食用菌工厂化栽培学

第1章绪论 1.1 食用菌工厂化的发展方向 广义上的食用菌工厂化是指食用菌的部分生产过程能够智能化、自动化、机械化、规模化的栽培方式；狭义上的食用菌工厂化是指能够提供适宜食用菌生长的环境，按不同阶段处理流程工艺、定时定量地周年生产，达到集智能化、自动化、机械化、规模化于一体，不受季节性影响的连续栽培（李长田等， 2019a）。广义与狭义概念的主要区别是能否定时定量地周年生产。传统的农法食用菌栽培，与工厂化主要的区别在于规模小和效率差。无论广义上还是狭义上的食用菌工厂化都是相对的，还须进一步完善，如采收等还处在待商业化阶段。 食用菌工厂化是利用现代工程技术和先进设施、设备，人工控制食用菌生长发育所需要的温度、湿度、光照、气体等环境条件，使生产流程化、技术规范化、产品均衡化、供应周年化，采用工业化生产和经营管理的方式进行食用菌生产（宋卫东等，2011）。食用菌工厂化是多学科知识和技能在食用菌生产上的综合应用。 根据食用菌生长发育所需要的条件，首先对先进科学技术进行整合，实现由手工操作向机械化作业、由自然生长向可控性生长的转变。通过设施利用、智能管控、技术嫁接，从而昀大限度地节约成本、节省耕地、提高品质、增加效益。食用菌整合技术是一项系统且十分复杂的跨行业性综合技术工程，它涉及农业、林业、建筑、管理、机械、电子信息、食品卫生和安全等多门学科及专业领域，其核心是对多门学科的整合应用。可以说，如果离开了集成技术工程，食用菌工厂化生产可能不会实现（黄伟，2010）。 近年来，在各级政府和各地科研单位的大力支持下，食用菌产业通过利用现代科学技术和信息技术，转变传统模式等方法，以科技创新推进食用菌工厂化发展，使食用菌工厂化生产对集成技术的应用有了很大提高。另外，一些科研单位和院校借助国家对研发体制的改革，加快研究与产业化的科技支撑体系建设，在创新机构、创新基地、创新机制、创新资源和创新环境的基础上，建立起了新型的产业科技管理体制和运行机制，一批高效精干、具有创新精神的队伍逐步走向成熟，集成化技术应用成果在国内食用菌工厂化生产中开始显现，并迈向新的阶段（黄伟，2010）。 1.1.1 食用菌工厂化特征 食用菌工厂化是昀具有现代农业综合特征的产业化生产方式之一，它以提高食用菌生产效益为核心（王瑞娟， 2007），以大幅度提高劳动生产率、产出率、商品率为目标（黄毅，2013）。食用菌工厂化具有如下 4个主要特征。 1. 生产周期化，产品立体化 要实现食用菌工厂化生产，就必须与农法栽培区分开，克服农法“靠天吃饭、产量不稳定、受季节限制”的缺点；依靠机械化生产和自动化控制食用菌生长环境来达到食用菌产量的稳定。另外，对食用菌产品进行后续精包装或者进行深加工，建立产品多样化输出渠道，将很大程度上提高经济效益。 2. 设施现代化，设备智能化 随着原材料成本和劳动工人成本的不断增加，用智能机械化设备代替人工劳动已经成为很多食用菌工厂化生产企业行之有效的手段。在发展较快的东部沿海地区，“机器换人”在食用菌工厂化中得到了大力推进。要实现食用菌工厂化生产，提高生产效率和经济效益，就必须使用现代科学技术手段，而科学技术的使用都是依靠现代化设施和智能化设备来完成的，因此必须装配先进的生产设施和设备。例如，菇房必须有保温、调光、通气等保护设施和经济有效的控温、控湿等配套设备（陈新森，2015）。 3. 工艺流程化，技术规范化 要实现产品质量均衡化，按计划批量生产出符合规格的食用菌产品，必须制定科学合理的生产技术规程或技术标准（包括菌种、原材料、生产操作规程、产品分级直至产品包装、运输、上货架的整个生产过程的规范要求），以及确保实现技术标准的工艺流程和相应的操作条件，而这些规程、标准和条件的选用都是依据食用菌的生物学特性和生长发育的规律进行的。 4. 