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香菇（Lentinus edodes）是精准扶贫、乡村振兴的特色优势产业，也是我国传统出口特色农产品。据中国食用菌协会统计，2022年全国食用菌总产量4222.54万t（鲜品，下同），其中，香菇总产量1295.48万t，占食用菌总产量的30.68%，是我国食用菌中年产量最大的单品，2022年出口干香菇3.33万t，创汇5.33亿美元，分别占食用菌总量的4.88%、16.91%[1]。香菇人工栽培在我国已有800多年的历史，经历了原条木天然接种栽培（砍花栽培）、段木人工栽培和代料人工接种栽培3个重要发展阶段[2]，各香菇主产区根据当地地理位置和气候条件，形成了独特的生产模式。随着传统栽培模式效率低下、劳动力成本上涨以及中青年从业人员紧缺等问题的日益突出，香菇集约化、工厂化生产逐渐成为一种趋势，农业农村部2023年将逐渐成熟的“香菇集中制棒分散出菇技术”、“食用菌菌棒一体化自动生产技术”列为农业主推技术。香菇菌棒工厂化生产是按照工业生产流程管理模式，使用大型搅拌机、装袋流水线、双开门高压蒸汽灭菌锅、标准净化车间、自动接种机，高效地完成拌料、装袋、灭菌、冷却、接种、养菌等工序，在配有环境控制系统的车间内，通过调节温度、温度、光照、空气等环境因子等达到与传统培养相似的条件集中养菌和转色，生产出培养“成熟”或“半成熟”的香菇菌棒。香菇工厂化出菇是在室内菇房利用空调、灯光和加湿机等设施设备，创造出适宜出菇的温度、湿度、光照、氧气环境，实现周年化不间断出菇，以满足市场对全年高品质香菇的消费需求。相对于传统生产方式，香菇工厂化生产是在人为控制的基础上制定相对固定的生产流程和技术工艺，实现规模化、批量化、连续化的一种生产方式，对一致性、生产周期、出菇管理，以及菌种、培养料配方和理化性质、生产管理等提出了更高的要求。如何根据香菇的生物学特性和生产规模，选择适宜的香菇菌株和建立经济可行的生产条件成为香菇工厂化生产相关研究的重点。近年来，我国食用菌工厂化生产规模和水平取得了长足的进步，相关研究和生产应用成果丰硕，形成了多项知识产权、标准和规程。据中国知网（https://www.cnki.net/）统计，与香菇工厂化生产相关的中国专利达76件，其中发明专利57件（授权14件），涉及香菇品种选育的7件（授权3件），实用新型专利17件，涉及培养设施的10件，涉及智能生产设施的6件。在香菇工厂生产中实践中，多地根据当地生产实际情况制定了相应的标准规程。根据全国标准信息公共服务平台（https://std./）统计，涉及香菇工厂化生产的行业标准2项，地方标准4项，分别是山西省、安徽省、吉林省和河南省，企业标准4项，涉及湖北、新疆和贵州。该文从香菇工厂化生产品种选育、生产过程调控等方面对相关成果进行了综述，为进一步研究和生产应用提供参考依据。 ★ 1 香菇品种选育与生产技术研究 1.1 香菇品种选育与生产技术研究 优良菌株是食用菌栽培成功的先决条件，是产业发展和进步的基础。香菇工厂化生产需要菌龄较短、出菇集中且整齐、子实体肉质厚、朵形大而圆正的单生品种。采用杂交、诱变、原生质体融合和分子标记辅助等育种手段选育高产、优质、抗逆和适应性强的菌株是各大科研院所和生产单位长期以来关注的重点[3-4]。 李昕霖[5]采用多孢杂交技术选育出香菇新品种，第1潮菇产量高于亲本60.2%，朵形圆整，个头较小，子实体厚实致密，数量多，产量高，出菇周期短且集中，接种至采收仅需69d，适合工厂化栽培。桂颖[6]以野生菌株YS44和主栽品种“七河2号”（L2）为亲本进行单单杂交，运用灰色关联度分析法对供试菌株的单菇质量、单袋菇数和单袋产量等9个农艺性状进行综合考察，最终选育出YL127、YL157、YL180和YL188等4个具有出菇早、菇数多、产量高等特性的香菇杂交菌株，适宜投入工厂化栽培。 