“众兴菌业杯” 《食药用菌》杂志2017年度优秀论文三等奖

福建省双孢蘑菇栽培技术的变革与发展

　　该文荣获“众兴菌业杯” 《食药用菌》杂志2017年度优秀论文三等奖！全文刊发于2017年第25卷第1期。
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福建省双孢蘑菇栽培技术的变革与发展

柯斌榕1，2  兰清秀1，2  卢政辉1，2*  廖剑华1，2
福建省农业科学院食用菌研究所，福建福州 350014；2. 特色食用菌繁育与栽培国家地方联合工程研究中心，福建福州 350014）

 
　　摘  要  通过实地调研和文献查阅，概述我国双孢蘑菇产量变化现状与趋势；综述福建地区双孢蘑菇栽培技术的变革和发展态势，介绍福建省双孢蘑菇栽培品种，制种工艺，培养料和覆土材料制备，新型原材料开发，病虫害综合防治，以及各种栽培模式等，指出存在问题，展望未来发展趋势。
关键词  福建；双孢蘑菇；栽培；现状；变革；问题；发展
中图分类号：S646                 文献标识码：A                 文章编号：2095-0934（2017）01-012-08

 
　　Innovation and development of Agaricus bisporus cultivation techniques in Fujian province
 
　　Ke Binrong1,2  Lang Qinxiu1,2  Lu Zhenhui1,2*  Liao Jianhua1,2
　　（1.Institute of Edible Fungi，FujianAcademy of Agricultural Sciences，Fuzhou,350014,China;
 　　2.Nationaland Local Joint Engineering Research Center for Breeding & Cultivation ofFeatured Edible Fungi，Fujian Academy of AgriculturalSciences,Fuzhou,350014,China）
 
　　Abstract  This article through the survey andliterature review, presents the yield changes and developing trend of Agaricusbisporus, and summarize the technical innovation and development of Agaricusbisporus cultivation in fujian province from aspects of cultivated variety,mushroom spawn production, composting, casing soil, new raw material, controlof diseases and insects and cultivation model. Find the question of mushroomcultivation and provide a basic reference for the management of the industry onAgaricus bisporus.
　　Key words  Agaricus bisporus;cultivation techniques; variety; developing trend

　　双孢蘑菇（Agaricusbisporus）俗称洋蘑、圆蘑菇、白蘑菇、口蘑等，英文名为button mushroom，whitemushroom或mushroom，隶属于伞菌目（Agaricales），伞菌科（Agaricaceae），蘑菇属（Agaricus）。野生资源主要分布于欧洲、北美、澳大利亚，以及我国的内蒙古、新疆等地。双孢蘑菇肉质肥厚，鲜美可口，是高蛋白、低脂肪的食用菌[1]。作为栽培范围最广、栽培规模最大、世界总产量最高的食用菌类，双孢蘑菇的生物学基础研究最为深入，栽培技术也最为现代化。
　　发达国家的双孢蘑菇自上世纪70年代就已实现工厂化周年栽培，机械化操作，环境条件自动控制。我国由于经济基础较薄弱和综合科技水平较低，还是以自然气候条件下的季节栽培为主。双孢蘑菇在我国栽培已有80多年的历史，其选育种工作也进行了40多年。1924年胡昌炽先生从日本引进双孢蘑菇菌种进行试种，潘志农在福州等地小面积栽培均获得成功，开启了福建双孢蘑菇栽培的先河[2]。近些年来随着欧美发达国家双孢蘑菇工厂化设备和技术的引进，国内部分食用菌厂商也开始尝试双孢蘑菇发酵隧道工厂化栽培，发展势头强劲。笔者经走访调研，结合文献报道，就福建省双孢蘑菇栽培技术的一些主要变化及存在问题进行梳理综述。
　　1  双孢蘑菇栽培现状
　　1.1  我国食用菌产量
　　据中国食用菌协会统计，2014年，我国食用菌总产量达到3270万吨，较2013年的3169.68万吨增长了3.16%，总产值突破2200亿元。由图1可见，进入新世纪以后我国食用菌产量快速增加，年平均增长率达到11.69%。特别是随着工厂化栽培技术的成熟，金针菇、杏鲍菇、真姬菇等品种产量提高很快。2014年我国双孢蘑菇产量230万吨，排在香菇（769万吨）、黑木耳（579万吨）、平菇（546万吨）、金针菇（251万吨）之后，位列第五。然而，经过十多年的快速发展，食用菌产业进入了阶段性的产能过剩，2014年产量增长率放缓至3.16%。随着土地资源的紧缺、人工及原材料成本的上升，食用菌产量的增长将受到很大的限制，因此进一步优化食用菌产业结构，调整产业发展方向显得很重要[3]。

