论制约我国双孢蘑菇工厂化生产发展的因素与对策

论制约我国双孢蘑菇工厂化生产发展的因素与对策

作者： |  来源：易菇网  | 发布时间：2014-2-4 | 浏览次数：68次

钟孟义 （福建省平顺食用菌有限公司，福建 ） 摘  要  依据作者生产实践，分析制约我国双孢蘑菇工厂化生产发展的因素有基础研究薄弱，传统农业意识影响，设备设施落后，原材料不稳定，缺乏适合工厂化生产的优质菌株，市场不稳定，人才奇缺等7个方面；提出的发展对策为：加强实用性的基础研究，农业院校开设食用菌工厂化栽培专业，实施专业化生产，完善销售冷链；另从选址条件、工艺路线、建立高效管理模式、市场定位4个方面提出建设双孢蘑菇工厂化生产线的注意事项。 关键词  双孢蘑菇；工厂化生产；制约因素；发展对策；注意事项 通过设计和建设全国产化的双孢蘑菇工厂化生产线及四年多的生产实践，笔者深切感受到我国双孢蘑菇工厂化生产要达到国外的先进水平还有很长的路要走。四年多来，笔者经历了从设备设施、菌种（菌株）、配方和发酵工艺（原材料）、覆土材料、出菇的工厂化控制到市场营销等多方面的磨难和曲折，分析解决一个个问题后，目前形成了较稳定的工艺流程，并制定形成了各个环节的生产指标和标准，获得了较高的蘑菇产量：水分70%左右的二次发酵料每平方米投料量65千克，单产稳定在每平方米16～20千克（商品菇）。经济效益在4～11月份较显著，其余月份只能保本经营。目前我国双孢蘑菇工厂化生产的发展同时受市场需求、设备设施、原料稳定性、菌种、生产工艺和传统农业意识等多方面因素的影响和制约，短时间内难以大规模、较稳定的发展。 1  制约我国双孢蘑菇工厂化生产发展的因素 自上世纪80年代以来，我国不同地方先后从国外引进十几条双孢蘑菇工厂化生产线，投资动辄几千万。然而由于诸多因素制约，目前除山东九发能够勉强生产外（远没有达起初设计的目标），其余生产线都已停产或转产。 1.1  基础研究薄弱  在国家级层面上，我国缺乏对双孢蘑菇、基料发酵和出菇控制的基础理论研究。在品种方面，除了福建食用菌研究所早年育成的AS2796和近年育出的W192、W2000菌株外，少有对蘑菇生产有较大促进作用的新品种。在福建漳州举办的一年一届的“中国蘑菇节”对引进国外先进蘑菇生产技术发挥很大作用，但是论坛的主角一直是欧、美或日、韩专家，少有我国的食用菌基础或应用论文。 1.2  传统农业意识影响  由于我国多数生产者对生产中的问题“只知其然，不知其所以然”，不能正确地用理论指导实践，结果在生产过程中不断产生问题甚至重复问题，不能形成良好的生产工艺或量化、指标化的工艺标准。目前，我国双孢蘑菇生产的一些标准大多引自国外，其生产设施和原材料都与我国差异较大，在我国无法完全通用。由于没有标准，生产只能盲目，甚至出现问题还无从所知，一出问题就造成重大损失。加上投资者多为外行，认为蘑菇生产很简单，无法理解生物的多变性，随便请一个技术员（传统栽培的师傅）就运行蘑菇工厂。当生产出现问题造成重大损失无法接受时，一拍脑袋又换一个技术员，不实事求是总结失败教训，而是全盘否定或无视前任技术教训，其实是又步入了另外一个失败过程。很多蘑菇工厂老板，追求“少花钱多办事”的投机哲学，在蘑菇工厂开始设计、设施配套时就已种下失败的祸根，加上我国缺少真正理解双孢蘑菇生产理论与相关设备等工业理论相结合的技术员，只好一错再错，最后导致失败和倒闭。 1.3  设备设施落后 （1）制料翻堆设备。为了保证培养料中各配方组分和水分均匀，必须研制适合草料特点的翻堆机。我国现有的设备多为仿造国外，但国外引进的翻堆设备是针对麦草配方的培养料。而我国常采用的稻草加牛粪配方，在发酵过程中物理结构变化规律与麦草加鸡粪配方不一样。因此，需对设备作适当改进，如单位时间内翻堆能力是否与生产规模相匹配，不同原料的翻堆是否均匀等，都要进行引进集成与再创新。