工廠化金針菇“水菇”發(fā)生機理與防治措施

王 雷，楊小亮，劉 亮，袁 斌，汪國祥，陶 軍*

（1.天水眾興菌業(yè)科技股份有限公司，甘肅 天水 741000；2.天水國家農(nóng)業(yè)科技園區(qū)管理委員會，甘肅 天水 741030）

隨著我國食用菌產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，工廠化企業(yè)越來越多，其中金針菇工廠化產(chǎn)業(yè)建設(shè)速度最快，發(fā)展最迅猛。中國食用菌協(xié)會工廠化專業(yè)委員會2020年監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明[1]，目前食用菌工廠化生產(chǎn)的核心種類主要為金針菇（Flammulina velutipes）、杏鮑菇（Pleurotus eryngii）、真姬菇（Hypsizigus marmoreus） 和雙孢菇（Agaricus bisporus）。金針菇的生產(chǎn)工廠越來越多，市場競爭壓力越來越大，更高產(chǎn)和高品質(zhì)的菌類成為從業(yè)人員的追求，但在激烈競爭中許多工廠的金針菇會出現(xiàn)“水菇”現(xiàn)象，品質(zhì)大幅下降，造成較大的經(jīng)濟損失。

1 “水菇”的癥狀及特征

目前國內(nèi)金針菇工廠化主要以瓶栽為主，“水菇”的發(fā)生多是瓶栽模式工廠，其發(fā)生情況圖片見圖1。

圖1 金針菇“水菇”菇帽和大帽Fig.1 Mushroom cap and big cap of Flammulina velutipes‘water fruit body’

由圖1可知，“水菇”的癥狀從個體觀察，主要表現(xiàn)為出菇后期部分菇帽不容易變干，易形成“水晶”菇帽、“水圈”菇帽，且容易開傘，菇體長勢不整齊，菇帽大小不均勻，導(dǎo)致綜合品質(zhì)下降。從整體觀察，“水菇”發(fā)生多以庫房為單位，表現(xiàn)出整庫有“水菇”或大部分“水菇”；從地域分布顯示，發(fā)生水菇的工廠多數(shù)集中在東部地區(qū)，海拔較低的地區(qū)，或多雨季、夏季易高溫高濕的地區(qū)。

2 “水菇”發(fā)生的原因

根據(jù)近年的觀察總結(jié)，金針菇“水菇”的發(fā)生一般屬于生理性病害，金針菇是典型的好氧型食用菌，當(dāng)培養(yǎng)料環(huán)境或者外部環(huán)境發(fā)生變化，而沒有足夠氧氣供應(yīng)情況下，“水菇”發(fā)生的幾率會增加。一般認為，“水菇”的發(fā)生不是單一某個因素引起，往往是多個不利因素疊加造成，且易反復(fù)發(fā)生。關(guān)于“水菇”的成因主要包括以下幾個方面。

2.1 培養(yǎng)料缺氧

2.1.1 培養(yǎng)料含氧量

從業(yè)者為了降低生產(chǎn)成本，便不斷追求更高的單產(chǎn)量，瓶栽培養(yǎng)料注水量也不斷提升，多者甚至接近70%，這導(dǎo)致瓶內(nèi)培養(yǎng)料水分過高，含氧量不足。培養(yǎng)料透氣性差，縫隙間的氧氣被水分代替，導(dǎo)致養(yǎng)菌期間初生菌絲體和次生菌絲體活力減弱，而金針菇水分和營養(yǎng)吸收主要依靠菌索，在缺氧的情況下，菌索的吸收功能異常，成為誘發(fā)“水菇”的內(nèi)在因素[2]。

2.1.2 培養(yǎng)料配方

金針菇培養(yǎng)料中包含多種原料，如玉米芯、米糠、麩皮、大豆皮、棉籽殼、啤酒糟、甜菜渣和貝殼粉等，每種原料所起的作用不相同，有些提供營養(yǎng)物質(zhì)，有些起到保水透氣和支撐作用，有些則是調(diào)節(jié)pH。

合適的培養(yǎng)料配方有助于吸收和保持水分，保證在攪拌的過程中原材料充分拌勻，且在原材料的縫隙間有充足的氧氣，有助于菌索吸收氧氣和水分，促進菌絲在原材料的縫隙之間生長。如果原材料保水能力較差、配比不合適或出現(xiàn)發(fā)霉變質(zhì)的情況，物理特性上就會發(fā)生變化，同樣的注水量，水分不能被吸收，而是積沉到瓶底，或者占據(jù)了氧氣所在的縫隙，使透氣性變差，從而間接導(dǎo)致了培養(yǎng)料氧氣含量不足，也會引起后期產(chǎn)生“水菇”。