　　1.2  我国双孢蘑菇产量
　　双孢蘑菇虽然源于欧洲，但在我国的栽培已超过80年，与杏鲍菇、金针菇等品种相比，双孢蘑菇产量出现一定的波动。由图2可看出，2007年开始，全国双孢蘑菇的年总产量稳定在200万吨以上，年产量超过10万吨的省份有福建、江苏、山东、广西、四川、江西。受制于原材料及市场，2004年福建的双孢蘑菇总产量退居全国第二，到2012年，则已退居全国第四。发展较快的省份有广西、江苏及山东，其中广西省以季节栽培为主，而江苏及山东两省则利用当地丰富的麦草资源大力发展工厂化栽培。2011年我国工厂化双孢蘑菇的产量仅3万吨左右，随着各地现代化蘑菇工厂的不断投产及季节性栽培规模的缩小，工厂化双孢蘑菇的产量占比将会快速上升。

　　1.3  福建省双孢蘑菇产量
　　福建省是我国食用菌主产省份之一，许多品种都是从福建开始做强做大，如银耳、杏鲍菇、袋栽金针菇及袋栽真姬菇等，而双孢蘑菇则是福建省食用菌产业中总产量最高的品种。1997年至2014年全省双孢蘑菇产量年平均增长率为4.04%。食用菌总产量增长较快的同时，双孢蘑菇所占比例从1997年的59.94%降至2014年的38.65%（图3）[4]。福建省双孢蘑菇以传统季节栽培模式为主，工厂化栽培的企业数量少，规模也较小，栽培范围从原来的漳州、福州、宁德及莆田等市，转变为以漳州为主，2014年产量漳州超过15万吨，几占全省蘑菇总产量的50%。依托漳州地区中国罐头之都的优势，大量的季节性栽培蘑菇作为原料，加工成蘑菇罐头出口到欧美等国。然而，蘑菇罐头的出口，经常受制于国外的反倾销调查及贸易壁垒，双孢蘑菇产业的发展受到严重影响。

