在欧美各国,蘑菇栽培已经实现工厂化生产。其特点和发展趋势为:①生产专门化。如菌种生产、堆肥生产、栽培生产分别由专业公司和菇场完成,菇场只是购进二次发酵成熟的堆肥甚至发好菌的堆肥直接上架栽培,产出的鲜菇销售给蘑菇配送中心。②科学研究紧密结合生产。蘑菇研究项目一般由公司或菇场资助,主要解决生产实践中的问题。例如要求蘑菇品种高产、优质、耐贮藏、菇潮明显而利于机割等。③防治病虫害以蒸汽消毒、黑光灯诱杀等物理方法为主,很少或不用化学农药。④蘑菇产品以超市鲜销为主,这是近年乃至今后的消费趋势。此外,欧美人单纯食用蘑菇的习惯逐渐改变,对平菇、香菇、滑菇等色泽各异的不同品种也喜欢起来,2003年德国超市的鲜货价格(欧元/㎏)为:蘑菇2.4;平菇2.7;香菇5.2。⑤家庭花园种菇。这如同养花种草,已逐渐成为市民的一种休闲时尚或文化。德国GAMU研究所为适应这种社会需求,出售多种色泽及品种的平菇、香菇菌棒或段木,爱好者埋种于自家花园,可长时间观赏并采食。
欧美国家高度专业化的蘑菇生产方式,尽管不全部适合于我国国情,但借鉴吸收发达国家数百年来发展成功的蘑菇工业化生产技术,是提高我国蘑菇生产水平的捷径。为此,本章重点介绍国外的蘑菇生产方式和技术,其中许多图表数据具有重要的参考价值。
第一节 蘑菇工厂与分区生产
蘑菇的工厂化生产需要较大的投资,例如建设一座日产1吨鲜菇的空调化菇场至少需要投入五十万美元,场地约需要6500平方米,其基本设施如图7-1。
图7-1 蘑菇工厂的基本设施平面图
(1)覆土消毒室;(2)发菌隧道;(3)空调控制室;(4)发酵隧道;
(5)走廊;(6)出菇箱;(7)燃油锅炉;(8)接种、覆土作业线;
(9)翻堆机;(10)堆肥;(11)预湿场;(12)1~16,出菇室
在工厂化的蘑菇栽培中,堆肥的二次发酵、发菌、出菇三个阶段在同一室中完成为单区制,一个栽培周期84天,每年栽培4.3次;二次发酵与覆土之前的发菌在隧道内进行,覆土后催菇及出菇在出菇室中进行的为双区制,一个栽培周期63天,每年栽培5.7次;而三区制又单设了覆土之后的发菌催菇室,出菇室仅供出菇之用,一个栽培周期42天,每年栽培8.6次。单、双、三区制的特点参见表7-1与表7-2。
表7-1 蘑菇工厂化栽培单、双、三区制的比较项目 单 区 制 双、三区制建筑费用 后发酵与出菇在同一室内进行,温度差异大(15~60℃),要求保温隔热,建筑费用较高 仅后发酵用的隧道室达60℃,发菌室、出菇室在25~15℃范围内,建筑费用较低栽培规模 适于小规模生产,1室即可完成栽培生产 最小规模:杀菌隧道1间,发菌室2间,栽培室8间生产计划 各出菇室装料、后发酵、发菌、出菇等操作互不影响 各阶段操作须在各区室依次移动,一区有误则影响全局栽培次数 因后发酵需要7~8天,每室1年仅栽培4.3次 双区制出菇室1年栽培5.7次,三区制可达8次以上设备投资 菇床固定。装料、出料用机械,接种、覆土、喷水、采菇用人工,设备投资较小 菇箱移动。装料、出料、接种、覆土、甚至采菇均用机械装置,设备投资较大
从表7-1中的比较可以看出,单区制生产投资较少,适于小菇场;而双区制及三区制生产投资较大,适于较大规模的菇场。在蘑菇多区制生产设施中,最值得投资的是发酵隧道,利用其不但可以进行高质量的堆肥后发酵,而且还可以进行高效率的集中式大堆发菌,不占用出菇室发菌,因而栽培周期由1年4.3次增加到5.7次~8次(表7-2),大大提高了设施利用率。在蘑菇工厂化栽培中,堆肥的前发酵一般要进行14~18天,由于不占用出菇室,因此不计入栽培周期。
表7-2 各区制栽培周期与年栽培次数
作业内容 单区制 双区制 三区制
二次发酵 7天 隧道 隧道
接种发菌 14天 隧道 隧道
覆土催菇 19天 19天 催菇室
出菇天数 41天 41天 41天
清床杀菌 3天 3天 1天
栽培周期 84天 63天 42天
年栽培次数 4.3次 5.7次 8.6次
注:隧道及催菇室的占用天数不计入栽培周期
一、单区制栽培
一个有12间菇房的单区制小菇场,如果生产程序安排的紧凑合理,一年52个星期中的每个星期都有1间菇房采菇,产品可以周年均衡上市。单区制大多采用床架式栽培,菇床上的堆肥一般厚约20厘米,标准投料量为含水68%左右的湿料100㎏/㎡。二次发酵在55℃~58℃的温度条件下进行7天左右;接种后的发菌在23℃~25℃、湿度85~90%、通风供氧等条件正常的情况下需要14天;覆土后先经23℃左右发菌上土,再降温至16℃催菇,这个程序约需19天;然后是40余天的出菇期,在管理正常的情况下,每7天出一潮菇,在6~7个星期的采菇期内采6潮菇,每平方米采收切根蘑菇19.3千克(表7-3、图7-2及图版35)。统计数据表明,在出菇期的前4个星期内,即头4潮菇的产菇量占总产量的87%;而后2个星期采收的5~6潮菇,仅占蘑菇总产量的13%。因此,多数菇场为提高出菇室的周转利用率,宁肯放弃4~6潮菇。
表7-3 每周期6潮菇的产量(㎏/㎡)
潮次 产菇 累积产量 %
1 5.0 5.0 26
2 6.0 11.0 31
3 3.4 14.4 18
4 2.4 16.8 12
5 1.5 18.3 8
6 1.0 19.3 5
图7-2 1周期采收六潮菇的产量分布图
单区制小菇场一般具有铺料、压实、播种、覆土、喷水等所需的机器设备。在这样的生产条件下,一家拥有2400㎡(200㎡×12间)的小菇场仅用2~3人(1名菇场主、2名工人或家人)。200平方米出菇面积的1间菇房,从堆肥装床到采菇后的清理残料杀菌,即1个生产周期需要480个工时(图7-3,表7-4),其中采菇用工340个工时,约占总用工量的70%。通常200平方米栽培面积产菇总量为3800㎏(19㎏/㎡),需要1名固定的采菇工人,在出菇高峰期(第1~2潮菇)还要增雇临时工。
图7-3 单区制蘑菇工厂1个生产周期的用工分配
表7-4 一个栽培周期所需工时
操 作 工 序 工时数
机械装床 15
播种 20
覆土 20
生长期管理 75
*采菇(11㎏/小时) 340
清废料和杀菌 10
合 计 480
注:*采摘直径3㎝蘑菇的效率
二、双、三区制栽培
(一)双区制栽培 堆肥的二次发酵(7天)与覆土前的发菌(14天)都在隧道内集中进行,因而不计入出菇室占用周期。发满菌的堆肥经由传送带铺入出菇室的菇床(或菇箱),同时完成覆土。蘑菇工厂的生产流水线如图7-4所示。双区制栽培整个出菇周期从覆土到出完菇约用63天左右,每个菇房1年可循环装床出菇5.7次。在1个出菇周期内,一般采收3~4潮蘑菇。
图7-4 蘑菇工厂的生产流水线示意图
(二)三区制栽培 采用菇箱,比双区制占用出菇室的时间节省了19天,即菇箱覆土后的发菌与催菇另辟一区而不占用出菇室,出菇室只供采菇期占用40天左右,全年360天完成8.6个周期。例如,澳大利亚Campbell公司位于Mernda的菇场有36间出菇室,为保证每个星期都采摘蘑菇,每隔6星期接种6间出菇室。每室叠放550个菇箱(2㎡/箱),出菇面积为1100㎡,平均单产切根菇27㎏/㎡。每星期产出165吨蘑菇,平均每天产菇近24吨。其运作程序如下:
堆 肥
↓ 专业堆肥场提供
装 箱
↓ 每箱(2㎡)装200㎏堆肥
后发酵
↓ 隧道内,55~60℃,7天
接 种
↓ 隧道内,25℃,14天
覆 土
↓ 催菇室,25℃,19天
出 菇
↓ 出菇室,15℃,41天
清料消毒(1天)
美国Sylvan食品公司也采用三区制生产蘑菇,该公司在美洲和欧洲共有6个商业栽培中心,其中在美国佛罗里达州的菇场。值得一提的是菇场采用出菇期缩短7天的蘑菇品种,因而其出菇室1年可完成10个栽培周期。1个周期1㎡平均产带根鲜菇26~32㎏:第一潮产菇12~14kg/米2,很密;第二潮9~11kg/米2,质量最好;第三潮5~7kg/米2,质量好坏不等。虽还能产第四潮菇,但因产量迅速下降,为提高设施利用率,一般放弃管理,准备接收下一轮菇箱。
三、袋式与块式栽培
袋式或块式栽培起源于爱尔兰,是双区制生产的一种变型方式,早期用于山洞、人防工程等非专建的出菇场所。
据报道(Staunton,1989),爱尔兰的蘑菇产业在20世纪80年代发展十分迅速,从1980年到1987年,蘑菇年产量由6800吨增加到21700吨。这种快速发展主要是发展塑料大棚袋式栽培的成果,即栽培模式由原来少数大菇场的木架床式栽培,发展成大批小菇场塑料大棚袋式栽培,由专业堆肥场为小菇场提供接好种的袋装堆肥。这种堆肥被装到坚固的塑料编织袋里,每袋约装堆肥25千克,当堆肥发好菌即把袋边翻卷,覆土6~8星期后产菇5~7千克/袋。
有的菇场采用块式栽培,即堆肥播种发菌14天后压成大块,采用能收缩的塑料薄膜包装(参见图 ? )。荷兰一家堆肥企业用这种方法每周大约生产菌块200吨,卖给蘑菇栽培者去出菇。这种方法也在意大利、法国及西班牙等国发展起来,实现了蘑菇生产的分工和专业化。
当时爱尔兰全国约有329家小菇场,计有1294座塑料大棚。大棚规格为33.5×6.5米(217㎡),钢架结构内衬白色塑料薄膜,中间为12.5厘米厚的玻璃纤维隔热层,外盖厚黑色塑料膜。安装在塑料大棚内的通风设备为装在进口处的一个带过滤器的活动风幕,以调节新鲜空气和循环空气。另有4~5只风扇,装在棚顶的塑料导管上。风扇最大风速为4000米3/小时,足够20吨堆肥发菌的需要,以免在需要降低空气温度时风量不够。过滤器和风幕位置对空气流入量有影响,过滤器可明显地减少空气进入量。大棚平面大约可放800只塑料袋(均重25千克),总料重约为20吨,蘑菇产率200~250千克/吨料,菇质上乘,成本低廉,很具市场竞争优势。爱尔兰的都柏林肯色列研究中心,对塑料大棚袋式栽培进行了较细致的研究,主要内容如下:
(一)方法
1.菌种 普通的商品白色双孢蘑菇杂交种。
2.塑料袋 塑料编织袋,规格为2种:1.O5×0.56米、1.08×0.66米,栽培面积分别为0.1㎡和0.14㎡。
3.堆肥 接过菌种的堆肥来自专业堆肥场。堆肥A是合成料、结构疏松,密度低;堆肥B是以马粪为基料,密度较高。松密度为8个样品的平均值,以克/升干物质表示。
4.覆土 覆土材料均为中性的水藓泥炭。
5.栽培 塑料大棚袋式及包块栽培。
6.统计 随机区组划分,产量为6个星期的采菇量,换算成接种时单位面积堆肥重(吨)所产的蘑菇(千克)。
(二)结果
1.腐熟度和装料量对产量的影响 0.1㎡和0.14㎡出菇面积的2种不同规格的塑料袋,装堆肥A分别为20、23、25千克,其产菇量无显著差异。
腐熟度较低的堆肥A产量(303千克/吨料)高于腐熟度较高的堆肥B(2l1千克/吨料)。对堆肥A来说,增加装料量对产量无影响,而堆肥B增加装料量则会减产。其原因可能是腐熟度较高的堆肥透气较差。
2.接种时间对产量的影响 堆肥接种后,用可收缩的塑料薄膜包成0.5O×0.33(0.165㎡)、厚25㎝的料块,每块料重18千克(相当于109㎏/㎡)。另一种块包的大小是50×65×12厘米,每包重25~30千克。
试验发现,发菌后制成的料块,其产菇量(213千克/吨料)较接种时制成的料块(200千克/吨)高。
3.覆土方法、时间及厚度的影响 袋式栽培常碰到的一个问题是头二潮菇的密度非常高,造成采收困难,蘑菇品质下降。试验发现,覆土层厚4~5厘米时,每平方米加发菌料500克到2000克,对产量无明显影响。但发菌料用量较高时,覆土层的菌丝较致密,导致出菇困难。采取较早和较厚的覆土,克服了这一问题,两种处理均获得满意的效果。但早期覆土料温易升高,须注意通风降温。
比较塑料袋中覆土厚度对早期产量和总产量的影响(表7-5),最佳覆土厚度是5厘米。
表7-5 覆土厚度对产量的影响
覆土厚度(㎝) 产量(㎏/吨料)
1星期 4星期
1.3 75 165
2.5 82 190
3.8 114 224
5.0 134 244