2.2 滅菌的影響

栽培瓶滅菌后培養(yǎng)料含水量會降低1%～2%，高溫、高壓滅菌一般采用121℃～123℃飽和蒸汽，溫度相對低且總含水量大，而過熱的蒸汽總水分含量低且溫度高。采用飽和蒸汽滅菌易導(dǎo)致更多水汽進入瓶內(nèi)，培養(yǎng)料含水量增加，超重瓶數(shù)量增加，瓶內(nèi)氧氣含量降低，從而導(dǎo)致后期“水菇”的發(fā)生；采用170℃過熱的蒸汽滅菌則進水瓶數(shù)量大幅度減少，且熱量損失少。

不同過濾材質(zhì)的瓶蓋會影響進水瓶“水菇”的發(fā)生情況。瓶栽金針菇仍以無紡布濾片為主，使用一段時間無紡布后，其表面容易長滿金針菇菌絲，其情況見圖2。

圖2 無紡布長滿菌絲體情況Fig.2 Situation of full of mycelium in the non-woven fabric

如圖2所示，無紡布被菌絲體堵塞后，滅菌排氣過程中水汽不易排出，積攢在瓶內(nèi)水分可達10 g～50 g，直接導(dǎo)致培養(yǎng)料水分增加，加劇原材料缺氧。

2.3 蒸發(fā)器除濕能力

蒸發(fā)器的主要功能是實現(xiàn)出菇室降溫，降溫的同時除去空氣中的水分，水分凝結(jié)后從冷凝水出口排出室外[3]。

金針菇的呼吸作用是通過吸收氧氣分解養(yǎng)分釋放出熱量、水汽和二氧化碳的過程。菇體水分通過菇柄和菇帽揮發(fā)到空氣中，空氣中的水分經(jīng)蒸發(fā)器實現(xiàn)除濕和降溫。在一定時間內(nèi)，當(dāng)菇體釋放出的水分總量大于蒸發(fā)器除去的水分總量時，室內(nèi)空氣就接近飽和狀態(tài)，菇帽上的小水珠不易揮發(fā)到空氣中，隨著小水珠不斷的積累和呼吸作用的持續(xù)，菇帽水分無法揮發(fā)到空氣中，逐漸變大或形成“水晶帽”“水圈帽”等，即“水菇”。但并不是所有的菇帽變大都是空氣濕度過大引起，正常生長發(fā)育的菇帽也會變大，但不易形成“水晶帽”或“水圈帽”。

2.4 菌種種性退化

當(dāng)菌種種性退化時易發(fā)生菇帽開傘或濕菇帽，同時也表現(xiàn)出單產(chǎn)下降，菇體整齊度差等情況。有些菌種活力強，長勢快，對于設(shè)備陳舊的工廠，制冷除濕能力弱，菌種生長速率快，產(chǎn)生的水汽量大于蒸發(fā)器除去的水汽量，就容易形成“水菇”。

2.5 育菇調(diào)控

金針菇屬于好氧型菌種，對濕度要求較高，食用菌生長發(fā)育過程中空氣相對濕度與培養(yǎng)料的含水量息息相關(guān)，當(dāng)培養(yǎng)料含水量較高時，會通過自身水分的蒸發(fā)和菌絲體呼吸蒸騰作用使環(huán)境中空氣相對濕度增大[7]。搔菌后菌絲恢復(fù)階段，相對濕度一般不低于95%，較高的空間濕度有利于菌絲生長。抑制階段溫度控制在4℃～6℃，需要充足的空間濕度，此階段利用低溫刺激讓幼蕾變粗壯，如果不給予充足水分，會導(dǎo)致幼蕾萎蔫，剛形成的菇帽變黃，幼蕾軟弱無力，加包菇片前后沒有充足濕度，便會從培養(yǎng)料不斷運輸水分到菇帽，如若控制不當(dāng)，就會產(chǎn)生“水菇”。

2.6 其他因素

質(zhì)量不穩(wěn)定的原材料如米糠發(fā)霉變質(zhì)或摻雜質(zhì)；養(yǎng)菌期間二氧化碳濃度偏高，瓶內(nèi)環(huán)境缺氧，也會引發(fā)后期金針菇長勢參差不齊，同一瓶內(nèi)菇個體存在差異大，最后菇帽偏大或出現(xiàn)水菇。天氣情況對金針菇生長發(fā)育也有直接影響，長期高溫天氣和陰雨連綿導(dǎo)致空氣濕度過高，出菇室的制冷和新風(fēng)系統(tǒng)均會產(chǎn)生影響，房間的新風(fēng)濕度較大或制冷能除濕力下降，均不利于除濕。

