我国香菇工厂现状及液体菌种技术在产业中的实践.pdf

Edible and medicinal mushrooms 2023，31（4）：213218 我国香菇工厂现状及液体菌种技术在产业中的实践 李 玉1 刘四海2 尚晓冬1 李巧珍1 宋春艳1 周 峰1*谭 琦1（1.国家食用菌工程技术研究中心，农业部应用真菌资源与利用重点开放实验室，上海市农业遗传育种重点开放实验室，上海市农业科学院食用菌研究所，上海 201403；2.河南金海生物科技有限公司，河南 卢氏 472200）摘 要 香菇工厂化企业在我国逐渐增多，利用设施设备制棒、采用大棚出菇的“设施制棒，生态出菇”模式在很长一段时期内将会是我国香菇栽培的主流模式。我国香菇企业按运作模式分为以国内出鲜香菇为主和以出口香菇菌棒为主两种类型，其技术和经营方式不同，不同企业遭遇困难不同，举例并剖析优秀企业的技术特点和运营模式。指出液体菌种直接接种香菇菌棒技术已经在我国香菇企业成功规模化应用，使制种周期缩短 60 天以上，制种成本下降，满袋时间缩短，助力企业实现良好经济效益。关键词 香菇；菌棒；液体菌种；工厂化 中图分类号：S646 文献标识码：A 文章编码：2095-0934（2023）04-213-06 我国是人工栽培香菇最早的国家，已有 800 多年的历史，经历了原木天然接种栽培（俗称“砍花法”）、段木人工接种栽培和代料人工接种栽培 3 个重要的发展阶段1。20 世纪 70 年代，上海市农业科学院食用菌研究所何园素等建立代料压块栽培模式2。20 世纪 80 年代，福建古田彭兆旺先生发明代料长棒栽培模式（俗称“人造菇木”）1，使我国香菇产量和品质得到大幅提升，1987 年，我国香菇产量首次超过日本3。日、韩两国香菇栽培一直使用透气袋栽培模式4，代料长棒栽培模式与透气袋栽培模式相比，在机械化程度、产质量等方面具有明显优势5。我国的香菇菌棒自 2000 年左右开始向日、韩、美等国大量出口，至2015 年，菌棒出口量达到 60 266 吨6。日、韩透气袋栽培模式生产量日趋减少。我国企业家已在日、韩、美等国开始投建香菇菌棒工厂，代料长棒栽培模式已成为世界香菇栽培的主流模式。本文分析我国香菇工厂化栽培发展趋势、当前香菇工厂现状，并就香菇工厂存在的问题，分析典型案例并进行探讨，以期为香菇生产企业提供参考。1 香菇栽培模式的发展趋势 随着社会的发展，香菇消费市场逐步由传统干菇消费为主发展为以鲜菇为主，与金针菇、杏鲍菇等基金项目：上海市科委国内合作项目（22015810200）作者简介：李玉（1984），男，正高级农艺师，国家科技特派团成员，兼任中国菌物学会香菇分会副秘书长，主要从事食用菌工厂化栽培技术研究。*为通信作者，E-mail：。【编者按】“首届国际香菇产业创新博览会专栏”是为配合由中国食品土畜进出口商会、食用菌新种质资源创制国际联合研究中心、中国菌物学会、上海市农业科学院、山东省农业科学院于 2023 年 6 月在淄博联合举办的首届国际香菇产业创新博览会所设。经组委会同意，刊出 5 篇特约论文。214 2023 年 第 31 卷 第 4 期 以食用菇柄为主的品种不同，鲜香菇以柄短、肉厚为佳。菇面较干的花菇、白面菇价格比黑面菇、水菇高出近一倍，虽然产量略低，但综合效益高。由于环控库房的通风排湿及光照强度无法与大棚相比，导致香菇菇柄较长、菇面偏湿，因而利用环控菇房栽培出来的香菇，在质量上不及合适季节大棚栽培的香菇，产品价格偏低且投资大、运营成本高。因此，使用环控菇房周年化出菇的生产模式在短期内还无法成为香菇栽培的主流。我国幅员辽阔，各地气候不同，各香菇产区出菇季节也不同，加上物流发达，鲜香菇市场可以通过不同香菇产区互相调配来实现周年供应。