江

(廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所/廣東省草菇科技創(chuàng)新中心/廣東省蔬菜新技術(shù)研究重點實驗室,廣東 廣州 510640)

草菇(Volvariella volvacea)又名南華菇、蘭花菇、稈菇、麻菇(湖南)、中國蘑菇,隸屬于真菌界(Mycota)擔(dān)子菌綱(Basidiomycetes)傘菌目(Agaricales)光柄菇科(Pluteaceae)小苞腳菇屬(Volvariella)[1]。草菇是高溫季節(jié)生長于熱帶、亞熱帶的一種高溫型食用真菌,營養(yǎng)豐富,鮮菇嫩滑爽口,干菇香氣濃郁,廣受消費者喜愛。中醫(yī)認為草菇具有補脾益氣、清熱解暑、滋陰壯陽等功效?,F(xiàn)代研究表明,草菇多糖、蛋白等活性成分具有降低膽固醇、提高免疫、抗腫瘤、降血糖、抗癌等功能[2-4]。草菇栽培周期短、經(jīng)濟效益高。我國是草菇最大生產(chǎn)國,產(chǎn)量居世界之首,據(jù)不完全統(tǒng)計,1986年我國草菇總產(chǎn)量達11.20萬t、占世界總產(chǎn)量的63%[5],1994年為9.15萬t(不包括臺灣、香港),2018年達20.23萬t。

廣東則是全國最重要的草菇產(chǎn)區(qū)和消費區(qū)域。草菇人工栽培始于我國明代,最早由南華寺僧人采摘并馴化栽培,一直停留在室外大田堆草式栽培狀態(tài),產(chǎn)量很低。20世紀60年代起,我國開始大規(guī)模人工栽培草菇,栽培技術(shù)與方法都有較大提高,從舊法栽培到新法栽培,從室外栽培到室內(nèi)栽培,從季節(jié)性栽培到周年栽培,從稻草栽培到廢棉渣、中藥渣等原材料栽培,草菇栽培面積和范圍不斷擴大,中國蘑菇傳遍東南亞,草菇曾經(jīng)是世界上第三大人工栽培食用菌之一,因草菇不耐低溫、保鮮期短等固有特性因素影響,加之其他食用菌品種的快速發(fā)展,草菇在食用菌總產(chǎn)量的占比逐步下降。現(xiàn)代草菇栽培經(jīng)歷了20世紀60年代以稻草為基質(zhì)的室外生料堆式栽培,70年代室內(nèi)或室外稻草生料堆式栽培共存,80年代堆式栽培(含畦式栽培)與稻草、廢棉渣室內(nèi)床架式栽培共存,80年代后期開始了可延長栽培季節(jié)的保溫房床架式栽培,90年代開始有袋式栽培,隨后多種栽培方式共存。進入21世紀開始采用機械操作、以保溫房周年栽培為主,現(xiàn)階段已開始探索工廠化栽培。本文從草菇栽培用種的繁育、栽培原材料及處理方式、菇房結(jié)構(gòu)建造、菇房加溫方式、栽培方法、管理技術(shù)等方面的技術(shù)創(chuàng)新,介紹我國草菇栽培技術(shù)發(fā)展歷程,并且對草菇未來發(fā)展進行了展望,以期為從業(yè)人員更好了解我國草菇技術(shù)現(xiàn)狀、把握草菇未來發(fā)展方向提供思路和借鑒。

1 草菇栽培用菌種繁育技術(shù)創(chuàng)新

1.1 固體栽培菌種繁育技術(shù)

在20世紀50年代以前,草菇人工栽培的菌種來源不定,菌種活力低、質(zhì)量不穩(wěn)定,因此產(chǎn)量很低,栽培地區(qū)也僅限于南方發(fā)源地及東南亞國家。1952年福建農(nóng)學(xué)院李家慎等[6]通過組織分離法、孢子粉分離法等培育得到純草菇菌絲體,繼而利用稻草、米糠、麥麩等培養(yǎng)出草菇菌種,草菇制種技術(shù)自此獲得突破,有了穩(wěn)定的菌種來源,草菇產(chǎn)量提高了1倍,生物轉(zhuǎn)化率可達10%~15%,得到迅速推廣應(yīng)用。1958年湖南農(nóng)學(xué)院楊署湘等[7]也發(fā)明了草菇菌種簡易培育方法,稻草預(yù)濕,添加石膏等材料堆制發(fā)酵,稻草微褐、呈半腐熟狀時散堆,并將稻草切碎裝入玻璃菌種瓶,進行常壓消毒,接種、培養(yǎng)。該方法簡單、不需要高壓滅菌專用設(shè)備,生產(chǎn)成本低,非常適合當時制種設(shè)備缺乏、購買菌種困難的地區(qū)應(yīng)用。70年代末,廣東省龍川縣外貿(mào)局的黃加強等[8]嘗試用聚丙烯塑料袋代替玻璃瓶生產(chǎn)草菇菌種,使得草菇菌種運輸和制作效率等均大幅提高,節(jié)省了大量玻璃瓶,大大降低了成本,塑料袋菌種一直沿用至今。80年代以前草菇栽培種都是采用稻草袋栽種,稻草處理麻煩,裝包效率低,隨著草菇種植面積不斷增加,草菇需種量供不應(yīng)求。1980年余新豪等[9]用棉籽殼代替稻草制作草菇菌種,接種后吃料快、菌絲旺,不易衰老,棉籽殼無需切碎浸泡,處理方法比稻草方便,裝袋效率大大提高,效果好。至此,草菇菌種采用棉籽殼為原材料、塑料袋裝的菌種包裝,生產(chǎn)效率大大提高。