3 “水菇”的綜合防治

3.1 培養(yǎng)料與生產(chǎn)工藝

金針菇“水菇”發(fā)生的內(nèi)因主要是培養(yǎng)料含氧量不足，各種原材料混合后自身的持水能力和含氧能力不匹配，致使菌索的吸收能力減弱，出現(xiàn)吸收功能異常。選擇吸水性好的原材料，如玉米芯、棉籽殼、大豆皮、甜菜渣等，確保水分充分吸收，原材料透氣性良好，瓶底無明顯積水。

原料透氣性的好壞與自身屬性有關(guān)，也與顆粒度相關(guān)。一般生產(chǎn)配方中玉米芯的占比最多，達到34%～39%，對透氣和吸水能力起決定性作用。玉米芯經(jīng)過粉碎后，形成不同直徑的小顆粒，1 mm以內(nèi)的顆粒太細小，透氣性較差，而2 mm～6 mm的小顆粒有較好的透氣性和吸水能力，也有支撐作用，所以對減少1 mm以下和6 mm以上的顆粒尤為重要；棉籽殼是棉籽剝?nèi)∶奕屎笏酶綄傥?，常夾雜一些棉仁碎片，棉絨可起到吸水保水的作用，生產(chǎn)中多采用中殼中絨的產(chǎn)品，如果殼的占比多，則不利于水分保持，且殼中含有較高的木質(zhì)素和纖維素，菌絲對其分解能力仍十分有限[8]。

培養(yǎng)料的含水量是影響食用菌菌絲生長和出菇的重要因素[9-10]，適當(dāng)降低滅菌前培養(yǎng)料含水量，采用過熱蒸汽滅菌，使用新無紡布瓶蓋或?qū)εf無紡布進行打孔，均可降低進水瓶的發(fā)生率，提高培養(yǎng)料含氧量，有助于預(yù)防“水菇”發(fā)生。

3.2 配置適宜的制冷系統(tǒng)與蒸發(fā)器

金針菇“水菇”發(fā)生的外部因素中影響最大的是制冷系統(tǒng)。工廠化的制冷系統(tǒng)主要分為水冷式冷水機組和風(fēng)冷式冷水機組；隨著產(chǎn)能的逐步擴大，節(jié)能降耗的優(yōu)化，水冷式冷水機組（簡稱水冷式機組）的應(yīng)用也越來越廣泛，特別是產(chǎn)能較大的工廠多采用水冷式機組；風(fēng)冷式機組一般應(yīng)用于出菇室少產(chǎn)能低或者建廠較早的工廠。

3.2.1 蒸發(fā)器的除濕原理

水冷式機組可通過調(diào)整冷卻液的溫度（如乙二醇）對出菇室進行制冷與除濕方面的干預(yù)，一般出水溫度設(shè)置在-2℃～-4℃。制冷與除濕效果強弱與制冷系統(tǒng)的設(shè)定溫度、流量有直接關(guān)系，當(dāng)出水溫度合適且流量充足的情況下，制冷效果與除濕效果通過調(diào)配能夠達到平衡，此時房間具有較好除濕和降溫效果。制冷過快或過慢，可達到設(shè)定溫度，但除濕效果不理想。

出菇室的制冷是通過房間內(nèi)蒸發(fā)器換熱實現(xiàn)的，既起到降溫作用，也起到除濕作用。當(dāng)氣流經(jīng)過蒸發(fā)器翅片時，完成降溫和降濕過程，氣流中的水分在翅片上凝結(jié)成冷凝水并隨管道排出室外。

3.2.2 影響除濕的因素

影響蒸發(fā)器制冷和除濕的因素包括蒸發(fā)器配置、出菇室的保溫效果、地表及地下水汽和制冷運行時間等。蒸發(fā)器的配置是否合理，對于除濕和降溫速率有很大的影響。出菇室如果隔熱效果差，制冷啟動頻率和時間均會相應(yīng)延長，除濕時間也相應(yīng)延長，除濕效果會較好，這也是老舊工廠較少出現(xiàn)“水菇”的原因；而新建工廠出菇室密封性和隔熱性好，制冷運行時間和頻次較短，除濕效果弱，“水菇”更容易發(fā)生。