　　2  双孢蘑菇栽培研究进展
　　2.1  栽培品种更新
　　双孢蘑菇是一种典型的次级同宗结合菌类，其遗传特性介于异宗结合和同宗结合之间，十分复杂[5]。1651年法国人发现用漂洗蘑菇的水洒在驴粪肥上可以出菇，乃是由于双孢蘑菇担孢子可以结实出菇。为了获得符合人们需要的蘑菇产品，蘑菇菌种的人工提纯和改良也在不断进行。从1929年美国人兰伯特利用担孢子生产菌种开始，各种不同的新技术，特别是杂交育种被应用于蘑菇品种选育当中，并取得了巨大的成功[6]。蘑菇作为从国外引入的乐动体育热门赛事 品种，早期蘑菇栽培的菌种多引自国外，如8213、8211等，或是国外菌株的单孢分离产物。这些早期引进的品种，不仅作为栽培菌株得到广泛应用，而且作为杂交育种材料具有很大价值。然而由于生产中保藏不当或不断扩繁，造成菌种的老化和退化，这些原始品种都已退出历史舞台。
　　从1978年开始，福建省轻工研究所开始利用单孢筛选和多孢分离的方法选育蘑菇栽培品种，其中具有代表性的品种如“闽1号”菌株曾在省内外广泛使用。20世纪80年代开始，王泽生等以同工酶为标记进行杂交菌株的鉴定获得了国内自主培育的第一代双孢蘑菇杂交菌株，其中As376、As555等菇质优异，而其中的代表性菌株As2796则兼具高产和优质。As2796菌株推出后，迅速占领各个蘑菇主产区，在福建省内所占的面积更是超过90%，时间长达十多年[7～9]。2007年，由福建省农业科学院食用菌研究所主持承担的国家自然科学基金“中国野生双孢蘑菇种质资源的调查、鉴定与重要性状评价”，首次对我国的野生双孢蘑菇种质资源做了系统调查，发现我国也是世界上野生蘑菇的重要发源地之一；同时通过收集和保藏国内外双孢蘑菇菌株，建立了双孢蘑菇种质资源库，保藏数量达到400多株，位居世界第三。近年来，为满足蘑菇工厂化栽培的需求，该所相继推出了双孢蘑菇新菌株W192和W2000[10,11]，工厂化栽培三潮菇每平方米产量可以达到25千克。
　　随着分子生物学技术的发展，许多新技术也被用于辅助蘑菇育种和发掘其重要性状。如陈美元等进行的双孢蘑菇基质降解、耐热相关基因的研究，蔡志欣等进行蘑菇子实体颜色鉴定的分子标记开发等[12,13]。此外，与白色双孢蘑菇在市场上广为人知不同，棕色蘑菇作为蘑菇市场的一个补充也开始起步，近年来国外棕色蘑菇市场占比已由原来的5%左右提升到30%，并因其独特的风味，市场行情持续看好。当前福建省的棕色蘑菇品种的开发与引进，尚处于起始阶段，栽培品种较少，栽培面积也不大[14,15]。
　　2.2  制种工艺创新
　　国外蘑菇菌种制作技术经历了3个阶段：天然菌种、粗放式菌种及纯菌种。从1932年Sinden发明谷粒菌种以来，瓶装谷粒菌种一直沿用至今。当前福建省蘑菇制种工艺主要有以下几种（图4）：（1）以盐水瓶作为容器，麦粒作为基质的麦粒瓶装菌种。这一类菌种使用历史最久，使用范围最广，其制作工艺成熟，操作简单。（2）以规格为15×25（厘米）的聚丙烯袋子为容器，以麦粒或发酵棉籽壳为原料的小袋菌种。这一类菌种在漳州季节性栽培产区，被广泛使用。其制作简单，取用方便，且便于运输。（3）采用无菌透气袋作为容器，使用麦粒或其他非粮基质为原料的透气袋菌种。这一类菌种因其菌种松散度好，菌丝活力强被广泛应用于工厂化栽培当中。福建省农业科学院食用菌研究所紧跟国外先进菌种公司的发展趋势，发展具有国内特色的菌种工艺[16～20]，并且引入HACCP及GMP体系进行无菌透气袋栽培种的生产，以保障蘑菇栽培种的品质稳定[21]。除了传统的麦粒菌种外，大米、小米等其他粮食基质及羊粪、合成基质等也被用于蘑菇菌种的制种研究中。曾志恒等将在其他菌类中得到成功应用的液体菌种技术，用于蘑菇液体菌种的研究[22]。黄志龙通过蘑菇菌种老化过程中的生理变化，指出酸性磷酸酶（ACP）可以作为菌种老化的一个生理生化指标[23]。