經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展,目前草菇栽培用固體菌種按制作過程先后分三級:一級種(母種、試管種)、二級種(原種)、三級種(生產(chǎn)種、栽培種)。一級種主要用來生產(chǎn)二級種和菌種保藏,二級種用來生產(chǎn)三級種,三級種直接用作草菇栽培生產(chǎn)。從一級種到三級種是逐步擴繁的過程,一支一級種可以擴繁約5瓶二級種,也可以繼續(xù)擴繁約20支一級種,一級種可以多代轉(zhuǎn)管擴繁成一級種;一瓶二級種可以擴繁20~30瓶(袋)三級種,二級種通常不能再擴繁成二級種;三級種直接用于生產(chǎn),不再擴繁。生產(chǎn)三級種的工藝流程為:培養(yǎng)基配方確定—培養(yǎng)料準備—培養(yǎng)基調(diào)配(pH值、含水量等)—裝瓶(袋)—滅菌—接種—菌絲培養(yǎng)—質(zhì)量檢查—成品菌種。

草菇菌種制作原材料、包裝容器及工藝流程的創(chuàng)新給我國草菇栽培帶來重大突破,徹底解決了草菇菌種運輸難、制種效率低等問題,對推動草菇栽培快速發(fā)展起到了關(guān)鍵作用。

1.2 液體菌種繁育技術(shù)

隨著具有生產(chǎn)周期短、成本低等優(yōu)點的食用菌液體菌種技術(shù)逐漸成熟,草菇液體菌種繁育技術(shù)研究也取得了一些進展。廣州市微生物研究所開展了草菇液體菌種制作與栽培試驗,結(jié)果表明液體菌種比固體菌種生長快、出菇早、產(chǎn)量高,但是液體菌種作為生產(chǎn)種,不便于遠距離運輸,只能就地使用,難以對外推廣應(yīng)用。但可考慮將液體菌種作為原種來用,再轉(zhuǎn)入生產(chǎn)種[10],可以縮短原種制作時間。陳多揚等[11]研究了草菇液體菌種配方、菌絲發(fā)酵終點,并探索不同播種方法對出菇的影響,結(jié)果表明,以葡萄糖20.2 g、蛋白胨2.0 g、酵母膏2.0 g、硫酸鎂0.5 g、磷酸二氫鉀1.0 g、磷酸氫二鉀1.0 g、蒸餾水1 000 mL為液體培養(yǎng)基配方(pH 8.3),發(fā)酵6 d后,直接將液體菌種灑在栽培料面并混勻,出菇效果最佳。雖然液體菌種制作周期短、成本較固體菌種低,但是液體菌種仍然沒有解決生產(chǎn)中運輸、儲存及配套出菇管理(易出現(xiàn)群菇、采菇難、商品性差)等關(guān)鍵技術(shù)問題,因此目前草菇液體菌種的應(yīng)用仍處于摸索階段。但隨著技術(shù)進步特別是草菇工廠化栽培技術(shù)的發(fā)展,液體菌種在草菇栽培上的應(yīng)用必將具有廣闊前景。

2 草菇栽培原材料及處理方法創(chuàng)新

自南華寺僧人種植草菇至20世紀60年代,稻草一直是種植草菇的主要原材料,隨著草菇種植技術(shù)的推廣應(yīng)用、栽培規(guī)模的擴大和種植者對提高單產(chǎn)的需求提升,僅有稻草作草菇栽培原材料遠不能滿足生產(chǎn)需求,業(yè)內(nèi)一直探索新的栽培原材料及處理方法。