蒸發(fā)器制冷運行時間直接決定了總體除濕效果的好壞，影響蒸發(fā)器運行的因素包括頻率、蒸發(fā)器面積、風(fēng)量、冷水閥門開度和冷卻液出水溫度。其中風(fēng)量是受變頻器控制，隨著頻率增加風(fēng)量逐步加大，為了控制合理的降溫和除濕效果，使用中低頻可延長制冷時間更有利于除濕；閥門開度、出水溫度和蒸發(fā)器頻器的調(diào)節(jié)都是為了合理控制降溫時間達到最佳除濕效果，可根據(jù)出菇室冷凝水排出情況、出菇房升溫降溫記錄曲線和蒸發(fā)器瞬時除濕能力進行判斷。

3.2.3 蒸發(fā)器瞬時除濕能力

蒸發(fā)器瞬時除濕能力為蒸發(fā)器進風(fēng)口瞬時絕對濕度與蒸發(fā)器出風(fēng)口瞬時絕對濕度的差值。進風(fēng)口絕對濕度測定方法為貼近蒸發(fā)器進風(fēng)口處測定并記錄干濕球數(shù)據(jù)，將測定干濕球溫度數(shù)據(jù)和海拔高度輸入“空氣焓濕計算”軟件，見圖3，即得到進風(fēng)口絕對濕度數(shù)值（圖3中含水量），出風(fēng)口瞬時絕對濕度原理同上。

圖3 空氣焓濕計算軟件Fig.3 Air enthalpy and wet calculation software

由圖3計算得到2組數(shù)據(jù)的差值即代表房間內(nèi)的空氣流經(jīng)蒸發(fā)器后絕對濕度下降值，即蒸發(fā)器瞬時除濕能力。出菇室總體除濕效果除了與瞬時除濕能力有關(guān)，還與蒸發(fā)器運行時間相關(guān)，而且與運行時間呈正態(tài)分布。

當(dāng)蒸發(fā)器降溫速率過快，運行時間較短即達到降溫，此時總體除濕效果較差，可通過降低蒸發(fā)器頻率或減小冷水閥門開度，或適當(dāng)提高冷水機組出水溫度等措施延長蒸發(fā)器運行時間，達到降溫與除濕的目的；如果制冷降溫時間過長，蒸發(fā)器制冷閥門開度較小，瞬時除濕能力變?nèi)?，風(fēng)機始終處于運行狀態(tài)，加劇了內(nèi)循環(huán)風(fēng)的運行時間，菇帽水分被風(fēng)帶走，水分源源不斷從培養(yǎng)料運輸至菇帽并持續(xù)蒸發(fā)，導(dǎo)致菇帽逐步放大，總體除濕效果變差。此種情況可通過提高蒸發(fā)器頻率或增大冷水閥門開度、降低冷水機組出水溫度等方式縮短制冷運行時間，達到制冷和除濕的目的。

風(fēng)冷式冷水機組是由壓縮機吸入蒸發(fā)制冷后的低溫低壓制冷劑氣體，然后壓縮成高溫高壓氣體送冷凝器，再由散熱風(fēng)扇散失到外界空氣中。遇到夏季高溫高濕或連續(xù)降雨天氣時，對風(fēng)冷機組散熱效果影響小。而水冷機組通過冷卻塔水分蒸發(fā)帶走熱量，外界濕度大時換熱效果減弱，制冷和除濕能力下降，因此風(fēng)冷式機組在特殊氣候環(huán)境更具有優(yōu)勢。盡管風(fēng)冷機組制冷除濕強勁，但蒸發(fā)器表面容易結(jié)霜，使用時需特殊注意。

3.3 菌種選擇

金針菇發(fā)生“水菇”的外部因素主要是制冷系統(tǒng)，內(nèi)部因素包括培養(yǎng)料工藝和菌種種性，合適的菌種有利于金針菇除濕。

國內(nèi)絕大多數(shù)金針菇工廠化企業(yè)使用日本千曲化成公司的菌種，雖然各地域菌種命名和使用時間不同，但彼此間存在非常密切的親緣關(guān)系[9]，其基因相似度達到99%以上，但不到1%的差異也演化出了不同農(nóng)藝性狀。選擇合適的菌種可以減輕或避免“水菇”發(fā)生，子實體長勢相對緩慢的菌種在同等除濕條件下不易出現(xiàn)“水菇”或菇帽放大，主要原因是這類菌種一定時間內(nèi)釋放的熱量和水汽較少，有利于蒸發(fā)器降溫和除濕。但此類型菌種胞外酶活性不一定低，因此不能在母種階段根據(jù)菌絲生長速率來判斷出菇階段子實體生長速率。