但目前国产设备很少有考虑原材料性状变化因素，难以保证料的均匀性，且使用故障率很高，难以制出优质料。此外，我国能够种植双孢蘑菇的原材料很丰富，群众的创造力无限。如漳州市龙海市角美镇利用杏鲍菇废料加牛粪配方和山西长治、晋中利用玉米芯加牛粪配方栽培都获得成功并推广。针对这些原材料国外原有的翻堆制料设备完全无法使用，这就要求国内设备厂家根据这些原材料的特点来设计适合的翻堆制料设备。 （2）发酵控制系统。发酵是双孢蘑菇生产中最重要的工艺之一，发酵的好坏决定双孢蘑菇生产成败的70%～80%。发酵是通过有选择地培养有益菌对原材料进行预分解，使分解后的培养料及中间产物能更好地被蘑菇菌丝分解利用。整个发酵过程必须保持料内有均匀的一定浓度的氧含量，从而保证培养料进行均匀的有氧发酵，否则难以制出好的培养料。一次发酵通过定时通风和翻堆来保证料中足够的氧含量和均匀度。二次发酵通过连续通风来保证料中的氧含量和气温与料温温差在3 ℃以内。不同原材料在发酵过程中物理性状的变化规律不同，因而不同的配方和原材料要选择不同性能曲线的离心风机，以提供不同的供风量，保持适宜风速在料中均匀通过，使发酵均匀完全。 建设发酵槽和隧道的要点在于：隧道和发酵槽所用离心分机的性能曲线应与原料的性状变化相配，同时又要与通风管道、风嘴密度和大小相匹配，否则就无法建出好的隧道和发酵槽，也就无法制出好料。国外的隧道和发酵槽，不但建造结构与风机硬件相匹配，还配备多种准确、稳定的探头和调控系统，可以监测料温、气温、NH3、CO2等多项参数及其变化，达到准确控制的效果。 目前我国发酵系统存在问题：①国内一般风机的性能曲线与培养料在二次发酵过程中的物理性状变化不相适应，导致发酵不均匀，甚至发酵失败；②控制系统中各种探头不准确、不耐用，故障率高，无法实现稳定控制；③各种执行设备和控制系统故障率高，难以稳定使用。 （3）菇房设备。菇房设备包括制冷、制热、通风、加温、除湿、内循环等和对菇房环境的控制协调系统。这些系统须与菇房的大小、结构相配合。国外种植蘑菇要求冷热并行，以创造最佳的适合蘑菇生长的环境条件。目前我国所谓的“蘑菇工厂”，大多仅是“冷库种菇”，现代工业技术和生物技术还没有与双孢蘑菇工业化生产结合起来，未设计出适合双孢蘑菇工厂化生产的设备和控制系统，没有将工厂化要求的一致性和环境控制上升至理性的、量化的程序中。对不同环境因素的相互影响及蘑菇生长过程中的特殊要求不了解，难以做到自动控制。如蘑菇的出菇阶段对氧气要求苛刻，需大量换气，而菇房环境受外界气候影响很大，如果没有空气处理系统，特别是夏天和雨季，简单的冷库很难提供适合蘑菇生长的环境条件。而以经验为主对环境的控制，因人而异，无法达到各种设备自动配合创造最佳生长环境的效果。 1.4  原材料不稳定 （1）配方。①不同原材料具有不同的物理性状和营养组成，在发酵过程中物理性状变化和各种营养成分分解情况不同。结合不同性状变化和营养组分变化制定不同的配方，再配合适宜的发酵工艺，才能因地制宜发挥不同地方各种原材料的优势，制出适合蘑菇生长的培养料。目前，国外是麦草加鸡粪配方，而我国传统季节栽培配方则以稻草加牛粪为主；福建漳州龙海市已发展为以杏鲍菇废料加牛粪为主，山西省长治等地以玉米芯加牛粪为主。这些配方发酵过程的物理结构变化，有机质的分解，NH3的产生和转化，灰分、水分的变化等都与麦草加鸡粪配方有明显不同，因此适合的发酵工艺也有显著差异。 麦草蜡质层较厚，有机质含量较高，在发酵过程中较难破坏，有机质分解较慢；鸡粪含氮量高，发酵过程易产生大量NH3，而NH3能软化麦草，加快麦草分解，因此麦草的有机质分解和鸡粪NH3的转化能有机结合，生产出适合蘑菇生长的培养料。稻草蜡质较少，在堆料过程中很容易被分解，物理结构变化快，很快就丧失透气性，与鸡粪NH3的产生量大和转化慢形成矛盾，所以两者不能同时作为主要原材料；而牛粪较鸡粪产NH3能力差，能与稻草很好地搭配生产出适合蘑菇菌丝生长的培养料，但是料的持水能力欠佳，效果不如麦草加鸡粪配方。