多人选育的适宜工厂化生产香菇品种获得发明专利授权。如谢宝贵等[7]选育的香菇菌株“农香152”（保藏编号CGMCC20204），具有出菇早，无需转色即可出菇，出菇整齐，生物转化率高，一潮出菇集中等特点，专利号CN202010890312.X。张振宇等[8]选育的菌株“七河17”（保藏编号CGMCC16919）前2潮菇的生物转化率为70%~83%，出菇整齐，菇形中大型、朵形圆整，专利号CN201910180457.8。刘新锐等[9]以“808”和“L26”为亲本杂交选育出菌株“农香5号”（保藏编号CCTCCM20191018），具有菌种稳定性好、出菇温度高、出菇时间短、子实体朵形好、产量高等特点，专利号CN201911261676.5。李巧珍等[10]采用配方木屑59%、啤酒糟5%、甘蔗渣10%、白糖5%、麸皮20%、石膏1%生产“申香1504”（保藏编号CCTCCM2020109）特色香菇，建立了一种提高香菇粗多糖含量的工厂化栽培方法，专利号CN202010551496.7，可满足人们对以香菇多糖为原料的药品及健康食品的需求。 1.2 菌种生产 香菇栽培种是指经母种、原种、栽培种3个步骤扩大培养而成的菌丝体纯培养物，培养料配方一般为阔叶树木屑78%、麸皮20%、糖1%、石膏1%、含水量58%±2%，以塑料袋为容器，使用时将栽培种掰成小块由人工或接种机塞入料棒中[11]。随着相关技术的进步，越来越多的菌棒生产企业尝试使用胶囊菌种、液体菌种等新型菌种，在无菌室内采用接种机流水线接种，以提高生产效率。与传统塑料袋装固体菌种相比，香菇胶囊菌种接种操作更为方便快捷，具有菌丝恢复快、成活率高、综合污染率低等优势[12]。吴庆其等[13]研究表明胶囊菌种比用传统菌种可节约接种时间50%，污染率降低11.65%。每袋菌棒可节约接种成本约1元。吴学谦等[14-15]优化得到胶囊菌种专用配方中粗细木屑的比例宜控制在（3~4）:1，麦麸用量宜降低至5%~10%，并需添加15%~20%的细糠粉、棉籽壳粉，以及8%的复合辅料，这样既可促进香菇菌丝生长和成型后的菌丝愈伤恢复，又能控制基质转色和菌皮的形成，有利于提高菌种保藏持水性，延长保藏期。液体菌种具有制备周期较短，原材料成本低廉、接种效率高、接种后发菌迅速、封面快等优点[16]。周韬[17]以广泛栽培的香菇品种L808作为供试菌种，优化得到最佳香菇液体菌种配方为葡萄糖2%、玉米粉2%、细木屑1.5%、豆粕1.2%，培养基C/N比为23.6:1，菌丝干质量较优化前提高了307%，发酵终点是培养11d，接种至栽培料中的最佳固液比（W/V）为37.5:1~40:1，24h可萌发生长，显微镜下可观察到锁状联合。胶囊菌种和液体菌种的研究为香菇工厂化生产的菌种应用提供参考依据。 ★ 2 香菇工厂化生产过程调控研究 2.1 培养料 香菇培养料多采用阔叶树木屑，不同树种栽培香菇的生物学效率和营养品质具有明显差异[18]。在菌种、培养料配方及生产管理一致的情况下，培养料颗粒度香菇的生产周期有显著影响。颗粒度较大时，培养料孔隙度大，有利于菌丝呼吸，但颗粒度过大，培养料的持水性变差、菌丝分解木屑时间变长，生产周期也相应延长[19]。于海龙等[20]发明公开了一种香菇工厂化高效生产培养料及其制备方法，以工厂化香菇生产品种“沪香F2”为供试菌株，考察不同木屑颗粒度配比对工厂化压块香菇生产的影响。结果表明颗粒度组合（1.5mm以下）:（1.5~3.0mm）:（3.0~8.0mm）=1:1:1的菌丝生长速度最快为（5.2±0.8）mm·d-1，单菇质量最大为（27.1±1.0）g，单块（25.8cm×17.4cm×6.6cm，重量约2kg）产量较高，为（178.7±3.6）g，菇型好，第一潮菇生物转化率可达40.8%，生产周期可控制在100d以内，适合在工厂化生产条件下应用，可提高香菇工厂化生产中菌丝的生长速度，缩短生产周期，提高产量和品质。 