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发表于 2009-3-29 12:51:24
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食用菌工厂化生产是一项系统工程。所谓系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合的具有特定功能的有机整体；工程则是人类设计的具有一定结构的工艺系统。建立食用菌工厂化生产模式，是以食用菌生理生态学特性为设计原理，以食用菌生态条件的自身变化规律为依据，结合结构与功能协调原则，以及系统工程最优化方法，设计的食用菌生产技术工艺系统及技术装备体系。建立食用菌工厂化生产模式，并非是各部件的集合，而是相互作用的各组分所构成的整体。图二是食用菌工厂化生产模式各要素关系体系结构体系，我们可以从这五个方面研究其生产模式建设原理及各要素关系
一.食用菌优势培植技术工艺思想的构建
在食用菌生产纯培养过程中，菌丝接种物和基质培养物中的营养物质以及水分组成了食用菌生产的微生境体系，它依赖于培养环境中温度，空气等因子生长繁育。但是，在食用菌栽培环境中，存在着大量的有害菌，应用基质培养物虽然有利于食用菌的生长，也同样适用于竞争性有害菌的孳生繁育。因此，在这一培养过程中，有害菌也会同样与基质培养物组成向着事物反面发展的潜在因素（图略）。当然，人们栽培食用菌就是为了获得其产品，菌种是人工接种的，而有害菌却是实实在在的自然存在，无时无刻都在参与着这一过程的竞争性生长，这是一场主客体竞争性争夺战。如何确立食用菌的主体位置，限制有害菌的竞争性生长，促进食用菌旺盛生长，是建立食用菌生态工程系统首先要解决的根本问题。
常规食用菌生产是在封闭的无菌条件下进行培育的，目的是将有害菌与基质培养物隔离，使之无法参与竞争性生长。但问题是①常规无菌操作工艺需要全封闭式的生产场所及先进的设备，需要大量的投资；②密封式培养给生产操作，技术工艺过程带来了复杂性，由于关口环节多，关关相连，环环相扣，稍有疏忽都会引起有害菌的污染危害，给食用菌工厂化流水线作业带来很大的障碍；③密封式菌体培养虽然隔绝了有害菌的外入侵，但同样也阻塞了培养容器内外空气交换，食用菌的呼吸作用受到了严重的限制，并且密闭式培养内生境水与气这对矛盾也很难解决，食用菌与水气基质三者理化因子之间的生态关系很难达到平衡。
在自然界中，蕈菌的生长发育是在自然条件下进行的。食用菌与有害菌同样参与了对基质的侵腐与生长竞争，先入为主，优胜劣败，适者生存。当然，人工仿照适宜于蕈菌生长的自然条件并非易事。但是，可以肯定，蕈菌的自然生长，相对于有害菌具有绝对旺盛的生长优势。所以创造一个能够亲和，促进食用菌生长发育，又能够抑制，排斥有害菌入侵危害的人工生态工程系统，是食用菌科技遵循自然生长法则，研究解决的重大科研课题。
显然，先入为主，优胜劣败，适者生存，是自然界微生物竞争性生长法则。食用菌丶有害菌微生物都属于异养生物，它们只能利用营养器官的蔓延，且通过酶的作用来吸收基质培养物中的养分和水分，营腐生生活。在食用菌的自然生长过程中，食用菌对基质的亲和和基质对它的促进生长作用，二者相辅相成，构成了协调统一的生态关系。食用菌菌丝从基质培养物中取得它生活所必须的物质以建造自身，而在同化基质的过程中，基质又能对食用菌的整个生活过程和生长状态发生影响，影响最大的是酶的激活因素，酶的活性越高，菌丝对基质的利用率越高，表现出旺盛的生长优势。同样，在人工栽培条件下，菌丝接种物与基质组成的菌丝培养物中，酶浓度，基质浓度，酸碱度，酶的激活剂，以及培养环境的温度，空气等，这些因素不仅会影响食用菌细胞外酶的形成和反应，也影响到内酶的反应。任何因素的失常都会引起食用菌生理生化活动的失调。因此，人们常常通过对这些因素的控制，如可以通过优化基质培养物，调节基质浓度，PH值，酶激活剂等，可以通过强化设施条件，使环境温度处于最佳协调状态等，来激活酶促反应的强度和方向，以增强食用菌与环境之间的亲和力，促使其体内代谢的调节和控制朝着食用菌生产繁育生活力旺盛的方面发展。相反，有害菌对环境条件有着较强的适应性，主要表现在对基质中可溶性碳水化合物和游离氨化物的利用，创造控制有害菌孳生繁育的条件是，可溶性小分子营养物质在基质中一旦耗尽，有害菌就会自然停止生长。
