香菇栽培的特点及栽培模式发展趋势
2020-04-17郑永德
黄 毅 郑永德
(1.福建农林大学,福州350000;2.莆田市农业科学研究所,福建 莆田351144)
香菇人工栽培起源于我国浙江的庆元、景宁和龙泉。历史上曾有“吴三公教人种蕈,刘国师(刘基,伯温)施恩穷乡”之说。香菇栽培技术演变历经“砍花”栽培(明、清、民国)、“段木”栽培(1945—1980年)和“袋料”栽培(1978年至今)(图1~图3)。相应地,其栽培材质历经了从“砍花”栽培的原木,到段木栽培的原木段,再到袋料栽培的木屑。产量不断大幅度增加,但品质有所弱化。
食用菌产业随着自动化控制、机械制造、食品加工等专业人士的介入,得到了日新月异的发展,各种菌类工厂化周年栽培企业兴起,规模化栽培已成常态,但香菇设施化栽培才起步。
图1 香菇的“砍花”栽培
图2 香菇的段木栽培
图3 香菇的木屑代料栽培
1 香菇栽培特点
香菇与金针菇、杏鲍菇等其他木腐生菌类代料栽培工艺流程基本相同,都是以适宜塑料袋为容器,填充与该菌类相适应的培养基质,经灭菌、接种、培养和出菇阶段(图4~图6),但香菇受生物学特性限制,栽培周期长,出菇前需有“转色工序”,出菇同步性差,采收时间成本和人工成本高。
图4 杏鲍菇袋式栽培
图5 金针菇袋式栽培
图6 香菇长棒栽培
(1)栽培周期长。我国香菇代料栽培主要为棒式栽培与短袋式栽培两种模式。棒式栽培菌棒长41厘米,重2~3 千克,裸棒周身出菇,单位栽培周期内获得的产量更高,虽然栽培工序多、管理复杂,但经过几十年栽培,已成为香菇主流栽培模式。短袋栽培模式与杏鲍菇、金针菇等相似。采用对折径18 厘米低压塑料袋,充填培养料后重1.25 千克。栽培过程中有塑料膜包裹着,相对失水少。端面出菇(短袋栽培)的菌类,一般栽培周期短,如金针菇和杏鲍菇仅44~58 天,而香菇则需150~180 天。
(2)出菇需“转色”。其他木腐菌培养至生理成熟后,只需温湿差、机械刺激等就能够丛状出菇,因品种不同从菇蕾形成至采收结束大致17~24 天,生物转化率(鲜菇产量与培养基干重)达到85%~120%。且为提高出菇库周转率和复种指数,均一次性采收。与之不同,香菇菌棒培养至生理成熟后,在出菇前必须有“转色”工序,而相关理化参数尚未明了。
(3)出菇同步性差。香菇在适宜出菇条件下,从菇蕾形成到七八分成熟,大致需要9 天时间,但其菇蕾形成不定点、不定时,单生,好氧,易开伞,发育同步性很差。每潮菇采收次数多,在出菇高峰期甚至一天采收2 次,单潮次的前后采收时间相差2~3 天,给管理带来困难。采收时间成本、人工成本是其他工厂化栽培一次性采收菌类的10~50 倍。在适宜栽培季节,香菇出菇潮次多达4~5 潮,前3 潮菇的转潮间隔期约21 天,第3 潮后的转潮间隔时间拉长,整个出菇周期需要2~4 个月。为提升香菇设施栽培场所的利用率,采收二、三潮菇后,气候适宜条件下,可将菌包搬至室外普通大棚继续出菇。
(4)出菇阶段对环境条件要求高。当前香菇设施栽培不外乎室外保温大棚和室内两种栽培场所。但香菇菇蕾发育过程离不开散射光,其能使菇盖表面变为深褐色,提高商品价值;且需维持一定的环境温度(12~18 ℃)和湿度(85%~90%),以保证菇盖表层有绒毛覆盖。香菇又属于好氧性菌类,在低二氧化碳浓度下,才可能使菇柄短、粗。为满足上述条件,两种栽培场所都需要模仿香菇在自然界出菇的环境条件:“花花阳光照得进,毛毛细雨淋得入,徐徐微风吹拂”。在实际操作中,栽培者根据外界环境条件变化,协调栽培环境温、光、水、气并不容易。
综上可见,香菇设施栽培与其他木腐生菌类设施栽培的投资与产出无法相比,其不定点、不定时出菇,多次采收花费大量劳动力成本,栽培周期长达150~180 天,栽培重复指数低,出菇期管理要求高,这是导致在我国大部分木腐生菌类都进入工厂化周年生产背景下香菇产业却难以跟进的重要原因。但香菇为百姓所熟悉,市场价格相对稳定,一、二线城市终端市场零售价格每500 克常年稳定在12~15 元,有不少菇农依然从事香菇栽培。
2 香菇设施化栽培是大势所趋
