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生物质资源的循环利用及菌菇新型工厂化栽培技术

2017-01-31赵加生汤化昌赵书光

蔬菜 2017年2期
关键词:鲜菇菌渣培养料

赵加生,孙 妍,汤化昌,赵书光

(1.灌南县农业技术推广中心,江苏 连云港 222500;2.灌南县农业委员会,江苏 连云港 222500;3.灌南县蔬菜办,江苏 连云港 222500)

针对灌南县农作物秸秆及菌渣等生物质资源丰富而再利用效益低,食用菌规模产能大而产业链条偏短,菌菇工厂化栽培关键技术积累少、标准化程度低等问题,灌南县组成了由技术推广、生产企业、科研机构等部门共同参与的“生物质资源在菌菇工厂化栽培中的循环利用技术集成与推广”项目研究团队,围绕如何高效循环利用生物质资源工厂化栽培杏鲍菇、金针菇、双孢蘑菇等问题,通过实施省农业三新工程、县科技计划等财政项目,开展了以稻麦秸秆、菌渣等生物质资源为基质,从国外引进双孢蘑菇等优良品种、技术及装备,集成研究培养料高压灭菌、隧道三次发酵、净化室接种、养菌育菇环境参数数字化智能调控、鲜菇低温仓储、病虫害绿色防控及菌渣再利用栽培双孢蘑菇、草菇等关键技术,建立健全了生物质资源循环利用工厂化栽培菌菇关键技术体系。2016年,全县生产食用菌50万t以上,实现销售收入45亿元,增加就业2万余人,辐射带动农民收入9.1亿元,实现了经济、社会和生态效益的有机统一,促进了食用菌产业的健康和可持续发展。

1 生物质资源循环生产模式

随着食用菌产业和科技发展,食用菌栽培的新型原料不断开发,农、林、牧废弃物如稻草、麦秸、玉米芯、酒渣、豆腐渣以及各类畜禽粪便等物质均是食用菌生产的主要原料。生产食用菌之后的菌渣,不仅可为动植物提供营养丰富的饲料和优质有机肥,经过处理后还可作为二次栽培食用菌的原料[1]。

工厂化栽培杏鲍菇、金针菇的培养料养分含量高、生产周期短,鲜菇采收后含有大量的菌丝体蛋白和未被吸收利用的木质素等营养成分,以往主要作为生物质燃料部分或全部替代煤炭烧锅炉使用,每吨鲜菌渣全年平均收购价格仅100元左右。而以杏鲍菇、金针菇菌渣为主要原料,利用菌渣的高氮源特性进行自热式室外一次发酵和室内二次发酵制成优质培养料,替代稻麦、鸡粪等常规配方,工厂化栽培木腐菌双孢蘑菇和草菇,不仅可以充分利用菌渣的营养成分,延伸产业链条,而且可以降低生产成本,增加产业经济效益,从而实现生物质资源的多次反复循环和利用[2]。

2 菌菇工厂化栽培关键技术

2.1 生物质资源隧道发酵技术

引进荷兰的双孢蘑菇机械设备和建筑材料,建造控温控湿型培养料发酵隧道,通过一次发酵软化稻麦秸秆、二次发酵腐熟基料和三次发酵播种养菌“三阶段”工艺流程,可以制备出质地柔软、无氨味、理化性质适中、菌丝洁白粗壮的优质培养料,技术水平先进。