6.4 106 250
7.6 105 245
F测验 *** ***
标准误差 9.8 7.6
(三)结论 袋式或块式栽培不同于其它栽培体系,例如堆肥包在塑料袋或膜中,因而限制了堆料内部的空气交换。另外,单位栽培面积用料较多,如0.14㎡栽培面积的袋内装25千克堆料,而在一般木架床式栽培体系中,同样的栽培面积仅需上述堆料的一半。因此,袋式栽培或块式栽培要求堆肥不能过于腐熟。MacCanna(1979)发现,塑料袋内料层深度超过46厘米,密度超过300㎏/㎡,产量显著下降。这与堆料的物理特性,如料的松密度、腐熟度有一定关系。一般来说,稍微干燥、密度较低、疏松结构的堆肥适用于袋式栽培或块式栽培。
四、深槽式栽培
深槽式栽培1980年起源于英国,属于一区制模式。常规床架式栽培的堆肥体积仅占菇房容积的7~9%,而堆肥的成本一般不到总生产费用的15%,因此提高堆肥所占栽培空间的比例是合算的,可提高生产设施的利用率。在多种栽培体系中,单位面积投料量一般可增加2倍,而槽式栽法可增加4倍,即每平方米投料达400千克,英国Minskip和Lee Valley 两个菇场的单位面积产量平均达到57.8㎏/㎡(14.5㎏菇/100㎏堆肥)。所产蘑菇质量优良,成本通常低于5元/磅,很有市场竞争性。
(一)栽培技术 Minskip菇场是完全采用深槽式栽培的菇场。该菇场较小,有44个菇槽,年产蘑菇200余吨。菇房是绝热聚乙烯薄膜隧道形结构,面积为19.8米×8.84米=175㎡,机房设在隧道一端。菇房可容纳三个栽培槽,每个栽培槽的表面积为28㎡。环境控制设备安置在棚外,具有足够的空气交换的能力。
栽培周期是15~16个星期,每个菇房一年可栽培3个周期。一个栽培周期可划分成五个阶段:拌料装槽;前发酵与后发酵;播种发菌;覆土;出菇(8~9周)。
1.拌料装料 将猪厩肥与含草量很高的马厩粪以2:1的比例混合,然后按每吨料加50千克石膏混合,含水量应保持在78~80%。用装料机把料装进一个木框里,木框搁于托板上,托板将来就是槽底。每个槽装入大约11吨培养料(392㎏/㎡),料厚度0.8米。在装料期间,把传感电极安放到培养料中,并把它联接到菇房后部机房内的遥控记录仪上。拌料装槽需要4~5天。
2.前、后发酵 这个阶段需10~12天。装槽结束后,在槽的框架上盖一泡沫聚乙烯塑料盖。然后用鼓风机鼓风,促使培养料内的空气循环流动,料温均匀上升。在此期间主要是进行空气循环而很少输入新鲜空气,料温达到70~80℃关掉鼓风机,24~36小时之后料温开始下降。然后,使温度维持在45~49℃约8小时,必要时可输入新鲜空气,决不能让培养料恢复高温。待培养料冷却到25℃时即可播种,此时掀去泡沫塑料盖。在前发酵和后发酵期间,始终保持空气自下向上穿过培养料。
3.播种发菌 该过程需要12~14天。播种是把菌种埋入30厘米深的培养料内,而更多的菌种是混入培养料表层。播种量大约为料重的0.3%。从这时期起直到出料,一直要借助鼓风机使空气自上向下穿过培养料。播种后料温控制在20~26℃。
4.覆土催菇 此过程为19~21天。由于深槽栽培法的出菇期比常规栽培法长,覆土厚5厘米。菇房初期的气温维持在20~22℃,菌丝上土后通风降温,气温在16~18℃。菇房内空气的CO2含量不能超过0.06%。
5.出菇管利 出菇期为8~9个星期。管理上的目的是限制每一潮菇每星期的出菇量不超过10㎏/㎡,以保持出菇五个星期之后仍有明显的菇潮。
(二)深槽栽培的养分输送 Nielsen等设计深箱时,研究了堆肥养分通过蘑菇菌丝向子实体输送的过程。在深30~180厘米的发菌箱底部放置放射性磷(P32),并测试收获子实体的放射性强度。深箱中蘑菇子实体吸收的总P32量一直低于浅箱中的蘑菇。由此可见,蘑菇菌丝对近覆土层培养料的利用比对下层培养料的要高。
为了确定槽式栽法中养分输送距离与产菇量较低(按用料量计产低于常规栽培)之间是否有直接关系,下述试验于采菇期间在不同深度取培养料样,并在小容器内再次出菇,以比较培养料随深度而变化的残余产菇能力。
1.栽槽规格 试验在1米宽、1.2米深、7.5米长的长方形深槽内进行。槽的下方垫有约15厘米高的气隙,气隙经输气管道与52.2千瓦风扇(2820转/分钟)相通,风扇能通过培养料向上吹风。
2.栽培方法 槽栽试验在温室作物研究所(GCRI)进行,使用由新鲜麦秆、鸡粪、Sporavite(一种富含碳水化合物的商品增效剂)和石膏制备的合成堆肥。经巴氏灭菌的堆肥按湿重0.5%的比例接种商品谷粒菌种,并直接送入装配好的培养槽内,密度为328~505㎏/米3(表7-6)。
表7-6 深槽栽培的投料量与产菇量
批号 投料量(㎏/米3) 含水(%) 采菇(天) 产 菇 量
㎏/㎡ ㎏/吨料
1 388 70.9 44 31.7 81.7
2 377 68.3 28 25.9 68.3(239)
3 505 72.4 24 32.3 63.8(230)
4 412 69.7 29 32.0 72.3
5 328 68.0 36 26.6 81.1
6 348 68.1 29 30.9 88.7
7 377 73.7 35 27.9 86.5
8 366 71.3 43 27.2 85.3(241)
注:表中括号内数据为常规箱栽的产量
在发菌期和结菇期,用不锈钢电阻温度表和数字显示板检测槽内几处培养料的温度。开始几天,由于菌落产生的热量极微,梢微转动风扇就行。在所有批次的试验中,第发菌6~10天间,料温显著增高,用定时开关操纵风扇向堆肥吹风。培养槽每隔6小时换气一次,就足以将料温维持在28℃左右。发菌2周后,在培养糟上覆盖2~3厘米厚的泥炭和白垩粉混合物(v/v=l:1)。一般在覆土后16~18天就会出菇。记载4~6周采菇期的产菇量,头4潮菇产量较高。
为比较深槽栽培法与常规栽培法的产量,在所进行2、3、8三批次试验中,同时将培养料装入0.9米长×0.6米宽×0.15米深的菇箱,与槽栽法同时发菌、采菇。
3.培养料取样 采收第二、第四潮菇后,拆下槽端板,将料层分成五层(上、中上、中、中下和底层),每层约厚20厘米,栽培期间培养料发生适当收缩。从各层培养料的中心取料样350克,装8只塑料钵,覆盖泥炭/白垩粉混合物,置于人工气候箱内进行出菇管理,采菇4个星期,以确定培养料残余产菇能力。取样时测定料样含水量。
4.结果分析 第2、3、8三批试验表明,槽式栽培单位位面积投料重的产菇量明显低于(约低70%)常规菇箱。
在三次确定培养料残余产菇能力的试验中,发现槽的下层培养料的产菇能力明显高于上层培养料。一般说来,料样的产菇量随取样深度而增加;但在有的批次中,采收4潮菇后的底层料样产菇量比中下层的要少些。这种产菇量的下降可能与槽板下主通气管道送入的空气直吹培养料而形成6~8厘米厚的干料层有关。从五层料样中心分别取样分析含水量,其结果表明,与覆土层毗邻的培养料往往要比下面几层干些。
最上层培养料的残余产菇能力低于下面几层,表明最上层培养料的养分消耗比槽底层要快,这验证了早期Nielson等人的试验结果。
栽培容器的大小和形状都会明显地影响单位料重的最终产菇量。在实验室条件下,用小塑料钵出菇比在商品化生产的菇箱中出菇更有效。因此,在第6、7批试验中,采收第二潮和第四潮菇后的料样同样得到高产。
常规箱栽、床裁系统的产菇期可持续六周左右,即可采收四~五潮菇。深槽栽菇法的意义,在于不增加栽培空间,仅增加投料料量而提高一定空间的产菇量。但是实践表明,在同样长的采菇时间内,深槽栽培单位面积投料重的产菇量仅为常规栽培法产量的28~35%。因而,槽栽法要获得常规箱栽法那样的高产率,必需采收七~八潮菇甚至十潮菇。这虽然能做到,但问题是覆土层积聚的蘑菇残根太多而影响出菇。槽栽法的另一优点是可减少覆土用量,便于进行喷水、通风、防治病害、采菇等操作。深槽栽培法并不复杂,而实际应用则决非易事,因而深槽栽培法尚处于研究开发阶段。
第二节 投料量与产菇量的关系
菇床上堆肥的厚度,即每平方米的堆肥装入量和蘑菇产量有密切的关系。按理论计算,要得到l千克的蘑菇子实体需要消耗220克干料,其中90克(41%)转化成为蘑菇子实体(幼菇干物质含量较高,约为9%),130克(59%)做为菌丝生长繁殖所需要的能源被降解为CO2和水。按此计算,1平方米铺堆肥100千克,折干料30千克,产15千克鲜菇,消耗约3.3千克干料。如果能满足蘑菇所需的生长条件,在一定范围内,每平方米的投料量越多,则单位产菇量越高。
一、单位面积的投料量
在铺料密度相同的情况下,较厚的料层比较薄的料层按单位面积如1平方米能产更多重量的菇;但薄料层能铺较多的平方米即出菇空间较大,因而同样重的堆肥能出更多数目的菇。当然,不能薄至出菇困难的程度。到底那种策略更能高产呢?根据有关试验数据,做成图7-5说明问题。
图7-5 堆肥用量与产菇量的关系
(实线:千克菇/㎡菇床;虚线:千克菇/吨堆肥)
图中曲线表示采菇6周的产菇量与堆肥用量的关
系。1.虚线所示:按1吨堆肥的产菇量(千克/吨)计算,
产菇峰值为每平方米铺堆肥80千克,1吨堆肥铺12.5平方米,产菇总量达到185千克,平均14.8千克/㎡;
2.实线所示:按1平方米的产菇量(千克/㎡)计算,单位面积产量与堆肥用量成正比关系,用料为140千克/㎡时,产量达到22千克/㎡,但由于1吨堆肥仅铺了7.1平方米,产菇总量为156千克。
这个试验表明,1吨堆肥铺的面积大一些即薄料比铺的面积小一些即厚料的产菇总量要高(185-156=29千克)。尽管如此,在工厂化的蘑菇栽培中还是采用较厚的培养料来增加单位面积产量,目的是提高菇房的利用率。
蘑菇菌丝能将营养输送多远的距离呢?有人在1.8米深的深槽容器中,装满发好菌丝的堆肥,然后在容器底部施用含放射性磷的溶液。经一段时间后,在容器顶部的蘑菇菌丝中检测到了放射性磷。这个实验表明,菌丝能将1.8米深处的营养抽送到菇床表层。既然菌丝有如此能力,而且蘑菇的单位面积产量又与堆肥用量成正比关系,那么培养料是否越厚越好呢?然而答案是否定的。这是因为受到了温度的限制,发菌时较厚的堆肥透气困难,因而造成高温并使菌丝缺氧而减产。工厂化栽培尽管采用空调和强制通风设备,但是培养料的厚度还是有一定限度。栽培实践表明,符合标准质量的堆肥,一般1平方米菇床铺堆肥90~l10千克,压紧时料厚20厘米左右,1吨湿料铺9~11平方米。
二、单位面积的产菇量
因为床面生长空间有限,所以并不是所有的蘑菇原基都发育成菇,实际上仅有一部分原基需要源源不断地补充营养物质。如果满足所有产菇要素,1平方米菇床1潮菇能产多少菇?极限是多少?有关试验如下:
首先,为了诱导原基尽可能多的形成,覆土层必须形成大量的菌索,如前所述这是蘑菇生殖性生长的特征。菌索的形成因温度而异,在16~20℃时生成最多,10℃以下或20℃以上菌索形成较少。一般在覆土后2~3周之内达到最大量,菌索达到最大量后,形成原基的数量和密度有时非常惊人,在10.1厘米×10.1厘米=102平方厘米(1㎡的百分之一)的面积上生成了604个原基,相当于1平方米面积内有5.9万个原基。如果这些原基都能发育成菇且采摘时间不同,每个原基都有机会长成5克、10克或20克的蘑菇,理论产量分别如下∶
蘑菇单重(克) 5 10 20 45
产量(㎏/㎡) 295 590 1180 2655
