太陽(yáng)能光伏聯(lián)棟大棚中香菇越夏模式試驗(yàn)

徐端平 何 勇* 馬 帥 黃艷國(guó) 宋 爽

（1中節(jié)能太陽(yáng)能股份有限公司，北京100082；2中節(jié)能（樂(lè)平）光伏農(nóng)業(yè)科技有限公司，江西樂(lè)平333300）

隨著近幾年光伏電站規(guī)模擴(kuò)大，光伏+等綜合利用方式也日益增多，農(nóng)業(yè)光伏便成為其中最主要的模式之一。該種模式通過(guò)光伏和農(nóng)業(yè)的結(jié)合把現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和規(guī)模化的農(nóng)業(yè)向前帶動(dòng)了一大步。另外，中東部地區(qū)發(fā)展光伏首當(dāng)其沖的是土地限制的問(wèn)題，而與農(nóng)業(yè)的結(jié)合則給光伏帶來(lái)了一種新的模式與業(yè)態(tài)。光伏太陽(yáng)能棚下栽培香菇，能將兩個(gè)產(chǎn)業(yè)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)資源整合，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、互不干擾、共同發(fā)展，大幅提高土地資源利用效率。

羅信昌等[2]認(rèn)為香菇菌絲生長(zhǎng)適宜溫度為5～32℃，最適為24～27℃，在此最適溫度下，香菇菌絲生長(zhǎng)旺盛，色澤潔白而粗壯?？偟膩?lái)說(shuō)，香菇菌絲耐低溫不耐高溫。香菇菌絲在-10～-8℃的條件下，經(jīng)30～40 d仍可成活；但若溫度為34℃，菌絲就停止生長(zhǎng)，36℃時(shí)菌絲將受到嚴(yán)重?fù)p傷，顏色變黃，40℃以上香菇菌絲則很快死亡。我國(guó)中東部地區(qū)夏季溫度高，除部分冷涼山區(qū)外，夏季最高溫度可達(dá)40℃及以上，香菇自然情況下越夏困難。為此筆者在江西樂(lè)平開(kāi)展香菇光伏大棚內(nèi)越夏模式試驗(yàn)：模式一，光伏聯(lián)棟大棚內(nèi)利用噴淋、風(fēng)機(jī)濕簾進(jìn)行降溫；模式二，在光伏聯(lián)棟大棚內(nèi)建設(shè)棚中棚利用噴淋進(jìn)行熱量交換降溫?，F(xiàn)將試驗(yàn)結(jié)果總結(jié)如下。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料及主要設(shè)施、儀器、建設(shè)材料香菇菌棒來(lái)源：中節(jié)能（樂(lè)平）光伏農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)的代料菌棒，規(guī)格18 cm×58 cm。

光伏聯(lián)棟大棚內(nèi)噴淋設(shè)施，光伏大棚兩側(cè)風(fēng)機(jī)濕簾，自動(dòng)溫度記錄儀。

木條規(guī)格為3 m×4 cm，誤差不超過(guò)2 mm；竹子直徑為3～5 cm，竹子無(wú)明顯凸起物、刺狀物，避免劃破菌袋；棚膜為全新料，厚度0.001 cm以上；無(wú)紡布為全新料，吸水性好，規(guī)格在250 g/m2以上；吸水海綿厚度在5 mm以上，吸水性及導(dǎo)水性能好；塑鋼線直徑在4 mm以上。

1.2 單個(gè)光伏聯(lián)棟大棚規(guī)格及材質(zhì)單個(gè)光伏聯(lián)棟大棚長(zhǎng)100 m，寬50 m，單個(gè)棚占地面積達(dá)0.5 hm2，棚內(nèi)下弦桿離地3.2 m，棚頂高4.5 m。全棚除電池板是玻璃材質(zhì)外，棚的四周和棚頂北坡由黑白薄膜所覆蓋。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 模式一：利用噴淋、風(fēng)機(jī)濕簾降溫 為減少菌棒越夏風(fēng)險(xiǎn)，菌棒貼近地面僅碼放一層。溫度調(diào)控方式為利用光伏棚內(nèi)噴淋設(shè)施直接噴淋菌棒降溫，依據(jù)外界溫度情況適時(shí)開(kāi)啟風(fēng)機(jī)濕簾。

1.3.2 模式二：建設(shè)棚中棚噴淋降溫 棚中棚建設(shè)：棚長(zhǎng)48 m，寬6.1 m，高2.7 m。棚外部由內(nèi)而外依次鋪設(shè)塑料薄膜，海綿，吸水保濕性較好的無(wú)紡布。每個(gè)棚內(nèi)布線并安裝10盞日光燈供照明使用。在大棚外側(cè)底部挖溝鋪設(shè)水槽作排水使用。光伏棚內(nèi)水泥路處設(shè)門(mén)方便人員與叉車(chē)等進(jìn)出。

