近年來,食用菌生產(chǎn)在生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)數(shù)量及生產(chǎn)規(guī)模等方面均取得巨大進(jìn)展，但在發(fā)展的同時(shí)，也日益顯現(xiàn)出裝備系統(tǒng)性不足、裝備研發(fā)嚴(yán)重滯后于生產(chǎn)等因素的困擾。本文對福建省食用菌產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展進(jìn)行分析，初步探討食用菌裝備發(fā)展思路及研究方向。
一、福建省食用菌工廠化生產(chǎn)現(xiàn)狀
福建省是食用菌生產(chǎn)加工大省，擁有豐富的食用菌資源，現(xiàn)有栽培品種多樣。據(jù)最新統(tǒng)計(jì)，福建省已查明的各種大型真菌多達(dá)400種以上，其中可栽培的食用菌有40多種；已規(guī)模生產(chǎn)的食用菌有20多種，如杏孢菇、金針菇、秀珍菇、平菇、香菇、茶樹菇、雙孢蘑菇、草菇、銀耳、黑木耳、竹蓀、姬松茸等；還有常見的藥用菌，如靈芝、茯苓、猴頭菌等。根據(jù)《福建省統(tǒng)計(jì)年鑒》統(tǒng)計(jì)，近10多年來福建食用菌產(chǎn)量呈現(xiàn)逐年增長的態(tài)勢，從2002年的46.3 萬噸增加到2010 年的76.3 萬噸。由于工廠化生產(chǎn)的推動，2015年食用菌產(chǎn)量更是達(dá)到113.2萬噸。全省食用菌產(chǎn)值億元以上的縣市有21個，產(chǎn)值3億元以上的縣市有6個。
依賴得天獨(dú)厚的地理資源、氣候優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢，福建省推行適地適栽，已形成獨(dú)具特色的食用菌發(fā)展格局：閩東南沿海地區(qū)的糞草生菌產(chǎn)業(yè)帶，以及閩西北山區(qū)的木生菌產(chǎn)業(yè)帶。食用菌生產(chǎn)模式已逐步從農(nóng)戶的分散栽培向?qū)I(yè)化、規(guī)?；D(zhuǎn)變，形成具有鮮明區(qū)域特點(diǎn)的食用菌專業(yè)村和工廠化生產(chǎn)的現(xiàn)代生產(chǎn)經(jīng)營模式，有力地推動了各食用菌主產(chǎn)區(qū)形成產(chǎn)業(yè)帶和產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展。
隨著食用菌工廠化、規(guī)模化生產(chǎn)程度的進(jìn)一步提高，通過食用菌專業(yè)合作社、“公司+農(nóng)戶”、“公司+基地+農(nóng)戶”等產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營模式，使產(chǎn)業(yè)聚集形成規(guī)?；a(chǎn)區(qū)，有利于降低生產(chǎn)成本，促進(jìn)產(chǎn)品信息交流。目前福建省工廠化食用菌生產(chǎn)栽培企業(yè)接近300家，主要分布在食用菌主產(chǎn)區(qū)，如寧德、漳州、福州、南平等地區(qū)。
福建省各食用菌的產(chǎn)區(qū)分布基本穩(wěn)定，且各地市的主要食用菌品種較為明顯。福州地區(qū)以金針菇、秀珍菇、雙孢蘑菇、銀耳為主；莆田地區(qū)以雙孢蘑菇為主；漳州地區(qū)的杏鮑菇、毛木耳、雙孢蘑菇產(chǎn)量較大；三明地區(qū)以香菇為主；南平地區(qū)以真姬菇、竹蓀、香菇為主；寧德地區(qū)則以銀耳、香菇、雙孢蘑菇為主。
二、福建省食用菌工廠化裝備現(xiàn)狀
福建省的食用菌生產(chǎn)加工設(shè)備企業(yè)主要分布在食用菌生產(chǎn)規(guī)模較大的地區(qū)，特別是福州、漳州、古田等地，較為集中。這些企業(yè)生產(chǎn)的設(shè)備涵蓋原料制備、消毒滅菌、接菌、空氣凈化、環(huán)境控制、物料輸送等多個領(lǐng)域。其中，漳州金黑寶食用菌機(jī)械有限公司和漳州市興寶機(jī)械有限公司在瓶栽及短袋栽培機(jī)械方面在全國具有顯著優(yōu)勢；古田縣教學(xué)器材廠、古田文彬食用菌機(jī)械修造廠在長袋栽培機(jī)械及原料翻堆制備方面在行業(yè)內(nèi)有較高影響力；在空氣凈化設(shè)備、食用菌潔凈廠房方面，古田和福州有多家企業(yè)已得到業(yè)界認(rèn)可。