在生产实践中,不可能达到上述产量,因为产菇数量不但受营养条件的限制,还受出菇空间的限制。例如,1个不开伞的蘑菇长到直径5.6厘米,重约45克,其所占据的平面为31.36平方厘米。以此算来,一潮菇1平方米菇床最多容纳318个蘑菇,重14.3千克,这就是1平方米菇床产1潮菇的空间极限。美国Amycel公司的菇场采用三区制生产,其1个周期1平方米3潮菇可产未开伞、带根的鲜菇27~32千克:第一潮菇12~13千克(接近产菇的空间极限),这潮菇较大,组织密实;第二潮产10~12千克,菇的质量最好;第三潮产5~7千克,菇质较差。从便于采菇并有利于高产的观点而论,采大菇是合算的,尤其是开伞菇可以向空间发育,因而能突破平面产菇的空间限制,试验表明头潮开伞菇的产量可高达25㎏/㎡,这已高于未开伞菇的极限产量(14.3㎏/㎡)约74%。但是消费者更喜欢不开伞的小型蘑菇,如超级市场欢迎直径2.8厘米、单重5.3克的鲜菇。我国农贸市场上鲜售的蘑菇,一般为123个/㎏,单菇均重8.1克(庞普,2001)。鲜蘑菇的含水率范围是90~94%,在此范围内,含水率偏高或偏低与品种、料土含水量及菇房湿度有关系。例如,在同样条件下栽培,棕色蘑菇比白色蘑菇含水率低,口味较好。检测3个不同品种菇体的干物质,结果如下:
品种编号 菇体色泽 干物质(%)
1 灰白 6.5
2 纯白 7.0
3 棕色 8.5
三、营养添加剂的研究与应用
蘑菇采收期产量随时间延长而逐渐衰减,这可能是由于蘑菇所需的营养逐渐耗尽,或是由于有毒代谢物的逐渐积累所致。补加添加剂能提高产量,这证明前者的可能性更大。国外对蘑菇营养添加剂的研究和应用已有40年的历史,其间众多学者对添加剂的种类、添加时期及添加量进行了广泛研究。1974年,美国发明了缓效剂Spawnmate,自此开始在生产中大规模使用添加剂。荷兰和英国相继研制出新产品Millichamp300O(甲醛处理过的黄豆产品)和Betamyl 1OO0,小面积试验添加剂的增产幅度可达到60%,大规模生产增产20~25%。欧美蘑菇生产中添加剂的使用已比较普遍。添加剂由专业公司生产和销售,如美国的Spavnmate公司和德国的Trouw公司。下面就添加剂的种类、添加时期、用量和经济效益等作一介绍。
(一)添加剂的种类 添加剂系指二次发酵后加入培养料中供蘑菇生长利用的营养物质。添加剂通常在播种或覆土时使用。缓效剂(delayed release nutrient)是经变性处理、逐步释放其养分的添加剂。禾谷类和油料类常用作添加剂,它们所含的碳水化合物、蛋白质和脂肪量不同(表7-7)。
表7-7 禾谷类和油料种子的化学组成(%)
种 类 干重 粗蛋白 乙醚抽提物 无氮抽提物 粗纤维 总灰分
大麦 86 10.8 1.7 79.5 5.3 2.6
玉米 86 9.8 4.2 82.3 2.4 1.3
黍 86 12.1 4.4 69.8 9.3 4.4
燕麦 86 10.9 4.9 68.8 12.1 3.3
黑麦 86 13.3 2.0 80.2 2.2 2.3
高粱 86 10.8 4.3 80.1 2.1 2.7
小麦 86 12.4 1.9 81.0 2.6 2.1
棉籽 90 21.6 26.1 23.6 23.3 5.4
棉籽饼 90 45.7 8.9 29.3 8.7 7.4
花生 90 28.4 47.8 18.7 2.8 2.3
花生饼 90 33.7 10.1 24.3 25.6 6.3
花生饼粉 90 55.2 0.8 28.9 8.8 6.3
亚麻籽 90 26.0 39.2 24.8 5.9 4.1
亚麻籽饼 90 40.4 3.6 38.4 10.2 7.3
油菜籽 90 21.2 48.4 19.4 6.3 4.6
油菜籽饼 90 41.3 3.4 36.6 10.4 8.2
黄豆 90 36.9 19.4 33.9 4.6 5.2
黄豆饼 90 50.3 1.7 36.0 5.8 6.2
利用动物蛋白羽毛粉、角蛋白(hornscales)、黄豆蛋白(Soycobit)和玉米蛋白等进行水解、挤压、交键、甲醛处理和蘑筛等物理或化学处理,可获得颗粒化的(600~1500微米)更安全更长效的缓效剂。另一方面,根据整个栽培期间培养料和子实体中营养成分的变化,研制氨基酸、脂肪酸和矿质元素等特效缓效剂,补充培养料中所缺的特定养分或提高子实体中某一有益成分的含量,亦可提高蘑菇的产量和营养价值。缓效剂Spawnmate已用于侧耳属食用菌,播种时添加占干料重16~63%的Spawnmate,能使糙皮侧耳和凤尾菇提早8~14天出菇,生物学效率提高2~9倍。
1.碳水化合物 禾谷类含有大量的碳水化合物,菌种生产常用小麦、黑麦等作基质。Sinden和Schisler(1962)证明,提高播种量或覆土时添加禾谷粉都能提高产量。Scbisler(1967)于覆土时添加黑麦、高粱和小麦粉增产60%。但碳水化合物降解快,二次发酵后添加会滋生霉菌,并招致螨类及线虫入侵。Schisler(1977)用氧化丙烯处理培养料解决了这一问题。
2.蛋白质和油脂 Sinden和Schisler(1962)于播种时添加这些材料,结果高蛋白材料效果较好,以添加1.4%棉籽粉(占干料重,下同)的增产量最大。据比利时的Overstijns(l979)研究证明,在覆土时将堆肥重量(播种时)1%的水解羽毛粉拌入发满菌丝的料层,可使蘑菇增产约6千克/平方米。此外,添加Millichamp3000和经过烘烤的黄豆蛋白,增产效果也相近。与对照(不施添加料)相比,各种添加料使培养料升温1.2~1.9℃。对添加料的要求是有缓释作用,并非是所有富含蛋白质的产品都适宜,有些黄豆蛋白分离物含90%以上的可溶性蛋白质,但效果并不好。要解释这种现象需进一步研究。
Sinden和Schisler (1962)报道,添加剂所含的氨基酸与产量没有一定的关系。Del米as和Poitou(1965)发现,发菌后添加氨基酸能提高子实体中氨基酸的含量。播种或覆土时添加富含蛋白质、类脂物的种子粉或脱油种子粉都能提高蘑菇产量。Hughes(1962)分析发现,子实体中63~74%的脂肪酸是亚油酸,他认为类脂物与原基的形成有关。其他许多棉籽、花生、黄豆粉和棉籽油等油脂的添加试验都表明油脂促进了子实体原基的形成,产量得以提高。
3.维生素 Reeve(1952)报道,维生素对产量或子实体数量无作用。但Hoffman(1953)在覆士前后每隔10天喷施B族维生素,平均增产15%。他推荐喷施维生素B1、B2)烟酸和泛酸复合液。
4.堆肥配方的影响 Rasmussen(1965)于覆土时添加棉籽粉,培养料中的鸡粪含量不同,结果鸡粪量最多的培养料产量最高,但增产幅度“贫瘠”料最大。Overstijns(l979)研究证明,合成料中添加黄豆粉的增产效果高于马粪、鸡粪培养料。其它试验也证明,不同的培养料添加养分后具有不同的增产效果。
(二)添加剂的施用时间 添加剂的施用时间要求在二次发酵之后。需要指出,补充营养使菇床增加了感染杂菌的机会,即使把所补充的物质进行消毒,仍然存在着杂菌侵染的危险,因为竞争性霉菌能在补充的养料中找到外加的、易于降解的营养源,这样它们就能够繁殖得更快。因而补充营养的一个首要条件,就是要求培养料已大部分发满菌丝,也就是堆肥己经具有拮抗性才能进行。
出菇期添加须先得卸掉覆土,培养料要重新翻动,添加后还得再覆上土,因而此时添加不实用。Flegg(1935)证明,覆土层搅动后,子实体数量将减少,越到栽培末期影响越大。但Schisler(1964)报道,第二潮菇后添加2.5%棉籽粉,可增产40%。Rasmussen(1965)在覆土时、第二潮菇、第四潮菇后分别添加10%、6%和8%的棉籽粉,七潮菇的总产量提高30%。
播种时添加养料,堆肥易发热和滋生霉菌,因此添加量不能超过2.5%。Rasmussen(1965)认为,播种后7~14天时捣碎长有菌丝的培养料,这一措施本身就能增产,如果同时施加养分则效果更好些。Sinden(1962)证实,播种后11天时扒散菌丝添加营养会导致减产;但覆土时(播种后21天)添加营养会营养可增产30%,覆土前4天添加效果更好。如发菌状况好,即使添加量达10%也无污染,仍能增产,而且很少发生霉菌。
Delmas(l969)及Laborde等(1972)在覆土时添加10%黄豆粉类,增产15%。Koening(1970)认为覆土时添加效果最好。Gerrits(l976)在播种后11天(4~5天后覆土)添加黄豆粉增产28%。他和Koening(1972)都强调,菌丝健壮、添加剂与培养料充分混匀和料温控制是添加成功的首要条件。
英国Lee Valley园艺试验站在发菌料(spawnrun compost),即已发好菌的培养料上床时(2天后覆土)添加黄豆粉增产26%,菇潮潮次更明显。Schroeder等(1981)在覆土前(发菌13或16天)捣碎培养料添加8%黄豆粉,增产量高达75%。Garcha等(1987)覆土时添加0.5%黄豆粉,增产48%。
业已证明,覆土时添加比播种时添加更有利,增产效果更稳定,添加量可增加,霉菌感染率低,料温升较低。但播种时添加较便利。缓效剂的发明,使播种时亦能成功地添加养分。
(三)缓效剂的效果 Carrol1(1976)公布了缓效剂的生产工艺。该产品1976年获美国专利(N0.3,942,969)。Spawnmate公司获专营许可证。生产工艺是:棉籽粉衍生物PharmamediaR与花生油混合后经喷雾干燥,用10%甲醛处理,使蛋白变性。Carrol1曾于1973年比较了棉籽粉和黄豆粉类不同处理方法的效果,结果发现;经喷雾干燥和甲醛处理的PharmamediaR(后名Spawnmate)抗霉菌感染的能力最强。Spawnmate播种时的添加量约为7%,以前只能在覆土时采用这么高的添加量。而且,Spawnmate不会使料温上升。
Carroll(l976)于播种时单独添加花生油增产28%,但第3潮菇后就无增产作用。而Spawnmate单独添加不影响总产量,经喷雾干燥后增产55%,效果显著,增产效果一直持续到第七潮菇,如再经甲醛处理,则可增产62%,增产效果持续更长。因此,他们认为甲醛处理能降低添加剂的溶解性,使其中的蛋白质变性,抑制了霉菌的利用。播种2周后,菌丝长满培养料时。就能利用这一缓效脂蛋白营养。而且整个栽培期内,缓效剂能慢慢释放,不断提供养分。
有关缓效剂的增产原理有3种假说,Hortz和Smith(1979)认为,缓效剂的作用是通过维持脂肪酶的活性,减慢代谢途径的老化!而 Stoller(1979)则认为,增产作用是间接的,缓效剂通过其中的残余甲醛量抑制了霉菌生长。Randle(1983)根据Carrol1(1973)播种时加经甲醛处理的添加剂常发生木霉,但产量仍提高这一结果认为,播种时添加实质上是堆制过程的延缓,不仅能直接提供营养,而且通过其他微生物的代谢可间接提供营养。
自1975年 Spawnmate和其它缓效剂相继投入商品化生产后,已进行了大量应用试验。Schisler和Patton(1979)研究栽培措施对Spawnmate应用的影响时发现,添加后不同菌株间的原有产量差异仍存在,播种量不影响添加效果。但料温的控制十分关键,如发菌期料温控制在22~29℃,则可增产20~25%,培养料的厚度和密度对料温控制影响很大。Schoeder和Schisler(1981)设计了不同的培养料和覆土湿度,添加Spawnmate后增产显著,4种湿度组合间无差异。培养料湿度高,子实体数量少,个体大,与覆土的含水量无关。
Gerrits(1978)于播种时或播种后11天添加Spawnmate分别增产17%和18%,与未处理黄豆粉的增产量相同。Spawnmate的优点在于可缓解料温上升,减少霉菌的发生。这些结果与Schisler(l9T8)的相同。但尽管缓效剂能慢慢释放养分,有持续增产的特点,但并不意味着整个栽培期内都持续增产。
其他Spawnmate的应用试验亦可增产12%或17%,但都未报道后几潮菇是否持续增产。Gerrits(1982)在播种后13天添加经甲醛处理的脱油黄豆类,可增产36%,而 Spawnmate只增产14%。其他商品缓效剂小面积应用试验结果为,Betamyl 1000增产12~39%;MilliChamp3000增产38~54%,甚至超过60%.