按配方要求,先用混料机将稻草、鸡粪等生物质资源加水混合预湿,接着用抛料机将其装入料仓,抛堆成宽8 m、厚2.8~3.4 m的料堆,利用地下管路高压送风进行一次发酵,正常情况下,料温很快升至65~75 ℃,第6~7天料温开始下降时,将仓内培养料转移至相邻料仓内。在转仓过程中,将余下的25%原料加入培养料中进行再次发酵,料温会再次升到65~75 ℃,经过6~7 d,料仓完成一次发酵[3]。一次发酵结束后,用叉车将培养料送至相邻隧道,通过置顶式抛料机将培养料均匀装入隧道内,于同样条件下进行为期7~9 d的二次发酵[4]。当发酵料呈棕褐色,料内出现大量白色放线菌菌斑,闻不到氨味,秸秆柔软疏松、手拉即断、不粘手时结束发酵,加大通风量,将料温从48 ℃降至25 ℃以下后及时出料。用混料播种机将双孢蘑菇麦粒菌种和培养料边混匀边输送至密闭式高压隧道内,维持室温22~24 ℃、空气相对湿度75%~80%、二氧化碳浓度1 800 mg/kg以下,在避光环境条件下促进菌种萌发,菌种吃透培养料时三次发酵结束。与季节性大棚栽培和常规工厂化栽培模式相比,隧道3次发酵不仅可以高度熟化培养料,加速营养转化,便于菌丝吸收,提高培养料质量,有利于高产稳产,而且机械化程度高,用工成本低,综合优势明显。

2.2 工厂化接种技术

2.2.1 空气净化室流水线接种技术

以往食用菌规模化生产时,接种是在经过“保菇王”“菇保”等食用菌专用气雾消毒剂杀菌的接种箱内完成的,存在劳动效率低、接种环境中消毒剂气味残留、杂菌感染率高的问题。净化室流水线接种技术是借助于吸顶式空气净化单元、超净工作台、自动输送线、电子计件器、臭氧发生器、制冷机组、风淋室等设备实现流水线接种[5],虽然一次性投入成本偏大,但操作环境舒适、劳动效率高、污染率低、接种成本低,综合优势突出,现已推广应用于香如、中翰、五棵树等杏鲍菇工厂化周年生产企业。

具体操作办法:接种前一天晚上,通过接种室外的控制按钮,开启接种室内的紫外杀菌设备,接种前1 h关闭并开启制冷机组进行通风换气,降温至20~22 ℃时接种。接种员工要穿戴接种专用服装并经风淋室除尘后进入接种室,双手用75%酒精棉球擦拭消毒,接种工具用75%酒精擦拭并经火焰灼烧冷却后备用。当天使用的菌种须有专人严格挑选并进行预先消毒处理,使用时挖弃表层1~2 cm老菌皮,用接种勺将捣碎后的菌种倒入料温低于25 ℃的菌包孔穴中和料面上,以加快菌丝满袋速度和保持上下菌丝菌龄一致。接种量标准为将预留孔穴填平,料面均匀覆盖0.4 cm厚菌种即可。

2.2.2 液体菌种自动化接种技术

在优化提升杏鲍菇液体菌种工厂化生产工艺和规模化推广应用基础上,项目工作组利用空气净化室、液体发酵罐、袋料液体接种机、控制器等设备,构建了杏鲍菇液体菌种工厂化袋料自动接种技术体系,与枝条菌种和麦粒菌种的人工接种模式相比,不仅机械化程度和接种效率高,用工成本低,而且有效地保证了菌丝发育和出菇的同步性,在食用菌工厂化生产中起到了事半功倍的效果。

具体操作办法:液体培养基装罐前,将发酵罐在压力130~150 kPa、温度121 ℃条件下空消2 h,装入液体培养基后,在相同条件下实消40 min。待发酵罐液体内部温度冷却至28 ℃以下,打开培养室内紫外灯照射40 min进行空间消毒。消毒结束后,在酒精火焰圈灼烧条件下打开发酵罐接种口,将培养后的液体菌种扩接到发酵罐内,接入量为2%(体积分数)。关闭接种口,同时打开控气阀门,通入新鲜空气,通气搅拌培养,同时排出发酵过程中的废气。设定发酵罐内培养温度23~25 ℃,发酵培养3 d即可使用。培养过程中,每天罐内液体取样一次,在显微镜下观测有无杂菌感染,若发现污染,尽早处理[6]。培养完成后,通过密封的无菌管道,将液体菌种加压后送入接种车间,通过袋料液体接种机自动接入料袋(瓶)后,菌丝与固体料面紧密接触,在适宜环境下6~12 h即可萌发,24~48 h即可铺满料面,伸入料内。

