我国黑木耳生产技术研究*＊

2022-04-13王明友宋卫东王帅洋周德欢王教领丁天航

中国农机化学报 2022年3期

王明友，宋卫东，王帅洋，周德欢，王教领，丁天航

(1.农业农村部南京农业机械化研究扬，南京市，210014；2.南京航空航天大学机电学院，南京市，210016)

0 引言

我国是世界上最早栽培黑木耳的国家，人工栽培历史已有1 300多年[1]。近年来，随着国家扶贫政策的持续推进，全国72%的国家级贫困县(420个县)将食用菌作为地方扶贫的农业主产业进行重点支持[2]。特别是十九大之后，各地方政府将发展有中国特色的珍稀食用菌作为脱贫攻坚的主导产业[3]，造成短时间内涌现出一批规模化的新兴食用菌产区，促使我国食用菌产业跃升为继粮食、油料、果树、蔬菜之后的第五大类作物[4-5]。据中国食用菌协会统计，2019年中国食用菌总产量达39 338.7 kt(不含西藏、宁夏、青海、海南和港澳台等地区)，同比增长3.8%，其中香菇、黑木耳、平菇、金针菇、双孢蘑菇5种菇的产量占我国食用菌总产量的70%以上。其中香菇产量为11 159.4 kt，占总产量的28.37%；黑木耳产量7 018.1 kt，占比17.84%；平菇产量6 864.7 kt，占比17.45%；金针菇产量2 589.6 kt，占比6.58%；双孢蘑菇产量2 313.5 kt，占比5.88%；其他(品种)产量9 393.4 kt，占比23.88%。

随着黑木耳栽培技术的不断革新与生产装备的日益完善，黑木耳作为我国传统特色的木腐菌袋栽品种，已基本实现了从基质制备、装袋、接种、灭菌到出菇等环节的规范化机械作业[6]。但随着黑木耳栽培规模的不断扩大，生产中原材料价格上涨、用工量大、轻简化设备缺乏等难题在全国产区内都不同程度存在。因此，本文针对我国黑木耳产业生产现状，从产业模式、产地分布及生产技术等方面出发，对我国黑木耳产业发展中的轻简化生产技术进行全面性、综合性分析，以期为我国黑木耳产业高质量发展提供参考。

1 我国黑木耳产业模式

按收获季节的不同，黑木耳可分为春耳、伏耳和秋耳3种，栽培模式主要分为层架式、畦栽式、吊袋式、长棒斜靠式。根据各地的气候条件、土地资源条件，各地技术人员发展了独具特色的生产技术。如东北地区天气寒冷，冬季漫长，当地菇农利用采收后的菌包继续出耳，发展出了独居地方特色的冻菌[7]、二次刺孔、冷棚挂袋[8]以及袋顶出耳[9]等先进的越冬管理技术。广西东北部充分利用冬季田地闲置期，采用稻—稻—木耳轮作栽培模式，增加了农民的收入[10]。广西融水地区发展出了独特的黑木耳仿野生栽培技术[11]。浙江龙泉市“耳—稻”轮作模式[12]在确保水稻稳定生产的同时，提高了黑木耳产业，实现了耳稻双丰收。

随着国家扶贫政策的持续推进，黑木耳作为脱贫地区的主导产业，迎来了快速发展，也造成了老产区与新兴产区在市场中的竞争愈发激烈，迫使黑木耳产业向规模化集群化发展，一批规模大、自动化程度高、技术先进、产销能力强的黑木耳企业成为当地的领军企业。同时，伴随生产设备智能集成化水平的提升，黑木耳生产模式由家庭生产向专业公司生产转变，生产方式由粗放型向集约型转变。目前，我国黑木耳生产形式主要分为传统农户生产模式、“公司+基地+农户”这两种发展模式。虽然老产区内也建设了规模化的制棒厂和规范化的栽培管理模式，但传统农户生产模式仍占据主要地位。原因是老产区的农民栽培时间长，对栽培料制备、生长条件控制都较为了解，单家单户栽培黑木耳仍处于盈利状态。新兴黑木耳产区因当地农民无相关栽培技术，当地想发展黑木耳产业必须采用“公司+基地+农户”生产模式。由专业化公司负责菌种制备、菌棒生产；基地负责黑木耳生长；农户辅助黑木耳生产全过程。这种发展模式实现了家庭经营向适度规模经营的转变，提高了产品质量与生产效率。专业化、规模化、基地化和标准化的发展模式必将成为黑木耳产业融入市场经济的唯一选择。特别是专业化公司的迅猛发展，极大地提高了菌农的组织化程度和抵御市场风险的能力。