　　2.3  培养料制备技术发展
　　双孢蘑菇培养料堆制的质量，直接关系到双孢蘑菇生产的成败。优质的培养料不仅带来蘑菇的优质高产，而且可大大降低病虫害风险。福建省做为我国最早开始双孢蘑菇栽培的省份，蘑菇培养料的制作经过了以下几个阶段：（1）20世纪80年代以前主要采用室外长期自然一次发酵。这种模式发酵的培养料发酵程度不一致，且容易受雨水等天气影响，导致产量低且不稳定。（2）1978年后香港中文大学的张树庭教授引入二次发酵技术，经过柯家耀等人的改进和推广，总结出高效节能的室内二次发酵技术。先利用微生物的自热升温作用进行培养料的升温，再通入热蒸汽进行巴氏消毒，最后通过控温培养以达到二次发酵的目的。该技术提高了培养料的质量，从而使双孢蘑菇的产量有了突破性的提高[24]。福建省季节性栽培产区，目前仍以这一模式为主。（3）随着上世纪80年代我国从意大利、荷兰等国引进了9条工厂化蘑菇生产线，我国双孢蘑菇堆料开始尝试采用隧道发酵。福建省隧道发酵应用起步较晚，直到2000年以后，隧道一次发酵技术和二次发酵技术才相继引进并投入使用（图5），投建了一些国产模式的工厂化蘑菇工厂。隧道一次发酵技术利用高压通气系统，采用倒仓的方式进行翻堆混合，利用微生物的代谢升温软化麦秆或稻草等原材料，杀死病原菌及虫卵、杂草籽等潜在危害因子[25]。隧道二次发酵技术是通过巴氏消毒和控温培养使培养料的选择性进一步提高，从而满足双孢蘑菇生长过程中的营养需求[26,27]。隧道式发酵技术与传统发酵方式相比较，发酵周期由原来的一个月缩短为半个月左右，且因采用高压通气措施，保障了培养料之间发酵的均一性，提高了栽培的一致性和稳定性。随着隧道发酵技术的引入，传统的季节栽培菇房已经不能满足蘑菇周年生产的要求，因而空调周年栽培菇房应运而生。其以保温材料作为菇房墙体，利用空调等制冷设备进行菇房的温度控制，并辅以温湿度及二氧化碳检测设备对蘑菇栽培进行精准化调控[28]，随之将靠天吃饭的传统季节栽培模式，转入环境可控的周年化栽培模式。

　　2.4  覆土材料变化
　　蘑菇具有不覆土不出菇的特点，覆土不仅给了蘑菇菌丝一个物理性刺激，覆土层还使料层表面形成相对稳定的温湿度环境，有利于菇蕾的形成。福建省早期蘑菇栽培所使用的覆土材料多为就地取材的稻田土、菜园土等，持水率通常在50%左右，黏性偏大，团粒结构不好，喷水后容易板结影响透气性，远不如优质的覆土材料。当前，福建主产区主要使用当地丰富的红壤土＋1%左右的干谷壳，通过机械搅拌制备覆土，利用谷壳改变土壤的结构，增加透气性。但限于土壤本身性质，其持水能力仍有不足。泥炭土作为优质的蘑菇覆土材料在欧美国家得到广泛的使用，其持水力可达80%以上，孔隙度高，团粒结构也好。我国泥炭土资源分布不均，主要产地在东北及四川等地，较高的运输成本使其不能得到广泛使用。