季节性农家栽培的定义为,在当地适宜季节栽培香菇,目前基本为农户提前向厂家购买菌棒(包),依靠自身经验根据自然气候条件进行栽培管理,属于粗放式季节性栽培模式。
食用菌设施化栽培的定义为,在某菌类的适宜种植季节里,采用工程技术手段,在环境相对可控条件下高效种植,是一种现代农业生产方式。
食用菌工厂化栽培的定义为,在环境完全可控条件下的周年栽培、连续生产,高复种指数,高投入、高产出,是工业化的现代化农业管理。实现食用菌工厂化栽培的前提条件是工艺成熟,每环节均有相应管控参数,每一个工序时间段均予以控制。
香菇也称中国菇,虽然有近千年的栽培历史,但基础理论研究十分欠缺。目前国内香菇生产依然以季节性栽培为主流,近年开始探索设施化栽培,极少数企业尝试工厂化栽培。随着市场对香菇品质需求的日益提升,不再局限于传统季节性栽培,与时俱进,从季节性、经验栽培向设施栽培转变是大势所趋。
当前人工费用节节攀升,招工难,留住老员工难;而机械制棒,还利于保证菌棒一致性,添置专用设备替代人力成为发展必然。沿海香菇老栽培产区借鉴日新月异的木腐菌菌棒(包)制作工艺,发明了近无人香菇菌棒生产线(图7),全自动完成塑料袋套袋、填料、扎口工序(双膜填料,600 棒/小时,单膜1 000 棒/小时),取代大量劳动力。菌棒上下端口填料充实均匀,表面光滑、微孔极少,运行稳定。
有人说全自动化设备费用过高,其实错矣,其所替代员工数乘以员工年薪(目前约4 万元),再乘以2.5年,就是专用设备开发企业定价的底线。不同规模香菇菌棒中心,根据需要如填料速度、使用员工人数等,选择相适宜型号。对于大、中型规模全年连续性生产出口香菇菌棒的企业,则非选择全自动香菇菌棒生产线不可。现在的食用菌机械研发还在“服务”上下功夫,实现设备设施智能化,设置设备运行记录、远程诊断等功能。对于机械开发企业产品定价要有合理利润,无可厚非,但机械稳定压倒一切,这是延长企业产品生命线的法宝。瓶栽模式在栽培品种的选择上存在局限性,而袋式栽培则适合所有栽培品种,全自动袋式栽培机械的突破,使袋式栽培逐渐成为主流。不实现机械化,栽培生产企业就没有效益,该论点将会被越来越多的栽培者认同,这也是产业发展的必然趋势。
3 菌棒(包)制作中心+菇农生产模式
由于历史、自然因素、经济水平和思想意识差异等原因,我国各主产区香菇生产发展水平不平衡。福建古田是中国食用菌之乡,群山峻岭,境内34 平方公里翠屏湖,为其提供了得天独厚的稳定气候条件。全县菇农20 余万人,商业化栽培食用菌品种多达12 种,银耳产量占全国总产量85%。从最早的手工填料;到使用简单机械填料(图8);到出现培养料搅拌、自动落料,人工填料与扎口完成菌棒填料(图9);到现在,香菇、银耳菌棒已实现全自动化生产(图7),从原先遍布各乡镇的512 座灭菌的船形蒙古包,发展到目前的12 家菌棒制作中心,几十年来,古田食用菌产业不断升级换代。菌棒中心在福建食用菌主产区已经相当成熟,其出现,使得菇农不再需要花费大量劳力从事生产难度大的菌棒制作,且大幅度降低了二氧化碳排放量。
图7 近无人香菇菌棒生产线
图8 传统简单机械填料
图9 香菇搅拌、填料、扎口一体机
菌棒中心生产的菌棒有三种去向:一种是经验丰富的菇农自带原料,委托菌棒中心生产,料棒制作好后运回自行接种(向他人购买菌种)、培养,出菇管理;一种是菌棒中心将生产的料棒接种、培养至生理成熟后,送入栽培棚,由菇农承包培养;还有一种是菇农预交定金后,菌棒中心将接种、培养、生理成熟后的菌棒出售给菇农。菌棒中心与菇农之间常有矛盾出现,但从多年发展情况看,菇农自带原料方法,矛盾相对较少。从东北三省发展黑木耳情况分析,菌棒制作中心无论在制作速度还是质量上都普遍被耳农认可,每户耳农的菌棒管理量数以万计,个人生产菌棒难以承受。因此,菌棒中心制作菌棒,菇农负责出菇、出耳,这是食用菌行业社会分工细化的必然产物,已成为生产主流。实现菌棒制作中心与栽培户双赢,当地食用菌产业就能够健康发展。
国内西部香菇老主产区,由于传统生产意识较强,极少有菌棒制作中心,还是以农户单打独斗形式进行香菇生产全产业链运行。当地香菇菌棒制作时间过短,不足两个月,因劳动力缺乏,工价年年上升。为此,有的生产大户采购全自动菌棒生产线,仅招聘一位机修工,照看4 台设备,大幅度提升效率,缓解用工矛盾,这是香菇菌棒制作中心的雏形,当地政府应有意识地加以引导和鼓励,造福广大栽培农户。