福建省各食用菌機(jī)械的研發(fā)、生產(chǎn)仍處于相對封閉的自成體系，使得在食用菌生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)中雖有相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備，但都只能解決局部加工工序，未能形成系統(tǒng)性的解決方案或成套設(shè)備。特別是在研發(fā)方面，不論是科研院所還是生產(chǎn)企業(yè)，受研發(fā)投入不足或商業(yè)模式的影響，食用菌工廠化機(jī)械裝備嚴(yán)重滯后于生產(chǎn)。主要表現(xiàn)在：
1.裝備研發(fā)缺少全局性規(guī)劃，未能實(shí)現(xiàn)全程機(jī)械化
食用菌的工廠化生產(chǎn)主要采用瓶栽與袋栽兩種工藝。瓶栽工藝的機(jī)械設(shè)備較齊全，自動化程度高，但適用菌種有限、前期投入高且市場競爭能力弱。而袋栽工藝適合的菌種面廣、前期投資少市場風(fēng)險(xiǎn)小。目前福建省除少數(shù)大型工廠化企業(yè)采用瓶栽工藝外，大多采用袋栽工藝進(jìn)行食用菌生產(chǎn)。
袋栽工藝的主要工序?yàn)椋号淞?mdash;混合攪拌－裝袋—滅菌－接種－培菌或發(fā)菌－出菇管理—采收。相應(yīng)配套機(jī)械不全，自動化程度低，生產(chǎn)加工多為單機(jī)作業(yè)或使用少量的輔助輸送設(shè)備，部分工序仍需依靠人工作業(yè)等也是阻礙袋栽工藝發(fā)展的瓶頸。以勞動強(qiáng)度較大的裝袋工序?yàn)槔?，雖然有裝袋機(jī)完成培養(yǎng)料的裝袋工作，但長袋裝袋工序中的套袋、套環(huán)及塞蓋或短袋裝袋工序的套袋、扎口作業(yè)等仍需人工完成。按一般配置，每臺裝袋機(jī)還需3～5個人工完成輔助作業(yè)。且裝袋機(jī)的工作節(jié)奏快，人工作業(yè)的勞動強(qiáng)度高，無法長時(shí)間配合工作。
此外，裝袋工序是在人工輔助作業(yè)下完成的，因?yàn)榫庑尾灰恢拢率菇臃N設(shè)備的研制難度高，目前尚無理想的袋栽設(shè)備自動接菌機(jī)，仍采用人工接菌作業(yè)，其勞動強(qiáng)度大且效率低，已成為影響生產(chǎn)效率的短板。若裝袋工序能完成全程機(jī)械化作業(yè)，則菌袋外形的一致性可得到較大提高，袋栽接種設(shè)備的研發(fā)難度也會進(jìn)一步降低。
食用菌生產(chǎn)是勞動力密集型的產(chǎn)業(yè)，近年來受農(nóng)村勞動力不足和勞動力價(jià)格上漲等因素的影響，生產(chǎn)成本上升，生產(chǎn)規(guī)模嚴(yán)重受限。而福建省食用菌生產(chǎn)加工設(shè)備的研發(fā)由于缺乏具有自主知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)，多以模仿改進(jìn)為主，未能形成全局性的規(guī)劃設(shè)計(jì)。大多生產(chǎn)加工設(shè)備仍停留在解決食用菌生產(chǎn)加工中的某一生產(chǎn)工序或工藝上，未能實(shí)現(xiàn)從全局角度進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)或改進(jìn)，生產(chǎn)過程仍存在短板而不能提高整體工效。因此，全程機(jī)械化解決方案和成套設(shè)備的發(fā)展越來越成為解決“用工荒”、降低生產(chǎn)成本及提高生產(chǎn)效率的迫切需求。
2.食用菌生產(chǎn)設(shè)備的科研滯后于栽培工藝
在食用菌的生產(chǎn)及加工由分散栽培逐步向集約化、規(guī)?；较蜣D(zhuǎn)變過程中，新技術(shù)的推廣應(yīng)用起著不可替代的作用。由于從事食用菌生產(chǎn)及加工設(shè)備研發(fā)的技術(shù)人員少以及投入資金少等原因，使得生產(chǎn)及加工設(shè)備明顯遲滯于生產(chǎn)工藝的改革或新產(chǎn)品的加工需求。高效設(shè)備的缺乏，使得新工藝的推廣應(yīng)用受阻，進(jìn)而導(dǎo)致食用菌生產(chǎn)仍處于生產(chǎn)成本較高且低效的勞動密集形作業(yè)方式。仍以裝袋工序?yàn)槔?，現(xiàn)有設(shè)備除需要人工輔助作業(yè)外，在培養(yǎng)料裝袋量的控制方式上均有不足，如沖壓式的短袋裝袋機(jī)的培養(yǎng)料裝袋量采用容積式定量，螺旋輸送式的長袋裝袋機(jī)依靠人工經(jīng)驗(yàn)，造成定量精度低進(jìn)而影響后續(xù)的生產(chǎn)管理及出菇。盡管在較長時(shí)間內(nèi)對此已有認(rèn)識，可受食用菌生產(chǎn)商業(yè)模式影響，食用菌生產(chǎn)企業(yè)不愿多投資，致使設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)研發(fā)投入不足，技術(shù)儲備不夠。雖然隨著食用菌企業(yè)的工廠化、集約化規(guī)模的增大，急需高效的新產(chǎn)品，但是由于缺乏相應(yīng)的自動化設(shè)備，致使裝袋工序已成為明顯影響生產(chǎn) 效率和產(chǎn)品質(zhì)量短板。
