袋栽食用菌生产关键装备现状及发展趋势

目前，食用菌在我国农业经济中仅次于粮、棉、油、菜和果，居第6位。自我国改革开放以来，食用菌产业得到了快速发展，其产量和产值逐年增长，我国现已成为世界食用菌生产、消费及出口大国，工厂化瓶栽生产方式随着技术装备的引进吸收也有了长足的发展。

但我国食用菌目前主要的栽培方式依然是传统的袋栽方式，袋栽产量占整个食用菌总产量的70%以上。袋栽生产手段虽然从小规模手工生产发展到机械辅助的半机械化、机械化方式生产，但袋栽主要关键装备性能仍然满足不了袋栽食用菌发展的需要，同时分散的种植模式也限制了袋栽食用菌工厂化进程的发展。

本文通过分析我国食用菌产业、装备技术发展状况和国外食用菌产业所走过的由手工分散生产到机械化、规模化、标准化及社会化的发展历程，提出目前袋栽食用菌关键装备需求和生产模式，实现我国袋装食用菌生产从分散到规模化、工厂化生产方式的转变。

1产业发展状况

随着食用菌行业的技术升级和产业进步，中国食用菌产业已经基本实现了生产规模扩增式产量增长阶段。全国食用菌总产量从1978年的5.8万t，仅占全球总产的5.7%，到1990年突破100万t，2000年以后进入行业发展黄金期，2000年全国总产量为660多万t，2018年发展到3 842万t，产量占世界总产量的70％以上，如图1所示，成为当今世界上最大的食用菌生产和消费大国。

特别是食用菌工厂化生产工程的实施，使得我国食用菌在2006—2013年总产量以年均10%的增长率增长，成为我国食用菌行业的高速发展期。2014年以后受原材料成本上涨、个别菇品产能过剩和市场疲软等因素影响，出现增长放缓，增长率下降到3%。2015年以后通过产业调整，增长率基本稳定在3.5%左右。

图1 2006—2018年全国食用菌总产量

在工厂化生产上，2008年以来我国食用菌工厂化生产进入快速发展时期。据中国食用菌协会工厂化专业委员会调查统计，食用菌工厂化产量2006年仅8万t左右，2008年25万t左右，到2017年总产量已达256万t，如图2所示，占全国食用菌总产量的7%左右。

图2 2006—2017年全国工厂化生产食用菌总产量

金针菇为工厂化种植最多的品种，占45%左右，其次为双孢菇、杏鲍菇、真姬菇和蟹味菇。目前雪榕生物科技有限公司下属公司（上海、成都、山东、广东和长春）日产金针菇总计近400 t，武汉如意农业开发有限公司日产80 t左右，还有河南龙丰实业股份有限公司等公司，成为国内主要的金针菇工厂化生产企业。

从2018年金针菇产品市场需求来看，全国已出现产能过剩，主要表现在市场销售价格下滑，金针菇工厂化生产企业出现亏损，甚至个别倒闭等现象。丰富产品品种、延伸产品链、产品深度开发和综合利用是我国食用菌工厂化生产高质量发展的一个方向。

景全荣等：袋栽食用菌生产关键装备现状及发展趋势农业工程装备与机械化在种植的品种结构上，我国目前年产量超过100万t的食用菌有7个品种，分别是香菇、平菇、黑木耳、金针菇、双孢菇、毛木耳和杏鲍菇，成为我国食用菌主要种植品种。2000—2018年，香菇、平菇和黑木耳3种菌总产量平均占全国食用菌总产量50%以上，如图3所示。

图3 2000—2018年全国香菇、平菇和黑木耳3项产量占全国食用菌总产量比值

在栽培模式上，目前工厂化生产有袋栽和瓶栽2种生产模式。袋栽在我国食用菌栽培中是一个传统的栽培方式，瓶栽是随着食用菌工厂化生产而引入，瓶栽比袋栽更适合工厂化生产中机械操作，便于规范化管理和节约人工成本，但栽培瓶和辅助器具一次性投入较高。袋栽一次性投入小，且更适宜平菇、香菇和黑木耳等主要食用菌的栽培，目前袋栽方式在我国食用菌栽培总量中占有70%以上的份额。

在菌种形态应用上，目前有固态和液态2种菌种。固态菌种由于其贮存时间长和制种设备投资小等优点，在目前我国食用菌生产中仍占据主导地位，但固体菌种存在制种周期长、隐性污染概率大和菌龄不齐难以标准化管理等弊端，导致企业生产成本升高，生产风险加大。

液体菌种具有纯度高、活力强和繁殖快的特点，接入到培养基内具有流动性好、萌发快、发菌质量高及出菇周期短等优势，有着固体菌种不可比拟的优越性。现阶段固液2种形态菌种虽并行存在，但随着食用菌工厂化生产的推进，液态菌种将越来越受到食用菌生产企业的青睐，成为食用菌菌种生产的发展趋势。