香菇工厂化生产需要大量的木屑等原料，而这些原料的来源往往受到地理位置和资源限制。利用果树、经济林木枝条等农业副产物替代部分木屑生产香菇是可行的，通过调整培养料配方，可明显提升香菇前2潮的产量，缩短出菇时间，提高周转率[21-22]。尽管如此，仍不能解决香菇对硬质木屑的依赖，且枝条原料存在来源难以持续供应、生产香菇缺乏后劲等问题，制约了替代原料的应用。 2.2 温度 温度对香菇菌丝及子实体的生长至关重要。耿立等[23]利用香菇菌棒刺孔后菌丝细胞呼吸所不断产生的生物热进行工厂化栽培香菇菌棒（“庆科212”）的转色，配套超声波加湿机、排风扇等设备，在不用空调控温的情况下创造出适合香菇菌棒转色各个阶段的温、湿度环境，15~17d即可完成。菇房单位面积存袋量越多，料温峰值出现时间越早、料温峰值越高、波动越大。香菇菌丝在达到有效积温后，需要低温和变温刺激才能出菇，且温度直接影响香菇的产量和品质。温度15~18℃,昼夜温差达10℃时，出菇较好，生产中应根据不同的菌株和环境条件，对温度进行科学的调控[24-25]。 2.3 水分 水分是维持香菇正常生命活动的物质基础，影响菌丝的生长、子实体的产量和品质，不同生长发育阶段对菌棒含水率和空气湿度的要求不同[26]。高温期，香菇工厂化生产菇房内催蕾和出菇时，湿热空气与低温菌棒接触，易在菌棒表面“液化”形成露珠状水渍，该现象早期能促进菇蕾的形成，后期则会造成香菇生长速度不一致、菇盖粘度大、菇体含水量大、菇面颜色较深且带有褐斑、商品价值低、保存周期缩短等一系列问题。研究表明，对结露现象影响程度依次是菌棒含水量、菇房内外温差和通风频度，生产中需根据实际情况加以调控[27]。 2.4 空气 香菇是好氧型真菌，从菌丝生长到子实体发育均需要充足的氧气。氧气供应不足，菌丝培养阶段易造成袋内污染，子实体生长阶段易引起子实体畸变。生产中密封的塑料袋阻碍了CO2的排出和O2的输入，班新河等[28]、姜宁等[29]研究表明在相同的培养环境下，2次刺孔能显著提高香菇的子实体产量，在一定范围内，随着刺孔数量的增加，菌丝活力增加，菌棒的转色加速，且以在接种孔对侧刺孔对菌棒转色速度影响较大。曲扬等[30-31]研究了工厂化栽培模式下香菇菌棒和透气袋菌包对CO2释放量的影响。香菇菌棒CO2释放量在2次刺孔时产生2个峰值，透气袋菌包在菌丝满袋和转色期产生2个峰值。透气袋菌包CO2释放总量在90d培养过程中较香菇菌棒减少15.92%。刺孔菌棒CO2释放量、产量较未刺孔菌棒分别增加9.60%、32.19%。与长菌龄菌株比较，短菌龄菌株CO2的释放量在1~30d少35.10%；而在31~50d、51~74d分别多24.47%、65.60%。菌棒模式与透气袋模式相比，在我国有广泛的栽培基础和多种设施设备供选择使用，适合产业发展现状[32-33]。香菇生产各阶段都应注意通风换气，并根据不同菌株、不同生长阶段和处理方式，有针对性地采取不同措施调控生产条件。 2.5 光照 光照是香菇生长发育过程中重要的环境因素之一，菌丝在黑暗条件下生长较好，但在原基分化与子实体发育时需要适当的散射光[34-35]。不同光质对香菇菌丝生物量积累、胞外酶活性、子实体农艺性状以及多糖、可溶性蛋白、多酚含量等均有影响[36]。姜宁等[37]将转色后的香菇菌棒分别置于7种光线下照射培养，发现不同光质光照对香菇子实体农艺性状与质构品质的影响不同，红绿蓝混合光下单个菌棒蕾数最多，为24.33个，蓝光下子实体产量较高，每棒产量达到228.12g。红光和黑暗环境使子实体菌盖和菌柄的颜色偏淡，色彩饱和度增加，且促使菌柄的生长。绿光和蓝光照射下子实体农艺性状和质构品质好，可以作为香菇工厂化生产出菇阶段的首选光质。 2.6 生产管理 生产环境对食用菌的产量和品质有着重要影响，传统调控方式由技术人员根据经验完成，不适应现代工厂化生产的需求。随着无线通信和物联网技术的快速发展，智能化和自动化设备的应用为食用菌环境因子调控提供了新的发展方向。