草菇工廠化栽培關鍵技術的研究*

楊小兵，鄭國楊，胡澤生，張一帆，夏鳳娜，陳秋顏

（1.廣東省微生物研究所省部共建華南應用微生物國家重點實驗室廣東省菌種保藏與應用重點實驗室，廣東 廣州 501070；2.廣州市白云區農欣草菇食用菌專業合作社，廣東 廣州 510470；3.廣東省食用菌行業協會，廣東 廣州 510070）

〈栽培技術〉

草菇工廠化栽培關鍵技術的研究*

楊小兵1，鄭國楊1，胡澤生2，張一帆1，夏鳳娜1，陳秋顏3**

（1.廣東省微生物研究所省部共建華南應用微生物國家重點實驗室廣東省菌種保藏與應用重點實驗室，廣東 廣州 501070；2.廣州市白云區農欣草菇食用菌專業合作社，廣東 廣州 510470；3.廣東省食用菌行業協會，廣東 廣州 510070）

本研究設計了配合工廠化操作的培養基殺菌和人工氣候調控方法，通過菌種穩定性試驗、原料配伍試驗、發酵預處理試驗和栽培模式試驗，創新獲得草菇工廠化栽培的關鍵技術，與常規的簡易菇房栽培相比，可實現自動機械化操作，周年穩定產菇，避免使用農藥，人工強度大減，縮短生產周期，而平均生物學效率持平，為建立現代的草菇工廠化栽培工藝創造了可靠的技術條件。

食用菌；草菇；工廠化栽培；菌種保藏；有氧發酵；筐式栽培；人工氣候

我國是草菇的原產地，據廣東韶關的地方志記載，明朝南華寺的和尚已在用堆草澆泔的方法培植草菇，是草菇栽培歷史上最早的記錄[1]。廣東省微生物研究所于上世紀60年代在國內首創了草菇的大田和簡易菇房栽培法，并選育出首批草菇菌種V20、V23，其復壯種至今仍是全國各地的主產品種[2]。

草菇生長適宜溫度高達28℃～38℃，在現有食用菌品種中最高。生長周期僅10 d左右，在現有食用菌品種中最快。全年平均生物學效率僅10%（稻草培養基）~25%（廢棉培養基），由于近年廢棉價格大幅度上漲，原料摻假導致生物學效率普遍降到20%以下，幾乎在現有食用菌品種中最低。常規草菇簡易菇房栽培方法，在菌種易退化[3]、生產環境高溫悶濕、勞動強度大、病蟲害肆虐、濫用農藥、污水泛濫、氣味惡臭、產量質量波動大、廢渣比例高等問題上比其他品種問題更為突出。最近，因媒體持續報道廣州市市民生活水源河道污染的問題，草菇主產地的白云區政府已發文《關于開展水環境污染綜合治理的通告（云府【2013】25號）》，要求“各草菇種植場于2014年3月31日前完成無污染排放的轉型升級……對到期未完成轉型升級的違法排污草菇種植場，依法予以關閉清理”。草菇的工廠化栽培已到了勢在必行，迫在眉睫的關頭。

受制于草菇遺傳規律的特異性、菌種不穩定、草菇生長對環境條件十分敏感等原因，草菇的工廠化栽培研究一直未取得商業意義上的突破，多地宣稱建立的草菇工廠化栽培項目實際上是將常規栽培模式進行簡單集約化，頂多是美化了菇房和廠區環境，而實質的工藝技術并無明顯改觀[4-6]。本研究結合多年來的自主創新和合作研究成果，抓住草菇菌種的質量保障、高性價比原料的選配和增效預處理、機械化工藝降低勞動強度、人工氣候自動調控、病蟲害和污染控制等關鍵環節，研發出草菇工廠化栽培的系列新技術，為建立真正的草菇工廠化栽培工程創造可靠的條件。鑒于本地產區的草菇栽培廢渣已直接用于有機果蔬生產，呈現供不應求的態勢，廢渣發酵飼料和有機肥重復利用栽培其他食用菌品種等工作暫未系統開展。