2生产装备国内外发展状况

食用菌产业的诞生和生产技术的发展是人类文明进步的产物。食用菌产业无论从品种、栽培手段还是食用菌装备上来看，均伴随着技术的进步而发展。装备技术的提升解放了劳动力，提高了单产量和生产效率，工厂化生产的发展扩大生产规模，自动化技术、信息技术、机电一体化技术和环境技术等多种技术在食用菌生产中投入使用，把食用菌规模化、周年化、标准化及智能化生产的可能变成了现实。

目前工厂化生产食用菌的工艺流程为培养料制备（搅拌混合）→装瓶（装袋）→高温灭菌→自动化接种→发菌培养→后熟培养→搔菌（瓶栽）→催蕾→育菇→采收。按照生产工艺流程，食用菌生产装备主要包括培养料混合搅拌、装填（装瓶、装袋）、盖盖（瓶栽）、高温灭菌、接种、起盖（瓶栽）、骚菌（瓶栽）、挖瓶（瓶栽）和环境控制等关键装备。

2.1国外发展情况

国外食用菌工厂化生产最早起源于1947年的荷兰双孢蘑菇栽培技术，随后德国、美国和意大利等国相继实现了双孢蘑菇的工厂化及规模化生产。

20世纪80年代末，亚洲食用菌产业崛起，日本食用菌栽培以木腐菌品种金针菇、杏鲍菇和蟹味菇等瓶栽方式为代表，其技术水平处于国际领先水平。

生产过程中拌料、装瓶、杀菌、接种、培育、骚菌、出菇和挖瓶等环节都实现了机械化。韩国于20世纪90年代引进日本的技术和设备，通过技术转化，实现技术设备自给，目前日本的工厂化产品占比90%以上，韩国则达到95%以上。

欧美、日本和韩国等发达地区和国家发展至今，食用菌生产已基本实现了全程工厂化生产。从发展历程上看，社会发展和市场需求促进了食用菌生产技术的进步，技术的突破促使食用菌生产发生质的变革。

日本株式会社千曲化成公司池田忠夫以金针菇为例阐述了日本食用菌工厂化生产的发展历程和业务模式，如图4所示。

图4 日本食用菌工厂化生产发展历程

培养中心一开始是小规模种植农户共同出资组建，主要是应对昂贵的自动化设备。其功能是为培养料的集中制备，集中统一装瓶灭菌，菌种培养和接种培育，之后分散到小农户进行培养出菇，然后统一回收菌瓶和基料。目前日本食用菌生产已发展成为以大型培养中心为依托的中小型企业（或合作社）与现代化大型工厂并存的产业模式。

培养中心模式是小型分散农户进行食用菌种植在一定时期内实现品种标准化、环节机械化和品质优良化的有效模式，是对降低食用菌生产成本，满足市场对高质量食用菌需求的有效手段，也是对经济水平难于达到大型工厂化生产投资阶段的有效过渡。

这些设备自动化程度低、成套性差、生产效率低且劳动强度大，难以满足工业化和产业化大规模生产的要求。近十几年来，我国在消化吸收日本和韩国等先进技术的基础上,相继研制出了食用菌生产和加工关键环节的一些相关设备。

2.2国内发展情况

我国食用菌设备的生产还处于比较低的水平，现有的一些食用菌设备生产企业，也基本是根据国内小规模和分散栽培模式而开发的小型半机械化半自动化设备。如小型培养料搅拌机，装袋（瓶）机、卧式半自动装袋机、半自动装袋插棒机、袋装窝口插棒一体机及固体菌种接种机等，为目前袋栽食用菌生产提供了培养料制备和机械化装袋装备，推动了现阶段袋栽食用菌生产的技术进步。以连云港国鑫食用菌成套设备有限公司为代表的灭菌设备，灭菌效果显著，操作便利，不仅在袋栽食用菌生产上使用，瓶栽工厂化生产线也选型使用。

食用菌装袋机大多是采用螺旋或活塞式冲压装填，取袋、套袋及扎口需要人工辅助操作，袋装窝口插棒机，其窝口插棒均需人工操作。培养料搅拌混合机，搅拌效率低，培养料混合均匀度也无法做到标准化一致性；在接种环节中，袋栽液体接种过程尚处在人工接种状态，机械化程度低，很难保证接种时的清洁度，极易造成杂菌感染。技术装备的不匹配极大限制了我国食用菌产业的发展。

瓶栽食用菌产业工厂化生产技术还处于发展初期，其关键技术装备装瓶机、液体接种机、搔菌机及挖瓶机大多为引进韩国和日本设备，虽然目前国内瓶栽工厂化食用菌生产企业的生产规模可达100 t/d，但国产瓶栽工厂化关键设备仍处在跟跑阶段。