自2015年開始，有部分企業(yè)研發(fā)的自動裝袋設(shè)備開始投入市場，從使用情況來看，長袋的自動裝袋機(jī)使用情況良好，特別是全自動銀耳培養(yǎng)料裝袋機(jī)明顯提高了生產(chǎn)效率并減小用工量。不過用于短袋的培養(yǎng)料自動裝袋機(jī)尚未成熟，其裝袋量偏差和裝袋成品率尚未穩(wěn)定，產(chǎn)品的可靠性尚需考證。
三、福建省食用菌工廠化裝備發(fā)展思路及研究方向
（一）發(fā)展思路
針對目前福建省食用菌生產(chǎn)加工設(shè)備的現(xiàn)狀，食用菌裝備的發(fā)展必須以機(jī)械裝備為基礎(chǔ)，結(jié)合電子技術(shù)、信息技術(shù)、材料技術(shù)及現(xiàn)代制造技術(shù)，大力提高生產(chǎn)加工設(shè)備的適應(yīng)性、高效率及精準(zhǔn)作業(yè)功能，實(shí)現(xiàn)“安全多能、自動高效、精準(zhǔn)智能”的目標(biāo)。重點(diǎn)開發(fā)食用菌的關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)裝備、集成全程機(jī)械化解決方案和成套設(shè)備。研制具有信息獲取、智能決策和精準(zhǔn)作業(yè)能力的新一代食用菌生產(chǎn)加工裝備。
（二） 研究方向
1.食用菌工廠化生產(chǎn)關(guān)鍵設(shè)備的研究
根據(jù)食用菌工廠化生產(chǎn)的各生產(chǎn)要素如菌種類別、培養(yǎng)原料及配方、生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)周期等的參數(shù)，結(jié)合食用菌工廠化生產(chǎn)的工藝流程，針對生產(chǎn)過程中影響產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本顯著的關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)，研發(fā)機(jī)械化、自動化及智能化關(guān)鍵設(shè)備。根據(jù)目前現(xiàn)狀，急需解決的關(guān)鍵設(shè)備有：食用菌培養(yǎng)料全自動裝袋設(shè)備、菌袋自動接種設(shè)備、菇腳自動切削設(shè)備和食用菌分級包裝設(shè)備等。相應(yīng)需解決的關(guān)鍵技術(shù)有：自動套袋結(jié)構(gòu)、自動套環(huán)及塞蓋結(jié)構(gòu)、自動扎口機(jī)構(gòu)、自動接菌結(jié)構(gòu)、圖像識別及路徑規(guī)劃算法、自動切削裝置、低損傷分級結(jié)構(gòu)等。
2.全程機(jī)械化解決方案和成套設(shè)備的研發(fā)
在基本解決生產(chǎn)關(guān)鍵設(shè)備之后，必須根據(jù)生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究和生產(chǎn)環(huán)境參數(shù)的數(shù)字化非現(xiàn)場控制的需求，研究開發(fā)從原料到成品的全過程機(jī)械化、自動化及智能化的生產(chǎn)成套設(shè)備，應(yīng)用信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)及精準(zhǔn)控制原理，建立工廠化食用菌生產(chǎn)環(huán)境參數(shù)的精準(zhǔn)控制的數(shù)學(xué)模型，使生產(chǎn)加工技術(shù)研究成果的應(yīng)用能落實(shí)到位，生產(chǎn)要素的控制精度得到提高，減少人工及環(huán)境等因素的影響，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的各項(xiàng)數(shù)據(jù)采集，為生產(chǎn)決策提供數(shù)據(jù)支持。(福建省機(jī)械科學(xué)研究院 陳聲佩)
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