智能设备的应用主要由数据采集系统、分析处理系统、终端控制系统三部分组成。其技术难点是通过分析生产现场采集的数据，建立数学模型，使算法反映出控制系统中输出变量的动态特性，对菌菇房内的环境条件进行良好的监测与控制，达到食用菌的生长环境要求[38]。王旭等[39]针对工厂化高密度香菇生产环境调控难度大的问题，发明公开了香菇智能工厂生产线，对香菇生产所需的温度、湿度、光照、氧浓度进行全方位的自动化调控，并设有香菇催菇采摘区，增加香菇生长花菇的几率，大大提升香菇的品质，提升经济附加值，具有较好的推广及实用价值。 生产中，菌丝生长情况、菌棒成熟度等主要采用手工测量，凭经验判断，效率低，缺少科学可量化方法，精准化管控较难。周志远[40]通过采集不同生长程度的香菇菌丝图像数据集，经分析、增强、训练，建立了菌丝生长程度识别模型，结合响应式前端框架等技术，以改进后的MobileNetV3模型为核心，设计并研发了香菇菌丝生长程度图像识别系统，用于代替人工识别。生产管理人员通过系统查看菌丝生长情况，研究培养料基质种类、颗粒度大小、配比、含水量、培养温度等因素对菌丝生长速度和浓密度的影响，从而指导培养料的配置。司振宇[41]基于ResNet50深度卷积神经网络构建了香菇菌棒成熟度识别模型，与SIFT和SURF传统特征提取结果进行对比，在softmax分类器上具有较好的分类表现，达到了78.94%的识别精度，进一步通过构建香菇菌棒生产专题数据库和响应式前端框架等技术，构建了香菇菌棒生产管理模型，设计并研发了香菇菌棒生产管理系统，为生产人员解决了生产过程纸质化的记录较多，统计复杂的问题，为管理人员规划、调度生产提供了便利。高芳[42]构建了基于深度卷积神经网络的香菇等级识别模型，使用ResNet50图像分类模型对香菇进行等级识别，准确率达到了98.13%，为香菇出入预冷库的等级识别及处理等操作提供了有效方法。基于Springboot+Vue等技术，设计的香菇出菇生产管理系统等相关成果已应用于山东七河生物科技股份有限公司，实现了出菇生产过程的精准化管理，提高了生产效率，降低了人力成本。 2.7 病虫害防 香菇菌棒工厂化生产的污染率控制是一项需要统筹各个生产关键环节的系统性工程。霉菌污染是香菇工厂化生产中常见的问题，可发生在栽培的任何时期，发菌期是最易受到侵染，严重时会导致严重的损失、甚至绝收。朱晓玲等[43]对香菇工厂化栽培中常见的49株霉菌进行了分离鉴定，优势种有哈茨木霉、侧耳木霉、深绿木霉、短密青霉和总状毛霉。对霉菌的抑制效果由强到弱依次为H2O2、中生菌素和克霉灵。H2O2的安全性较高，中生菌素次之，可为制定香菇工厂化污染霉菌优势种的控制方案提供参考。肖扬等[44]以哈茨木霉的一个假定蛋白基因序列（GenBank：ON321836）作为特异性分子标记，设计特异性扩增引物，通过PCR的方法，可快速检测和鉴定工厂栽培环境中的致病真菌哈茨木霉，为香菇菌棒腐烂病发生的预测提供了可能。此外，严格控制香菇生产中的温度条件，加强通风和环境卫生管理可预防霉菌的发生、减轻为害[45]。 香菇工厂化栽培环境相对密闭，栽培密度较大，环境湿度较高，易发生菇蚊危害。通过在地面和墙角放置植物诱杀剂，中层菌袋边悬挂粘虫黄板，顶层空阔处悬挂杀虫灯等3种措施配合使用，虫口减退率可达68.8%~88.8%[46]。 ★ 3 讨论与展望 据中国食用菌协会统计，2019—2022年，我国香菇年产量分别为1115.94万、1188.21万、1295.72万t和1295.48万t，分别占当年全国食用菌总产量的28.37%、29.26%、31.34%和30.68%，连续4年都是我国食用菌中年产量最大的单品，在精准扶贫和乡村振兴中发挥了重要作用。随着香菇产业的发展，传统栽培模式存在的效率低、用工量大等问题成为制约因素，由此，集约化、工厂化集中制棒，生态分散出菇逐渐成为主流模式。