(四)营养剂的添加量 添加量常以占干料重的百分比来表示。常用添加量见表7-8。生产上可根据单位面积的湿料和含水量来计算添加量。例如,若培养料湿重为100千克/㎡,含水量为65~70%,每㎡如添加1千克,从表2可查得相应的添加量为2.9~3.3%。Gerrits (1986)认为每㎡添加1千克最好;超过1千克/㎡,由于较难与培养料混匀,容易产生问题。
表7-8 堆肥重量、含水量与添加量的关系
堆肥重量 98㎏/㎡ 122㎏/㎡ 146㎏/㎡ 添加量㎏/㎡
含水量% 65% 70% 65% 70% 65% 70%
添加量% 2.9 3.3 2.3 2.7 非推荐范围 0.98
3.6 4.2 2.9 3.3 2.4 2.8 1.22
4.3 5.0 3.4 4.0 2.9 3.3 1.46
5.0 5.8 4.0 4.7 3.3 3.9 1.71
5.7 6.7 4.6 5.3 3.8 4.4 1.95
(五)用添加剂的投入与产出
1.有关费用 应用添加剂的主要费甩包括添加剂成本,施用添加剂所需的劳务支出和机械费用,发菌期和栽培期的控温费用,以及采摘销售费用。
(1)添加剂成本 大多数添加剂是一些用于食品和饲料工业的农副产品,本身价格不高,但变性处理使生产成本更高。不过缓效剂增产幅度相应也较高。
(2)用工费 为了尽可能减少施用添加剂的劳务支出,应尽量少搬动培养料,少改变正常的栽培程序。在英国,培养料经传统后发酵或集中后发酵 (bulk pasteurisation)后,大多采用箱栽,添加剂宜在播种时添加,此时添加没有改变正常的栽培程序。在荷兰,蘑菇栽培大多采用单区床栽,常在覆土时添加。为了取得最大的经济效益,理想的栽培程序是集中发菌,发菌料上架时均匀混入添加剂,这样不需搬动培养料,而且可使用未处理的添加剂。大部分播种机都没有专门的添加养分的附件,应加以改装,以便匀撒添加剂,还需机械混匀培养料与添加剂。
在发菌和覆土时添加,不存在霉菌污染和料发热等问题,此时可添加未处理成稍加处理的添加剂。Van gils(l980)认为,覆土时添加黄豆粉(尤其冬天),只要能增产20%就有经济效益。Gerrits(1978)在播种后11天(4~5天后覆土)添加,Spawnmate虽比黄豆粉增产率略高,但价格贵,因而施用Spawnmate经济上不合算。
(3)温度调控费用 播种时施用添加剂常使发菌期料温的上升超过正常范围。控温所需的能量取决于菌丝生长速度、室内培养料/空气比、培养料含水量和菇房的热性能。因此,很难精确计算出控温所需的额外能耗。但可根据菇床释放出的CO2量来进行估算。碳水化合物的氧化表示为:
180克C6H1206+192克O2 →264克CO2+108克H201+2822千焦
l00千克/㎡培养料的菇床上,发菌期CO2的最小释放量为10克/小时/㎡,约70%的能量以热能释放。因此热量生成率为:10.O×0.7×2822/264=74.8千焦(小时·㎡)。但在菌丝生长高峰期,CO2的释放量增加,热量生成率可高达251~335千焦(小时·㎡)。因而添加养分后培养料产生的热量至少有84千焦(小时·㎡),相当于0.02千瓦(小时·㎡)的能量。为了降温,必须投入相同的能耗。
出菇期内产生的热量比发菌期少。7天内,每㎡菇床如产6千克鲜菇,则产热量相当于2.4千瓦。如添加养分后增产20%,则额外产热量相当于2.4×20/100=0.48千瓦/㎡,10吨培养料7天内产热量相当于50千瓦。一年中大部分时间里添加养分后的额外产热能减少投入能耗。但在夏天反而会增加降温能耗。因此,添加养分的控温费用在发菌期增加,在栽培期反而减少。总的控温费用可能不
会增加。
(4)采收、贮藏和销售 添加养分会增产,采收和销售费用则相应增加。增产后,冷藏库固定资产投资和冷藏费用都增加。
2.经济效益 根据Randle等(1986)报道的数据,添加养分的经济效益计算如下:
菇床装培养料100千克/㎡;施加添加剂1千克/㎡;不用添加剂的对照单产为15.6㎏/㎡,用添加剂的处理单产为19.5㎏/㎡,增产20%,100㎡菇床可增产蘑菇390㎏;按出口售价13.2元/㎏,共增收5148元;施用添加剂需人工5小时,按发达国家水平每小时人工费30元;每小时采蘑菇(小钮菇)12.0千克,100㎡增加采菇费975元。将这些数据代入下式,计算出盈亏平衡时所需的增产量(盈亏平衡点B):
B=S+U+P/1OOR
B—盈亏平衡点;
S—添加剂总值(8.1元/㎏×100㎏=810元);
U—施用添加剂人工费(30元×5小时=150元);
P—增加的采菇费(975元)
R—蘑菇单价(13.2元/㎏)
B=(810+150+975)/100×13.2
=1935/1320=1.47千克/㎡。
扣除盈亏平衡时所需的增产量,所余的蘑菇净增产量才是真正的经济效益。增产20%时的净增产量为3.90-1.47=2.43千克/㎡,增产15%时净增产量为1.73千克/㎡,而增产10%时,则净增产量仅有0.85千克/㎡(表7-9)。
表7-9 不同增产量及经济效益
增 产 量 盈亏平衡点(㎏/㎡) 净增产量(㎏/㎡)
(%) (㎏/㎡)
20 15 10 3.90 2.95 1.95 1.47 1.28 1.10 2.43 1.73 0.85
一般来说,只要采取合理的管理措施,添加养分大多能增产。大部分菇农至少能增产15%,扣除增支部分,尚可获得1.5千克/㎡的净增产量。
(六)我国添加剂应用现状 添加剂的研制和应用在我国仍属空白。添加剂能否在我国发展应用,关键取决于添加养分能否有经济效益。我国农户季节性栽培蘑菇,平均单产一般为8千克/㎡左右,蘑菇价格按4元/千克计,毛收入为32元。施用添加剂1千克/㎡,增支5元,增产20%即1.6公斤增收6.4元,仅有1.4元的净利润。这点盈利与增施添加剂所付出的劳动与染菌风险相比较,显然得不偿失。因此,降低投入成本并提高净增产量,是添加剂能否在生产上推广应用所必须解决的实际问题。据报道(金荣观,1991),利用黄豆的副产品,经提取、变性等处理生产出缓效剂,在播种或覆土前进行混料或扑粉处理,添加量0.45~1千克/㎡。结果为表明,播种时混料处理的增产6.4~15%;覆土前扑粉处理的增产17.5~36.8%。
第三节 工厂化栽培技术
一、接种方法与接种量
(一)接种方法 菌种以长满瓶后7~10天使用最佳。如果在2~5℃冷库中贮存,应在接种之前1天取出来,放在20~23℃的室内使之恢复活力,这样接种后易萌发生长。在生产实践中发现,经冷库低温保藏过的菌种一经返回常温条件,与未经低温保藏过的同一批菌种比较,更易分泌黄色液滴,且易酸败软化,这必须加以注意。播种方法有多种,介绍如下:
1.点播法 也叫穴播,一般用于草料种,把菌种点植入料内5厘米深,每穴间隔20~25厘米。
2.撒播法 麦粒菌种多采用撒播法。先将菌种总量的40%均匀地撒在堆肥上,然后用铁叉抖动堆肥,使麦粒进入堆肥内,再将剩下的60%菌种,撒在菌床料面上,轻整菇床表面,使其平坦,稍加压实。这样可使菌种在菇床表层5~10厘米范围内均匀混合,使之在料表层形成众多的生长点定植蔓延,发菌速度较快。
3.混播法 菌种和堆肥全部混合,工厂化栽培大多采用此法,例如在隧道内进行大堆式发菌。混合接种的优点是可以缩短发菌期,减少杂菌污染。此外由于搅拌堆肥,使含水量均匀,游离氨消失,蘑菇菌丝发育均匀,产量增加,是一种较好的接种方法。但是混播法对堆肥质量要求较高,如果氨气过重或含水量过高,料内的菌种易缺氧而死亡。
4.扩播法 也叫超级播种,常用于小面积补种,是在来不及制种的情况下不得已而采取的一种补救措施。当较早播种的菌种已长入堆肥2/3时,可取其一部分进行扩播。一些研究人员认为,超级播种是一种节省时间、降低成本的方法。超级播种的缺点不但使菌龄延长,还增加了病虫扩散感染的可能性,因而在正常情况下较少应用。
在上述几种接种方式中,混合接种法最合理,发菌最快,蘑菇产量最高,因而工厂化栽培大都采用。颗粒状菌种容易混入堆肥中,用起来也很方便。颗粒菌种多数采用小麦或燕麦,但也有采用小米、高粱等小型谷粒的。小型谷粒单位重量所含的谷粒数目多,因此菌种萌发点多。
谷粒菌种的蘑菇菌丝主要附存于谷粒的表皮,长入谷粒内层的菌丝比较少,平均每克谷粒中的菌丝体量为10~26毫克。这就是说,菌种重量的1~2.6%是蘑菇菌丝,其余大部分是谷粒。由于蘑菇菌丝只不过薄薄地覆盖在谷粒表面,因此菌种本身的耐热性和耐贮存性很差。近年有研究报道,浸透营养成分的珍珠岩菌种,菌丝从其颗粒表面侵入到内部,所以菌丝生物量较大,菌种耐热及保存性等都很好,形态上接近谷粒。接种作业、成活率、菌丝繁殖速度等都可以和谷粒菌种匹敌。我国采用棉籽壳为主料生产菌种,效果也较佳。
(二)接种量 从理论上讲,1吨堆肥使用1升菌种,菌丝也能长透堆肥。然而用这样的播种量发菌需要很长时间,而且料面感染杂菌的可能性增大,“缺苗易生草”嘛!然而,较大的接种量使菌种生长蔓延快,蘑菇菌丝具有拮抗能力,能抑制竞争性的微生物侵染。使用更多的菌种,无疑这种拮抗效应会更显著。此外,谷粒菌种含有丰富的养分,可促进蘑菇菌丝的萌发生长,因此使用较多的菌种能够增加蘑菇产量,问题在于这是不是增加营养的最便宜的方法。