在食用菌人工生态工程系统的建设过程中，酶浓度的高低，是一个不可忽视，且十分重要的内在因素。酶浓度越高，菌丝接种物对培养基质的亲和力越强，生长速度越快，表现出旺盛的生长优势。酶浓度是由菌丝接种物本身决定的，提高酶浓度可以通过改革接种工艺，强化生产过程来实现，增大菌种的接种量，确立食用菌的主体，主控生态位，应用菌龄小，细胞壁薄，酶活性高的菌丝接种物，从而增强了食用菌对环境的适应和竞争性生长优势，这符合先入为主，优胜劣败微生物自然生长法则。
综上，为了强化食用菌旺盛生长，首先必须解除其限制因素，创造一个氧气进得来，废气出的去的全开放式微生态环境，促进食用菌呼吸代谢活动正常进行。发酵基质能够提供给食用菌“专一性”营养条件，拟制有害菌的孳生，可以实施塑料袋（容器）微孔通气，开放式培养，第二，确立食用菌主体，主控生态位，增强菌丝接种物对基质的（酶）亲和作用。利用芯轴接种或包被接种的方法，从时空两个方面增强食用菌相对生态势和竞争性生长优势，第三，应用酶活性高，生命力旺盛的菌丝接种物。采用液体菌种一固体发酵耦联技术工艺进行菌种生产，菌龄小且一致，菌丝接种物适应性强，呼吸活性高，酶活性高，摄取营养与竞争力都很强，表现出旺盛的生长优势。我们将上述三个方面的综合技术工艺称之为“食用菌优势培植法”。食用菌优势培植法无疑是现代食用菌工厂化生产最优化技术体系。由此可根据不同品种，不同产业格局，派生出多种形式的食用菌工厂化生产技术工艺模式。
二.食用菌工厂化生产技术工艺体系的建设。
食用菌工厂化生产技术工艺的设计，一方面要符合菌物生理生态规律，把生产过程模式化，把作业技术数据化，把工艺要求指标化；另一方面要有利于实施工业化流水线作业，实现标准化，连续化生产。不能仅靠经验型技艺，只有感性认识，缺乏理论分析，只要经验判断，缺乏试验数据，只有定性概念，缺乏量化指标。最重要的是食用菌工厂化生产必须努力缩短生产周期，降低能耗成本，在技术工艺设计上还注意具体到下面几个方面及其关系：①采收批次与配料设计②养菌时间与菌丝的生理成熟度；③菌丝同步性丶整齐度与相关的工艺；④含水量，出菇管理工艺与菇蕾的疏密度。如此诸多工艺细节，都需要大量的试验数据分析以及反复的生产实验证明，如果没有这样扎实的工作基础，要进行高水平的食用菌工厂化项目建设是难以想象的。
三.食用菌工厂化生产技术装配配套。
食用菌工厂化生产实质上是现代农业科学和现代工业技术强势结合，孕育生成的一种复合生产体系。食用菌工厂化生产必须依托现代工业技术的武装，采用移植和嫁接的方式，把众多工业领域的高新技术和成熟技术引入到食用菌生产过程，帮助其完成从田间到车间，从农艺到工艺的转变。并且，食用菌产品不是人加工出来的，而是靠菌物生长出来的，它是一个高效的物质生命运动过程，而我们面对的则是这个过程的复杂性，变化性，模糊性和随即性。因此在技术方案的选择中就要考虑，不仅要满足个体对象，而且要满足群体对象，不仅要符合静态指标，而且要符合动态指标，不仅要考虑单因素影响，而且要考虑多因素的交互影响。选择采用生物技术，系统技术，信息技术，电子技术，自动化技术，化学技术，新材料技术等相应的高新集成技术，来满足食用菌工厂化生产的需要。工业技术的加盟，给食用菌生产方式带来了根本性的变革。其中最为显著的是两大变化：一是先进的环境设施和控制技术的采用，实现了食用菌栽培的全天候作业，周年化生产，反季节供应，从而使传统生产“靠天吃饭”被动局面成为历史。二是高效的机械装备和作业技术的采用，十几倍甚至数十倍地提高了劳动生产率，从而告别了低效的手工作坊式生产方式。