1 材料和方法

1.1 試驗菌株

灰黑色品種：Vv2、Vv18、Vv21；灰白色品種：Vv15、V844。以上均為廣東省微生物研究所保藏種。

1.2 菌種培養基配方

母種培養基：綜合PDA，調初始pH8.0；原種培養基：麥粒73%（浸煮預處理）、短絨棉籽殼25%、生石灰粉2%；栽培種培養基：棉籽殼（短絨大殼）82%、大皮麥麩15%、生石灰粉3%，含水量60%。

1.3 培養基消殺方法

試管斜面母種培養基經121℃蒸汽滅菌20 min；750 mL瓶裝原種和扁寬13 cm袋裝栽培種培養基，經126℃蒸汽滅菌90 min；栽培培養基，經100℃蒸汽消殺30 min。

1.4 菇房人工氣候調控及管理程序

根據前期試驗的結果，草菇灰黑色品種在人工氣候菇房內料面遮蓋薄膜，保持溫度32℃～35℃，養菌2 d揭膜，第4天噴淋出菇水，并人工霧化加濕和通風，氣溫調節到28℃～30℃，第6天～第7天每天通風12 h。日光燈光照，菇蕾大面積發生后氣溫調節為30℃～33℃。灰白色品種32℃～35℃蓋膜養菌，1 d～1.5 d揭膜，人工霧化加濕和通風，氣溫調節到并一直保持在25℃～30℃。

1.5 菌種穩定性試驗方法

1.5.1 菌種重復轉管試驗

取上述5個菌株的保藏母種種塊（0.5 cm×0.5 cm×0.25 cm），分別轉接在5支試管長斜面（培養基同母種，斜面長度約15 cm）的底端1 cm處，32℃恒溫遮光培養，每天中午劃線測量菌絲生長速度，15 min內完成。菌絲即將長滿時取尖端菌絲重復轉接至新試管斜面，共轉接30次，劃線記錄菌絲生長速度和外觀表征。并取轉接第1次、第15次和第30次的母種擴接原種、栽培種，進行常規的室內床式栽培，每個菌株在床架上堆置3個培養基樣方（1 m×1 m×0.12 m）進行比對試驗，按照床架層數的高低和位置的內外盡量平均分布，記錄出菇天數和生物學效率，驗證多次轉管是否會造成草菇菌種退化。

1.5.2 菌種保藏溫度和時間試驗

取上述5個菌株的保藏母種種塊（0.5 cm×0.5 cm×0.25 cm），分別轉接在5支試管斜面，32℃恒溫遮光培養至菌絲長滿斜面，然后分別保藏于15℃、20℃、25℃和30℃的高低溫生物培養箱以及常溫下，從8月份開始后的3個月、6個月和12個月分別轉接1次試管斜面，劃線記錄菌絲的生長速度和外觀表征。然后擴接各級菌種和進行常規栽培比對試驗，方法同上，記錄出菇天數和生物學效率，驗證長期保藏對草菇菌種質量的影響。

1.6 栽培培養基試驗

采用優選的草菇灰黑色品種Vv18為試驗株，原料發酵按下述處理3處理，采用下述深筐栽培模式。

配方1：廢棉（含碎棉殼約15%，下同）85%、麥麩10%、生石灰粉5%，含水量65%；配方2：廢棉40%、碎稻草40%、麥麩15%、生石灰粉5%，含水量65%；配方3：廢棉25%、碎稻草50%、棉籽殼（小殼）10%、麥麩10%、生石灰粉5%，含水量65%；配方4：碎稻草60%、碎玉米芯20%、麥麩15%、生石灰粉5%，含水量65%。