有关试验表明,l吨堆肥至少应使用5升菌种;如果希望缩短发菌时间,1吨堆肥可提高至使用7升;然而当1吨堆肥的接种量超过10升时,会迅速地降低增用菌种的有利效果。接种量多大合适呢?一般从经济效益来说,每1平方米通常使用0.5~0.7升(每吨堆肥用5~7升)是较合适的。如果再加大使用量,虽然蘑菇产量还有所增加,但经济效益反而降低,因为需要花较多的钱购买菌种。如果播种后立即在料上覆土,建议接种量按堆肥重量的0.5%计,1间栽培面积为500平方米的菇房铺50~60吨堆肥,需要500~600升的菌种。使用较大数量的菌种时,一般在播种后6~7天菇床的温度将因菌丝大量萌发而升高。美国Amycel公司的接种率是按鲜菇计,每产30千克鲜菇用1千克麦粒菌种,即1平方米料床用1千克麦粒菌种;我国的常规接种量一般为麦粒菌种0.4~0.5㎏/㎡,粪草种用1~2㎏/㎡。
从经济观点来看,缩短发菌期的天数对蘑菇栽培者来说是重要的。有人在接种后把堆肥的压实延迟到覆土之前进行,接种结束只把菇床稍加整平,把1/5的菌种散在松软的菇床表面,这样透气效果好而菌丝生长快。在覆土之前1天,再把菇床压实整平。此外,这种方法的还能把部分菌丝压断,结果增强了菌丝的再生活力,促进菌丝长入覆土之中。但是菇床压得过实易引起料温上升,特别是在高温季节必须注意。
把菌种接种到堆肥之后,菌种从接种点全方位放射状地伸展,生长速度可以从接种点到菌丝生长尖端的距离来进行测定。对普通栽培者来说,用眼睛观察判断蘑菇菌丝延伸的范围,比测量菌丝长度更为实际。一般而言,堆肥中的菌丝体生物量与子实体产量之比是1:8,即12克的菌丝体可以产生100克的蘑菇子实体。这种比率称为子实体效率。一般而言,菌丝生物量越大,产菇量越高。
二、架床式栽培
采用一区制的工厂化生产,一般采用的是架床。装床时用翻斗机将堆肥卸进铺料机中,再均匀铺在尼龙网上,通过装在菇床远端的卷网机将网顺床面拉入(出残料时可反方向操作)。1台装料机的工作效率是1小时装铺30吨堆肥,施加0.8~1.0千克/㎝2的压力,料层厚约20厘米,装堆肥90~110千克/㎡。接种时堆肥的含水量以65%左右为适,若因二次发酵失水过多而料偏干,必须喷水调湿。二次发酵结束后,堆肥就要立刻进行接种。如果耽搁较长时间不接种,料面就容易受到竞争性杂菌的危害。经二次发酵后的堆肥呈浅灰白色,接种后当菌丝开始从最初的生长点萌发生长时,能看出菌丝本身像一层纤细的蓝白色丝膜。几天之后,菇房里可闻到明显的蘑菇气味。菌丝生长速度取决于堆肥质量、菌种优劣和温度是否适宜。图7-6表示的是双孢蘑菇在堆肥上生长的典型曲线,表明生长速度随着上升的温度而逐渐上升,在24℃左右,达到最适宜的温度。
图7-6 蘑菇发菌的最适温度
一般来说,米色蘑菇品种最适宜的发菌温度比较低,纯白色品种最适宜的发菌温度较高。超过最适宜的温度以后,生长速度急剧下降,蘑菇菌丝能耐受的最高温度在32~33℃,高于此温度限度就要死亡。
当菌丝生长非常活跃时,产生代谢热而床温上升,一般播种以后几天床温就明显提高,到第7~8天达到最高点,床温比室温高出1~3℃,这种温差是栽培过程中出现的普通现象。菇床的发热量因栽培阶段不同而变动,在发菌过程中的最高发热量是每100千克堆肥每小时80千卡;采收过程中的发热量是10~25千卡。蘑菇菌丝的最适生长温度是22~25℃,一般发菌期间的床温维持在24℃。当培养料内的温度达到28℃以上时,就会造成菌丝的生理损伤,32℃以上就会死亡,因此发菌期间须通风降温。一般正在发菌的料温要比室内气温高一些,如空气温度为22℃时,料层中心的温度为25~26℃,非料层中心的堆肥温度均处在适宜发菌的温度范围之内。发菌期间为了减少料层水分的蒸发,需要保持90~95%的空气湿度。
如果床温长时间在22℃以下,则蘑菇菌丝生长缓慢,会延长发菌时间。当把室温维持在2l℃~22℃,床温维持在25~27℃,通常14天菌丝就能完全长满堆肥。发菌的快慢,也受菌种的接种量、分散状态,堆肥质量、含水量的影响。如果发菌超过20天,就可以认为不正常。
如果菌丝一开始就不萌发,或一开始就形成粗纤维状,堆肥颜色暗黑,这表明堆肥质量不佳。这种堆肥不是太湿就是发酵不当,加上没有很好地进行二次发酵,以致在播种时堆肥中还残留有氨气而影响发菌。
关于蘑菇菌丝发菌期间的通风换气量,还没有精确的数据。因此蘑菇产量和发菌期间通风量的关系还未明确。一般来说,蘑菇发菌初期不必过多通风,尤其在冬季,否则栽培室的温度较难控制。在菌丝大量生长,床温上升时必须进行通风换气,促使温度下降。否则栽培室内就容易产生高温。通风换气时,要预防在这个时期最容易出现的杂菌污染以及害虫的侵入。
菇床中的蘑菇菌丝由于新陈代谢产生二氧化碳,菌丝生活力强的时候,氧气消耗剧烈,堆肥中的二氧化碳浓度高达3%!然而,这样的浓度并不妨碍菌丝的营养性生长。在发菌过程中,100千克堆肥中每小时可产生9克的二氧化碳。在采收期,每100千克堆肥每小时产生3~6克的二氧化碳。二氧化碳对人体也十分有害,浓度达到2%时人的呼吸就感到憋闷了。如果进了菇房有此感觉,就应该加大通风供氧量。人们在短期内能忍耐二氧化碳浓度的最大浓度是5%,国外有关劳动法规容许的最大浓度是0.5%左右。在发菌期间由于干物质的消耗和水分的蒸发,堆肥重量一般减少为7~10%。
菌丝有气生菌丝和基内菌丝。前者向空中进行先端生长,后者在含营养成分的培养基内优先生长。蘑菇菌丝先端细胞内进行着旺盛的细胞分裂,而且生长代谢也是活泼的。接近菌丝基部,活性就衰退,最后停止。
从营养吸收方面来看,基内菌丝尖端附近活泼地进行着营养吸收,而气生菌丝没有直接吸收营养的能力,其营养依靠基内菌丝输送。基内菌丝与气生菌丝可以互相转化。可以认为,基内菌丝吸收营养是由接近比较先端的细胞进行的,被吸收的低分子物质在该处被合成高分子化合物。菌丝先端细胞壁的厚度最薄,随着生长逐渐变厚。在菌丝的生长过程中,伴随着分枝可以形成圆形的菌落,如果菌丝不分枝,从中心放射状地伸展之后,周边的菌丝密度会变稀。菌丝密集就是因为分枝的结果,即分枝把相邻的菌丝之间隙也填满了。
蘑菇菌丝发育的pH值范围是3.5~9.0,最适pH值是6.5~7.4,接种时堆肥的pH值一般为6.5~8.2。如果堆肥中没有游离氨,堆肥即使pH值比较高,对菌丝的生育也没有影响;可是含游离氨的堆肥,即使pH值适宜(6~7),蘑菇菌丝也完全不能生长。接种时pH值7.5的堆肥,蘑菇采收结束后堆肥的pH会下降到6.0以下。这主要是蘑菇菌丝产生和积累了有机酸的缘故。
在发菌期间,菇蝇类被蘑菇菌丝的香味吸引而侵入菇房。在25℃菇蝇世代交替的时间最短,容易大发生。如果条件适宜,病害菌的孢子就会在菇床的料层中萌发。病虫害越是早期侵染,对蘑菇的损害越大。因此,必须把栽培室的通风口装上过滤器,阻止病虫害的侵入。排气口也要安装防虫网、室内保持正压。在发菌过程中,可以喷撒杀虫剂预防菇蝇的发生。蘑菇菌丝生长的最适温度是24℃,但是为了把病虫害的发生控制到最小限度,也可把发菌温度调到2l℃。
在适宜条件的诱导如覆土和低温刺激下,菌丝进入生殖生长期而形成蘑菇原基。覆土中的菌丝之间相互融合,形成粗大的管状构造—菌索(俗称菇根),培养料内的基内菌丝通过菌索向菇体输送营养物质。参与菌索形成的菌丝是在覆土中发育的气生菌丝,培养料内的菌丝不参与菌索的形成,因而覆土层中气生菌丝的多寡或强弱与产菇量呈正相关。
当覆土层表面约40%的面积已有白色的蘑菇菌丝时,可进行搔菌,搅断菌丝并使之与覆土充分混合,在25~27℃的适温条件下,经过24小时后,菌丝互相连结而恢复活力,使菌丝均匀侵入覆土层(图7-7),可使蘑菇原基在覆土表面整齐发生,减少蘑菇成丛现象。
图7-7 搔菌的理论及效果
(1)菌丝从堆肥表面长入土中,一部分菌丝在覆土表面形成菌落;
(2)搔动覆土使菌丝碎片混合,均匀分散在覆土之中;
(3)恢复团粒结构,菌丝再生,均匀达到覆土表面并形成原基。
在蘑菇子实体的形成和发育期,营养供求关系较为复杂,有关研究证实,原基形成时需要碳源和氮源,这个阶段需要构建全部的菇体细胞;而原基发育期则只需要碳源,这个阶段菇体细胞需要贮存大量碳水化合物如糖类做为能源;子实体成熟期碳源和氮源的需要量都较少,主要是水分使菇体细胞膨胀,其表现是一夜之间球形菇就开了伞,测定表明开伞菇的干物质含量远远低于幼菇。
拉斯马森等研究表明,播种后的菇床立刻覆土,可缩短生产周期10~12天,每年每间菇房可增加总产量10%以上,而且生产出的蘑菇质量较好,特别是头一潮菇。但使用这种方法必须具备一定的条件,如堆肥的质量必须优良;要有设备控制堆肥温度。否则,覆土太早易造成料层缺氧及高温,因而不利于发菌使产菇量降低。
三、浅箱式栽培
如前所述,浅箱栽培适于工厂化二区制或三区制生
产,在美国、荷兰,法国等国家巳广泛采用。
(一)浅箱规格 标准浅箱(图7-8)的平面面积宽1.2米×1.75米=2.1平方米,所占体积高0.35米×2.1米=0.735立方米,220个浅箱占空间体积为161立方米。40吨腐熟堆肥装220个浅箱,出菇面积计约450平方米,平均装堆肥180千克/箱,1平方米所铺的堆肥重量为90千克。叉车送浅箱到作业线接种,速度是每小时150~200个浅箱,之后进发菌室发菌。
图7-8 浅箱构造图
(二)排箱发菌 隧道式发菌室的结构如图7-9。
图7-9 发菌室结构与浅箱的排列
1.屋顶;2.通风空间;3.隔热层;4.空心墙;5.天花板;
6.防潮层;7.进风管;8.风机;9.新鲜/循环空气调节风门;
10.回风管;11.1%斜度地面;12.门;X=1.75米;Y=0.35米
