近年来,食用菌生产在生产工艺、生产数量及生产规模等方面均取得巨大进展，但在发展的同时，也日益显现出装备系统性不足、装备研发严重滞后于生产等因素的困扰。本文对福建省食用菌产业的现状及发展进行分析，初步探讨食用菌装备发展思路及研究方向。
一、福建省食用菌工厂化生产现状
    福建省是食用菌生产加工大省，拥有丰富的食用菌资源，现有栽培品种多样。据最新统计，福建省已查明的各种大型真菌多达400种以上，其中可栽培的食用菌有40多种；已规模生产的食用菌有20多种，如杏孢菇、金针菇、秀珍菇、平菇、香菇、茶树菇、双孢蘑菇、草菇、银耳、黑木耳、竹荪、姬松茸等；还有常见的药用菌，如灵芝、茯苓、猴头菌等。根据《福建省统计年鉴》统计，近10多年来福建食用菌产量呈现逐年增长的态势，从2002年的46.3 万吨增加到2010 年的76.3 万吨。由于工厂化生产的推动，2015年食用菌产量更是达到113.2万吨。全省食用菌产值亿元以上的县市有21个，产值3亿元以上的县市有6个。
    依赖得天独厚的地理资源、气候优势和技术优势，福建省推行适地适栽，已形成独具特色的食用菌发展格局：闽东南沿海地区的粪草生菌产业带，以及闽西北山区的木生菌产业带。食用菌生产模式已逐步从农户的分散栽培向专业化、规模化转变，形成具有鲜明区域特点的食用菌专业村和工厂化生产的现代生产经营模式，有力地推动了各食用菌主产区形成产业带和产业集群发展。

随着食用菌工厂化、规模化生产程度的进一步提高，通过食用菌专业合作社、“公司+农户”、“公司+基地+农户”等产业化经营模式，使产业聚集形成规模化产区，有利于降低生产成本，促进产品信息交流。目前福建省工厂化食用菌生产栽培企业接近300家，主要分布在食用菌主产区，如宁德、漳州、福州、南平等地区。
    福建省各食用菌的产区分布基本稳定，且各地市的主要食用菌品种较为明显。福州地区以金针菇、秀珍菇、双孢蘑菇、银耳为主；莆田地区以双孢蘑菇为主；漳州地区的杏鲍菇、毛木耳、双孢蘑菇产量较大；三明地区以香菇为主；南平地区以真姬菇、竹荪、香菇为主；宁德地区则以银耳、香菇、双孢蘑菇为主。
二、福建省食用菌工厂化装备现状
    福建省的食用菌生产加工设备企业主要分布在食用菌生产规模较大的地区，特别是福州、漳州、古田等地，较为集中。这些企业生产的设备涵盖原料制备、消毒灭菌、接菌、空气净化、环境控制、物料输送等多个领域。其中，漳州金黑宝食用菌机械有限公司和漳州市兴宝机械有限公司在瓶栽及短袋栽培机械方面在全国具有显著优势；古田县教学器材厂、古田文彬食用菌机械修造厂在长袋栽培机械及原料翻堆制备方面在行业内有较高影响力；在空气净化设备、食用菌洁净厂房方面，古田和福州有多家企业已得到业界认可。
    福建省各食用菌机械的研发、生产仍处于相对封闭的自成体系，使得在食用菌生产的各个环节中虽有相应的机械设备，但都只能解决局部加工工序，未能形成系统性的解决方案或成套设备。特别是在研发方面，不论是科研院所还是生产企业，受研发投入不足或商业模式的影响，食用菌工厂化机械装备严重滞后于生产。主要表现在：
    1.装备研发缺少全局性规划，未能实现全程机械化
    食用菌的工厂化生产主要采用瓶栽与袋栽两种工艺。瓶栽工艺的机械设备较齐全，自动化程度高，但适用菌种有限、前期投入高且市场竞争能力弱。而袋栽工艺适合的菌种面广、前期投资少市场风险小。目前福建省除少数大型工厂化企业采用瓶栽工艺外，大多采用袋栽工艺进行食用菌生产。
    袋栽工艺的主要工序为：配料—混合搅拌－装袋—灭菌－接种－培菌或发菌－出菇管理—采收。相应配套机械不全，自动化程度低，生产加工多为单机作业或使用少量的辅助输送设备，部分工序仍需依靠人工作业等也是阻碍袋栽工艺发展的瓶颈。以劳动强度较大的装袋工序为例，虽然有装袋机完成培养料的装袋工作，但长袋装袋工序中的套袋、套环及塞盖或短袋装袋工序的套袋、扎口作业等仍需人工完成。按一般配置，每台装袋机还需3～5个人工完成辅助作业。且装袋机的工作节奏快，人工作业的劳动强度高，无法长时间配合工作。