而通过使用一定比例的泥炭土来改善原有覆土材料的理化性状则是可行的，例如袁滨等研究认为泥炭土与红壤以1︰2的比例用作覆土材料表现较好，产量较对照可以提高19.6%[29]。此外，林原等开发草泥浆土作为蘑菇覆土材料，栽培综合效益可以提高10.5%[30]。针对覆土材料安全性问题，蔡开地等人利用管道式蒸汽消毒法，60℃保持10小时消毒覆土材料，可以减少蘑菇病虫害发生，提高商品菇得率[31]。卢政辉等对覆土中Cd2+浓度对子实体生长影响的研究结果表明，覆土中Cd2+临界含量为32.66 毫克/千克，低于这一含量可以保证蘑菇子实体符合无公害标准[32]。
　　2.5  新型原材料开发与使用
　　欧美国家双孢蘑菇的培养料主要由麦草、鸡粪或其他粪肥组成，国内双孢蘑菇工厂化栽培也是以麦秆、粪肥组成，但在缺乏麦草资源的福建省则以稻草作为双孢蘑菇栽培的主要原料。尽管稻草与麦草相比，存在茎干较软，培养料黏度大等问题，但通过合理配比粪肥及二次发酵处理也能达到每平方米20 千克的产量。此外，福建双孢蘑菇产区还积极发展其他代用料如茭白叶及菌草等[33～35]。在延长食用菌产业链上，双孢蘑菇栽培具有十分重要的意义。漳州地区草菇栽培后的废料可通过添加一定的新料继续栽培双孢蘑菇，形成夏天草菇，冬天蘑菇的栽培模式，且使用草菇废料栽培双孢蘑菇可以简化双孢蘑菇培养料的发酵过程，有利于提高培养料的使用效率[36]。此外，近年来大力发展将杏鲍菇栽培所产生的数量巨大的废料资源应用到双孢蘑菇栽培中，取得了积极的效果[37]。
　　2.6  病虫害综合防治
　　双孢蘑菇同其他农作物一样会遭受病虫的侵害，造成重大损失，而如果用药不当则又容易引起农药残留造成餐桌污染。近年来病虫害的综合防治研究有了一定的进展，例如由疣孢霉引起的蘑菇湿泡病可以通过喷洒复配的50%苯咪鲜胺和50%特咪鲜胺药液，获得较好的预防和治疗效果[38]。柯家耀通过危害因子分析，提出相应的关键控制点，通过对堆料、用水、覆土、菌种、菇房等的管控，控制双孢蘑菇栽培过程中的危害因子[39]。卢政辉等根据2001年农业部启动的“无公害食品行动计划”制定了基于蘑菇集约化床架栽培技术的无公害双孢蘑菇高产优质栽培技术，从菇房选址开始到病虫害的无公害防治，均有重要的参考价值，以此技术生产的产品符合市场及出口食品标准[40]。
　　2.7  栽培模式比较
　　综合下乡调研蘑菇栽培现状，可以将当前福建省双孢蘑菇栽培模式归结为以下三类：①传统季节性栽培模式，②公司加基地模式，③工厂化周年栽培模式。具体的各模式间的差异见表1。不同栽培模式代表了不同时期福建省双孢蘑菇栽培的特点。尽管国内双孢蘑菇工厂不断增加，产量提升很快，但福建省工厂化栽培企业仍然较少，与外省日产几十吨的工厂相比缺乏竞争力。只有通过找准自己的产业定位，扬长避短才能在夹缝中继续发展。