棚中棚內(nèi)部建設(shè)：木架共設(shè)5層，層間距25 cm，底層距地面30 cm防澇，架底支腳處做10 cm×10 cm×40 cm水泥樁防止架子傾斜。架寬分40 cm與60 cm和90 cm三種，每隔1.5 m用3 cm×4 cm木條做立柱與橫梁，然后將直徑3～5 cm竹竿固定于橫梁上。棚被水泥路分為東西兩個(gè)單元格，木架在每個(gè)單元格內(nèi)都為東西走向，東側(cè)架共長(zhǎng)22.5 m，西側(cè)架共長(zhǎng)19.5 m。每棚可放90 cm寬木架1排，40 cm寬木架2排，60 cm寬木架2排，架與架之間留80 cm作為過(guò)道。具體見(jiàn)圖1，圖2。底部及光伏棚四周排水管道必須保證排水暢通。整個(gè)大棚密封性要好，尤其開(kāi)啟噴水設(shè)施時(shí)棚內(nèi)不可漏水，開(kāi)啟風(fēng)機(jī)時(shí)底部薄膜不可輕易飄動(dòng)。土層以下木條需做防腐處理，底部及光伏棚四周排水管道必須保證排水暢通，具體見(jiàn)圖3。

根據(jù)外界天氣情況，開(kāi)關(guān)噴淋設(shè)施及風(fēng)機(jī)濕簾系統(tǒng)。一般早上7：30左右開(kāi)啟噴灌設(shè)施，關(guān)閉風(fēng)機(jī)濕簾系統(tǒng)，棚中棚封閉，適時(shí)通風(fēng)，晚上20：00左右開(kāi)啟風(fēng)機(jī)濕簾系統(tǒng)進(jìn)行通風(fēng)，關(guān)閉噴灌設(shè)施。全天自動(dòng)溫度記錄儀擺放位置為第5層及底層。

圖1 太陽(yáng)能光伏大棚棚中棚剖面圖 單位：cm

圖2 太陽(yáng)能光伏大棚棚中棚內(nèi)部

圖3 太陽(yáng)能光伏大棚棚中棚外部

圖4 外界最高溫度為40℃時(shí)棚中棚內(nèi)溫度監(jiān)控

2 結(jié)果與分析

試驗(yàn)地7月-8月（2016年）夏季高溫持續(xù)天數(shù)較以往多且極端高溫天數(shù)也較多，見(jiàn)表1。

表1 2016年7月-8月樂(lè)平地區(qū)實(shí)測(cè)高溫天氣天數(shù)

模式一（光伏棚越夏）：高溫期間噴淋后空間、菌棒表面及地表溫度可控制為32℃以下，但噴淋結(jié)束半小時(shí)之內(nèi)空間溫度就會(huì)上升至38℃左右，菌棒表面上升至35℃，貼近地表溫度浮動(dòng)相對(duì)較小。

光伏棚內(nèi)溫度高于32℃時(shí)間較多，且直接噴淋造成高濕，不滿足菌絲生長(zhǎng)條件，因此菌棒感染率較高。菌棒長(zhǎng)時(shí)間抵抗外界高溫消耗掉大量養(yǎng)分，而且長(zhǎng)時(shí)間高溫高濕造成菌絲活力較弱，對(duì)出菇造成影響。

模式二（光伏棚內(nèi)建設(shè)棚中棚越夏）：棚中棚內(nèi)1.5 m處（發(fā)菌架第5層菌棒位置）溫度基本可以控制在32℃以內(nèi)，遇極端天氣外界超過(guò)40℃時(shí)在33℃。下層較第5層位置處低1～2℃（圖4）。

通過(guò)自動(dòng)溫度記錄儀數(shù)據(jù)顯示，每日高溫區(qū)間出現(xiàn)在每日的14：00-16：00，該段時(shí)期必須保證噴淋用水量，適時(shí)加大噴水量。

3 小結(jié)與討論

光伏食用菌產(chǎn)業(yè)結(jié)合光伏發(fā)電要陽(yáng)光、食用菌生長(zhǎng)要遮光的原理，將光伏電站與食用菌栽培大棚組合，在不改變和破壞土質(zhì)的情況下，提高土地的利用率，實(shí)現(xiàn)發(fā)電和收菇的綜合疊加效益。但由于我國(guó)中東部地區(qū)夏季高溫限制，要實(shí)現(xiàn)香菇菌棒周年生產(chǎn)，一般采用夏季覆土栽培，但菇質(zhì)一般較差，或?qū)⒕暨\(yùn)至較高海拔的冷涼山區(qū)越夏后秋季出菇，運(yùn)輸過(guò)程有菌棒燒菌風(fēng)險(xiǎn)及增加相應(yīng)人力等成本，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)的難度較大。試驗(yàn)結(jié)果：模式一在高溫期間，溫度較難控制在32℃及以下，越夏風(fēng)險(xiǎn)大，且產(chǎn)量低、菇質(zhì)差；模式二采用光伏聯(lián)棟大棚內(nèi)搭建越夏棚中棚的方法，滿足了香菇菌棒越夏對(duì)溫度的要求，有效降低菌棒越夏風(fēng)險(xiǎn)。棚內(nèi)木架及竹竿可使用8年以上，棚中棚外薄膜及海綿每?jī)赡旮鼡Q一次，經(jīng)測(cè)算，每棒菌棒生產(chǎn)成本增加0.2～0.3元，但越夏菌棒較常規(guī)秋栽菌棒早上市，售價(jià)高，收益相對(duì)可觀，基本可實(shí)現(xiàn)對(duì)香菇菌棒的周年生產(chǎn)，大幅提升產(chǎn)能與企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。