2.3 环境智能化调控技术

育菇环境数据智能采集与数字化调控技术是综合利用制冷、控温、加湿、通风、照明、电脑主机、传感器、监控探头等设备及节能环保型厂房设施建筑材料,建造高标准食用菌工厂化养菌和出菇车间。管理者只需按生产要求,通过中央控制系统收集每个育菇室环境参数,根据菇体发育特征和需求远程调控菇房环境参数,即可保证育菇室内适宜的温度、湿度、光照和二氧化碳浓度,温度误差0.5 ℃,空气相对湿度误差1%。与常规生产模式相比,该技术不仅可以实现环境参数智能化采集和数字化实时精准调控,管理更实时精准高效,而且标准化、机械化程度更高,有利于实现鲜菇高产优质。

2.4 大库叠放式高效养菌技术

在以往作坊式季节性生产中,杏鲍菇养菌设施因陋就简,设施条件差,环境参数全靠生产者的经验把握,温度、空气相对湿度变化较大,菌丝生长同步性差,竞争性杂菌感染率偏高,严重时高达50%以上。而项目推广的大库养菌技术是综合应用温湿度控制仪、时间继电器、制冷机组、换气扇、仪表箱等设备组建的面积4 000~5 000 m2的大型杏鲍菇标准化养菌室,生产者利用电动叉车将摆满菌包的培养架叠放起来,菌包摆放合计12层,空间利用率是普通层架的1.6倍,平均每个菌包培养管理成本降低0.13元。管理者只需按生产要求,通过调节仪表箱内的相关按钮,即可保证养菌室内适宜的温度、湿度、光照和二氧化碳浓度,竞争性杂菌感染率可有效控制在0.1%~0.2%,实现了数字化精准控制,不仅操作简单,可以有效保证适宜的养菌环境参数,而且菌丝发育整齐一致,菌包成品率和同步性较高,便于生产管理。

2.5 病虫害绿色防控技术

在防控菇蚊、菇蝇等害虫方面,采用“黄板诱杀+防虫网(孔径250 μm)+生物制剂BTI”、蓝光诱杀等物理防治方法;在防控细菌、竞争性真菌等病害方面,采取广脉动抽真空高压灭菌、净化室接种、地面用2%石灰水定期清洗等方法。与实现绿色防控措施之前相比,病虫危害程度明显下降,为品牌创建奠定了坚实的基础。

2.5.1 菇房门窗安装防虫网

菇蚊、菇蝇幼虫不仅喜食秀珍菇培养料中的菌丝,而且为害秀珍菇菇蕾,造成断柄、倒伏、菇蕾萎缩致死。同时,菇蚊、菇蝇还容易带入霉菌等杂菌孢子,造成菌包污染。在栽培管理中,要坚持“预防为主、防重于治、综合防控”原则,在菇房门窗及通风口安装防虫网(孔径250 μm),使用防虫网来预防菇蚊、菇蝇成虫飞入菇棚内在培养料上产卵,是经济有效、简单方便的防治方法,同时又可以有效解决药物残留问题。

2.5.2 生物制剂BTI防治病虫害

秀珍菇生产中害虫的发生和危害日益严重,化学农药的大量使用会造成害虫天敌被大量杀伤,害虫抗药性增强,环境污染加剧,尤其是鲜菇上残留的化学农药直接威胁着人类的健康。生物防治在食用菌病虫害防控上还处于宣传推广阶段,但实践显示其应用前景乐观,是实现无公害食用菌生产的关键技术。生物制剂BTI作为一种高效微生物杀虫剂,在食用菌害虫的生物防治中占有重要的地位,可防治螨类、蝇蚊、线虫,持效期40 d以上,结合使用孔径250 μm的防虫网围罩大棚,出入口设置缓冲间,效果显著。在出菇期棚内挂黄板或诱虫灯诱杀成虫,使虫口减退率在95.5%~97.9%。具体的防治方法是:每667 m2用BTI可湿性粉剂150~200 g对水50~60 kg,在害虫发病初期喷雾1~2次。