综上所述，通过设施设备制棒、采用大棚出菇的“设施制棒、生态出菇”模式在很长一段时期内将会是我国香菇栽培的主流模式。该模式在生产实践中，主要有两种实施方式：一种是周年化生产，另一种是季节性生产。其中，周年化生产的香菇工厂一般建在冬无严寒、夏无酷暑的地区，如伏牛山区北部、秦岭山脉沿线等地，利用当地自然气候实现周年化出菇，确保香菇制棒厂周年满负荷生产，以降低单棒的生产、设备折旧和管理成本，可以建造设备先进的制棒厂和环控培养房。而季节性生产方式，如河北、辽宁等地一般每年秋冬制棒，次年开春出菇至入冬，可以建造设施化程度一般的菌棒厂和带暖气的培养大棚；也可采取“工厂集中制棒+农户大棚出菇”的方式，制棒厂以灭菌后的料棒、可脱袋时的菌棒或刚长满菌丝的半成品菌棒卖给农户，农户在大棚内自行养菌出菇。2 我国香菇工厂现状 目前，我国香菇生产企业以生产香菇菌棒为主，按运作模式可分为两种：一种是以供应国内出鲜香菇为主的企业，另一种是以出口香菇菌棒为主的企业。2.1 以国内出鲜香菇为主的企业 该类企业的运作模式是在工厂环控库房内培养成熟或半成熟菌棒，供应周边出菇基地，属于“设施制棒、生态出菇”生产模式的一种实施方式。目前，这类企业大多无法实现盈利，少数甚至处于停产状态，大多数该类型企业在创建之初是看重精准扶贫期间政府的招商引资优惠政策，大大低估了香菇工厂的运营难度，认为普通农户可以做的事情，应用先进设施设备将更加容易实现。但实际上，农户季节性种植香菇是长期经验的积累，在合适的季节制棒、出菇，投资少、成本低。而建设和运营香菇工厂需要多学科交叉，如技术方面，需要熟悉香菇生物学特性和品种之间的差异，还需对设施设备和食用菌工厂化生产有深入了解；运营方面，香菇出菇阶段尤其是采收环节，人员管理较金针菇、杏鲍菇等工厂化品种难度大很多，这主要是因为香菇使用大棚出菇，出菇期需要根据天气情况每天多次调整大棚的塑料薄膜和遮阳网，又需要根据每个香菇的成熟状态每天进行多次采收。工厂化制棒可以保证香菇菌棒质量稳定，但因香菇出菇管理繁琐，且鲜香菇市场价格波动无法控制，所以香菇出菇阶段的最佳管理方式是承包给农户，充分调动农户的积极性。由于大多数企业低估香菇工厂运营难度，从工厂选址、厂房设计、设备选型都产生一系列错误，导致很多已投建的工厂很难再通过技术提升实现盈利。选址方面，有的工厂建在夏季高温时间长或冬季低温时间长的地区，由于香菇出菇期长达6个月以上，导致工厂适合制棒的时间太短。设计方面，有的工厂制棒产能大，但环控培养房很少；也有的通风、制冷设备不配套，导致无法达到设计产能，且生产的菌棒质量差（图1）。此外，还有品种选择方面的问题，香菇品种繁多，养菌和出菇工艺差异大，选择适合的品种非常关键。李 玉等：我国香菇工厂现状及液体菌种技术在产业中的实践 215 2.2 以出口香菇菌棒为主的企业 该类企业的运作模式是在国内生产成熟的香菇菌棒，冷冻至棒心温度 2 左右，通过冷藏集装箱出口至国外，在国外脱袋出鲜香菇。国外市场对香菇品质要求一般较国内低，但价格却普遍较高，客户往往只出23潮菇。有的国家环保要求较高，不能进口带保水膜的香菇菌棒，从而导致以出口香菇菌棒为主的企业对菌棒的质量要求与国内出菇企业不同。国内出鲜菇要出45潮，原料上要求使用后劲足的栎木等木屑，而出口菌棒则可以使用苹果木等价格便宜的木屑。由于冷藏集装箱陆运费用很高，海运费用相对较低，此类香菇企业选址需要靠近港口，以便有效降低运费成本，提高产品竞争力。目前，香菇菌棒出口企业主要集中于山东半岛，一方面靠近港口，另一方面山东是苹果和小麦的主产区，苹果木屑和麸皮资源十分丰富，菌棒生产原材料成本较低。以出口香菇菌棒为主的企业需要稳定的客户资源，否则成熟的香菇菌棒只能暂时冷冻在冷库中，但长时间冷冻不仅耗电，而且影响菌棒质量。