其中，配方1與常規草菇栽培的培養基配方相似。配方2是為了應對廢棉價格暴漲和改善草菇的風味，添加了稻草原料，但以稻草為主的配方產量很低，廢棉的營養豐富、發酵產生料溫、保溫保濕、出菇料面平整等優勢明顯，其配比參照了其他試驗研究的結果[7]。配方3的設計是針對草菇的生長特性、原料的碳氮比和成本等因素，添加棉籽殼以加快料溫升高，增加菌絲對稻草的利用率，減少廢棉的使用量。配方4以南方本地產的農作物秸稈為主要原料，可節省原料長途運輸成本，由于采用了容器內原料發酵預處理，不存在余水流失的問題，生石灰的添加量比常規栽培有所降低。記錄各種配方的出菇天數和生物學效率。

1.7 原料發酵條件試驗

采用優選的草菇灰黑色品種Vv18為試驗株，培養基選用配方1，采用下述深筐栽培模式。

處理1：機械拌料后原料自然堆積24 h，用塑料薄膜覆蓋表面；處理2：機械拌料后原料自然堆積6 d（堆溫達到峰值約24 h），翻堆后再堆積24 h；處理3：機械拌料后原料在特制的自動通氣發酵料斗內，用塑料薄膜覆蓋斗口，自動控制，每隔12 h強制通氣5 min，在2 d（堆溫達到峰值）后重復機械拌料再發酵24 h。

根據經驗食用菌栽培原料的發酵需要在有氧狀態下進行，產生大量的高溫放線菌和真菌，氣味有酵香。而無氧堆漚大量繁殖的細菌和酵母只會使原料酸臭和產氨，不利于菌絲生長。草菇原料可以無須發酵或經過輕度發酵，而且后者可提高產量，但過度發酵反而減產[8]。其中，處理1與廣州地區現行的常規栽培相似，除了微生物發酵處于啟動階段之外，還可使原料吸水透徹，由于堆料松散，時間較短，料堆的氧氣含量足夠。處理2是上世紀70年代～80年代常用的發酵方法，操作得當產量明顯高于處理1，但周期較長，效果不夠穩定，勞動強度較大。處理3是考慮使原料發酵更快、更均勻和便于機械操作。記錄各種處理方法的出菇天數、出菇期自然料溫和生物學效率。

1.8 栽培模式試驗

采用優選的草菇灰黑色品種Vv18和灰白色品種Vv15為試驗株，培養基選用配方1，原料發酵按處理1處理。床式栽培：在栽培床面堆置培養基樣方（1 m×1 m×0.12 m），對照。淺筐栽培：盛裝培養基的塑料筐為0.38 m×0.66 m×0.08 m，料高0.08 m。深筐栽培：盛裝培養基的塑料筐為0.41 m×0.66 m× 0.16 m，料高0.12 m。

為了滿足工廠化機械操作的需要，采用自動人工氣候和具有防蟲除菌凈化設施的封閉式菇房，筐式栽培模式替代簡易菇房的床式栽培，統一采用料面播種法，可以節省繁重的物料搬運勞動量，便于菇房和周轉載具的清洗消毒，避免老菇房效應的發生。棄用對菇房和設備損害較大的菇房內高溫后發酵處理，有利于機械化、自動化和兩區制高效栽培方法的開展。記錄各栽培模式的出菇天數、生物學效率和菇形的商品性能。

2 結果與分析

2.1 草菇菌種穩定性試驗結果

試驗以草菇商業栽培的性能為直接證據。常規床式栽培每期栽培受外界氣候和工人操作的偶然性影響較大，并且由于栽培樣方床位高低、靠門窗距離不同等原因，以及個別栽培失敗的樣方需要采取補充的試驗，具體數據局部會有一定的漂移，但結果的總體表現未受影響（圖1）。

圖1 部分草菇品種出菇試驗的情況Fig.1 Fruiting test of two V.volvacea cultivars

在能夠出菇的試驗中，各草菇菌株所獲子實體的外形、質地等商品性狀與其原始的性狀無明顯改變。菇體大小、子實體密度、色澤受床面局部細微的溫濕度、光照和通風等情況影響較大，較難成為試驗的統計數據。

2.1.1 重復轉管對草菇菌種穩定性的影響

菌種轉管不同次數后的菌絲生長速度和出菇性能比對見表1。

表1 菌種轉管不同次數后的菌絲長速和出菇性能比對Tab.1 Fruiting efficiency and mycelium growth rate of V.volvacea strains with different subculture frequency