2.1 廢棉渣、棉籽殼栽培原材料及處理方法

20世紀60年代末,張樹庭等[12]首次將稻草改為廢棉渣,嘗試在室內(nèi)控制條件下利用廢棉渣栽培草菇,取得了重大突破,使草菇生物轉(zhuǎn)化率從7%左右提高到30%~45%,改變了草菇栽培原材料單一的局面,使我國乃至全球草菇栽培發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變與改革,極大地促進了草菇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。70年代,廣州郊區(qū)菇農(nóng)開始利用棉紡廠的下腳料廢棉渣進行室內(nèi)栽培草菇,結(jié)果發(fā)現(xiàn)室內(nèi)廢棉渣栽培比露地稻草栽培產(chǎn)量提高、栽培周期縮短,而且出菇集中,經(jīng)濟效益顯著提高,因此該方法得到迅速推廣應(yīng)用[13]。劉紹南等[14]隨后利用廢棉渣開展室內(nèi)磚栽方式栽培草菇,平均生物轉(zhuǎn)化率達到39.68%,比廣東地區(qū)以稻草為原材料栽培的產(chǎn)量提高3倍以上。廢棉渣栽培草菇之所以能獲得高產(chǎn),主要是因為其中含有豐富纖維和棉殼碎屑等物質(zhì),不但可以提供豐富的容易被草菇菌絲利用的營養(yǎng)物質(zhì),而且具有良好的保溫、保濕性能及透氣效果,有利于草菇菌絲生長和子實體的形成、發(fā)育。廢棉渣成功用于草菇種植后,談國榮[15]、王琪昶等[16]利用棉籽殼栽培草菇也獲得較好效果,生物轉(zhuǎn)化率較稻草顯著提高。由于80年代廢棉渣是垃圾,價格低甚至可以免費獲得,栽培草菇產(chǎn)量高,該項技術(shù)獲得成功后迅速在我國推廣應(yīng)用。印度尼西亞、馬來西亞、菲律賓、泰國、新加坡、中國香港等東南亞地區(qū)應(yīng)用此法,使得草菇種植也越來越多。

廢棉渣、棉籽殼作為草菇栽培原材料的處理方法經(jīng)歷了一次堆漚發(fā)酵栽培到二次發(fā)酵再進行栽培的發(fā)展過程。80年代中期之前,廢棉渣栽培草菇處理方法是將廢棉渣直接放入裝有石灰水的池子里,100 kg廢棉渣加石灰粉3~5 kg,先把約2/3的石灰放入水池中,攪拌后將廢棉渣加入,以浸沒廢棉渣為度,然后將其余石灰均勻撒在料面,再用雙腳踏踩,廢棉渣浸透后撈起建堆,用薄膜覆蓋發(fā)酵2 d左右,翻堆后再堆2 d左右,搬入菇房鋪料、播種。簡單堆漚雖然草菇能生長,比稻草栽培的產(chǎn)量提高不少,但由于培養(yǎng)料發(fā)酵不均勻、未能很好地控制雜菌和害蟲,導(dǎo)致雜菌害蟲為害嚴重,產(chǎn)量穩(wěn)定性差。80年代后期,栽培者在科研人員指導(dǎo)下參照雙孢蘑菇后發(fā)酵方式,在室外堆制發(fā)酵基礎(chǔ)上,將栽培料搬入菇房,鋪在栽培床架上,通過加溫,使料內(nèi)溫度溫度達到60℃后,保持6 h以上,整個過程從加溫開始到播種約18~24 h。通過二次發(fā)酵持續(xù)高溫處理,病蟲害顯著減少,同時因高溫細菌、放線菌等有益微生物的作用,使栽培料腐熟,利于草菇菌絲吸收和生長發(fā)育,產(chǎn)量提高,穩(wěn)定性好。隨后,二次發(fā)酵栽培管理技術(shù)得到快速推廣并一直沿用至今。

廢棉渣等栽培原材料預(yù)濕處理也經(jīng)歷了傳統(tǒng)水池浸泡、噴淋踏踩、污水橫流,到機械拌料、廢水回收再利用,再到精準加水機械拌料、零污水排放的發(fā)展過程。從2018年開始,在一些大型草菇栽培場,栽培原料預(yù)濕、拌料已實現(xiàn)按原料用量設(shè)定加水量,實現(xiàn)拌料污水零排放。

2.2 中藥渣栽培原材料及處理方法

隨著草菇栽培規(guī)模的擴大,栽培原材料從稻草為主轉(zhuǎn)變?yōu)閺U棉渣為主,廢棉渣的使用量越來越大,價格不斷飆升(從免費獲得到1 000多元/t,最高達2 000多元/t),種植成本不斷增加,無論是科研工作者還是種植戶,都在尋找免費獲得并可替代廢棉渣和稻草的原材料,研究利用各種工、農(nóng)、林業(yè)下腳料栽培草菇試驗,如采用甘蔗渣、香蕉葉、黃麻屑、劍麻渣、蠶豆莖、豌豆粉、花生藤、玉米須、酒糟、煙莖、麥稈、油菜籽殼、油棕廢料等[17-22]。與此同時,還開展了混合料栽培草菇試驗,如棉籽殼搭配菜園土,劍麻渣加少量稻草,廢棉渣加稻草和麩皮,干雞糞和棉籽殼等栽培草菇均獲得成功[23-25]。盡管在原材料篩選時,許多材料都可以栽培出草菇,但是由于供應(yīng)量、運輸及產(chǎn)量等因素影響,仍沒有真正得到應(yīng)用推廣。