出口菌棒价格一般为1美元左右/棒，利润较高，近几年该类企业大规模扩充产能，国际市场竞争越来越激烈，甚至到了先发菌棒到国外客户基地，客户出菇收回成本后再支付菌棒费用的程度，加上近几年全球消费降级，很多企业无法满负荷生产。而该类企业剩余产能生产菌棒供应国内市场较为困难，一方面是因为企业所在地的气候往往不适宜周年出菇，导致无法稳定消化剩余产能，如果周年出菇，则需投资建造大量环控出菇棚，但出菇质量却不如农户季节性出菇；另一方面，无保水膜菌棒出菇管理难度大，使用苹果木的菌棒后劲差，农户购买此类菌棒后难以盈利。3 典型案例分析 本文选取当前香菇行业内经营状况突出的两家企业作为案例进行深度剖析。3.1 以国内出鲜香菇为主的企业案例 以 2017 年投产的河南金海生物科技有限公司（图 2，以下简称金海公司）为例，该企业位于河南省卢氏县，由上海市农业科学院设计并提供技术支持，年产香菇菌棒 1 500 万棒，生产规格为折径 17 cm 的保水膜菌棒，装料长度 40 1 cm、重量 2 800 100 g。金海公司是我国首家全部使用香菇专用移动网格床架（图 3）培养菌棒的企业，也是我国首家规模化应用液体菌种直接接种香菇菌棒的企业。（1）香菇专用网格床架的应用。香菇专用网格床架为 2016 年由上海市农业科学院与河北燕塞生物科技有限公司共同开发，结合了杏鲍菇网格出菇架和普通香菇移动培养床架的特点，且金属网格成本低。图 1 香菇菌棒质量差（左）与优（右）的出菇状态 216 2023 年 第 31 卷 第 4 期 金海公司是首家全部应用该床架的企业。由于采用网格架培养，香菇菌棒互不接触，大大提高了菌棒质量，目前网格架已成为香菇培养主流床架。（2）规模化应用香菇液体菌种生产菌棒。2015 年，上海市农业科学院与湖北炎帝农业科技股份有限 公司、上海盈辉农业发展有限公司联合开展透气袋模式香菇液体菌种实验并获得成功。2016 年上海市农业科学院与延边德康生物技术有限公司、河北燕塞生物科技有限公司共同研发长棒模式香菇液体菌种技术，且于2020年在合作企业辽宁峪程菌业有限公司成功大试，并召开由中国菌物学会组织的成果鉴定会，李玉院士、李天来院士等与会专家一致认为，该成果居国际同类研究先进水平，建议进一步加强推广应用，惠及整个产业。2020 年，上海市农业科学院与金海公司共同改进发酵罐（图 4）、液体菌种接种机等设备，于 2021 年成功实现产业化应用，金海公司成为首家规模化应用液体菌种直接接种香菇菌棒（图5）的企业，2021 年 11 月 6 日在河南卢氏县召开现场会（图 6）并进行同步网络直播。目前，金海公司已利用香菇液体菌种技术生产菌棒 2 000 多万棒，制种周期缩短 60 天以上，制种成本下降 50%以上，满袋时间缩短 57 天（图 7），产生了良好的经济效益。（3）公司运营模式。金海公司经过多年摸索，在经历保底收益和分红模式的失败后，专注于菌棒生产与菌棒质量提高，将出菇基地承包给农户。菇农一次性买断菌棒，自主性和积极性得到极大提高。金海公司使用与上海市农业科学院联合研发的沪香 F6耐高温品种（图 8），结合双拱双膜出菇大棚，在夏季白天 35、夜间 23，冬季略微加热的条件下，不使用空调即可在河南卢氏县实现周年化出菇。金 图 4 金海公司香菇液体菌种发酵车间 图 5 香菇液体菌种接种机 图 2 河南金海生物科技有限公司 图 3 金海公司香菇专用移动网格床架 李 玉等：我国香菇工厂现状及液体菌种技术在产业中的实践 217 海公司还基于沪香 F6的品种特性开发了相应的菌棒培养技术，每棒鲜菇产量超 1.1 kg，平均产值超 8.5元，在国内率先实现成熟菌棒售价 5.0 元/棒还脱销的情况，有效助推了产业升级，为香菇产业由一家一户作坊式生产升级为“设施制棒、生态出菇”模式提供了案例参考。