從子實體農(nóng)藝性狀判斷，在出菇階段，菇柄較粗菌種比菇柄細的菌種更不易發(fā)生“水菇”，其生長形態(tài)見圖4。

圖4 不同菇柄粗度的菌種Fig.4 The strains with different thickness of the mushroom handle

由圖4可知，菇柄粗的菌種在現(xiàn)蕾期時原基顆粒較大，彼此的間隙也較大，隨著菇柄發(fā)育伸長也逐漸變粗。進入抑制期后，低溫和通風(fēng)有助于菇柄粗壯，粗的幼蕾間隙較大，有利于空氣流通和水分蒸發(fā)；而偏細的菌種在發(fā)育后期從菇柄處形成的水分，由于幼蕾間彼此間隙小而密，不易蒸發(fā)，進而形成“水菇”或大帽。因此選擇菇柄粗的菌種更有利于除濕，但菇柄的粗細也受育菇調(diào)控技術(shù)中新風(fēng)量的影響。

3.4 育菇調(diào)控

工廠化金針菇屬于市場化商品化較成熟的品種，市場對產(chǎn)品質(zhì)量及等級劃分比較嚴(yán)格，優(yōu)質(zhì)菇型更容易受到市場的青睞，因此育菇調(diào)控技術(shù)對金針菇品質(zhì)塑造有著十分重要的作用。市場上普遍對菇帽小且均勻、無“水菇”且耐放的產(chǎn)品更加認可。

金針菇在現(xiàn)蕾期和低溫抑制期應(yīng)適當(dāng)控制芽出數(shù)量，增加新風(fēng)量可以促進原基生長和幼蕾橫向生長，使幼蕾變粗壯，同時利用抑制機產(chǎn)生的側(cè)向吹風(fēng)也會提高幼蕾的整齊度，有利于后期除濕；若幼蕾在抑制期內(nèi)變粗壯應(yīng)及時給與充足的空間濕度并配合新風(fēng)，如果只通風(fēng)不加濕或加濕不足，在23 d～25 d出菇后期時易出現(xiàn)菇帽反濕的情況，主要原因是抑制期空間加濕不足，菇體偏軟無力，隨著空間內(nèi)循環(huán)風(fēng)的加大，菇體蒸騰作用加劇，菇帽便不斷從培養(yǎng)料運輸水分并進行蒸發(fā)，若制冷除濕效果差，則菇帽易反濕，因此抑制期應(yīng)給予幼蕾充分濕度，確保幼蕾粗壯有力。

某些特殊情況下，例如菇體完成卷紙作業(yè)后，增加二氧化碳濃度至53 987.73 mg·L-1～89 979.55 mg·L-1，并配合多段長時間光照刺激，也有抑制“水菇”的作用，但根部易萎縮或根裂，品質(zhì)下降。

3.5 其他方面

工廠化金針菇屬于現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)，氣候條件、地理位置均會對生產(chǎn)造成較大影響，如遇到連續(xù)不斷的降雨或高溫天氣，易引發(fā)新風(fēng)系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)除濕能力下降，就需要技術(shù)人員通過育菇調(diào)控提前做出判斷，減少出菇室加濕通風(fēng)或通過調(diào)整配方含水量，降低營養(yǎng)成分等方法提前預(yù)防內(nèi)因和外因引起的“水菇”。有些工廠出菇室受到地理位置制約如地勢較低，地下水位偏高，或者距離其他出菇房較近時，房間地面水汽不易擴散，地下返潮嚴(yán)重都會加重制冷系統(tǒng)負擔(dān)，間接導(dǎo)致除濕能力下降，可在廠房設(shè)計之初進行規(guī)劃，加強地下排水能力，避免潮氣聚集或墊高地基等。

老舊工廠運行多年，設(shè)備制冷和除濕能力有所下降，可適當(dāng)降低攪拌加水量，降低配方中營養(yǎng)含量，切勿過度追求單產(chǎn)，確保品質(zhì)第一；適當(dāng)采用低營養(yǎng)配方并降低單產(chǎn)，減輕設(shè)備負擔(dān)，預(yù)防“水菇”發(fā)生，降低等外品比例。

4 小結(jié)

工廠化金針菇“水菇”的發(fā)生屬于生理性病害，其發(fā)生的內(nèi)在根本原因主要是培養(yǎng)料缺氧引起的菌索吸收營養(yǎng)和水分功能異常，或菌種選擇不當(dāng)退化等；外部因素主要是制冷與除濕環(huán)節(jié)的配置不合理，導(dǎo)致除濕效果弱，育菇調(diào)控沒有給與幼蕾充足的水分和養(yǎng)分補給等綜合原因引起。一般“水菇”的發(fā)生都是由幾個因素疊加引發(fā)，相互之間又存在一定關(guān)聯(lián)，因此應(yīng)從內(nèi)因和外因多方面分析解決問題。