20世紀90年代初期,廣東省廣州市增城區(qū)鎮(zhèn)龍鎮(zhèn)一農(nóng)民在中藥廠附近的中藥渣上發(fā)現(xiàn)有野生草菇,將情況告訴筆者,筆者迅速與該農(nóng)戶到當?shù)毓餐_展中藥渣栽培草菇試驗并獲得成功,隨后進一步在廣州市天河區(qū)草菇廠進行室內(nèi)床栽試驗也獲得成功,雖然產(chǎn)量不如廢棉渣,但是與稻草產(chǎn)量相當,由于中藥渣可以簡單加石灰拌料后即可進行栽培,而且可以免費獲得,大大降低了勞動強度和生產(chǎn)成本,到1995年下半年廢棉渣價格成倍增加時,中藥渣栽培草菇開始得到大規(guī)模推廣應(yīng)用。隨后筆者團隊經(jīng)過多次試驗,優(yōu)化配方、工藝等,篩選出中藥渣(70%)墊底、廢棉(30%)鋪面的優(yōu)良配方和生產(chǎn)工藝,使原材料成本降低20%以上[26],草菇產(chǎn)量與純廢棉栽培相當。在廣東,目前中藥渣已經(jīng)成為草菇栽培三大原材料之一,全國各地也陸續(xù)應(yīng)用中藥渣栽培草菇,既為中藥渣廢棄物資源化利用開創(chuàng)了新途徑,又為供不應(yīng)求的草菇培養(yǎng)料開辟了新的原料來源。

2.3 其他原材料探索創(chuàng)新

進入21世紀,隨著各草菇主產(chǎn)區(qū)培養(yǎng)原材料日趨緊張,從業(yè)者繼續(xù)探索新的草菇栽培原材料,開展菇渣再利用栽培草菇試驗研究。彭榮等[27]利用不同菇渣(香菇、平菇、金針菇)處理后加入輔料作栽培基質(zhì)用于草菇的栽培,結(jié)果表明,與傳統(tǒng)的稻草栽培配方相比,經(jīng)過簡單處理的菇渣栽培草菇有菌絲生長快、產(chǎn)量高、成本低等優(yōu)點,其中金針菇渣栽培草菇的生物轉(zhuǎn)化率達到22.6%,比傳統(tǒng)稻草栽培料高出15.7%,說明菇渣用于生產(chǎn)草菇菌種可行并有效。何燕萍等[28]研究發(fā)現(xiàn),利用金針菇、杏鮑菇菇渣栽培草菇,其生物轉(zhuǎn)化率分別達22.9%和22.0%,比稻草培養(yǎng)料高出十幾個百分點。任海霞等[29]利用5種不同的工廠化菇渣栽培草菇,發(fā)現(xiàn)蟹味菇、海鮮菇菇渣由于透氣性較差、粘度大,容易產(chǎn)生菌皮,草菇產(chǎn)量低,不宜直接用作栽培,可添加稻草、玉米芯顆粒等其他原料混合使用。實踐證明,工廠化栽培的菇渣與中藥渣、稻草等混合,適當添加其他輔料科學(xué)調(diào)配,可以取得良好效果,而且栽培完草菇的廢料仍然可以再用于栽培雙胞蘑菇或制作有機肥,循環(huán)利用。但是不同工廠化栽培的菇渣理化性質(zhì)、孔隙度、顆粒度、營養(yǎng)成分等差別很大[30],種植戶如果培養(yǎng)基配方調(diào)配不合理、原材料處理方式不當?shù)葧?dǎo)致雜菌污染、菌絲徒長、栽培質(zhì)量不穩(wěn)定甚至出現(xiàn)栽培失敗。目前,菇渣栽培草菇還沒有實現(xiàn)標準化,仍需進一步探索不同菇渣栽培草菇的配方、處理方法及配套管理技術(shù)。

盡管在原材料篩選時,許多材料都可以栽培出草菇,但是受供應(yīng)量、運輸及產(chǎn)量等因素影響,目前真正得到應(yīng)用推廣且可持續(xù)的原材料只有廢棉渣、稻草、中藥渣、棉籽殼、玉米芯和工廠化栽培金針菇、杏鮑菇的菇渣等。

3 草菇菇房結(jié)構(gòu)與加溫方式創(chuàng)新

3.1 菇房結(jié)構(gòu)

草菇從室外栽培轉(zhuǎn)入室內(nèi)栽培以來,菇房結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了具有一定保溫保濕性能的薄膜菇房到有良好保溫保濕性能的泡沫房、磚瓦房的過度,目前仍以保溫磚瓦房為主。近年來,隨著草菇工廠化栽培探索研究的開展,草菇栽培菇房向能人工精準調(diào)控的調(diào)溫、調(diào)濕、調(diào)光及通風(fēng)換氣的食用菌工廠化栽培專用菇房發(fā)展。

3.1.1 薄膜菇房 20世紀80年代初,草菇栽培還是季節(jié)性栽培,菇農(nóng)采用薄膜菇房和栽培雙胞蘑菇的菇房栽培草菇,典型的菇房通常兩排床架(寬60~100 cm)、中間為過道(約80 cm),設(shè)3~4層床架,層間距離約50 cm,最低層離地面30~50 cm,房頂為金字型結(jié)構(gòu),最頂層床架離菇房邊墻約50 cm、離房頂端約100 cm,地面通常不鋪水泥。整個菇房面積以10~20 m2為主。搭建菇房時,先搭床架,床架柱子也是菇房支柱,搭好床架后在床架四周和頂部封薄膜,再在房頂蓋草簾遮陽。這種菇房只能在夏、秋高溫季節(jié)栽培,在廣東珠三角地區(qū)一般5—10月可以栽培。80年代后期,這類菇房隨著保溫泡沫房的出現(xiàn)而逐步消失。