集中隧道式发酵是有氧发酵，发酵比较彻底均匀，但要求掌握好料的营养(包括有机质和含氮量)和水分，一种成分不足就会影响最终的蘑菇产量和质量。另外，不同菌株对营养和发酵程度的要求有异。 ②我国幅员辽阔，不同地方农产品下脚料（原材料）不同，同种原材料的营养和物理性状也不同，加上我国以传统的农业生产方式为主，难以为食用菌工厂化生产，特别是较大规模生产提供稳质稳量的原材料。而原料供应商的唯利是图、掺假使水也导致原材料的极大不稳定。如牛粪含氮量（N %）低的0.8%，高的2.6%；鸡粪含氮量低的1.5%，高的4.5%。可反映掺假的灰分：牛粪低的20%，高的65%；鸡粪低的20%，高的60%。原材料差异如此大就难以有稳定的原材料就不可能有稳定的发酵工艺并制出质量稳定的培养料，更谈不上稳定的出菇。原材料的不稳定是制约双孢蘑菇工厂化生产发展的主要原因之一。 （2）覆土材料的差异。覆土材料的结构、保水性和持水能力对出菇的影响往往被栽培者忽视，其实覆土材料的好坏，至少影响双孢蘑菇产量20%～30%。应根据不同品种、不同市场要求，配制适合的覆土材料。 培养料营养不同对覆土材料的要求也不同。与传统栽培相比，工厂化集中隧道发酵的培养料发酵更彻底，更适合蘑菇菌丝生长，因此出菇更集中，产量更高，所以要求覆土材料有更好的结构，更高的持水性和保水性，否则无法满足蘑菇生长的水分要求，产出薄皮菇和开伞菇，死菇现象严重。这在国外较高产量品种如A15，国内新出的W192和W2000等品种上表现尤其突出。 不同的覆土结构对产量和质量的影响也不同。不同的市场需求，对菇的品质要求不同，覆土材料结构也要相应变化，特别是在我国现有的物流、市场习惯直接影响生产到市场的鲜菇的保鲜状况的情况下。 我国草炭土的结构、保水性和持水能力比国外的差，蘑菇产量也受到影响。同时出菇时的水分管理差别也很大，往往造成产量和质量的矛盾。覆土材料问题是导致我国蘑菇产业很难达到国外先进水平的又一重要原因。 （3）营养缓效剂。缓效剂的使用能使蘑菇产量增加20%～30%，而且可缩短生产周期。其使用量和效果与培养料品质有关，培养料品质不好可能会得到相反的效果。     就制料的角度来说，要想制出高营养的培养料很难，原因是只有起始氮源高才能制出高含氮量的培养料，但是起始氮源高时有机质的分解与NH3的消除产生矛盾，很难制出适合蘑菇菌丝生长的培养料。一般情况下，国外制料时的初始含氮量较低，制料容易成功，而制出的料含氮量偏低。由于低含氮量的培养料易出现营养供应不足而出现大量薄皮菇，而在播种上床架时添加缓效剂来补充料的营养，在保障蘑菇高产优质营养要求同时也缩短了生产周期。我国现有的制料水平落后，不管是否使用缓效剂都难以达到国外30 kg/㎡的产量水平。 1.5  缺乏适合工厂化生产的优质菌株  根据不同的市场要求和市场特点使用不同的菌株，不同的菌株又决定了不同的工艺标准，如鲜销菇和制罐菇要求的菌株其栽培工艺不同，工厂化生产和传统季节栽培由于生长条件控制不同而必须使用不同的菌株。工厂化生产要求菌株必须对CO2浓度、空气湿度、温度不敏感，这样生产容易获得成功，且生产成本较低。如A15为工厂化生产用菌株，其对CO2浓度和湿度较不敏感，催菇时在CO2浓度1 500~2 000毫克/升（PPM）和较高湿度下易转入生殖生长，降温即开始扭结；而AS2796在CO2浓度超过1 000毫克/升、湿度较大时易引起菌丝徒长，很难扭结，必须增加通风量和除湿量。菇房环境受外界气候影响大，不仅大大提高了电费成本，而且转潮慢，周期长。 目前，我国对适合工厂化生产要求，特别是适合我国市场要求和特点的菌株研究不多，对菌株在工厂化生产中要求的含氮量、CO2浓度、温度和湿度的量化指标也缺乏研究，使用时存在盲目性，需要长时间经验积累才能把握好菌株的最适生长条件和营养条件。