香菇生产全程机械化装备配置方案

王明友， 马士鑫， 宋卫东， 周德欢， 王教领， 丁天航， 吴今姬

（农业农村部南京农业机械化研究所，江苏 南京 210014）

0 引言

香菇作为我国食用菌产业中的重要栽培品种，因其香气独特、营养丰富，深受人们的喜爱，栽培范围遍及全国[1]。2020 年总产量达1 188.21 万t，占全国食用菌总产量的17.39%，占全世界香菇总产量的90%[2]。在国际市场上，由于香菇具有的特殊风味，其消费市场正在由东南亚向全球延伸，消费量呈现快速增长趋势。

我国是世界上最早人工栽培香菇的国家，人工栽培起源于我国浙江省的龙泉、庆元、景宁等地区，已有近1 000 年历史。因香菇较长时间的出菇周期，致使当前我国香菇生产仍以季节性栽培模式为主。近年来，随着香菇生产装备的提档升级与栽培技术的革新，香菇生产已转向“公司+基地+农户”的生产模式，即公司生产香菇菌棒，销售给基地和农户进行出菇管理[3]。目前，我国已步入工厂化栽培香菇的探索阶段，传统的菌棒栽培模式仍为我国香菇主产区的主栽模式，而日韩透气袋模式因投资偏高且设备高度依赖进口，国内采用不多。国内香菇菌棒栽培主要采用单膜填料的长棒栽培模式，接种采用侧面4 穴接种方式，菌袋规格为150 mm×550 mm 耐高温聚乙烯塑料袋，每个菌棒需干料1 125 g，装料后栽培料含水率55%，湿质量2 500 g，菌棒长38～40 cm，直径98 mm[4]。

根据香菇国家标准（GB/T 38 581−2020）对香菇品质的要求和无公害香菇生产技术规程中的香菇生产工艺流程，结合优势主产区内的规模化香菇生产企业运行情况，在袋料栽培香菇生产全程机械化的装备选择与配置方案的基础上，标准化的袋料栽培香菇生产工艺流程为备料（基质处理机）→配料（拌料机）→装袋（装袋机）→灭菌（灭菌柜）→接种（接种机、贴膜机、套袋机）→养菌→转色催蕾（刺孔机）→出菇管理（注水机）→采收分级→保鲜、烘干（干燥机）[5-9]。

香菇为季节性栽培菌种。生产中有春栽、秋栽和冬栽之分，其分类标准为接种时间。春栽接种时间在1−4 月初，秋栽在8−9 月中旬，冬栽在10−12 月中旬，全年可接种菌棒天数约200 d[10]。基于此，本文以年产200 万袋棒（日产1 万袋菌棒），日产消耗干料11.25 t 为基标，对香菇生产全程机械化生产技术模式和机械装备配套方案进行制定，并对香菇生产机械化的9个环节（制料、搅拌、装袋、灭菌、接种、养菌、出菇、采收、烘干）农机配置的相关机具性能及相关参数进行测试，提出相应的香菇生产机械化装备配置对策，以期为香菇机械化生产装备的选型配置提供参考。

1 菌棒制备机械

1.1 基质粉碎机械

粉碎机3 种比较机型主要参数如表1 所示。受基质粉碎设备的效率、功率与进料口大小等因素的影响，按每天工作8 h，能耗最低且考虑基质喂入时的方便性，选择1 台JN450 型基质粉碎设备，如图1 所示。

表1 粉碎机3 种比较机型主要参数Tab. 1 Main parameters of three comparison models of pulverizer

图1 基质处理设备Fig. 1 Substrate processing equipment

1.2 培养料拌料机械

拌料机3 种比较机型主要参数如表2 所示。搅拌是将各种培养料混合均匀的一道关键工序，拌料不均匀，则培养料养分分布不均衡，接种后菌丝生长不整齐。培养料搅拌需采用固定结构进行作业，结合能耗与生产效率，选择3 台GXJB-7 型拌料机。

表2 拌料机3 种比较机型主要参数Tab. 2 Main parameters of three comparison models of mixer

2 装袋机械

装袋机3 种比较机型主要参数如表3 所示。装袋作为菌棒制备中的关键工序，其装袋效率将直接影响到搅拌料的酸败程度，在配置装袋设备时，需优先考虑设备的作业效率。依据作业效率与能耗，选择3 台CYZ9 型装袋机，如图2 所示。

表3 装袋机3 种比较机型主要参数Tab. 3 Main parameters of three comparison models of bagging machines

图2 香菇菌袋装料机Fig. 2 Lentinus edodes bag filling machine

3 灭菌机械

灭菌器3 种比较机型主要参数如表4 所示。将菌棒呈“品”字形摆放在灭菌车内，并预留空隙以利于蒸汽流通。选择配置2 台GXMQ-62.2 型双开门高压蒸汽灭菌柜，配套1 台4 t 锅炉。121 °C 高压灭菌时间维持3 h。若菌棒装袋时使用保水膜，为防止保水膜高温熔化，灭菌温度降为110～112 °C，灭菌时间延长至8 h。