3.1.2 保溫泡沫房 20世紀80年代后期到21世紀初,保溫泡沫菇房是草菇栽培最主要的場地,僅廣州市天河區(qū)就超過1萬間,最典型的泡沫菇房規(guī)格長×寬為5.0 m×2.2 m,菇房房頂中間高約2.8 m,房頂兩邊高約2.3 m,面積11 m2左右,菇房內(nèi)有兩排床架,每排床架4層。搭建菇房時先將場地平整,在地上設(shè)地爐供加溫用,地爐鋪設(shè)好后鋪厚度3~5 cm的水泥。搭建地上部分時,通常是先搭床架,后蓋薄膜和泡沫板。床架框架用杉木方搭建,木方規(guī)格一般為4 cm×4 cm或3 cm×5 cm。床架寬約70 cm,層間距離約45 cm,底層離地面約35 cm,頂層離屋頂邊緣距離約50 cm,離屋頂最高處約100 cm。兩排床架間距約65 cm,床架搭好后,在床架外側(cè)及頂部覆蓋厚度0.06 mm的聚丙烯薄膜,蓋好薄膜后再封泡沫板,泡沫板厚度以3 cm為宜,薄膜接口處用塑料膠布封口。兩塊泡沫板接口處用杉木片壓實,釘牢。最后開設(shè)門窗,門的規(guī)格通常為1.7 m×0.65 m,窗的規(guī)格為0.4 m×0.5~0.6 m。此類菇房因使用壽命短、且易變形倒塌,到21世紀初逐漸被保溫磚瓦房所取代。

3.1.3 保溫磚瓦房 與保溫泡沫房相比,保溫磚瓦房栽培草菇的室內(nèi)環(huán)境條件更加穩(wěn)定,但造價是泡沫房的2倍以上。建造方法如下:先用磚砌房子,長×寬為6 m×4 m,即面積為24 m2,邊高2.8 m,頂高3.5 m,蓋石棉瓦或隔熱瓦。菇房內(nèi)2排床架,床架寬約1 m,共5層,層間距離0.45~0.5 m,底層離地0.4 m,頂層離邊高0.5 m,離頂高1.2 m左右。設(shè)一門,高×寬為1.8 m×0.7 m,設(shè)上、下兩排窗。磚房砌好后,在屋頂封3 cm厚的泡沫板,再封一層薄膜,最后搭床架,房內(nèi)設(shè)加溫爐和散熱管道。這類菇房保溫性能好、堅固耐用,至今仍是草菇栽培的主流菇房。

3.1.4 工廠化栽培專用菇房 草菇工廠化栽培菇房建造處在模仿雙孢蘑菇工廠化栽培菇房階段,采用封閉式廠房,菇房面積介于100 ~200 m2甚至更大,墻體采用保溫板房,采用自動調(diào)控系統(tǒng),能有效地將溫度、濕度、光照和CO2含量調(diào)控到適合草菇菌絲生長和發(fā)育的狀態(tài)。菇房內(nèi)床架寬80~100 cm,設(shè)5~6層,層間距離約50 cm,根據(jù)菇房大小擺放2~4排床架,過道約1.2 m。由于草菇是高溫型菌類,對溫度、通風(fēng)等因素要求與低溫型雙孢蘑菇有較大差別,目前仍處于探索階段,尚未有成型的草菇工廠化栽培專用菇房方案。

3.2 加溫方式

大規(guī)模采用加溫栽培草菇始于20世紀80年代中后期,加溫的目的主要是升溫進行二次發(fā)酵和滿足低溫季節(jié)草菇菌絲培養(yǎng)及子實體生長發(fā)育需要。最初的加溫采用木炭爐加溫,提高菇房內(nèi)溫度,當時木炭便宜,而且草菇每500 g售價為8~15元,經(jīng)濟效益非常好,后來因為木炭價格越來越高,越來越少人使用且難以買到,到2000年后已沒人采用。在采用木炭加溫的同時,一些菇農(nóng)也采用燃煤加溫爐、電爐及蒸汽加溫,由于當時用電緊張,而且高溫高濕環(huán)境用電不安全,電爐加溫很快沒人再用。蒸汽加溫也曾被眾多菇農(nóng)采用,但因菇房內(nèi)室內(nèi)溫度要維持在30~36℃,蒸汽直接通進入菇房,導(dǎo)致房內(nèi)濕度增大,室內(nèi)環(huán)境持續(xù)高溫高濕,菌絲徒長,嚴重影響子實體生長發(fā)育,影響產(chǎn)量和品質(zhì),后來也被淘汰。為了避免蒸汽直接加溫導(dǎo)致濕度過大的問題,有的菇農(nóng)改為在菇房內(nèi)安裝循環(huán)管道,蒸汽在管內(nèi)流通散熱加溫的方式取得較好效果,但因該方式一次性投資較大,普及率不高。燃煤加溫因其成本低、操作相對靈活逐步被菇農(nóng)接受,煤爐加溫主要有兩種方式:一種是二次發(fā)酵加溫時采用,將已經(jīng)點燃的煤爐直接放進菇房過道,爐子數(shù)量和加煤量根據(jù)菇房大小、培養(yǎng)料多少及當時氣溫而定;另一種是播種后菌絲生長和出菇階段至栽培結(jié)束的加溫,這個階段不能直接將煤爐放入菇房(煤煙廢氣會影響草菇生長),而是采用壁爐或地爐加排煙管道結(jié)合的方式,進風(fēng)口和出煙口都在菇房外面,管道在菇房內(nèi)散熱起到加溫目的,此加熱方式一直沿用至今。隨著草菇工廠化栽培的開展,電熱加溫重新被采用,通過新風(fēng)系統(tǒng)將加熱的新鮮空氣送入菇房,清潔衛(wèi)生而且精準調(diào)控,是今后草菇栽培加溫的發(fā)展方向。