生产管理科学化 要想达到食用菌工厂化生产的昀佳效果，就必须建立科学的生产管理体系（杜娟，2020；王耀中和邓迪斯， 2020），以保证生产工艺和生产规程的切实执行。生产管理体系包括工作标准和管理标准，重点在于培训专业人员，规范生产过程，及时进行信息反馈并调整，使整个生产环节始终处于符合标准要求的稳定可靠状态。 1.1.2 食用菌工厂化优点 食用菌工厂化是综合多学科建立起来的新型的食用菌生产模式，具有省钱、省地、省时、省力及高效益、高品质、高循环等优点，具体如下。 （1）栽培原料主要是不易降解的农业废弃物。这些农业废弃物经过食用菌的分解利用，残渣还可以作为绿色有机肥还田，可以增加土壤肥力，改善土壤环境，使农业废弃物得到充分循环利用（于海龙等， 2014），这样既降低了生产成本，又能变废为宝，获得良好的经济效益（范冬雨，2021）。 （2）食用菌工厂化生产等量产品所需要的土地面积仅为传统模式的 1%，劳动力人数仅为传统模式的 2%（业内统计数据算出）（刘文科和杨其长， 2013），在很大程度上节约了土地资源和人力资源。 （3）生产过程不使用任何农药和化学添加剂，从源头拒绝有害物质，确保食品安全（王志春等，2014）。 （4）食用菌工厂化生产是周年化循环，能够做到全年不间断供货，彻底解决了传统季节性生产与市场全年不间断需求之间的矛盾（上海蔬菜食用菌行业协会， 2012）。 （5）标准的生产流程，保证优质产品。食用菌工厂化具有生产环境、生产设备、原材料、生产过程质量控制、人员、储运、出厂检验、包装、进货验收等各项管理制度，可保证产品生产加工工艺流程科学、合理，生产加工过程严格、规范。其中，优质产品通过高标准的包装加工，可销往国内外高端市场。 1.1.3 食用菌工厂化现状与分析 食用菌工厂化昀早出现在双孢菇的栽培中，距今已有 70年。欧、美是食用菌工厂化栽培昀早、规模昀大、技术昀先进的地区。1947年，荷兰人在控制温度、湿度和通风的条件下栽培双孢菇，由此开始了草腐菌工厂化生产。后来美国、德国、意大利等也相继实现了双孢菇的机械化和工厂化生产，而且专业化程度较高，培养料堆制、菌种制作、栽培管理、销售和加工等分别由不同的专业公司完成（余荣等，2006）。20世纪 50年代，日本创建了金针菇等木腐菌瓶栽的工厂化生产模式。80年代，韩国和我国台湾地区相继引进日本工厂化生产模式，并根据自身实际条件进行改进，使生产规模不断扩大，栽培技术也日益成熟。 我国大陆的食用菌工厂化生产起始于 20世纪 80年代，有关部门和省份从美国、意大利等先后引进了 9条大型的双孢菇工业化生产线，但是由于技术、市场和管理等问题，8条没能运作，工厂化生产一度处于低潮。90年代以来，随着经济发展和市场条件的成熟，国内再次掀起了金针菇、杏鲍菇、斑玉蕈等木腐菌工厂化生产投资的热潮（张军， 2013）。除日本一些独资、合资企业陆续在我国投资建厂外，我国不少企业（如广州番禺和昌养菌场有限公司、上海浦东天厨菇业有限公司、上海丰科生物科技股份有限公司、北京天吉龙食用菌有限公司等）也陆续投资进行食用菌工厂化生产。我国在学习借鉴国外成功经验的基础上，将引进设备和自创技术相结合（谢福泉，2010），先后获得了成功（李长田等， 2019a）。 近年来，我国食用菌产业迅速发展，已成为仅次于粮食、蔬菜、果树、油料的农业第五大种植业（李雪飞等， 2019；文留坤等， 2017；蒋磊， 2016），目前正处于工厂化生产替代传统栽培模式的过渡时期，由产能低下到产能优化，由管理粗放到管理精细，食用菌工厂化企业将进一步做大做强，努力赶超食用菌工厂化发达的国家（郝兴霞，2016）。食用菌工厂化生产需要较高的生产技术，菌种的选育、保藏及栽培生产等均需要丰富的经验，加之购买的菌种会出现适应性差、遗传功能退化快等现象，这就需要加快专业人才的培养进度，增加人才储备。 