表4 灭菌器3 种比较机型主要参数Tab. 4 Main parameters of three comparison models of sterilizer

4 接种机械

4.1 接种机

接种机3 种比较机型主要参数如表5 所示。灭菌结束后，待自然冷却后将灭菌车推入预冷室冷却。预冷室（含过滤新风系统）内，料袋自然冷却至40 °C 后推入强冷室强制冷却，料袋冷却至25 °C 接种。根据作业效率、经济性，选择3 台GXJZ-G 型固体香菇接种机。

表5 接种机3 种比较机型主要参数Tab. 5 Main parameters of three comparison models of inoculator

4.2 贴膜或套袋机械

为防止接种后的菌棒被外界杂菌感染，需对菌棒接种部位进行贴胶或套袋，3 种比较机型主要参数如表6所示。

表6 贴膜封口机3 种比较机型主要参数Tab. 6 Main parameters of three comparison models of film sealing machine

接种后的菌棒可在接种处贴透气胶片，以提供充足的氧气；也可通过套袋的方式隔离外界空气中的杂菌。因此，选择3 台TD-J4515 型套袋机或3 台GXTMJ 型贴膜机，如图3 所示。

图3 菌棒套袋机Fig. 3 Rod bagging machine

5 刺孔机械

接种后的菌棒置于培养室内进行菌丝培养，当菌种穴间菌丝相连时脱去外袋，以提供大量的氧气。待菌丝长满袋后采用刺孔机械对菌棒进行刺孔增氧，刺孔机3 种比较机型主要参数如表7 所示。发菌后的菌棒需通过刺孔机进行增氧作业，因此为加快菌棒的刺孔效率，需配置生产率较高的3 台CKD-36 型刺孔机。

表7 刺孔机3 种比较机型主要参数Tab. 7 Main parameters of three comparison models of piercing machine

6 注水机械

当菌棒头潮菇采收后，因失水严重，抑制了菌棒中菌丝恢复生长和下潮菇的形成，需对菌棒进行强制补水作业，注水机3 种比较机型主要参数如表8 所示。为使菌棒补水尽快完成，需以补水机的生产效率为主要配置依据，选择3 台HQ 型补水机。

表8 注水机3 种比较机型主要参数Tab. 8 Main parameters of three comparison models of water injection machine

7 烘干机械

香菇脱水的好坏将直接影响到干香菇的质量，目前香菇的干燥主要采用晾晒和烘干相结合的方式进行。晾晒后采用机械设备烘干时，烘干后的香菇要求外形收缩均匀，不变形，菇形圆整，菇盖颜色为深褐色，菇褶为乳白色，气味清香纯正，不带有烟味、焦味。香菇烘干机3 种比较机型主要参数如表9 所示。

表9 烘干机3 种比较机型主要参数Tab. 9 Main parameters of three comparison models of dryer

香菇烘干时必须先低温烘干，然后逐渐升高烘干温度，通常增温速率为1～3 °C/h，更高温度应控制在80～85 °C，一般要求35～40 °C 烘烤6 h→40～60 °C 下烘烤8～10 h→60 °C 烘烤2 h。香菇含水分越高，需要在低温条件下烘烤的时间就越长。结合香菇烘干量与能耗，选配5HL-1 000 型烘干机，考虑到成熟后的香菇有部分以鲜销为主，烘干机数量可配置3 台。

8 废菌棒处理机械

生产后的废菌棒，需经过脱袋处理后才能循环利用。废菌棒粉碎分离机3 种比较机型主要参数如表10 所示。

表10 废菌棒粉碎分离机3 种比较机型主要参数Tab. 10 Main parameters of three comparison models of waste rod crushing and separating machine

出菇后的菌棒如不将原料和塑料袋进行分离就易造成环境污染与资源浪费，结合菌棒总的生产量，废菌棒处理应以生产率作为主要因素进行考量。因此，选择FL-40 型粉碎分离机进行废菌棒的处理与回收，为加快处理速度，需配置数量为2 台。

9 结论

以年产200 万袋香菇菌棒为基标，全年可接种时间为200 d，则日产1 万袋香菇菌棒，日消耗干料11.25 t。其机械配备方案为1 台JN450 型基质粉碎设备，3 台GXJB-7 型培养料拌料机，3 台CY-Z9 型全自动套袋装袋机，2 台GXMQ-62.2 型双开门高压蒸汽灭菌柜，3台GXJZ-G 型固体香菇接种机，3 台TD-J4515 型套袋机或3 台GXTMJ 型贴膜机，3 台CKD-36 型刺孔机，3台HQ 型注水机，3 台5HL-1 000 型烘干机，2 台FL-40型废菌棒粉碎分离机。

香菇生产全程机械化极大地减轻了菇农的劳动强度，助推我国香菇产业的快速发展，以提高香菇生产机械化水平，为香菇机械化生产提供了参考借鉴模式。