4 草菇栽培方法創(chuàng)新

草菇栽培有堆草栽培、層架式栽培、筐式栽培、袋式栽培、玉米芯輕簡化地栽等方法,各種方法在不同時期都有不同程度創(chuàng)新和發(fā)展,不同階段各種方法被采用的比例有所不同,隨著產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展,層架式工廠化栽培將成為主流。

4.1 堆草栽培

堆草栽培是草菇最早應(yīng)用的傳統(tǒng)季節(jié)性栽培方式,通常在室外進行,也有在大棚或室內(nèi)進行,20世紀60年代以前,我國草菇種植仍然是采用室外大田堆草栽培模式為主。婁隆后等[31]利用稻草小把堆式栽培在北京試種草菇,對栽培技術(shù)、栽培季節(jié)、菌種培育等進行了研究,使產(chǎn)量逐年提高。福建省古田縣城關(guān)供銷社草蘑菇生產(chǎn)輔導(dǎo)組根據(jù)草把式栽培法“草菇多生長在泥土上”這一現(xiàn)象,以及參考蘑菇栽培中的覆土措施,開展了亂草畦式覆土栽培試驗,獲得較好收成。此法比草把式栽培法省工1/2~2/3,節(jié)約了稻草,增加了出菇的表面積,出菇更加均勻[32]。中山市“稻后夏菇”技術(shù)則利用早造水稻收獲后、晚造水稻插秧前的夏閑稻田栽培草菇,堆草后用草被或搭蔭棚進行保溫遮光等,由于種植于水田,除蓋厚草被、搭遮棚等降溫保濕措施外,還可以通過畦坑養(yǎng)水、人工淋水來保持土壤濕潤,進而保持草堆濕度和溫度,促進菌絲生長和提高產(chǎn)量[33]。上海市食品工業(yè)研究所和食用菌工業(yè)化生產(chǎn)課題組等則利用蔬菜塑料棚室內(nèi)栽培草菇,采用合理建堆或床架式薄層建堆、添加適量有機質(zhì)以及嚴格科學(xué)管理(溫度、濕度、空氣)等措施,生物轉(zhuǎn)化率達15%以上[34]。切段稻草小堆式栽培是一種在堆式栽培基礎(chǔ)上的創(chuàng)新模式,稻草經(jīng)過發(fā)酵處理使得自然呈堿性,使用時浸泡濕透,無需添加石灰,綠色環(huán)保,播種后稻草切段再建堆,稻草用量只有傳統(tǒng)堆式栽培的1/4左右,非常節(jié)省原材料,通過優(yōu)化稻草前處理、播種及后期管理等措施,使草菇產(chǎn)量提高1倍以上,適合大田栽培,已成為廣東中山市草菇栽培的主要模式[35]。隨著草堆式栽培技術(shù)不斷改進和優(yōu)化,草菇產(chǎn)量已提高了約15%。但堆草栽培模式易受氣候變化影響,溫度、濕度難于控制,產(chǎn)量穩(wěn)定性差,受勞動力成本增加等因素影響,栽培量越來越少。

4.2 層架式栽培

20世紀70年代初,香港等地把雙孢蘑菇栽培技術(shù)移植到草菇上,張樹庭[36-37]利用廢棉渣代替稻草在室內(nèi)進行層架栽培草菇實驗,取得了重大突破,開創(chuàng)了草菇室內(nèi)廢棉層架式栽培的新模式。與堆草栽培相比,層架式栽培創(chuàng)新有兩大優(yōu)點:一是可以進行二次發(fā)酵,使培養(yǎng)料中的養(yǎng)分更適合草菇吸收利用,并可有效控制病蟲害發(fā)生;二是使用多層床架可縮短生產(chǎn)時間、提高產(chǎn)量和品質(zhì)、提高菇房利用率3倍以上,工作效率和經(jīng)濟效益顯著提高[38-39]。該模式迅速在我國香港、廣東、福建、湖北、江蘇、上海及東南亞地區(qū)推廣應(yīng)用。