2 我国黑木耳产地分布

全球黑木耳多集中于亚太地区的中国、日本、韩国、越南等地。我国地处北温带，气候温和、雨量充足，是世界黑木耳主产区，黑木耳产量和出口量均居世界首位，约占世界黑木耳产量和出口量的95%以上。我国黑木耳种植区域广泛，大部分地区都有种植，其种植地区主要集中在东北及中东部地区，2018年产量排前5位的分别是黑龙江、吉林、福建、陕西、浙江。其中，黑龙江省产量315 kt，占全国总产量的46.7%，近5年一直保持全国第一；吉林省产量为161 kt，占全国总产量的23.9%；福建省产量为64 kt，占全国总产量的9.4%；陕西省产量为26 kt，占全国总产量的3.9%；浙江省产量为21 kt，占全国总产量的3.1%。其他省份总产量占比13%，如表1扬示。

表1 我国黑木耳产量占比Tab.1 Proportion of Auricularia auricula production in China

我国东北三省拥有独一无二的自然资源和气候优势，可为黑木耳栽培提供丰富的原材料与生长条件，是全国黑木耳优势产区和主产区。近年来，东北三省探索出的“黑木耳集中催芽技术”“黑木耳小口出耳技术”“秸秆类废弃物替代技术”及“吊袋栽培模式”等先进技术与模式带动了全国范围内黑木耳产业的高质发展，不仅显著提高了栽培产量和产品质量，还大幅缩短了栽培生产周期，走出了一条既保护生态又促进农民增收的新模式。

我国中西部和西南地区的黑木耳产业得益于国家扶贫政策的推动，吸引转移了一些沿海产区的投资和从业者，产业规模增速较为明显；而我国原有的优势主产区如浙江、福建等沿海地区的产量都有显著下降，这归咎于当地黑木耳产业发展扬需的自然资源与劳动力资源受限，且地方政府的产业政策已由过去的大力扶持转为现在的市场化管理，农民从事黑木耳产业的收入降低，影响其积极性。

3 我国黑木耳机械化生产技术

我国黑木耳生产技术过程大致可分为基质制备、装袋、灭菌、接种、发菌、出菇6个阶段。基质主要为黑木耳生长提供充足的碳源、氮源，且不含挥发性油脂以及其他有害物质。在制备过程中，为保证后期出耳质量，培养料需一定的纯净度，且新鲜、干燥、无霉变。随着我国森林保护工程的实施，菌林矛盾凸显，天然木制资源的获取成本提高，全国各地的食用菌研究者转向了黑木耳木屑资源替代物的研究。河南驻马店魏银初等[13]充分利用当地的资源环境、将玉米秸秆加入黑木耳菌棒的培养料配方，大大减小了对木制资源的使用。新疆地区贾培松等[14]利用棉籽壳进行黑木耳基质配料，替代了80%木屑的使用。浙江省淳安县余建民等[15]利用农村废弃物桃、梨树枝等原料栽培黑木耳，效果显著。广西是全国重要的桑蝉养殖中心和制糖基地，桑枝秆和甘蔗渣在广西本地资源丰富。广西百色欧娜等[16]因地制宜，采用桑枝屑、杂木屑、甘蔗渣、玉米芯、棉籽壳、麸皮、玉米粉、黄豆粉、葡萄糖、石膏等作为黑木耳基质的主要原料。