现代化的装备是现代化的最重要内容，不管任何国家，任何领域的现代化都离不开相关设备的现代化，现代社会发展的每一次产业革命，都与相应设备的出现分不开，一项新的装备出现，带动整个社会和产业的变革性发展是常有的事情。中国现在的食用菌生产机械装备，大多数只是简单的机械代替部分体力劳动和手工操作，生产整体没有大的突破，装备的作用也没有充分发挥，属于低层次水平生产。“食用菌优势培植法”是生物工程和机械工程在食用菌生产方面的综合应用，其主体配套设施：气升式液体菌种发生器，固体菌种发酵器，全自动配料搅拌机，培养料强化发酵自控装置，进动式连续发酵隧道及食用菌同步装袋接种机，大大提升了食用菌工厂化生产技术水平及生产效率，特别是“液体菌种固体发酵器”及“同步装袋接种机”的研发成功，使精细的生物工程设计和完备的生产技术手段得以实现，使食用菌生产快速高效的被机械化，工厂化生产模式所规范。液体菌种固体发酵器应用于菌种生产，完全实现了菌种的工业化生产，所生产的菌种免除了液固两者的缺点，又集两者优点于一体，生产周期大幅度缩短，菌龄小且一致，表现为酶活性高，分生能力强，生命力特别旺盛，食用菌同步装袋接种机应用于栽培菌袋的生产，有效的实现了菌丝接种物基质微生态结构功能，并使得装袋和接种两道工序“合二为一”一次完成，完全实现了工业化生产流水线作业，作业规范，工序简化，裝量标准，生产效率大幅度提高。
四.有效建立食用菌工厂化生产防御系统。
食用菌和其它生物一样，生长过程中也会受到其它微生物的侵袭，造成危害，也会受到某些动物主要是昆虫类的侵害，一般称为虫害。食用菌遭受病虫害危害情况比较复杂，有其特殊的地方，其表现为：①侵袭食用菌使其致病的病源，多数为微生物，它们生长要求的营养和环境条件同食用菌极为相似，适于食用菌生长的环境同样也适于它们的生长；②食用菌培养料具有疏松多孔的特点，及有利于病源杂菌栖息藏身，而治疗手段往往难以达到料层；③食用菌应视为一种蔬菜，一般禁止使用农药；④某些物理方法，如高温，射线等虽能消灭病源，但同时也会杀死食用菌菌丝，所以不能作为治疗手段。以上这些特点，决定了食用菌一旦发生病虫害，“治”的可能性极小，因此，要保证食用菌长的好，不发生病虫害，重点要从“防”字着手。
对于食用菌工厂化生产车间可能发生的多种病虫害进行有效地防治需要有全面的管理策略，应建立食用菌生产防御系统。一种特定的病原菌或害虫的防治常常取决于若干因素，所有这些因素都必须考虑（表1）。也必须了解病虫的生物学，例如，了解它们侵入食用菌的途径以及它们在车间内和车间与车间之间传播的方式很重要。了解这些知识，再加上现有的化学防治措施，就能最大限度地取得满意的防治效果。
表1 影响食用菌工厂化病虫害发生情况的各种因素
车间卫生 车间卫生大纲
场所设计 化学防治
空气净化处理 杀虫剂的选择
熏蒸处理 施药方法
管理 食用菌药害
员工 抗药性
病虫害隔离 环境控制
消毒剂 菌种脱毒处理
表 1所列因素形成了食用菌生产防御系统的重要方面，建立防御系统目的是把这些方面归纳成一个总的计划，这一计划只要做些小小的修正就能适用于任何生产模式。
五.建立营运管理机制。
食用菌工厂化生产是一种现代化的集约经营，它不同于小生产粗放经营，企业不但要注重设备，技术等物化形态的硬件配置，而且要注重管理，方法等智能形态的软件建设。软硬兼施，刚柔相济，两者不可或缺。上述四个方面，即优势培植法，生产技术工艺，病虫害防御体系及生产技术装备构成了企业经营运作系统主体框架的物质基础，属于硬件执行系统，工厂化生产的软件是指支持和监控企业生产经营运作系统运行的要素，属于软件控制中心。包括组织机构，管理体系，控制方式等等。食用菌工厂化生产企业要注意建厂的同时抓建制，逐步形成一套既吸取大工业严密组织，严格管理精华，又适合农业生产特点模式。而且在创建初期，首先重要的是建立标准化的生产管理体系。首先要抓好产品标准化。建立产品的企业标准，包括从菌种，原材料一直到产品包装出厂，运输，上货的整个过程的规范要求。与此同时，还要相应制定保证产品达到标准的三套文件，即生产工艺，操作规程及卫生防御制度。企业标准要坚持高起点，不仅以国内行业标准为基础，而且尽量与国际先进标准接轨；其次抓好工作标准化。用工作标准化来保证产品标准化。重点是抓培训，抓过程，抓反馈，整个生产环节始终处于符合标准要求的稳定可靠状态；第三要抓管理标准化。建立质量保证体系和食品安全体系，强调满足顾客的要求，并争取以超越顾客期望作为管理原则，变传统的监督管理模式为自主管理模式，变产品的事后检验为对危害的源头控制。