層架式栽培使草菇周年栽培成為可能。草菇是高溫型菌類,冬春兩季氣溫較低,原來的堆草栽培通常在室外或室內(nèi)地面進行,低溫時無法維持草菇所需溫度,而層架式栽培可使單位體積內(nèi)栽培原材料數(shù)量大幅增加,草菇生長過程中本身能散發(fā)熱量,加上保溫菇房和適當加溫,在南方可以周年達到草菇生長所需溫度。

在層架式栽培應(yīng)用過程中,層架制作材料經(jīng)歷了不少探索,最初采用竹竿、竹片,隨后采用杉木、松木。由于竹木材料耐用性有限,90年代有人嘗試用水泥鋪設(shè)栽培床,進入21世紀隨著單個菇場規(guī)模的擴大,一些栽培企業(yè)嘗試用金屬材料制作支柱和床面,也有用金屬材料做支柱、竹木片或尼龍繩網(wǎng)作床面材料。長期實踐表明,松木材料長期處于高溫高濕環(huán)境容易產(chǎn)生青霉等雜菌,影響草菇生長,目前已被淘汰。水泥和金屬制品因比熱低,用這些材料造成的床面容易使培養(yǎng)料溫度散失,因此也被淘汰。目前,中小規(guī)模草菇栽培場普遍使用的栽培床面材料有竹片、木片;大規(guī)模草菇栽培場大部分使用金屬材料做支柱、尼龍網(wǎng)做床面。預(yù)計隨著草菇工廠化栽培技術(shù)的成熟,除筐式栽培采用塑料筐外,床式工廠化栽培床面材料采用尼龍網(wǎng)是未來發(fā)展趨勢,其優(yōu)點是成本低、操作方便且可以雙面出菇(即床面、底面均可出菇),出菇面積增加,隨著管理技術(shù)完善,有望能提高總產(chǎn)量。

4.3 筐式栽培

傳統(tǒng)的草菇筐式栽培主要用于品種品比和栽培用種商品性狀觀察。將處理好的栽培原材料放入塑料筐中,筐的大小以面積不小于0.1 m2、高度15 cm以上為宜,采用的材料以廢棉渣或棉籽殼為主,鋪料厚度10 cm以上。隨著草菇工廠化栽培的研究發(fā)展,筐式栽培因其適合機械化操作而被用于草菇工廠化栽培研究。楊小兵等[40]采用人工氣候菇房、原料高溫蒸汽殺蟲殺菌、筐式栽培進行試驗,通過菌種穩(wěn)定性試驗、原料配伍試驗、發(fā)酵預(yù)處理試驗和栽培模式試驗等對草菇工廠化栽培關(guān)鍵技術(shù)進行了研究,基本滿足了自動調(diào)節(jié)等機械化作業(yè)的要求,為草菇工廠化筐式栽培提供了參考??蚴皆耘嘣诳鸬囊?guī)格、機械化操作及適宜品種及環(huán)境調(diào)控等方面還有大量研究要做,筐式栽培將是草菇工廠化栽培的重要模式之一。

4.4 袋式栽培

20世紀80年代末,江西信豐地區(qū)借鑒袋栽平菇的做法,開始采用草菇袋式栽培,包括浸草、拌料、裝袋、滅菌、接種、發(fā)菌管理、脫袋排場、出菇管理等。周修趙等[41]采用熟料袋栽、兩次接種和二區(qū)制等工藝,研究出一套稻草栽培草菇的高產(chǎn)技術(shù),篩選出的屏優(yōu)1號草菇生物轉(zhuǎn)化率穩(wěn)定在40%以上。二次接種法是當菌絲長滿袋時,將菌袋搬入菇房脫袋擺放時在間隙和面料上再灑一層菌種,或者長一潮菇后重新接種。傳統(tǒng)袋栽方式存在裝袋效率低、容易破袋、純稻草配方產(chǎn)量低、加富配方容易污染等問題,本課題組總結(jié)出草菇純稻草袋栽新技術(shù),通過優(yōu)化培養(yǎng)基配方、改良菌包制作工藝、優(yōu)化出菇管理等措施,使草菇產(chǎn)量較傳統(tǒng)栽培方法提高50%以上[42]。熟料袋栽操作較床栽方式繁瑣、用工多、效率低,目前仍不能實現(xiàn)機械化裝包,因此普及率不及層架式栽培。但袋栽草菇產(chǎn)量穩(wěn)定,且可以實現(xiàn)草菇二區(qū)制,即菌包制作后可以運輸?shù)狡渌胤竭M行出菇,菌包移動方便,可利用閑置的房屋、大棚、林下等進行種植,如果出菇場所是有人工調(diào)控溫濕度、通風(fēng)、光照的菇房,可延長栽培時間或周年栽培,是一種非常適合中小城市郊區(qū)和農(nóng)村的一種草菇栽培方式。