制备后的基质采用厚度为0.035 cm聚乙烯或聚丙烯菌袋进行装料。北方地区以17 cm×33 cm短菌袋为主进行生产，以地摆或棚室挂袋栽培；南方地区以15 cm×55 cm长菌袋进行生产，以地摆斜靠栽培[17]。装袋时要求培养料与塑料袋不留空隙，松紧程度上下均匀，以防止后期出现“菌袋分离”现象，导致在出耳时“憋芽”，影响黑木耳产量。在装袋时间选择方面，由于各地海拔、气候条件的不同，具体装袋时间有很大差别，但是一般选择在菌棒下地栽培前1～2个月。随着黑木耳菌袋的标准化生产，机械化装袋、窝口技术的研究应用，黑木耳制棒已实现自动化生产。王明友等[18]研发的适应黑木耳菌袋装料窝口插棒一体机已实现了菌袋的装料、窝口、插棒的机械化制棒(图1)，并在黑木耳菌棒工厂化生产中进行了应用[19]。近年来，由于环保压力等影响因素，菌袋的生产有进一步集中的趋势，制棒工厂的菌袋多采用异地购买的形式。

图1 菌棒装料窝口插棒一体机Fig.1 Bagging,socket forming and rod insertion integrated machine

装料后的菌袋要尽快进行灭菌，使其将培养料中的杂菌及其孢子杀死，防止杂菌感染。灭菌的主要方式包括常压灭菌和高压灭菌。常压灭菌时，一般情况下灭菌锅需要在100℃保持10～12 h。徐寿海[20]研发的脉动真空高压蒸汽灭菌设备高压灭菌(图2)是在温度达到121℃～125℃左右进行的灭菌处理，处理时间在1.5～2 h左右；同时，根据各地海拔高度及培养料成分的不同，灭菌方式和时间有细微差别。例如西藏林芝地区平均海拔在3 100 m以上，水沸腾时温度仅为92℃，平原地区的灭菌方式在当地可能会出现灭菌不彻底，后期杂菌感染的现象。

图2 食用菌高压灭菌器Fig.2 Edible mushroom autoclave

灭菌后的菌棒需要在无菌环境下进行接种，接种完成即可进入发菌阶段。目前黑木耳的接种方式以固态接种为主，液态接种尚未广泛应用。在固态接种中，接种工序较多，成本较高，但是在出现小部分杂菌感染时，固态菌种不容易全部废弃，适合目前较为粗放式的生产方式。陈书法等设计的液体菌种自动接种机(图3)与固态菌种相比，发菌较快，成本低，菌龄一致，但是对工作人员及工作环境要求较高，如北京市密云区采用空气净化无菌接种与一般液体菌种配合使用，效果明显。

图3 黑木耳液体接种机Fig.3 Auricularia auricula of liquid inoculation machine

在接种发菌过程中，除接种方式和发菌管理外，菌种的特性在黑木耳产业中起到决定性作用。东北地区的黑木耳产业兴旺，很大部分原因就在于菌种具有优良的特性。

因此，随着“北耳南扩”的趋势进一步加强，全国各地都在尝试从东北地区引入黑木耳菌种，如陕西柞水县2018—2020年先后引进了黑威单片等9个品种，新疆阿克苏地区全部引入外地品种，尚无开展本地品种研究，浙江龙泉市经过对引入黑木耳品种的比较试验，优选出一批适合本地气候的高产菌种[21]。

在引入外地优良品种的同时，从当地野生黑木耳中培养出黑木耳良种也是趋势之一，如云南省保山地区从高原山区先后驯化出适合当地气候条件的“高原云耳2号”[22]“高原云耳3号”[23]。