国家“十三五”重点研发计划“智能农机装备”重点专项设立了“温室食用菌智能化精细生产关键装备研发”课题，主要针对我国袋栽食用菌生产设备自动化程度低、基料装填一致性差、菌包接种易感染及菌丝培养生物学效率低等问题，以实现袋栽食用菌生产关键装备智能化和环境控制精细化为目标，按照基料装填、打孔接种和发菌培养生产3个关键环节，在智能化作业装备和菌丝生长环境控制实现技术突破，解决智能化袋栽食用菌培养环境控制、袋栽食用菌培养料装填和液体菌自动接种3个方面国内技术与装备空白问题。

目前承担单位对袋栽食用菌（平菇、香菇和黑木耳）关键装备进行了攻关研发，并取得成效，研发的袋栽食用菌高速膜式装袋机具备自动制袋、柔性装填、自动窝口插棒及自动码筐等功能，袋栽食用菌液体菌种接种机具有棒料智能排队输送、定位打孔、均匀接种和连续贴膜一体化作业功能，将填补国内袋栽食用菌规模化生产关键装备的空白，提升袋栽食用菌生产的智能化和精细化作业水平。

3发展趋势和模式创新

3.1发展趋势

袋栽食用菌是我国食用菌行业发展中的一种传统的栽培生产方式，产量已占全国食用菌总量的70%以上。袋栽设备机械化和自动化程度直接决定了我国食用菌生产技术水平。

袋栽食用菌生产相比瓶栽一次性投资低，符合现阶段我国农业经济发展水平，一定时期内，袋栽食用菌栽培方式仍是我国食用菌生产的主流栽培方式，因此高品质袋栽关键设备特别是高速装袋、接种等专用设备及适合于不同规模的袋栽食用菌配套装备技术已成为我国袋栽食用菌装备的重要研究方向。

3.2模式创新

从日本食用菌产业发展历程分析，日本食用菌“培养中心”的出现，是小型分散农户为提高产品质量和降低生产成本，应对食用菌工厂化生产带来的市场竞争，在资金有限的情况下，共同出资购置培养料制备、装填、灭菌、制种及接种等关键环节装备完成出菇前生产作业的一种模式，培养后的菇瓶分散到农户进行出菇和采菇作业，这样便将分散的农户生产化零为整，达到较高的现代化程度和技术水平，因此可以说这一模式本质是食用菌生产向自动化和工厂化转型过程的产物。目前这一模式仍在日本菌业中应用，与工厂化生产并行存在。

中国食用菌产业发展，特别是我国传统的袋栽食用菌生产，完全可以借用日本食用菌“培养中心”模式，促进食用菌产业做大做强，提升菌农的生产水平和管理能力。把关键技术和资金占用相对集中的关键环节，通过股份制公司制或合作组织方式成立袋栽食用菌培养中心，整合分散的种植模式，将培养料统一制备（配比和混合搅拌）、统一装袋制棒、统一灭菌、统一接种和统一培养，再分散出菇、采菇、菌菇回购和废料回收，如图5所示。这样既减少设备的投资，降低劳动强度，节约生产成本，又能保证菇品质量一致，设备产能最大化。

图5“培养中心+农户”生产模式

这一新型模式在我国已有雏形，河北平泉县食用菌生产模式就是公司组织前端生产和后期培养温室的建设，鼓励贫困农户承包温室（大棚）进行出菇管理和采收工作，公司统一回收菌菇产品进行对外销售。其本质就是“培养中心+农户”的生产模式。该模式具有可复制性，是我国袋栽食用菌快速走向机械化和工厂化生产的一条有效路径。

4结束语

我国食用菌的产量在不断稳定增长，不仅丰富了人民群众的菜篮子，同时食用菌生产作为特色农业，也为农村脱贫致富提供了有效途径，随着国家农业产业结构的调整，食用菌产业发展前景广阔。

降低成本、提高品质及统一标准是袋栽食用菌健康可持续发展的关键。当前分散的、多主体及多标准的袋栽食用菌生产模式可以借鉴“培养中心”模式，推动袋栽食用菌专业化生产进程，规范生产技术标准，降低袋栽食用菌生产成本，提升产品质量。

多品种、差异化种植和高值化综合利用是重点。结合当地的特色菇品种植，形成产业集聚，开展综合利用研究，保证食用菌产后增值。

袋栽食用菌装备技术的提升是保障。产业促进科技进步，科技推动产业发展。开展袋栽食用菌高品质快速装填设备、固（液）体自动接种设备及环境控制等关键生产装备与工艺技术的研发和制造已迫在眉睫，这样能够满足袋栽食用菌规模化、标准化及个性化生产需要。

（来源：《农业工程》2020年第4期

作者：景全荣，徐名汉，刘天舒，申文龙，燕晓辉）