食用菌液体菌种定点定量式接种器的设计与应用

王 龙 周庆平 石国华 刘建明

（唐山师范学院，唐山 063000）

食用菌栽培种的转接过程是食用菌工厂化生产和菇农作坊式生产的关键环节之一，但若接种效率低、耗时长，则易造成杂菌污染，使菌种的成活率大大降低[1-2]。目前，在食用菌生产过程中常使用的菌种有固态和液态两类，常采用“无菌操作间+无菌接种箱”的方式进行菌种的转接工作，即在一个经紫外线、酒精、高锰酸钾或福尔马林等理化措施处理后的密闭环境内进行转接操作。这种方法劳动强度高、操作不便，对工厂化生产的食用菌企业来说较易实现，但对普通菇农来说，难以掌握并操作[3-4]。

2016年，朱建平[5]设计了一款用于食用菌菌种转接的双人接种箱。该设计操作简单，工作效率高，但只适用在实验室内对食用菌的母种和原种进行转接，不能在大田生产中获得很好的推广。2016年，司伟伟等[6-7]应用STEP7-MICRO/WIN软件编程方法，设计了一种以PLC控制器、HMI触摸屏、变频器为核心的全自动对称式液体接种机控制系统。该系统实现了食用菌液体接种机的全自动、高效、稳定操作，极大地提高了液体接种机的工作效率，但其设备要求高、投资大，只能应用在有一定规模的食用菌生产企业中。因此，极有必要寻找出一种简便、高效、无毒的接种方法和设备，用以满足广大基层菇农进行食用菌生产的需要。在此背景下，笔者在长期应用液体菌种的生产实践中，经过反复试验，成功设计出一种食用菌液体菌种定点定量式接种器用于食用菌栽培种的转接，且该接种器已获得国家实用新型专利（CN200920143925.6）。该接种器具有操作简便、接种速度快、接种量可定量调节、无污染、效率高、显著降低人工劳动强度、可整体进行高压蒸汽灭菌等优点，完全脱离了传统的接菌室和接菌箱操作环境，不仅可满足工厂化食用菌生产的需要，还可适用于以家庭为单位的作坊式食用菌生产，可在多种场合下使用[8-9]。为促进该接种器的推广应用，现笔者将该接种器的整体结构、工作原理和实用效果总结介绍如下，以供参考。

1 整体结构及工作原理

1.1 外部结构

接种器包括中空的壳体、位于壳体内的活塞、与壳体相连的手柄，活塞内开有通孔，活塞前端设有密封槽，并装有菌液出口装置，密封槽内装有密封圈，活塞后端装有菌液进口装置。所述活塞后端有螺纹，活塞尾部侧面有刻度。

1.2 内部结构

接种器菌液进口装置包括弹簧一、调节螺母、压力环、阀芯座、O型密封圈、弹簧二、阀芯、进口阀体、连杆、销轴、扳手。活塞后端外套有弹簧一，壳体的尾部设有调节螺母，弹簧一的前端与壳体的尾部接触，提供回复力，弹簧一的后端与调节螺母接触，用于调节液体菌种流量，调节螺母上套有压力环，压力环通过连杆与扳手相连，扳手通过销轴固定在接种器上；活塞的尾部通过密封垫可拆卸地连接有阀芯座，在阀芯座上可拆卸地连接有进口阀体，在进口阀体与阀芯座接触内安装有O型密封圈，进口阀体的另一端通过软管与液体菌种容器相连，在进口阀体和阀芯座内设有阀芯，阀芯上可拆卸地套有弹簧二。菌液出口装置包括出口阀体、出口阀接口。在壳体前端通过密封垫可拆卸地连接出口阀体，出口阀接口通过O型密封圈可拆卸地安装在出口阀体上。

1.3 工作原理

食用菌液体菌种定点定量式接种器在工作时，先将调节螺母调节到所需要的容积，手持接种器向内握紧，扳手在握力的作用下沿支点运动，将作用力通过连杆传递给压力环，并通过调节螺母将力传递给活塞且带动活塞向前运动，同时压迫回复弹簧压缩，造成壳体内空间变小，压力升高，在压力作用下，出口单向阀开启，进口单向阀关闭，菌种介质在压力的作用下由出口单向阀流出；松手后，弹簧的恢复力通过调节螺母带动活塞和压力环向后运动，造成壳体内空间变大，压力降低，出口单向阀关闭，外部菌种介质将大气压力传递到进口单向阀并打开进口单向阀，在大气压力作用下，外部菌种介质补充进入壳体空间，回复力再由压力环通过连杆传递到扳手使扳手复位，这样活塞在壳体中完成了一次往复运动。在手的不断握紧放松的过程中，活塞将不断进行往复运动。