（4）下属菌种公司的运营。香菇菌种公司最大的难点是农户需要菌种的时间非常集中，为了能够短时间内供应大量菌种，菌种公司往往采用提前生产、冷藏待售的方式，有的菌种甚至要在冷库中存放半年之久。存放过久的菌种活力显著降低，会出现接种后菌种萌发慢甚至不萌发、接种污染率升高等问题。此外，很多菌种公司只生产和销售菌种，不生产菌棒，也不进行出菇试验，菌种一旦出现问题，会给农户造成巨大损失。金海公司通过固体菌种和液体菌种搭配使用，成功克服了菌种公司菌种冷藏过久的问题。在日常生产中，液体菌种接香菇菌棒的同时，同步利用“液转固”技术生产香菇固体菌种（图 9），并保持一定的库存量待售。金海公司每天生产液体菌种菌棒约 3 万棒、固体菌种菌棒约 2 万棒，当菌种销售量大时，液体菌种接种菌棒的数量由每天 3 万提高至 5 万，而不生产固体菌种菌棒，固体菌种直接用来销售；菌种销售量减少时，公司提高固体菌种接菌棒比例，消耗库存菌种，避免冷藏过久。3.2 以菌棒出口为主的企业案例 图 6 2021 年 11 月河南卢氏香菇液体 图 7 接种固体菌种（左二）与液体菌种 菌种规模化应用现场会 （右二）30 天后的香菇菌棒 图 8 沪香 F6夏季高温出菇 图 9 “液转固”生产香菇菌种 218 2023 年 第 31 卷 第 4 期 以2023年刚投产的山东艾泽福吉生物科技有限公司（图10）为例，该企业位于山东省莱西市，新建年产3 000万棒香菇工厂，产品规格为折径15 cm的不带保水膜香菇菌棒，装袋长度41 1 cm、重量2 150 50 g。使用了自动装袋机、香菇专用网格床架及配套全自动上下架、接种、刺孔等设备。（1）全自动上下架设备的应用。2018 年 4 月，上海市农业科学院谭琦研究员与连云港国鑫食用菌成套设备有限公司（以下简称国鑫公司）徐寿海董事长在连云港研究香菇设备，双方讨论后认为香菇专用移动网格床架具有明显优势，有利于实现机械化和自动化。同年 11 月 20 日，国鑫公司在福建省漳州市召开的第十二届中国蘑菇节上展示了新开发的配套网格床架的全自动上下架机、刺孔机（图 11）等设备，次年应用于山东七河生物科技有限公司，经数年的技术迭代，目前新建的大型香菇工厂已经陆续使用。（2）智能设备的应用。2023 年，山泽东艾福吉生物科技有限公司首次在香菇菌棒工厂应用了 AGV自动码放香菇菌棒床架（图 12），并建设了根据气象站数据自动控制开启的出菇大棚，将我国香菇工厂设施先进程度推向了新的高度。4 结 语 我国以国内出鲜香菇为主和以出口香菇菌棒为主两种类型的香菇企业，技术和经营模式不同，不同企业遭遇困难不同。本文分别以河南金海生物科技有限公司和山东艾泽福吉生物科技有限公司为例，分析了两种类型优秀企业的技术特点和运营模式。当前，我国香菇企业已经在工厂化、智能化方面领先世界，并呈现出产业不断升级换代的态势，头部企业在不断探索香菇产业未来发展方向的道路上砥砺前行。参考文献 1 谭琦.中国香菇产业发展M.北京:中国农业出版社,2017:1-3.2 王瑞霞,贾身茂.我国香菇栽培技术的发展历程J.食药用菌,2020,28(5):362-364,372.3 张树庭,陈明杰.香菇产业的过去现在和未来J.食用菌,2003(1):2-4.4 黄毅.食用菌工厂化栽培实践M.福州:福建科学技术出版社,2014.5 李玉,尚晓冬,宋春艳,等.香菇工厂化栽培长棒模式与透气袋模式的比较J.食药用菌,2016,24(6):406-408.6 曹斌.我国食用菌菌棒出口现状与发展对策J.北方园艺,2017(14):185-190.图 10 山东艾泽福吉生物科技有限公司 图 11 全自动香菇菌棒刺孔机 图 12 AGV 自动码放香菇网格床架