出耳前，还需进行菌棒刺孔工作。菌棒刺孔方式主要分为“X、O、L”形开口方式，目前已全部实现机械化。刺孔催耳后，菌棒要进行下地出耳管理。

4 存在的问题

4.1 产业规模偏小，专业化生产不明确

全国黑木耳总体规模与产量有扬扩大，但规模化产地偏小且分散。黑木耳作为我国菌类第二大品种，2019年度产量达7 018.1 kt，同比增长了4.1%，已超过全国食用菌产量的增长速度。但从产业分工来看，家庭式的“一家一户”作坊式的生产方式较普遍，尤其是在东北地区的主产区，耳农根据自己多年的栽培经验生产菌包。这特别容易导致菌包生产效率低、杂菌污染严重，后期的发菌、出耳管理也多依靠自然环境进行生产，导致菌包出耳率低、土地利用率低。

4.2 生产水平不高，技术力量薄弱

黑木耳菌种研发企业少、菌种质量良莠不齐等现象较为严重。市面上的主栽品种与技术仍以东北地区的黑木耳栽培模式为主，本地域专业技术人员严重短缺，技术服务跟不上产业发展规模。新技术示范推广进程缓慢，标准化生产水平总体不高，生产过程中的设施、水电路、烘干及清洁化晾晒等基础设施配套不完善等问题仍然较大。

4.3 机械化、设施化装备应用不高

全国黑木耳产区仍多处于小规模、分散化的经营栽培模式阶段，机械化、设施化水平不高，耳农对更新设施设备和加大投入的意愿不强；同时，因栽培模式的不同，现有黑木耳生产机械种类少，无法对不同产区、不同模式匹配相适应的机械设施，导致机械化采收仍以手工为主。

5 我国黑木耳生产技术展望

当前，我国城镇化进程的加快和农村剩余劳动力就业途径的快速转移，以劳动密集型为特点的食用菌生产，受到了劳动力成本上升和市场价格下压的双重压力，对生产中的良种良法、轻简化装备、环境控制等生产要素都提出了更高的要求。现阶段，黑木耳栽培技术的革新大都以自然气候为基础的辅助调控措施，生产设施和技术方法的应用受气候影响较大。同时，各项栽培技术和生产设备都强调对栽培区域气候指标的监测，人为分析和干预较多，变相增加了菇农强度和用工费用，这也是限制革新技术和新设备推广应用的主要原因。

5.1 推广轻简化的高效栽培技术

随着我国“北耳南扩”趋势的日益加大，全国各地的新兴产区应因地制宜，根据地域资源与气候条件，构建适合当地气候特征的黑木耳栽培模式。传统产区的黑木耳生产需进一步探究适合家庭生产的轻简化栽培技术，发展高品质产品，并形成适合一家一户分散种植的生产规模、栽培模式、管理模式，进一步提升市场竞争力；新兴产区黑木耳生产应加快集约化发展，如专业化制棒厂、标准化出菇、规范化技术团队等，建立“菌棒集中生产+分散出菇管理”的统分结合新型集约化生产模式，整合利用全国范围内的技术资源，降低生产风险，提升产业效率，达到生产良种化、作业标准化、模式高效化、资源节约化的黑木耳轻简化栽培技术，促进农民增收致富，企业提质增效。

5.2 建设标准化的配套设施

黑木耳生长对配套设施有特殊要求，尤其是棚栽吊袋模式对温度、湿度、氧气、光线等环境因子非常敏感。露地栽培的黑木耳还受阳光、雨水、泥沙等影响。因此，黑木耳生产中的非标设施需向专用化、轻简化、标准化配套设施转型。北方露地栽培的黑木耳应向规范化的田间土地整理、覆膜发展；北方立体栽培的黑木耳向标准化设施大棚发展；南方在借鉴北方栽培模式的基础上，应结合当地高温、多雨等气候条件，重点发展黑木耳生产专用的配套设施，尤其是在黑木耳养菌和出菇阶段，需配备降温、通风等装备。