    此外，装袋工序是在人工辅助作业下完成的，因为菌袋外形不一致，致使接种设备的研制难度高，目前尚无理想的袋栽设备自动接菌机，仍采用人工接菌作业，其劳动强度大且效率低，已成为影响生产效率的短板。若装袋工序能完成全程机械化作业，则菌袋外形的一致性可得到较大提高，袋栽接种设备的研发难度也会进一步降低。
    食用菌生产是劳动力密集型的产业，近年来受农村劳动力不足和劳动力价格上涨等因素的影响，生产成本上升，生产规模严重受限。而福建省食用菌生产加工设备的研发由于缺乏具有自主知识产权的关键技术，多以模仿改进为主，未能形成全局性的规划设计。大多生产加工设备仍停留在解决食用菌生产加工中的某一生产工序或工艺上，未能实现从全局角度进行工艺设计或改进，生产过程仍存在短板而不能提高整体工效。因此，全程机械化解决方案和成套设备的发展越来越成为解决“用工荒”、降低生产成本及提高生产效率的迫切需求。
    2.食用菌生产设备的科研滞后于栽培工艺
    在食用菌的生产及加工由分散栽培逐步向集约化、规模化方向转变过程中，新技术的推广应用起着不可替代的作用。由于从事食用菌生产及加工设备研发的技术人员少以及投入资金少等原因，使得生产及加工设备明显迟滞于生产工艺的改革或新产品的加工需求。高效设备的缺乏，使得新工艺的推广应用受阻，进而导致食用菌生产仍处于生产成本较高且低效的劳动密集形作业方式。仍以装袋工序为例，现有设备除需要人工辅助作业外，在培养料装袋量的控制方式上均有不足，如冲压式的短袋装袋机的培养料装袋量采用容积式定量，螺旋输送式的长袋装袋机依靠人工经验，造成定量精度低进而影响后续的生产管理及出菇。尽管在较长时间内对此已有认识，可受食用菌生产商业模式影响，食用菌生产企业不愿多投资，致使设备生产企业研发投入不足，技术储备不够。虽然随着食用菌企业的工厂化、集约化规模的增大，急需高效的新产品，但是由于缺乏相应的自动化设备，致使装袋工序已成为明显影响生产 效率和产品质量短板。
    自2015年开始，有部分企业研发的自动装袋设备开始投入市场，从使用情况来看，长袋的自动装袋机使用情况良好，特别是全自动银耳培养料装袋机明显提高了生产效率并减小用工量。不过用于短袋的培养料自动装袋机尚未成熟，其装袋量偏差和装袋成品率尚未稳定，产品的可靠性尚需考证。
    三、福建省食用菌工厂化装备发展思路及研究方向
   （一）发展思路
    针对目前福建省食用菌生产加工设备的现状，食用菌装备的发展必须以机械装备为基础，结合电子技术、信息技术、材料技术及现代制造技术，大力提高生产加工设备的适应性、高效率及精准作业功能，实现“安全多能、自动高效、精准智能”的目标。重点开发食用菌的关键生产环节装备、集成全程机械化解决方案和成套设备。研制具有信息获取、智能决策和精准作业能力的新一代食用菌生产加工装备。
   （二） 研究方向
    1.食用菌工厂化生产关键设备的研究
    根据食用菌工厂化生产的各生产要素如菌种类别、培养原料及配方、生产技术、生产周期等的参数，结合食用菌工厂化生产的工艺流程，针对生产过程中影响产品质量、生产效率、生产成本显著的关键工艺环节，研发机械化、自动化及智能化关键设备。根据目前现状，急需解决的关键设备有：食用菌培养料全自动装袋设备、菌袋自动接种设备、菇脚自动切削设备和食用菌分级包装设备等。相应需解决的关键技术有：自动套袋结构、自动套环及塞盖结构、自动扎口机构、自动接菌结构、图像识别及路径规划算法、自动切削装置、低损伤分级结构等。
    2.全程机械化解决方案和成套设备的研发
    在基本解决生产关键设备之后，必须根据生产关键技术研究和生产环境参数的数字化非现场控制的需求，研究开发从原料到成品的全过程机械化、自动化及智能化的生产成套设备，应用信息处理技术、自动控制技术及精准控制原理，建立工厂化食用菌生产环境参数的精准控制的数学模型，使生产加工技术研究成果的应用能落实到位，生产要素的控制精度得到提高，减少人工及环境等因素的影响，同时可实现生产过程的各项数据采集，为生产决策提供数据支持。(福建省机械科学研究院 陈声佩)