发菌时浅箱的排列为: 高0.35米×12层=4.2米;宽1.75米×3列=5.25米,箱堆四周的距离必须至少60~80厘米,箱堆和天花板之间需要有l米的空间。不管怎样的堆叠法,堆叠以后,空气必须有可能在浅箱之间水平方向自由流通。
堆叠起来的浅箱内堆肥表面和上方浅箱的底板之间,要有足够的气体交换通路。最下部的浅箱下垫码20厘米高的预制水泥块作为空间。各浅箱空间的空气自由循环,是使发菌能顺利进行的主要因素。
新风是供给氧气和控制温度所必需的,隧道式发菌室换气扇的能力,最高可达300立方米/1吨堆肥/1小时。外界气体和循坏空气混合之后,从进气口通入室内,室内经常保持正压,避免未经过滤的有污染的外界空气从间隙进入室内。必需的新风量,因堆肥的发热量而异,一般是50立方米/1吨堆肥/1小时。进气口的喷头按一定的间隔设置,进气口的总横断面面积大约为通风管横断面面积的80%以下,这样可以得到均匀的气压和风速。发菌室温度控制在20~22℃,空气湿度80%~85%,菌丝培养14天左右,栽培箱移出发菌室进行覆土。
(三)在隧道内发菌 为提高生产效率,有的菇场采用在隧道中大堆集中发菌的技术,类似于堆肥的的二次发酵,将二次发酵己结束的腐熟堆肥移送到另一间隧道室中,并不装入浅箱或任何其它容器,在移送过程中把菌种混合进去(混合接种),发菌时的温度控制在25℃。
大堆集中式发菌应注意通风不能过强,否则会造成局部堆肥的温度过低,集中发菌的控制数据参见表7-10。如果菌丝生育不良,可能的原因是:一是堆肥过湿或过干;二是温度不适宜(20℃以下或30℃以上);三是堆肥由于二次发酵的高温或嫌气状态,残存了高浓度的二氧化碳或氨气等。隧道集中发菌是培育蘑菇菌丝非常高效的方法,一般12天就可以完成发菌。把发好菌的堆肥装进菇箱或菇床之后,至少要恢复三天再覆土。
表7-10 隧道集中发菌的控制数据
发菌天数 静 压mm.w.g 循环空气米3/吨/小时 新鲜空气 (米3) 温 度
空气 堆肥
1 40 173 2 22 22
5 50 162 4 23 23
8 63 135 6 25 27
10 76 96 7 22 23
14 97 94 9 21 23
(四)覆土出菇 栽培箱覆经过消毒处理过的泥炭土,转入出菇室,在长21米×宽8.5米=178平方米的出菇房中,排11列,每列4箱,高5箱,220个浅箱的出菇面积约为450平方米。覆土调水后,于24℃再培养7~10天,促使料内菌丝进入覆土层,之后转入催菇管。
催菇温度控制在14~16℃,空气湿度为90%~95%,一般在覆土之后20天左右可采收第一潮蘑菇,出3潮菇约采收30余天结束一个栽培周期。然后出菇室再运进下一批发好菌的浅箱,经覆土培养、降温增湿使其出菇,如此周而复始连续生产,每个菇房每年装箱出菇8次以上。
四、出菇室空调设备
(一)通风要求 工厂化栽培为控制温度、供应氧气和排除废气(主要是二氧化碳),菇房每小时必须换气若干次。一间栽培面积200平方米的菇房,最大通风量每小时约2500立方米。为了获得菇房各处均一的气候条件,避免局部地区有温差和二氧化碳浓度过高,充分进行空气循环很重要,出菇期的空气循环需要每小时10~12次。
在出菇房间较多的情况下,大多采用中央式空调,这就需要沿菇房走廊安装一条空气总管,再连接一条塑料膜管道将风吹送到菇房里面。这条“肠管”沿菇房墙壁与天花板的拐角处悬挂,软管直径55厘米,侧开直径约5厘米的排气小孔,孔间距约50厘米,尾端封闭,保证空气在菇房各处能很好地分布。软管廉价且通风效果尚可。
(二)空气处理 整套空气处理系统如图7-10。
图7-10 空气处理系统
①防雨栅罩;②预加热管,用于对寒冷空气的予热,由恒温阀自动控制启闭;③粗过滤器,对大颗粒灰尘、昆虫和树叶等进行阻滤。这种过滤器便于清理或更换过滤材料;④精过滤器,采用孔径0.3微米、滤除率达99.99%的过滤器,可滤除空气中的细菌及真菌孢子;⑤加热器,冬季使用,由锅炉供热,自动调控,风温12~13℃;⑥冷却器,夏季使用,由中央空调供冷,风温16~17℃; ⑦加湿器,需要增加空气湿度时,开启喷雾水嘴;⑧集水器,防止空气带进的水下滴,格栅做成V字形以降低空气阻力;⑨送风机,向主风管输送新鲜空气。主风管联接12间菇房,每间菇房平均每小时需要新鲜空气2000立方米,那么总通风机必须至少每小时能提供24000立方米空气,并有足够的风压以补偿管道阻力损失和保持菇房一定的正压。因此选择总通风机必须考虑空调系统各部分如过滤、加热、冷却和管道弯头等阻力损失。一台伺服电动机和一台可变速控制器连接的恒压器保持风压不变。
五、出菇室的管理
(一)通风控制 工厂化栽培的出菇管理,要求调节好菇房内通风与空气循环的关系。通风即抽进新鲜空气同时排掉菇房内的废气,以使空气中的二氧化碳含量降低; 循环主要是使菇房内空气流动,防止局部区域温度差别太大或二氧化碳含量过高。
通风降温是诱导蘑菇原基形成最重要的、决定性的因素。为了诱导原基形成,要把室温降到16℃,同时最大限度地进行通风换气,把空气中的二氧化碳浓度降低到0.2%以下,这种环境变化会促使蘑菇菌丝由营养生长转向生殖生长。初始菇潮比其后的菇潮需要更多的新鲜空气。进行低温处理和增加通风48小时后蘑菇菌丝形成比较粗的菌索,3~4天之后,在菌索(菇根)的先端形成微细的菌蕾(原基)。如果没等菌丝上土,通风和低温处理过早,会在覆土下层诱导原基形成,对蘑菇的产量和质量产生恶劣的影响。
在整个出菇期过程中,尤其当有许多蘑菇长在菇床上时,必须大量通风。否则菇丛中的呼吸气体逐渐积累,主要含有二氧化碳。经抽取菇丛中的气体检测,二氧化碳的浓度高达0.4%以上。相比之下,新鲜空气中仅含有0.03%的二氧化碳,高了10倍多!
出菇期间,空气中的二氧化碳浓度如超过0.2%,会对蘑菇的发育起有害的影响,如幼菇发育不良,朵小、菇轻、柄长、易开伞,豌豆大小的菇蕾会发展成轻而薄的次菇,或形成葱头形的畸形菇。
二氧化碳浓度如果超过0.6%,菇床出现“冒菌”,即形成浓密的菌被而不会出菇。二氧化碳浓度对出菇的影响参见表7-11。
表7-11 二氧化碳浓度对出菇的影响
CO2(%) 原 基 幼 菇 成 菇
0.1以下 大量发生 正常出菇 柄短、正常
0.2~0.3 少 量 葱 头 形 柄长、开伞
0.4~0.5 很少发生 畸形、枯死 畸形
0.6以上 形成菌被 无菇 无菇
注:空气的标准组成为:氮(N)78%,氧(O2)21%,二氧化碳(CO2)0.03%,其余为氩(A)、氖(Ne)等。
在出菇期间,在16℃时二氧化碳的产生量大约是0.06~0.08克/千克堆肥/小时。通常每平方米菇床装90千克堆肥。所以,二氧化碳的产生为5~7克/平方米菇床/小时。通过对一潮菇(5~6千克/㎡)整个生长期7~8天的计算,平均1千克蘑菇产生约190克二氧化碳。
二氧化碳的产生量随着菇房温度的上升而增加,温度每上升1℃,二氧化碳产生量增加20%。因此在20℃时,二氧化碳的产生量比在16℃时多约1倍。
为了提高蘑菇的产量和质量,室内二氧化碳浓度必须保持在0.2%以下。工厂化栽培时,可在蘑菇长大阶段(菌盖直径1.5~2厘米)减少一些通风,使二氧化碳浓度适度增加,可以使菇柄伸长,便于使用收割机采菇。
如果室内通风不足,二氧化碳浓度达到0.6%以上,且床温超过25℃,菌丝就会继续进行营养生长,在覆土表面形成厚厚的菌丝层,不形成原基,这种现象称为“结菌被”或“冒菌”,即菌丝在覆土中形成网状的结构,使覆土的持水性和通气性都降低,其结果造成覆土不能吸收水分,覆土下层变成很干的状态,原基的数目少或衰弱,很容易枯死。如果出现这种情况,要进行大量的喷水和通风,以降温阻止蘑菇菌丝的营养性生长。我国菇农在生产实践中摸索出独特的管理方法,即在覆土表层菌丝生长板结或发生“冒菌丝”时,采取“打扦”的办法来撬动土层,俗称“撬土”。其关键作用是抑制菌丝生长过旺,改善菌床结菇条件。
大肥菇比较耐受CO2,生长时需要较高的温度和二氧化碳浓度。其结菇时要求堆肥温度从30℃降低到25℃左右。一旦菌丝通过覆土长到表面,只要稍稍通风,大肥菇即可出菇。
二氧化碳比空气重,所以从菇床排出来后,会沉积在空气下层。除去二氧化碳的方法,是在菇床的表面形成气流,随着空气的流动而带走或通过床温和室温的温差产生对流而除去。诱导原基的初期有lO℃温差,菇床上没有成丛的蘑菇,所以空气可从堆肥上方流动。可是当大量幼菇形成时,菇体妨碍二氧化碳通过覆土层向空中扩散形成气幕,所以子实体和覆土之间的二氧化碳浓度更加升高,结果菌柄长得特别长,应该运送到菌盖的营养物质,在菌柄上被消耗掉,产生质轻、柄长、开伞的蘑菇。
实践经验表明,l平方米菇床上长有1千克蘑菇子实体时,1小时需要1.4立方米的通风量。菇床面积500平方米的栽培室,床温18℃,如果1平方米生有5千克蘑菇,所要求的换气量(通风量)计算为:
l.4米3×500㎡×5千克=3500米3/小时
大肥菇不需要大量通风,大约有双孢蘑菇所需要新鲜空气量的50%即可。夏季室外的气温高,有时为了保持室温,常有通风不足的危险。表7-12表明,需要的通风量主要是由生长在菇床上的蘑菇数量和菇床温度决定的。
表7-12 菇床温度、产量、通风量的关系
床温 ℃ 产菇量㎏/㎡ 菇房内需换新鲜空气
米3/h/㎡ 米3/h/500㎡
16 2 2.0 1000
18 2 2.8 1400
16 3 3.0 1500
18 3 4.2 2100
16 5 5.0 2500
17 5 6.0 3000
18 5 7.0 3500
20 6 12.0 6000