另外，双孢蘑菇菌种在转代过程中容易产生变性和退化，缺乏专业规范的菌种生产机构使企业承担很大的风险，一旦菌种出现退化或变性，往往给企业带来重大损失。为了保障生产的稳定性，我国多数蘑菇工厂不得不使用美国Salvan公司的菌种，这对我国相关管理部门和研究单位来说，实在应该思考。 没有专业的菌种研发和生产机构（企业），无法稳定提供优质菌种，这也是限制我国双孢蘑菇工厂化生产发展的重要因素之一。 1.6  市场不稳定  双孢蘑菇源于法国，主要市场在欧美，鲜销以超市为主，且多以罐头产品进入市场。我国的双孢蘑菇以鲜销为主， 90%以上是在普通的农贸市场，少有超市销售，从生产到终端缺乏完整的冷链。双孢蘑菇不耐保存，而我国传统上对产品本色要求苛刻，造成夏天和冬天鲜销量差10～20倍，工厂化生产很难适应这种悬殊的市场情景，企业无法正常安排生产。以上海市场为例，夏天日销量0.5～1万千克，而冬天的日销量是10万千克以上。国外鲜销市场90%以上是超市，在生产时控制好质量，产品由生产到终端有完整的冷链，产品保鲜能达一周以上，西方国家对双孢蘑菇的青睐，使蘑菇的鲜销市场稳定而不受季节影响。我国冬天（11月～3月）季节性栽培集中，占全年栽培量90%以上，生产量大，特别是福建漳州、莆田一带，多数只能以制罐或盐渍为主，罐头产品受国际市场制约，价格与国际经济紧密联系，而工厂化生产成本较高，很难捕捉预测市场变化，使工厂化生产难以进行。 1.7  人才奇缺  我国在菌种、覆土材料、原材料、营养、制料工艺等都缺少专业的研发企业和单位。所以企业不管大小各环节都要力求完善，结果由于专业性不强，一个环节不好就引起重大损失，有时还无法认定是哪个环节出问题，就倒闭了。在我国，全面了解蘑菇工厂各生产环节包括工业技术和生物技术的人才几乎没有。虽然国家每年有大量的资金用于食用菌产业发展研究，但是在现行的国家科研体制上，很难有能够对食用菌产业发展有实际指导作用的成果，导致产业发展的技术和人才奇缺。 上世纪80年代以来引进的十几条生产线以失败告终，主要原因多是只引进了设备“硬件”，而未能真正掌握先进技术的“软件”，更谈不上科学管理。由于国外的双孢蘑菇工厂化生产专业分工是很明确，企业很难同时引进一套完整的技术，结果不是设备不配套，就是根本没有考虑各环节的重要性和生产的连贯性，各环节无法有机结合。 我国存在工业技术和生物技术完全脱节的现象。懂得机械设备和控制的人不了解微生物知识，生物专业人才却对机械设备不懂，而双孢蘑菇工业化生产是工业技术和生物技术相结合的新兴产业，没有这两方面的有机结合，就无法实现双孢蘑菇的工业化生产。 2  双孢蘑菇工厂化生产发展的对策 2.1  加强实用性的基础研究 （1）发酵工艺标准研究。包括①各种原材料营养、性状及发酵过程变化规律研究，各种原材料最佳搭配研究；②发酵过程中微生物群落的变化和物质分解过程研究。通过这两方面的研究制定配方指标和发酵过程中不同阶段的技术指标，从而指导生产稳定的良好的堆肥。 （2）工厂化设备设施的研究。①通过发酵过程中的培养料物理结构变化规律研究选择通风系统。②为达到制料过程中堆肥的养分和水分均匀度研究，制造适合培养料配方的翻堆设备。③根据出菇过程中不同时期对温度、湿度和CO2（通风）的要求及一个参数变化而引起另两个参数变化的规律，研究制造环境自动化控制设备。④研究各种耐用实用的环境检测设备。⑤研究覆土结构、保水性、持水性对出菇的影响，设计制土设备和配方。 （3）菌种的专业化研究和生产。研究适合市场需求，适合设施栽培的菌株，同时研究菌株在设施栽培中的培养料最适含氮量、水分、CO2、温度等环境参数。 