优良菌株是香菇栽培成功的先决条件。多人针对工厂化生产对优良菌株的需求，选育出“农香152”“七河17”“农香5号”“申香1504”等适合工厂化生产的新品种并获得发明专利授权。与传统固体菌种生产模式相比，胶囊菌种、液体菌种等新型菌种有诸多优点，为香菇工厂化生产的菌种应用提供了参考，因生产应用环节尚存在技术难点，应用较少。如，胶囊菌种生产需专用设施设备投入和专门的工艺流程；液体菌种的发酵及接种系统成本较高，生产和质量控制难度较大，菌种老化和退化问题突出等，需要加强相关生产技术的研究和开发，降低生产成本，提高推广应用的可行性。在生产过程中，培养料、温度、湿度、空气、光照和病虫害防控等与传统栽培模式有较大区别，需根据生产条件进行探索和适时调整，必要时还需引入智能化管理系统，以应对生产规模扩大和劳动力不足带来的问题。 近年来，在精准扶贫和乡村振兴等国家相关政策的支持下，多地投资建设香菇工厂化生产企业，经营模式主要是以流水线形式生产菌棒，在环控库房内培养至成熟或半成熟，供应周边出菇基地、农户，或通过冷藏集装箱出口至国外脱袋出鲜香菇。工厂化集中生产菌棒可大幅提高生产效率，保证菌棒质量，减轻农户制棒设施和劳动力投入。农户对香菇的生长特性和季节性栽培日常管理较为熟悉，能够根据市场需求调整生产计划，控制成本，获得较大的收益率。工厂化集中制棒、分散出菇管理适合产业发展需求，将是我国香菇生产组织方式的发展方向。 香菇工厂化生产在蓬勃发展的同时，也面临着诸多问题，需从品种选育和生产过程控制角度加强创新研究。香菇的工厂化生产要求品种菌龄短、产量高，品质能达到市场需求，生产中还能适应相对缺氧和病害易发的逆境条件，在这些条件下，现有品种适合工厂化生产的并不多，须在遗传背景清晰的前提下，根据工厂化生产的需要科学系统的选育优质专用品种。食用菌工厂化出菇要求“一定量”的菇在“一定时期”内“一齐出菇”，具有高投资、高运行成本、高效率的特征。由于香菇出菇周期较长，且环控库房栽培白面菇和花菇难度较大，菇柄较长、菇面偏湿，在质量上不及合适季节大棚栽培的香菇，产品价格偏低。因此，真正实现香菇全程工厂化栽培的企业较少[47-48]。香菇工厂化出菇需要实现标准化和规模化，以提高产量和品质。虽然多地和企业根据生产需要，购置了大量设施设备，并建立了相应的标准和规程，但这些规程大多集中在制棒环节，真正决定香菇产量、品质和效益的环节，仍需要技术人员根据经验判断实施。香菇工厂化出菇应该在专用品种的基础上，根据香菇生物学和栽培学特性重新设计与改造出菇房，建立适合的出菇房结构系统，提高通风系统效率，实现对短时大换风、多次换风的需求与保湿、降温需求间的动态平衡。采用自动化、智能化的环境调控设备和生产过程控制技术，实现香菇的规模化、标准化和现代化生产。同时，企业也可以通过科学的管理和质量控制，提高生产效率和品质。香菇工厂化生产企业由于设施设备投资较高，单靠短时间内满负荷的菌棒生产，无法达到理想的收益，生存困难[49-50]。大部分企业依赖国外订单来增加产量，如韩国从中国大量进口成熟的香菇菌棒，且进口量呈逐渐增加趋势[51]。这需要有稳定的客户资源，还要面对国内诸多香菇菌棒生产企业的竞争，生存压力较大[52-53]。 在生产管理中，需通过优化生产流程、提高设备利用率和降低能源消耗等方式，降低生产成本；加强技术研发和创新，引进先进的种植技术和设备，提高生产效率和产品质量；提高生产技术和管理水平，建立完善的品质控制体系，对原材料、生产过程和产品进行全面检测和控制，确保产品的质量和安全性；制定统一的标准化和规范化管理，推广先进的生产技术和设备，提高产品质量和竞争力[54]；加强产业链整合和协同发展，推动产业升级和转型，加强品牌建设和市场开拓，加强政策支持和保障等方面的工作，促进香菇产业的可持续发展。 ★ 参考文献 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