4 发展香菇栽培前须思考的问题
近年来,在扶贫政策鼓励下,不少地区将发展食用菌当成脱贫项目来实行,香菇栽培新区如雨后春笋冒出。纵观国内各香菇主产区,特别是香菇发展新区,菌棒生产状况良莠不齐。香菇生产需要具备多学科知识和长期的实践经验,每一操作细节,都需要经验积累,非一朝一夕可以掌握。
各地发展香菇产业前应考虑市场容量问题,考虑发展的“度”,须根据当地阔叶树森林资源多寡,200公里范围内人口密度确定市场容量,并将其和当地其他经济作物收益比较,考虑技术掌握水平等因素,实事求是控制当地发展香菇的规模。切不可盲目随意,否则结果难料。
4.1 综合地理环境符合香菇发育条件
地理环境决定当地经济走向。中国地理学家胡焕庸(1901—1998)研究中国人口分布,在1935年提出划分我国人口密度的对比线,将我国从黑龙江黑河至云南腾冲连线,划分东西两部分(图10)。环境气候条件决定人口资源分配的多寡,该线以西地区总人口数仅占全国6%,为半干旱半湿润地区,降水量稀少,导致植被生态十分脆弱,人烟稀少。在此缺水、生态脆弱自然条件下,不宜大规模将发展食用菌作为扶贫项目,应因地制宜,发展其他产业,否则劳民伤财,投入与产出不成比例。笔者认为,此线不可逾越。
图10 胡焕庸线(1935年)
4.2 在保护生态国策及适宜种植木屑短缺条件下,可用原料资源是否充足
随着国家发展战略的调整,生态保护提升,在全面执行河长制、林长制的今后,栽培木腐生菌类的专用木屑从哪里来?这一问题要认真考虑。近几年香菇、黑木耳产业无序快速发展,东北地区硬质树种木屑价格飙升29%。原料短缺导致菇农对木屑“饥不择食”,只要是阔叶树种就用于种植香菇和黑木耳,从而导致减产的现象屡见不鲜。实验数据表明,不同树种的木屑对产量、质量影响甚大。
间伐林利用,能够使林业与食用菌产业达到双赢。发展木腐生菌类生产作为脱贫致富项目,首先要考虑当地是否有足够适宜香菇栽培的树种的间伐量,适宜树林的年增长量超过间伐量,才能保证木屑永续供应。否则会使当地的生态资源遭受重创,尤其是土地石化地区,更不宜发展。在资源相对匮乏的食用菌种植地区,建立食用菌专用林已刻不容缓。先种树,后种菇,才是可持续发展香菇产业之道。
山东、陕西黄河故道老苹果树修剪的枝桠粉碎木屑,仅能够替代部分适宜树种的木屑。苹果树属于软质树种,其木屑与硬质树种木屑配搭使用,能够缩短香菇菌棒培养时间。但苹果树木屑单宁含量过高,须经一个月堆积、喷淋、发酵后才能够使用。有学者提出用杨树木屑代替,笔者不认同,因为杨树属于杨柳科速生树种,木质素含量较低,生产实践已表明,使用杨树木屑没有经济效益。
4.3 适宜栽培模式的选择
日本、韩国、越南、我国台湾和大陆等都是以低压聚乙烯塑料薄膜为栽培容器,仅容器的外观形状有所差别,这与各地的栽培习惯和气候环境等有关。如我国台湾地区、韩国和越南采用短袋式,我国大陆采用长棒式,日本采用方型菌床(图11)和圆柱状菌床(图12)等,各栽培模式各有特点。
随着技术交流的增加,有的栽培者开始尝试不同的栽培模式。我国大陆栽培者经过几年实践,已淘汰使用日本方包模式。而日本、韩国、越南、澳大利亚和我国台湾等地则使用短包栽培(图13、图14),笔者认为,相对于长棒栽培,其优势在于省略放“小、大气”工序,缩短设施栽培的周期。
图11 日本方型菌床
图12 日本圆柱菌床
图13 越南短包
图14 澳大利亚短包
栽培的最终目标是获得较高收益,选择适宜栽培模式须多方面综合分析利弊,包括:①栽培效率高低,以栽培周期短、重复指数高为佳;②运行管理难易,以简单、快速为佳;③管理、电力等综合成本;④生物转化率(每百克干木屑转化率)高为佳;⑤投入产出比;⑥优等菇比率,不同模式的优质菇比率(直径3.5 厘米)有差异;⑦市场占有率;⑧性状稳定性,种性不易退化等。
香菇长棒栽培模式在我国有40年的应用历史,菇农熟悉其季节性栽培的日常管理,笔者认为此模式依然是我国目前设施栽培首选,短包栽培次之。