2.2  农业院校开设食用菌工厂化栽培专业  该专业应超越传统的食用菌专业或生物工程专业，除开设生物学基础知识，还要开设相关食用菌机械、电子控制（自动化控制）、气体流动（风机通风等）、制冷和材料学等与食用菌工厂化生产相关的课程，并加强实地实践，培养食用菌工厂化生产真正有用的专业人才。 2.3  实施专业化生产  包括发酵料生产、覆土材料、菌种的研发和生产、设备设施及出菇专业化生产。 2.4  完善销售冷链  完善生产到零售的全程冷链，让消费者能真正吃到新鲜的蘑菇，增加消费者对鲜蘑菇的认知和认同，从而增加消费量。 3  建设双孢蘑菇工厂化生产线的注意事项 双孢蘑菇工厂化生产对选址、工艺路线、管理模式和市场定位等必须精心策划规划。 3.1  选址条件  选址往往容易被忽视，但却是双孢蘑菇工厂化生产能否持续和生存的关键。厂址未选好将大大提高生产成本，失去市场竞争力。在我国现今条件下，选址必须考虑以下因素。 ①的支持力度：当地对食用菌产业的认同度和支持力度影响到建厂时的土地使用、用电成本及的资金扶持，必须首先考虑。②原材料情况：原材料成本占生产成本的30%～40%，且影响运行周转金的占用量。选址时一定要考虑当地原材料价格的高低和取得的难易程度。③覆土材料情况：覆土材料质量的好坏对产量影响很大，这是大部分种植者忽视或完全不予注意的因素。工厂化生产一定要有优质的草炭土,否则难以达到理想的产量和质量。④市场情况：首先考虑是鲜销还是制罐，以鲜销为主的必须以定位市场的销量来定规模。在目前消费情况下，由于双孢蘑菇的不耐保存，必须选择距定位市场车程4～5小时范围内建厂，距离越近越好。⑤人文环境：双孢蘑菇工厂化生产，特别是以鲜销为主的，需雇用大量劳动力采收，而且一般采三潮，采菇质量的好坏影响后期20%的产量和质量，所以当地从业人员的素质和人文习惯是影响双孢蘑菇工厂化生产的重要因素。⑥交通运输情况：原材料和产品运输量很大，直接影响产品成本。⑦废料使用情况：双孢蘑菇工厂化生产，每日产生的下脚料的量很大，所以选址时必须考虑当地废料使用情况。选择种植业发达的地方，下脚料不但能够很好地利用，而且是一笔不小的收入。 3.2  工艺路线  由于我国目前双孢蘑菇工厂化生产专业化程度不高，每个生产线都必须是完整的，从菌种、设备设施、制料到出菇和销售都由同一公司完成，所以选择适合的工艺路线是成功的关键。 （1）设备设施必须与设定规模相匹配。①制料：一次发酵，二次发酵，三次发酵的设备和工艺相配合。②翻堆、上料、覆土设备：拉网式上料覆土与压块菌砖式栽培生产方式不同但目的相同，即都能保证上料的松紧度、平整度一致和覆土均匀。③出菇房设备：库房规格和规模相配；库房的控制设备尽量是自动控制执行，以减少人为影响；库房供冷和制热方式应选择集中供冷和一房一机供冷。 （2）工艺流程的确定。根据不同的地方气候、规模、设备、原材料、菌株、市场定位、人文环境确定相适应的工艺流程和标准，而不是千篇一律。 3.3  建立高效管理模式  目前我国国情是以农民为主体作为食用菌工厂化生产的员工。几千年来传统文化的影响和传统农业的劳作习惯使现代的企业管理制度很难在他们中落实。只有像土地承包经营制一样，把他们的个人利益与生产挂钩，调动积极性和主动性，才能充分发挥各自的能动性。因此，根据当地人们的文化特点和习惯确定能发挥员工能动性的管理模式应是重中之重。 根据双孢蘑菇工厂化生产的特点，结合我国国情，建立“公司+小老板（承包）”管理模式，能够发挥工厂化生产技术和资金密集的优势，同时能充分调动承包者的积极性。其模式如下：公司统一集中制料，建设标准化出菇房，分散出菇管理，统一工艺标准，引入自动控制系统，统一品牌、统一销售。 3.4  市场定位  针对我国目前传统季节栽培的现状和市场不平衡的特点，根据市场定位特别是以鲜销为主的必须选择适合我国现有市场习惯和特点的品种。如计划较大规模生产，必须要有罐头企业的联合。 来源：《食药用菌》杂志  2013年第3期  作者：钟孟义