2.5.3 新型色板诱杀害虫

在棚内悬挂诱杀菇蚊、菇蝇的黄板,一般每667 m2放置中型板(25 cm×13.5 cm)30块左右,或大型板(40 cm×25 cm)20块左右,均匀分布。色板粘满害虫后,要及时更换。

2.5.4 频振式高效节能杀虫灯诱捕害虫

危害秀珍菇的害虫主要是菇蚊、菇蝇等双翅目昆虫,成虫具有趋光性。虽然成虫的危害不像幼虫危害那么严重,但成虫产卵量大,如果成虫得不到及时控制,幼虫会呈几何级数上升,从而造成严重的危害。频振式杀虫灯采用科学的光源和特制的灯管,通过发射特殊波长光线来诱杀菇蚊、菇蝇,可以有效降低菇棚内的害虫数量。使用方法:将杀虫灯吊挂在菇架上,杀虫口袋距地1.5 m,使用220 V电源,每天晚间20:00开灯,次日凌晨6:00关灯,并清理接虫袋,每天可捕获菇蝇等害虫4 000~8 000头。

2.6 鲜菇采后保鲜加工技术

鲜菇采收后,及时运输至冷藏室,经真空4卡板预冷后,再进行削根、去杂和分级,对商品性好的鲜菇进行称量和抽真空包装。对菇根和次品菇进行清洗分级和罐头加工,主要制作成干品、罐头、蜜饯等,产品商品性和附加值可得到显著提高,既有效降低销售淡季的市场风险,又能出口创汇、实现增收。

3 小结

以稻草、麦秸、玉米芯及菌渣等生物质资源为原料进行食用菌工厂化栽培,既实现了变废为宝,又提高了种植效益;鲜菇采收后的菌渣直接还田种植农作物或制成基质用于蔬菜、花卉、苗木等育苗生产,既有效解决了焚烧秸秆污染环境的问题,又促进了生物质资源的循环利用,实现了循环农业的新发展。将生物质资源的循环利用与工厂化栽培菌菇关键技术相结合,在食用菌主产企业进行大规模的推广应用,充分利用生物质资源进行高效化、规模化、周年化生产,不仅实现了循环农业发展,改善了生态环境,而且进一步提高了杏鲍菇、金针菇、双孢蘑菇等食用菌的鲜菇产量、品质及生物学转化率,提升了食用菌现代化生产技术水平,应用前景非常广阔。

[1]刘方春,马海林,马丙尧,等.菇渣用作无纺布容器育苗成型机配套基质的研究[J].生态与农村环境学报,2010,26(5):477-481.

[2]时连辉,张志国,刘登明,等.菇渣和泥炭基质理化特性比较及其调节[J].农业工程学报,2008,24(4):199-203.

[3]贾金川,赵书光,张亚丽,等.双孢蘑菇工厂化高效栽培技术研究[J].上海蔬菜,2014(6):94-95.

[4]李加友,苗淑杏,姚祥坦.蘑菇菌糠二次增效发酵及其作物栽培应用[J].食用菌学报,2008,15(3):75-79.

[5]逄孝云,张立伟,罗拥兵,等.灌南县食用菌机械化高效栽培技术发展情况及建议[J].现代农业科技,2015(13):115-119.

[6]沈敏,李文生,周雷.杏鲍菇液体菌种研制与工厂化栽培应用[J].中国农技推广,2011(6):14-15.

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