注:装料90千克/㎡
采收期的温度最好保持在14~17℃,这个温度不仅适合蘑菇子实体的发育,也可以抑制杂菌与害虫的繁殖。在第一潮、第二潮菇大量发生时,必须把室温降到14℃,以提高蘑菇质量。但温度低于14℃以下时,幼菇生长受到抑制,致使采收期推迟。当然,休假日如果需要延缓采菇,可把温度降到l2℃以下。可是利用低温延长采收期,同时也会使蘑菇减产。实际上利用低温缓滞蘑菇的发生会造成减产,其损伤是不能完全恢复的。
在高温季节栽培蘑菇,由于发菌而产热,必须降温,同时增加通风。为了满足这些条件,能源的损耗也很大。温度超过22℃蘑菇就停止发生,会造成减产,到25℃以上就完全停止发生。因此夏季要是没有空调装置,蘑菇栽培是不可能的。
冬季栽培室的屋顶、墙壁、水泥地板会把热传到外界,降温并不困难,通风只是为了除去二氧化碳,因而需要最低限度的通风就够了。也就是说,冬季比夏季的通风量要少得多。
(二)空气循环 在菇床上紧靠在一起的蘑菇之间,二氧化碳浓度有时可能比房内空气中存在的二氧化碳浓度高5倍以上。当蘑菇长成很大丛时,蘑菇丛中的二氧化碳浓度高是不可避免的,并因此而损害蘑菇的质量。只有菇床上方的空气流动快,高浓度的二氧化碳才能被排掉,但靠自然通风产生的空气流动是不足够的,必须利用通风机供给一定比例的新鲜空气以增加室内空气循环。
空气通入室内之前需调整新鲜空气在循环空气中的比例以及温、湿度,再通过通风管吹入。菇床上的风速和空气的湿度有关,空气过干,子实体的表面会产生鳞片、变褐等品质下降的现象,菇床也容易干燥失水。
空气的相对湿度较高时,循环风速相应应该大些。美国学者兰伯特测出了在一定湿度下蘑菇刚开始产生鳞片时容许的空气流速(表7-13)。
表7-13 各种湿度下容许的空气流速
空气相对湿度(%) 空 气 流 速
70~75 15~30㎝/秒
80~85 60㎝/秒
90~95 240㎝/秒
上表中所列的数据只是相对的,因为菌株不同,反应也有差别,例如空气流速在超过15~20厘米/秒时,米色和奶油色菌株的菇盖开始出现鳞片状。空气循环速度是否适宜,实践经验是向床面喷一口烟,它在20秒内消失就表明这样的空气循环较适宜。
为不使菇床表面的蘑菇因风吹失水而产生鳞片,出菇室内的循环风需要预先调节湿度。因而工厂化栽培设施不仅具备温度调节和通风的功能,同时还能够对循环风的湿度进行调节。
六、覆土补水的作用
覆土起着把水分渗透到堆肥的作用,菇体再从堆肥中吸收水分及溶解在水中的营养物质。菌丝为了把堆肥中的养分输送到生长发育的子实体中,需要菇床表面的水分“蒸腾”作用。如果堆肥过干,菌丝仅仅从覆土层吸收水分而不能从堆肥吸收营养,会长成营养不足、多水味淡、柔软而细长的蘑菇。
蘑菇大量发生之后,需要喷多少水呢? 因为菇体一般含有90~94%的水分,所以推定每采收l千克的蘑菇至少要从堆肥和覆土中带走900克的水。所以一潮蘑菇发生大约需要和蘑菇重量相等的喷水量,一般头潮菇1平方米收获蘑菇5~7千克,那么每平方米要提供大约5~7升水。
此外,在菇蕾生长发育为成熟的子实体期间,菇床中产生了相当多的热量,这些热量必须排除掉,首先是通过菇床上层的水分蒸发而排除掉的。例如,头一潮菇1平方米约产6千克蘑菇,在其大约7天的发育阶段中,产生大约8600×103焦耳的热量。蒸发1千克水需要2520×103焦耳的热量。因此,6千克蘑菇所产生的热量可蒸发大约3.5升水。如此算来,1平方米1潮菇收获蘑菇5~7千克,总共大约消耗8~10千克水,耗水与产菇的比例为1.5:1。因此,通过覆土补水是十分重要的增产措施。
较为严谨的试验(Peter P.,1990)表明,在出菇期间覆土层提供的水分,大约占所产蘑菇重量的40~45%,其余的由堆肥提供。该试验如下:
(一)试验方法 为比较在原基形成至采收期间喷水与不喷水对蘑菇产量及质量的影响,采用经二次发酵的马粪培养料200㎏(湿重),接种菌种后混合均匀,分装于40个聚乙烯袋内,装5千克/袋,每袋出菇面积为0.05平方米,投料量折算为100㎏/㎡,料厚20厘米左右。在22~23℃、相对湿度95~99%条件下发菌15天覆土,厚度6厘米。覆土配方为50%泥炭、30%黑土和20%石灰,初始含水量69.1%,比重610克/升。
5袋为一组设8组,喷水育菇袋及不喷水育菇袋两种处理各4组20袋。在覆土后5天内,两种处理的育菇袋都喷水至覆土持水量约78%,一直到第17天之前不喷水;第10天将温度降至16℃催菇;第14天原基形成,此时从两种处理的各组中取1袋(共4袋),进行培养料和覆土含水量的测定,方法是把覆土层尽可能彻底地移出,再将土层下培养料的中部取出,从这2份材料中各取3个重500克的样品,于100℃烘干至恒重,计算含水量。
第17~19日3天,不喷水的育菇袋不能喷水,而喷水的育菇袋喷水折合8升/1㎡,即第17天喷1升,第18天喷3升,第19天喷4升;在18~21天4天内采完第一潮菇,采菇及取样分析前4~6小时喷水。采下的菇体先称鲜重,再经1OO℃烘干至恒重,有关数据列于表7-14。
表7-14 出菇期堆肥及覆土含水量与蘑菇产、质量的相关数据
处理 覆土天数 培养料含水 覆土含水 产菇(㎏/㎡) 干物质 单重
% ㎏/㎡ % ㎏/㎡ 鲜重 干重 含量% 克
不喷水育菇袋 初始 69.1
5 78.0
14 68.5 67.8 70.5 27.7
18 69.2 26.6 3.5 0.32 9.14
19 67.5 23.7 7.4 0.52 7.02
20 66.2 58.1 64.4 21.0 15.1 0.98 6.49 12.5
21 66.7 55.8 61.0 17.9 20.5 1.32 6.43 16.8
喷水育菇袋 初始 69.1
5 78.0
14 68.5 67.8 70.5 27.7
18 71.4 28.3 3.8 0.33 8.68
19 71.4 28.3 6.9 0.46 6.67
20 67.6 62.8 68.2 24.4 14.2 0.85 5.99 13.3
21 65.9 56.7 63.8 20.2 25.3 1.49 5.89 21.1
笔者注:因为菇体生长的平面空间所限,1潮蘑菇在开伞前的产量极限为14.3㎏/㎡。但此表中数据显示,1潮菇(覆土后21天)的产量高达20~25㎏/㎡,这表明开伞菇由于柄的伸长而突破了空间限制。
(二)结果分析
1.不喷水育菇袋 在覆土后第18~21天的4日内,即出现原基以后的蘑菇子实体发育期间,不喷水育菇袋总产鲜菇为20.5㎏/1㎡,覆土失水9.5㎏/㎡,占菇体重的46%(=9.5/20.5);同期培养料失重12㎏/㎡,占菇体重的58%,二者失水之和(46%+58%=104%)大于100%,是因为除所产鲜菇20.5㎏外,覆土与培养料的水分蒸发了1㎏(=21.5-20.5),约占菇重的4~5%。需要说明,此试验的覆土厚度达6厘米,加之袋式栽培较易散热及出菇室湿度较高(95%以上),这都有利于保持料及土中的水分,因而水分蒸发量很少,耗水与产菇的比例为1:0.96。但是在一般商业栽培中,为减少蘑菇褐斑病而出菇室的湿度较低(85%左右),且通风大而水分蒸发量较大,故而培养料及覆土层还要蒸发掉占菇体重40~50%的水分,耗水与产菇的比例为1.5:1。
2.喷水育菇袋 喷水育菇袋覆土后第17~19天喷了8升水/㎡,第21天采菇时培养料及覆土中的含水量分别比不喷水育菇袋高0.9㎏与2.8㎏,多产菇约5㎏/㎡。但是须注意,在第20天时喷水育菇袋比不喷水育菇袋的产菇量还少一些,这可能是喷水对蘑菇菌丝产生了不良影响如影响透气、冷水刺激等。
喷水育菇袋的覆土与培养料失水重量分别占菇体重的26%(=6.7/25.3)和43%(=11.1/25.3),两种水源之和仅为69%,那其余31%的菇体重量从何而来呢?这表明在喷水后、采菇前的4~6小时内,即尚未被取样测定时,许多水分已被吸收进了菇体,因而喷水育菇袋覆土与培养料的失水量显得较少。
3.喷水与不喷水的产菇差异 覆土后第20天,喷水和不喷水育菇袋的蘑菇产量、干物质比重及单菇重量差异不显著;随着菇体的生长发育,喷水和不喷水育菇袋所产菇体的干物质含量均有所降低,开伞蘑菇的干物质百分率最低;第20天和第21天虽仅延长1天采收,但是产菇量却显著提高,按1㎡计喷水和不喷水育菇袋分别比20日增产11.1㎏及5.4㎏。而在18~20日3天内,喷水和不喷水育菇袋的蘑菇产量并无显著差异。
需要指出,商业栽培要求采摘未开伞的蘑菇,此试验在覆土后第20天采的菇尚未开伞,单菇平均重12.5克~13.3克;但仅晚1天即到第21天,大多数菇体已开伞,单菇平均重16.8克~21.1克。开伞菇虽然产量高的多,但是品质低且不便贮运,因而商业生产不允许产开伞菇。
此试验还证实,增加覆土的含水量能使菇体的含水量也相应提高。比较喷水和不喷水育菇袋菇体干物质的含量,表明在菇体发育的任何阶段采菇测定,喷水育菇袋所产菇体的含水量都较高。此外,无论育菇袋喷不喷水,都表明早采收菇体的干物质含量高于晚采收的菇体,在4天内所采摘的菇体中,最早采收的蘑菇干物质含量接近9%的理论值,而较晚采收的菇仅为6~7%。
4.培养料干物质的转化 喷水育菇袋覆土后21天,蘑菇产量为25.3㎏/㎡,烘至恒重的干菇为1.49㎏/㎡。此试验在播种前投湿料100㎏/㎡,按含水70%折合干料30㎏/㎡。据此数据计算,30㎏干料仅有1.49㎏转化为菇体,约占5%。由此表明,蘑菇栽培收获的主要是水分!