4.5 畦式栽培

4.5.1 傳統(tǒng)畦式栽培 傳統(tǒng)畦式栽培可在室內(nèi)進行,也可在大棚或林下進行,其特點是操作簡便、投資成本較低,主原料有稻草、廢棉、棉籽殼、中藥渣等,輔料為石灰。方法如下:原材料處理好后,在整好的畦面鋪一層稻草或麥稈,蓋住畦面表土即可;在稻草上面撒一層菌種,用種量為全部用種量的1/4,隨后鋪一層堆制發(fā)酵過的棉籽殼或廢棉渣(厚5 cm),然后再播一層種,用種量為總種量的1/4,播第2層種后,再鋪一層5 cm厚的料,料面應(yīng)呈龜背形、中間隆起,防止積水,然后將剩下的1/2菌種均勻播在料面上;最后在上面蓋一薄層稻草,四周覆上營養(yǎng)土,進行菌絲培養(yǎng)和出菇期管理,通??墒?~3潮菇,整個栽培周期約25 d。目前,傳統(tǒng)畦式栽培已經(jīng)很少采用。

4.5.2 山東莘縣畦式栽培 畦式栽培是一種夏季利用閑置蔬菜大棚進行草菇栽培的全新模式。山東莘縣1999年前后開始采用大棚栽培草菇,經(jīng)不斷改進至2006年基本定型。該模式技術(shù)要點是:培養(yǎng)料主料為玉米芯7.5 kg/m2、雞糞0.012~0.015 m3/m2、生石灰3 kg/m2,輔料為碳酸氫銨0.075~0.15 kg/m2、麩皮0.0750~0.15 kg/m2。玉米芯無需粉碎,使用時將玉米芯曝曬2~3 d,置于水池浸泡7~9 d,石灰用量約為玉米芯質(zhì)量的40%,浸泡后玉米芯pH 14.0。栽培前先施入發(fā)酵好的雞糞(或牛糞),整地再施入碳酸氫銨,耕翻后起壟造畦(寬度不超過0.8 m、畦間寬0.6~0.7 m作過道)。將處理好的玉米芯鋪畦上,撒菌種于玉米芯上,菌種用量1.1~1.2 kg/m2,接種時加入麩皮,接種后覆土(厚約5 cm),播種覆土后畦高最高處控制在40 cm以下,覆蓋黑色塑料薄膜保溫、遮光。整個栽培周期約40 d,總生物轉(zhuǎn)化率可達30%~50%(以玉米芯用量計算),栽培草菇后菌渣還田可以改善土壤理化性質(zhì)。目前,該模式在山東莘縣等地大面積應(yīng)用,并已推廣到河南、河北一些蔬菜種植地區(qū)[43]。

5 展望

進入21世紀,隨著栽培方式及技術(shù)的改進應(yīng)用,不僅草菇生產(chǎn)實現(xiàn)周年化,而且草菇栽培范圍也得以擴展,栽培地區(qū)從原來的廣東、廣西、福建、湖南、江西、臺灣等省區(qū)跨過長江,北上擴展到上海、河南、河北、山東、遼寧等地,逐漸實現(xiàn)了草菇的“南菇北移”,栽培區(qū)域不斷擴大。不同地區(qū)形成了不同的草菇栽培模式,尤以廣東室內(nèi)層架式(廢棉+中藥渣或稻草)周年栽培、福建草菇-蘑菇(工廠化菌渣+中藥渣)周年栽培、廣東中山短稻草堆草栽培模式、江西室內(nèi)熟料袋式栽培(稻草)、山東新畦式栽培等為主要栽培模式。然而,草菇特有的種性和生態(tài)習(xí)性使得單產(chǎn)始終未有大突破,栽培過程嚴重依賴工人經(jīng)驗操作,穩(wěn)定性較差,仍然沒有形成一個穩(wěn)產(chǎn)的標準化高效栽培模式。

隨著我國鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的推進,國家對農(nóng)業(yè)的投入日益加大,食用菌產(chǎn)業(yè)成為促進農(nóng)民增收的重要抓手,草菇因其味道鮮美、生產(chǎn)周期短、原材料豐富,發(fā)展前景十分廣闊。綜合草菇栽培技術(shù)發(fā)展歷程和適應(yīng)現(xiàn)代化發(fā)展需要,環(huán)保高效的草菇工廠化栽培是未來發(fā)展方向。要實現(xiàn)工廠化栽培,必須從以下幾方面去攻堅克難:首先,開展適合工廠化栽培的草菇良種選育和原材料配方標準化;其次,研究工廠化栽培的廠房、配套設(shè)施設(shè)備研制、栽培環(huán)境(溫度、濕度、光照、氧氣和二氧化碳)控制系統(tǒng)等相關(guān)參數(shù),同時還要研究草菇培養(yǎng)料發(fā)酵和菌絲生長過程中有益微生物對草菇生長影響;最后,對基于上述多方面研究的技術(shù)成果進行集成,研究開發(fā)出成熟的草菇工廠化栽培技術(shù),徹底改變傳統(tǒng)的草菇栽培模式,將使我國草菇產(chǎn)業(yè)迎來新一輪的大發(fā)展。

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