食用菌生产过程，实质上是以食用菌自身的生理生态学特性（内因）为重要的理论根据和指南，以杜绝有害菌的滋生危害为目的，对各生态因子（外因）进行控制和调和，最大限度地满足食用菌的生长发育要求，是一个严密的，在人强有力干预下的一种人工生态工程系统，食用菌工厂化生产模式建设结构由五大部分组成，即优势培植法，生产技术工艺体系，技术装备体系，生产营运控制中心及病虫害防御体系，图2中表明了五者的联系和作用关系。
食用菌优势培植法（①+）是一种设计思想，这一思想动态受食用菌生态学特性的限定，它必须以此为根据和指南，通过对各生态因子的分析和综合，理顺食用菌生长发育与环境条件之间的辩证统一关系，弄清其影响生长限制因素，然后才选定最佳、最优化的技术保证设计路线，从而达到能够促进食用菌旺盛生长的目的。食用菌优势培植法的设计思想是利用生物工程原理，遵循先入为主，适者生存，优胜劣败微生物自然生长法则，设置创造一个由自然微生物群（E1）（包括有害菌群）向基质优势菌（E2）嗜热微生物，再向优势菌（E3）食用菌微生物逐步演潜的综合生境体系。在优势菌E1→E2→E3的演替过程中，有害菌被杀灭，抑制，排斥，最终被淘汰，而同时表现为食用菌对培养基质的亲和和基质对它的促进生长作用，目的是达到使得食用菌的培养生长更自由开放地回归到自然生态环境和自然生产过程中去。食用菌优势培植法使主体和客体两者有机的联系在一起，形成既对立，又统一，既相互依赖，又相互作用的整体，但它局限于设计思想对主体认识的程度。
生产技术工艺体系（③+）是设计思想具体化为工艺流程，生产过程操作程序，技术要领，质量标准，配方配比等等。技术工艺体系同防御体系是一种你中有我，我中有你，相互渗透，相互影响的关系，但受防御体系诸要素条件因素的制约限制。食用菌工厂化生产技术工艺一旦确定，相应的配套设备，设施的功能，性状也即刻确定，装备为工艺服务，工艺衍生装备体系的形成。
技术装备体系（②-）也称硬件执行体系，人们通过所配套的设备实施，通过自身的劳动技能输出，完成食用菌生产过程。技术装备体系受食用菌技术工艺设计思想的制约，必须为其服务，提供帮助，它控制客体，解除对立的限制因素，它为营运控制中心提供最终成效的信息反馈，成为思想创新的依据。装备是为生产服务的，但这种服务不是消极的配角作用，不是简单的生产需要什么就提供什么。食用菌工厂化生产是一个整体，是一项系统工程，要想充分发挥装备的作用，同样必须按照系统设计的要求做到全面、协调、可持续生产，不能只考虑某个或几个环节。
病虫害防御体系（④-）：食用菌工厂化栽培的病虫害发生可直接导致产量和品质的下降，但是杀菌剂和杀虫剂的使用，除了对人体健康有危害外，对食用菌的生长也有负面影响，农药使用也很难完全控制病虫害的发生，建立防御系统是将防治病虫害措施结合于技术工艺设计，结合于人工作业过程，用生态，物理和化学的方法将病虫害为害程度控制在最低限度内，才是食用菌保护的原则和有效措施。同时充分发挥生产菌一食用菌的生长优势，达到以菌制菌的目的。因此，病虫害的致病机理是创建优势培植法的重要依据。
生产营运控制中心（⑤0）：对工厂化生产整个过程进行控制管理，但效果如何，需要在实践中去感知、检验。表现在输入与输出的关系的最终成效上，如果效果有差异，可以通过对防御系统的不断调整，生产技术的不断创新，以达到最终的设计目的。 |
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