從表1可見，5個菌株的斜面母種隨著轉管次數的增加，菌絲生長速度的加快極其顯著（t＜0.01），長滿斜面的天數從7 d～12 d竟縮短至3 d～6 d。從接種到出菇的天數不變或稍有提前。母種不同轉管次數與草菇生物學效率無顯著相關性，未見菌種退化現象。

2.1.2 不同保藏溫度和時間對草菇菌種穩定性影響

菌種不同保藏溫度和時間下菌絲生長速度和出菇性能比對見表2。

從表2可見，草菇菌種保藏時間長短對菌種質量有明顯影響。幾乎所有菌株保藏時間越長，菌絲生長速度越慢，出菇天數越晚，生物學效率越低。

表2 菌種不同保藏溫度和時間下菌絲生長速度和出菇性能比對Tab.2 Fruiting efficiency and mycelium growth rate of V.volvacea strains with different storage temperature

灰黑色品種的菌種保藏溫度以25℃較佳，20℃次佳；灰白色品種以20℃較佳，25℃次佳。15℃和30℃保藏3個月效果尚可，時間稍長，15℃保藏的菌種活力明顯降低乃至喪失；30℃保藏的菌種則培養基脫水嚴重，菌絲活力明顯下降以致喪失。常溫保藏由于前3個月在夏秋季氣溫尚高，對菌種質量影響不大，但進入冬季低溫期后影響很大，所以保藏6個月和12個月的菌種活力都很快喪失。

綜合保藏時間和保藏溫度數據，草菇菌種的轉管時間應在3個～6個月，保藏溫度應在20℃～25℃。

2.2 草菇工廠化栽培培養基配方的篩選

不同培養基配方栽培草菇的情況比對見表3。

表3 不同培養基配方栽培草菇的情況比對Tab.3 Fruiting efficiency of V.volvacea with different substrates

從表3可見，常規草菇培養基配方1的生物學效率仍然是最高的，但原料成本也最高。在棉草混合配方中，配方3的稻草添加量更多，生物學效率反而較配方2高。配方4的原料來源方便，價格是配方1的1/4以下，產菇的生物學效率僅比配方1低一半左右，出菇天數較其他配方晚了2 d，說明其整個栽培周期要長2 d～4 d。所以，從性價比看，配方3是草菇工廠化栽培的合理選項，配方4在場地和能耗價格不高的地區有較大應用價值。

由于采用裝料較少的筐式栽培模式，后期料溫不如大垛的床式栽培高，對出菇有一定影響，生物學效率稍低于床式栽培（圖2）。

圖2 培養基配方試驗（左）、純棉培養基（中）、棉草培養基（右）Fig.2 Cultivation substrate tests(left),cotton substrate test (middle)and cotton-straw substrate test(right)

2.3 原料的不同發酵方法對草菇工廠化栽培的影響

3種不同發酵處理原料栽培草菇比對見表4。

表4 3種不同發酵處理的原料栽培草菇的比對Tab.4 Fruiting efficiency of V.volvacea with different composing methods

從表4可見，原料發酵處理3的生物學效率最高，是草菇工廠化栽培值得推薦的方法。處理2雖然出菇提前了1 d，但可能由于原料發酵期較長，料溫在前期升得快，后期降得快，加上筐式栽培對料溫的維持有一定影響，出菇期料溫較低，產量反而有明顯下降。原料發酵試驗裝置見圖3。

圖3 機械操作的原料強制通氣發酵料斗（左）、原料有氧發酵試驗（右）Fig.3 Force ventilation containers for substrate composing (left)and the composing test(right)

2.4 不同栽培模式對草菇栽培的影響

3種栽培模式下草菇的產量和質量比對見表5。

表5 3種栽培模式下草菇的產量和質量比對Tab.5 Fruiting efficiency of V.volvacea with different size of substrate bulks