2 实用效果测定

食用菌液体菌种定点定量式接种器的使用对象主要是广大基层菇农，故需对该接种器进行大田现场接种试验[10-11]，以测定其实用效果。为此，笔者以已在冀东地区推广种植的茶树菇（Agrocybeaegerita）液体菌种AC9为试验材料，对该接种器的实用效果与常规接种方法进行了比较[12-13]。

2.1 材料与方法

2.1.1 液体培养基的制备

采用常规方法制备马铃薯葡萄糖液体培养基3 000 mL，平均分装于10个500 mL的三角瓶中，另选5个500 mL三角瓶各加300 mL蒸馏水，一起高压灭菌。用无菌操作方法，将茶树菇母种转接至10个三角瓶液体培养基中，每瓶接1 cm2母种2块，在恒温培养箱、25 ℃下静置培养3 d，摇瓶培养7 d。

2.1.2 袋栽培养基的制备

袋栽培养基材料配比为棉籽壳100.0 kg、过磷酸钙2.0 kg、尿素0.3 kg、石膏粉1.5 kg、水140.0 kg。使用聚丙烯膜(规格160 mm×0.05 mm），袋截长33.0 cm，每袋装培养料约350.0 g(干料)，高压灭菌处理。

2.1.3 液体菌种接种

试验组接种方法：（1）将接种器与注射针头和吸液管连接好，并将调节螺母旋钮调到5 mL定量，用纱布包裹好后与液体培养基一同灭菌。（2）逐一检查三角瓶中的原种液体，菌球多且分散、呈透明黄褐色即可用。（3）解开瓶塞，将灭菌后的接种器吸液管从瓶口插入，管端抵达瓶底，用干燥无菌脱脂棉封压瓶口。（4）用75%酒精棉球擦拭料袋口端较平展处，迅速将接种器注射针头从擦拭面插入，针端深入约5 cm即可，连续注射2次（10 mL菌液），后用胶布贴封针孔。

对照组接种方法：（1）将接种用具、菌种表面、接种人员双手用75%酒精擦抹。（2）点燃酒精灯，将接种针或镊子、菌种棉塞在火焰上灼烧消毒。（3）在火焰上将管（瓶）口棉塞轻轻拔出，斜对火焰，正式接种，每瓶原种一般可接栽培种30～40瓶。

试验组、对照组均接种200袋栽培种，在相同条件下培养自然发菌，每天观察并记录菌丝的萌发和生长情况，统计杂菌污染率，测量、记录菌丝的生长速度[14]。

2.2 结果与分析

2.2.1 接种速率和破损率比较

试验组和对照组各接菌种200袋，均进行单人操作。由表1可知，试验组接种用时为25 min，对照组接种用时为90 min，表明接种器可提高接种效率72.22%。但因使用接菌器的人操作不当，致使试验组的食用菌菌袋破损率略高于对照组，说明在生产过程中应时刻注意接菌器针头，以免菌袋产生破损。

表1 接菌速率和破损率比较

2.2.2 接种效果比较

由表2、图1可知，由于对照组与试验组所用菌种相同，且接种量、培养条件也相同，故菌种的萌发时间、半满时间、全满时间、菌丝长势、菌种商品性状相差无几。同时，试验组的菌种污染率为2%，对照组的菌种污染率为5%，表明采用接种器接种可显著降低菌种污染率，这可能与试验组接种时间短、接种器的封闭性好有关。

表2 试验组与对照组接种效果比较

图1 试验组与对照组接种效果比较

3 结论与讨论

便利、快捷、安全、稳定的食用菌栽培种液体菌种接种器及其配套方法，是广大基层菇农在食用菌生产过程中迫切需要的一种技术。笔者设计了一种操作简便、可连续接种、可调节接菌量、能降低劳动强度、可实现农村高效生产食用菌的液体菌种定点定量式接种器，且通过试验对比发现，利用该接种器进行茶树菇液体菌种的转接，不仅能充分发挥液体菌种的全方位发菌优势，还能较传统接种方法缩短接菌时间72.22%，提高了工作效率。因此，该接种器具有广泛的适用性，值得大范围推广应用。