目前，我国食用菌工厂化生产正处于蓬勃发展的大好时期，我们要抓住机遇使其持续发展（黄毅和林金盛，2017）。在发展过程中必须注意以下几个问题。 1）依据市场运行需求和运行规律来发展工厂化生产 食用菌企业需要通过专业的市场调研了解食用菌产品的市场需求，不仅要统计超市、食用菌批发市场等的食用菌销售量，还要对消费者进行调研，多方面分析食用菌产品的实际需求量。食用菌产品的消费对象广泛，各年龄阶层都能食用，同一产品又分为多个等级，如果不做市场细分，对不同年龄、不同性别、不同收入、不同职业消费者不加以区分，就会失去产品的特点和优势（张新新等， 2011）。所以要根据各类消费者的消费能力及各种产品的销量、需求量和生产成本，确定工厂化生产的规模、产品销售途径和工厂发展计划。 任何产品想要长久受到消费者的喜爱与支持，首先应保证产品的质量。食用菌工厂化就是根据食用菌的生物学特性，利用特殊手段使食用菌产品实现品质上乘、产量与质量稳定的生产过程。因此，食用菌企业在生产线设计之初，就应精密设计生产的各个环节，以确保产品品质。 食用菌产品的销售情况是工厂能否盈利的关键，产品的品质、价格、知名度及包装等多种因素都会影响销售情况，昀终在价格和销量上得以体现。新的食用菌产品虽然在品牌知名度和产品销量方面都不如市场上现有的强势品牌，但在产品的品牌定位、目标市场、产品卖点、品牌宣传、产品包装设计和市场销售策略等方面完全可能超过同类知名品牌。只有具备这样的营销策划功力和思考深度，把营销策划的每一个细节做到昀好，才可能成功地在市场中占有一席之地。 2）大力培植和发展符合我国国情的食用菌工厂化生产模式 近几年，国家大力推行惠农政策，食用菌行业作为新兴农业，可以通过争取项目扶持来加大科研投入，组建***的科研队伍，与地方密切合作、共同实施，开发研制符合我国国情的食用菌工厂化新模式（黄伟， 2010）。例如，食用菌生产机械化和管理智能化的应用研究，要通过多学科融合才能实现，而不是单凭某一个人、某一个学科的智慧就能够做到的，因此我们一定要放开思路，提升理念，让其他领域的专业人士熟知食用菌的生产和管理流程，这样才能实现集成化技术应用。另外，要加强食用菌工厂化生产相关学科的基础研究，重点是袋栽模式的集成化技术应用，包括硬件和软件，都要抓住关键问题联合攻关，边研究边开发，使科研成果及时转化为生产力，尽快实现产业化，这是提高我国食用菌工厂化生产总体水平和可持续发展的技术保证。形成符合我国国情的食用菌生产集成化技术应用工程体系，是提高我国食用菌工厂化生产总体水平的物质基础，国家应在项目方面给予明确支持（陈青和潘孟乔，2011）。 3）尽快制止当前食用菌工厂化生产迅猛发展的盲目性 食用菌工厂化生产是一项可控产业，受管理技术与资金投入的影响较大。当前我国和发达国家的差距主要在于科技水平及科技含量的差距，说到底是人才素质的差距，所以必须注意培养专业技术人才和经营管理人才，努力提高生产者的素质。应该通过各种方式和途径，倡导、普及食用菌工厂化生产的科学知识，使我国的食用菌工厂化生产尽快转到依靠科技进步和提高劳动者素质的轨道上来，使其持续、健康、迅速地发展。尤其是对国外先进设备的引进工作，引进之前要组织专家充分论证，引进后应有专业机构统一指导和管理。 全国各地应分层次发展，因地制宜，因势而行，而不是搞花架子、做门面。从我国人均食用菌的消费量增长看，目前食用菌工厂化生产栽培面积仍需要扩大，但在目前集成化技术应用还不成熟的情况下，不宜再盲目增加，否则就会导致投资失败。应利用现已成熟的技术和设施，走分工专业化的产业化发展之路，在提高品质和产量上下功夫，循序发展工厂化生产。 1.1.4 食用菌工厂化是必经之路 我国食用菌的产量及产值近年来持续攀升，但增长速度较 2015年以前缓慢许多（图 1-1）。虽然我国食用菌产量现已稳居世界首位，年产