從表5可見，不同的栽培模式對草菇灰黑色和灰白色品種的出菇天數無影響，對生物學效率和菇形商品性能（圖4）的影響在可接受范圍內。淺筐栽培裝料少，部分試驗的生物學效率明顯高于對照（CK），但料溫受外界影響較大，穩定性較差。比較3種栽培模式（圖5），綜合工廠化栽培機械操作便利的因素，深筐栽培是較佳的備選模式。

3 討論

草菇液體菌種的應用試驗結果和利用食用菌高低溫品種對沖栽培的熱泵節能人工氣候技術，也是符合草菇工廠化栽培要求的備選技術，具體可見本文作者的其他論文[9-10]。

本研究利用20℃～25℃恒溫遮光保藏菌種，在每隔3個～6個月的時間反復轉管保藏菌種，可以達到菌種長期保持穩定的目的；采用棉草混合的培養基或純秸稈培養基，可以大大降低草菇工廠化栽培的原料成本；原料采用機械強制通風發酵的方法，既可以提高產量又可以縮短發酵時間；采用現代化人工氣候菇房、原料高溫蒸汽殺蟲殺菌、深筐栽培模式替代常規的簡易菇房生料床式栽培方法，基本杜絕了蟲害和雜菌的爆發，滿足了叉車搬運、周轉堆疊、自動調節等機械化作業的要求，生物學效率也與床式栽培相若。今后可以通過中試改進籃筐設計，優選保溫、保濕、透氣、子實體親和性覆蓋材料，添加提高后期料溫的原料等方法，進一步提高筐式栽培的產量，實現真正意義的草菇大規模工廠化栽培。

圖4 部分草菇品種的菇形Fig.4 Appearance of fruiting bodies from different cultivated V.volvacea strains

圖5 床式栽培樣方（左）、淺筐栽培（中）、深筐栽培（右）模式Fig.5 Different substrate bulks size:bed-bulk (left),sheetbulk (middle)and tray-bulk (right)

[1]羅信昌，陳士瑜.中國菇業大典（上冊）[M].北京：清華大學出版社，2010.

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Research on Industrial Cultivation Key Technology of Volvariella volvacea

YANG Xiao-bing1,ZHENG Guo-yang1,HU Ze-sheng2,ZHANG Yi-fan1,XIA Feng-na1,CHEN Qiu-yan3
(1.Guangdong Institute of Microbiology,State Key Laboratory of Applied Microbiology Southern China,Guangdong Provincial Key Laboratory of Microbial Culture Collection and Application,Guangzhou 501070,China; 2.Guangzhou Baiyun district Nongxin Volvariella&mushrooms Cooperatives,Guangzhou 510470,China; 3.Guangdong Provincial Edible Fungi Association,Guangzhou 510070,China)

An operation of culture media sterilization and artificial climate regulation workshop for Volvariella volvacea industrial cultivation was designed.And then,the industrial cultivation key technology of Volvariella volvacea were obtained by the results of spawns stability test,raw material formula test,culture media fermentation test and cultivation mode contrast test.Compared with the conventional hut cultivation,the advantages of this technic were:automatic cultivation;year-round production; pesticides-free and germicides-free;labor-saving;a short farm cycle and a flat fruiting outcome.So a reliable cultivation technology for Volvariella volvacea in industrial scale was created.

mushroom(edible fungi)；Volvariella volvacea(straw mushroom)；industrial cultivation;spawns preservation;ventilated fermentation;baskets cultivation;artificial climate

S646.1

A

1003-8310（2015）01-0020-06

10.13629/j.cnki.53-1054.2015.01.006

國家科技支撐計劃項目（2013BAD16B05）；廣東省科技計劃項目（2013509124104）。

楊小兵（1966-）男，碩士，研究員，主要從事食用菌資源開發、工廠化栽培、食品加工研究。E-mail：gdmushroom@126.com

**通信作者：陳秋顏（1985-）女，本科，工程師，主要從事食用菌食品研發與管理。E-mail:qiuyan0103@126.com

2014-11-18