七、栽培管理要点
在蘑菇栽培过程中,发菌、出菇、采菇三个阶段所要求的菇房空气湿度有区别,发菌与出菇阶段要求相对湿度较高,一般在90%左右;而采菇阶段要求相对湿度较低,一般为75~85%。
综上所述,影响蘑菇产量的三大要素是温度、湿度、二氧化碳浓度,控制参数见表7-15与图7-11。
表7-15 蘑菇发生及发育的环境条件
时 期 菇 床 空 气
温度℃ 水分(%) pH值 温度℃ 湿度% CO2(%)
发菌期 23~25 65~68 7.0~7.4 21~23 90~95 0.5~1
覆土后 25→16 65~68 7.0~7.2 22→15 90~95 1→0.4
出菇期 16~17 65~66 6.5~6.8 15~16 80~85 0.2以下
注:覆土后8~10天,菌丝长到覆土层2/3时,降温到15℃诱导原基形成。
图7-11 覆土后出菇室的管理概况
上图说明:一区制菇房内,150平方米出菇面积。数据如下:
1.覆土后1周:维持床温23~25℃,室温21~22℃,通风量200~300米3/小时,覆土中的二氧化碳浓度由1%渐降至0.4%,喷水4次(每次150~200升),适量使用杀虫剂,在第7天时搔菌。
2.覆土后2周:第8~10天时以2400米3/小时的大通风量降温,同时将空气中的二氧化碳浓度降到0.2%左右,床温15~17℃,室温15℃,喷水3次(每次50~100升),适量使用杀虫剂;
3.覆土后3周:第18天生成大量原基,维持800米3/小时的通风量,将空气中的二氧化碳浓度限制在0.2%以下,床温17℃,室温15℃,喷水4次(每次150~180升);
4.覆土后4~6周:三潮菇的产量分别为800千克、950千克、570千克,平均1平方米产切柄菇15.5千克。
八、采菇标准与效率
在采收期,所有的重要数据都要记录下来,不仅是采菇重量,还要记载喷水的数量和次数、通风量等数据。
采菇时不要很快拔起来,要轻轻捏住菌盖,用手指搓转着拿起来。特别是第一潮菇容易发生丛生菇,因而需要在采菇的同时把菇根挖掉。如果处置不当,就容易成为病害的污染源。开伞的子实体留在菇床上,会使其附近的原基和幼菇停止生长,减少产量。
在工厂化的栽培条件下,头一次采收蘑菇是从覆土后第18~21天开始的,约是低温诱导原基形成后的第10天。以后以间隔7~10天的周期形成菇潮,一般收获3~4潮菇,大约延续5周。随着收获期延长,每潮菇的产量逐渐降低。虽然还能出菇,但工厂化生产为了提高设施利用率,一般终止出菇以进行下一轮栽培。
在6个星期的采收期中,头3个星期中几乎总是收到总产量的70~75%。两潮之间的天数受菇房温度、管理水平的影响。如果采较大的菇,蘑菇保留在床上的时间较长,两潮之间的转潮时间也就较长,例如8~10天。一般有未采收的蘑菇留在床上,下一潮形成的菇蕾就不会进一步发育,这大概是堆肥内菌丝提供的养分被已有的菇体所消耗了。当然,并不是所有的菇蕾都是同样大小,因而营养的供应并不均匀,较小的菇蕾无法与较大、较快生长的菇蕾竞争,因此停止生长。在下一潮菇的形成中,上潮留下的菇蕾就可以优先发育。为了使尽可能多的菇蕾同时发展,它们都应该大体上同样大小。这就是为什么在装料时,要尽可能把堆肥分布得均匀平坦,在这里体现出了实际意义。一般来说,有些消费者喜欢较大的蘑菇,但大多数人偏爱小菇,认为小菇比大菇幼嫩。其实菇体的成熟度是以菌幕破裂与否为标准,和菇的朵型大小无关,因为有时小菇反而已老化。此外,即使菇体长大到菌膜破裂,菇的特有香味也不变,只是因为露出褐色的菌褶而失掉商品价值。所以采菇要在菌幕破裂前1~3天采收,肉质致密、硬度高、近正圆的子实体在市场上特别受欢迎。
(一)采菇温度 在采收期间,空气温度要保持在15~16℃,菇床的温度一般要高2~3度。在采收出菇较多的第一潮菇期间,空气温度要降低到14~15℃。在稍微高的温度下,蘑菇长得比较快,但是质量可能稍差,尤其在第一潮菇期间。此外,在较高的温度下病菌和害虫例如湿泡病、蛛网霉和线虫的发展要快得多。在较低的温度下蘑菇长得很慢,有利于在蘑菇开伞前有较多的时间完成采收。采收接近结束,即当只有少量蘑菇仍长在菇床上时,可稍微提高温度,因为菌丝活性的增加可以增加菇产量。如果想促使下一潮菇快出,在前一潮蘑菇已经从床上采掉后,要稍微提高出菇温度。如果栽培菇体生长发育较慢的菌株,可在稍高的空气温度(17~18℃)和堆肥温度(19~2O℃)下出菇,以便保持各潮菇一星期左右的周期性。温度不能再高,否则会促使蘑菇老化开伞并增加细菌性病斑的可能性,后者是蒸汽冷凝在蘑菇上的结果。
夏天菇房里的温度容易升高,因此要大量通风,尤其在夜间和在凉快的早晨和傍晚,最好连续大量通风和进行空气循环。夏天菇房里的温度容易升高,因此要大量通风,尤其在夜间和在凉快的早晨和傍晚,最好连续大量通风和进行空气循环。
大肥菇在采收期间,大约需要25℃的温度。因为在这样较高的温度下,操作条件对于采收者较为不便。所以在采收期间,温度可以降低几度。但这可能引起下一潮出得比较迟,在覆土中长得比较深。
把一潮菇在一天中都采掉是不可能的。采菇的要领是第一天采大菇,第二天采收大部分菇,第三天把剩下的菇采光。采完一潮蘑菇,就要把菇床采干净并把废物清除掉。剩余的菇脚和大团的线状菌丝用刀尖除掉,感染病的或者死掉的蘑菇以及前一潮剩下的坏蘑菇都要拿掉。彻底清理菇床及因为采菇产生一些洞坑,可以用新的覆土填平。清理菇床对覆土的结构有好的影响,有利于菇床中的气体交换,所以在清理时可能失去一些菇蕾不是很重要。把清理菇床推迟到第三潮或第四潮后才进行是无益的,在每潮过后最好尽可能快地除掉所有的杂质,这样可以使菇床保持良好状态。从蘑菇发生量和维持经费方面来看,通常采收3~4潮菇,采收的子实体中须有80%的甲级菇。有时虽然产菇量很高,但质量很差也不能说栽培成功。
(二)采菇标准 蘑菇的子实体发育成熟、放出孢子之后,不久也就老化、枯死了。开伞蘑菇(图版36)的风味较浓,国外有些消费者喜食。但由于开伞蘑菇极易破损及褐变,不易贮运和加工,因此商家收购经销的均是未开伞的实心蘑菇。
为了不降低商品价值,蘑菇子实体要在成熟之前采收,但采收后如不及时加工处理,鲜菇品质开始变劣。蘑菇品质的降低,与其生命发育速度是成比例的。所以维持消费者所需要的品质或有效的货架寿命是非常重要的。因而要尽可能推迟蘑菇采收后的变劣速率,以延长消费期。如果从采收至消费的时间延长1、2、3倍,则供应地区的面积可以分别扩大3、8、15倍,所以可运销到比较远、比较广的范围。食品全都要求非常清洁,而以蘑菇来说,不要沾上泥土、没有病、虫害,不变色等项要求是必需的条件。各商家所要求的鲜蘑菇等级标准虽然不尽相同,但基本上是根据蘑菇菌盖、菌柄的生长状态而定,较粗的分级标准如表7-16。
表7-16 鲜蘑菇的品质标准
级别 指 标 描 述
1级 菌盖不开伞、切开为实心、直径3厘米以下,柄长1.5厘米以下
2级 菌盖不开伞、切开见菌褶、直径2~4厘米,柄长2厘米以下
3级 菌膜略开、未开伞、直径4~6厘米,菌柄长2.5~3厘米
等外 开伞菇
子实体品质的外形标准也从如下几点来判断:
1.平整 菌盖从上面看时,是正圆形的,从侧面看时,中央稍隆起,表面平滑,无鳞片。菌盖变形是由杀虫剂和不正确的喷水、褐斑病、细菌性斑点病、幼虫或杂乱无章的采收作业引起的。产生鳞片的原因是气流过强或干燥引起的。菌盖凹陷是和菌种有关,但和覆土也有关。
2.匀称 菌盖的大小和菌柄的长度匀称协调,特别是菌柄比菌盖直径长的蘑菇是低品质的。菌柄的伸长也受到病毒病、杂菌污染的影响。但最重要的原因往往是由于通风不够所致。
3.大小 菌盖直径3~4厘米的子实体容易采收,符合消费者的嗜好。为了达到这样的大小,堆肥的水分、喷水技术、二氧化碳的管理、采收时期等都是很重要的。
4.色泽 蘑菇应该为白色,变色的原因多数是不适当的喷水、过干或过湿造成的,生理原因是酚氧化酶参与变褐反应的结果。在正常生理状态时,酶和基质以细胞中的细胞壁为界,隔离于各自的细胞(结构)内。由于采收中不适当的处理、老化或劣化,酶和其底物发生反应,致使产生着色物质。分必出来的无色酚类物质,由于酶的作用生成醌结构,产生水红色,最后变成褐色物质。色泽成为蘑菇鲜度识别的标志。可是变色并不一定意味着立刻不适合食用或发生异味。
5.切柄 用清洁的小刀,与菌柄成直角切断。菌柄的长度取决于和菌盖直径的比例。采菇方法的训练和卫生管理都是很重要的。
6.硬实 只有在适宜的环境生长出来的子实体才是结实的。高温、通气不足、幼菇缺水、采收前喷水等都是蘑菇品质降低的原因。另外,蘑菇贮藏期间的劣化(变质)是由于呼吸作用,细胞壁发生化学分解作用。子实体的成长期间是增加结实度的时期,其后由于老化或坏掉(劣化)而进入软化时期。子实体的软化是由于其组织自溶、细胞物质崩解造成的。
(三)采菇效率 毋庸置疑,采收较大的蘑菇劳动效率高,而小蘑菇(3厘米)的采收成本相当高,所以销售的价格也较高。欧美国家的许多菇场栽培米色蘑菇菌株,以生产出大而重的子实体。此外,覆土时每平方米堆肥添加1千克大豆粉促使蘑菇高产,1潮菇1平方米产10~12千克是可能的。要获得这样的产量,就要把蘑菇留在菇床上长到最大限度(以不开伞为度)为止。
有经验的1名工人1小时最多采菇(菌盖直径6㎝)50公斤。如果采收的是一级蘑菇(菌盖直径3㎝),那么采收效率要低得多,成本则相对较高。有关参数如表7-17。
表7-17 不同级别蘑菇与采菇效率(㎏/h.人)
品级 菇径(㎝) 菇重(克) 菇数/㎏ 采菇效率
一 3 5.5 约180 10~15
二 4~5 8.1 约123 20~30
三 6 20.0 约50个 50
工厂化菇房一般配备可移动的采菇平台,它悬挂在与天花板连接的轨道上或菇床架上,使采菇平台可以沿轨道顺菇床移动,高度可以调节到所采菇床面的高度。在平台上有足够的地方安放装菇筐。采菇平台也可以用于其它操作,如喷水、覆土等。
可移动的采菇平台虽然需要较高的投资,但是这对于床架栽培来说是最好的采收设备。也可在较底层用小的采收车,第三层以上用采菇平台。采菇平台稳定地沿床面前进,采菇者每一来回换手都能采到3~5朵蘑菇。较大的菇场在采菇时,把浅箱运到采菇工面前,改进了采菇操作条件。
当菇床感染病害时,采菇一定要避免病害蔓延。最好要有一个人把感染湿泡病或其它病害的蘑菇切掉,并用盐(NaCl)遮盖,以免孢子扩散。
(四)机械采菇 在欧美国家的蘑菇工业中,工资成本的上升是造成蘑菇成本增加的主要原因。一个菇场生产总成本的大约60%是劳动力成本,或者30%是采菇成本。由于采菇成本在总的生产成本中如此重要,所以收菇的机械化己是势在必行。
采用新的装料系统把长满菌丝的堆肥装在床架上,而且使菇床表面平整已容易多了。为了在覆土后整平菇床表面,己经发展了一种能沿着侧板边运行的简单覆土机。
在开始使用收割机前,必须用手工把菇床侧板沿边的少部分蘑菇采干净,在这个区域内,蘑菇不能用机械切掉,因为这个地方被收割机的驱动装置占据了。覆土时可沿着侧板的狭窄部分盖上1条塑料薄膜,这样就会阻止蘑菇在床边生长。使用收割机时,180平方米的菇床,3个人操作,大约4个小时内可以收割完毕,收到大约1500~2000千克二级或三级的蘑菇,比手采的效率快了3~4倍。
大部分菇床是切割两次,第一次切掉蘑菇,第二次切掉留在床上的菇脚部分。为了防止绿霉感染,菇房湿度不应太高。菇潮一般是隔8~9天形成一次,在大约4个星期内平均可收三潮,每平方米可以收割大约18~22千克蘑菇。在三次大菇潮后,菇床上只有少量子实体出现,病虫害的危险则大大增加,因此工厂化栽培常放弃采5~6潮菇。
目前看来,用机器采收一级小蘑菇(3厘米以下)还比较困难。对罐头工业来说,是以较少的蘑菇产量和较高的人工成本求得质量?还是用机器收割大而重的蘑菇降低成本?那个策略更有利可图?这些问题仍然悬而未决。
(五)清理菇房 清料是蘑菇栽培的收尾工序,清出的堆肥习惯上称为残废料或下脚料。清料的目的一是减少废料对环境的污染并尽可能的再利用(参见第一章),二是通过对旧菇房的消毒净化为下季蘑菇栽培创造有利的生长条件。许多产菇区常常反映旧菇房种菇效果一年不如一年,其主要原因之一是由于菇房清料工作未及时做好的缘故。因为蘑菇生长过程中,其本身不断产生一些对蘑菇有害的代谢产物,并逐渐积累在墙壁、床架上。另一方面,菇房长期处在阴湿条件下,通风差,温度适中,各种病虫以菌床、菇体作营养而掌生繁殖,这些病虫不仅残存在菇房地面、墙壁、床架材料的表面,还能以休眠体的生存方式潜伏在这些材料的内部。及时清料,可以有效地控制旧菇房内各种病虫的繁殖量和潜伏量,也是获得蘑菇连年稳产、高产的重要措施。菇房清理及消毒程序如下:
大约采菇5星期后,虽然菇床仍可再出菇,但为了提高设施利用率尽早安排下一轮栽培而中止出菇。把菇床采干净,用直接蒸汽热蒸,然后出清。或在菇床表面喷水,把电子热电偶放在堆肥中直接产生蒸汽,使堆肥温度达到70℃,这样的温度要一直保持至少12小时。热蒸的目的主要是杀死病虫。在这样高的温度下,象线虫、螨类、蝇类以及霉菌也都会被杀死。为了防止损坏建筑物,加热和冷却都要有一个逐步的过程。
出残料采用尼龙拖网。在当初装料时,已把细孔尼龙网铺放在床架的料层下,清料时将尼龙拖网与一根传动轴连接,然后慢慢卷拖输送带从床上拖出残料。
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