　　3  存在问题
　　3.1  原材料困局
　　双孢蘑菇作为草腐生菌类，需要的原材料主要以麦秆、稻草为主，而福建地区麦秆资源匮乏，只能从省外购买，不仅价格高，而且质量不稳定。受此影响，福建不少企业选择在麦草资源丰富，政策支持力度大的江苏等地投资建厂，其中包括当前国内最大的双孢蘑菇工厂、日产80吨的江苏裕灌现代农业科技有限公司和江苏紫山生物股份有限公司等。尽管福建省水稻种植面积较大，但受地形限制，水稻秸秆的收集运输成本高，难以充分利用，迫切需要开发替代性的原材料。
　　3.2  栽培模式局限
　　福建省双孢蘑菇栽培仍以季节性栽培为主，漳州特色的双孢蘑菇菇房充分利用了漳州优越的自然气候条件，为栽培成功发挥了巨大的作用。然而，随着蘑菇工厂化栽培发展速度不断加快，面对周年栽培、稳定高产的外省工厂化企业，福建省蘑菇栽培技术优势将不再明显，亟待转型升级。
　　3.3  从业人员水平参差不齐
　　福建省从事蘑菇生产的人员多来自农村，经过几十年的生产经验积累，在传统季节栽培方面，漳州蘑菇师傅技术水平很高。但是随着蘑菇工厂化栽培的兴起，专业分工细化，现代蘑菇栽培越来越多地结合工业领域的高新技术，如物联网技术、智能控制系统知识等，需要大量的专业人才去消化和吸收。从业人员整体专业水平的提升，将有助于全省双孢蘑菇产业的跨越式发展。
　　3.4  机械化程度不高
　　蘑菇栽培相比其他菌类劳动环境更加艰苦，随着老一代菇农的逐渐老去，少有年轻人愿意从事这项工作。在欧美发达国家及省外一些先进的双孢蘑菇工厂，全套自动化的生产设备大大降低了工人的劳动强度，如培养料发酵过程中预湿使用的混料线，投料时使用的抛料机，送料使用的传送带，以及上料机和下料机等。因此需要开发符合本土国情的蘑菇栽培专用机具，并出台专用机具采购补助政策，这将有利于省内蘑菇栽培水平提升，提高产业竞争力。
　　4  发展趋势
　　4.1  栽培模式变化趋势
　　目前，我国双孢蘑菇工厂化栽培进展十分迅速，全国18个省市均有这类工厂分布，其产品大量上市冲击着传统季节性栽培市场。福建地区传统季节性栽培的双孢蘑菇，只能依靠漳州地区罐头生产的区位优势，勉强维持。随着老厂区病虫害积累，人工成本增加及从业人员老龄化等问题日益严峻，传统栽培模式只有转型升级，才能在市场上占据一席之地。原有小、乱、散的栽培模式，需要加以整合，引进先进堆料发酵技术和周年栽培技术。工厂化栽培模式经过多年的摸索后也将走上正轨，今后将会形成以工厂化生产为主，多种栽培模式并存的状态。
　　4.2  栽培研究发展趋势
　　（1）新型栽培基质开发及评价体系建立。双孢蘑菇栽培的原材料以农牧废弃物为主，而福建省优质麦草秸秆缺乏，限制了工厂化蘑菇栽培的发展。因此，原材料本地化和新型栽培基质的研发，十分重要。目前杏鲍菇等木生菌渣，已经在漳州地区得到广泛使用，但存在病虫害多发和不出菇等现象。需从堆料机理中寻找问题的关键，根据不同原材料的营养成分及理化性状，优化配方，改进发酵工艺。并为新型栽培基质建立合适的评价体系，以期应用于培养料质量的判断和工艺调整。
　　（2）新品种配套栽培技术。传统季节栽培温湿度条件波动比较大，不能做到对菇房管理的细微控制，而现代化的空调菇房，对于工厂化品种的配套管理技术的需求越来越迫切。如栽培过程中，发菌阶段温度、湿度、二氧化碳浓度的控制，覆土阶段补水的量及时间，出菇阶段降温程序的设定，通风时间、新风及回风比例，以及湿度管理等，针对不同栽培品种选用不同的栽培技术及管理措施，将原有粗放的管理和经验化的操作转变为管理参数和程序化控制。欧美发达国家双孢蘑菇栽培的菇房管理系统如Fancom, Dalsen等，可以做到自动化出菇管理，简化了管理流程，降低了人为控制的误差。
　　（3）物联网及智能控制。物联网技术是指采用网络无线射频识别（RFID）系统，把所有信息通过射频等信息传感设备与互联网连接起来的技术，采用智能计算技术处理信息，实现对系统的管理和控制。采用物联网技术进行蘑菇工厂化栽培的智能化测控，根据蘑菇生长各阶段不同的环境因子需要，通过监测温度、湿度、空气中的二氧化碳含量、光照，经过物联网的反馈和调节，结合空调设备、新风设备及加湿、光照等，可以达到智能化控制。应用物联网技术还有利于建设产品的可追溯体系，为消费者快速安全地选择产品提供参考。
　　4.3  专业化分工发展趋势
　　欧美现代的双孢蘑菇栽培技术，呈现出明显的专业分工，大型的堆料公司负责培养料的堆制，专业的菌种公司提供菌种，专门的覆土生产商提供栽培所需的覆土材料，出菇管理者进行管理出菇。由于各环节的专业化操作，最后获得了极佳的栽培效果。当前，我国蘑菇栽培者不仅要自己准备培养料、覆土及管理菇房，甚至还要自己制备菌种。这些环节集聚在一起容易顾此失彼。因此将专业要求高的制种和劳动强度大的堆料及覆土材料制备等交由专业公司进行，让菇农专注出菇管理，将势在必行。
　　致谢  感谢漳州市真达食品有限公司王生龙总经理，武平县狮大农业发展有限公司周子华经理，宁德新秀食用菌合作社周天犁总经理以及福建金明食有限公司吴少聪总经理在基地考察和技术交流中的热心帮助。
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