分析食用菌工廠化生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)

馬國業(yè)　王樂　王應(yīng)龍　王偉　晶晏婷

摘? 要：結(jié)合食用菌生長特性可以看出，食用菌對生長環(huán)境要求高，其產(chǎn)量及品質(zhì)會受到環(huán)境等因素的影響。結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，研究光照、溫濕度、CO2濃度對食用菌的影響，并通過自動開啟或關(guān)閉燈光、加濕器等設(shè)備調(diào)節(jié)這些影響因素。通過構(gòu)建傳感網(wǎng)，全面采集食用菌成長數(shù)據(jù)，建立其生長數(shù)據(jù)資源庫，搭建食用菌工廠生產(chǎn)平臺，實現(xiàn)提高食用菌工廠化生產(chǎn)效率，提高農(nóng)業(yè)智能化水平。

關(guān)鍵詞：食用菌;環(huán)境;生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)

結(jié)合空調(diào)控制、照明控制等系統(tǒng)，實現(xiàn)對溫濕度及CO2濃度的控制，實現(xiàn)有效調(diào)節(jié)溫濕度和CO2濃度，以滿足食用菌不同生長階段的參數(shù)需求，以提高食用菌工廠化生產(chǎn)效率。

1食用菌工廠化生產(chǎn)優(yōu)勢

目前，青海省在食用菌生產(chǎn)中，實現(xiàn)了工廠化生產(chǎn)，并通過優(yōu)選仿野生環(huán)境菌、培養(yǎng)菌絲體等，為蘑菇菌生長營造良好的發(fā)酵環(huán)境。結(jié)合青海自然環(huán)境，分析當(dāng)?shù)氐臏?、濕度等條件對食用菌生長的影響，通過調(diào)節(jié)調(diào)控模式實現(xiàn)提高產(chǎn)品品質(zhì)。利用工業(yè)化生產(chǎn)食用菌技術(shù)，實現(xiàn)精確控制溫、濕度、光照等條件，實現(xiàn)食用菌工廠化生產(chǎn)的機(jī)械化及自動化，以達(dá)到食用菌優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效的生產(chǎn)目標(biāo)。

2食用菌工廠化養(yǎng)殖控制因素

2.1環(huán)境因素控制

為實現(xiàn)食用菌工廠化生產(chǎn)，應(yīng)妥善控制溫濕度、光照度及CO2等數(shù)據(jù)。結(jié)合環(huán)境參數(shù)對食用菌的影響程度，可見依次排列為溫度、濕度、光照度、CO2，從影響生長大小程度可以看出食用菌生產(chǎn)的關(guān)鍵之處[1]。關(guān)于蘑菇房的溫濕度的控制，相關(guān)工作人員可以通過PLC設(shè)備實現(xiàn)對溫度和濕度的控制。PLC 分為上位機(jī)手動控制與上位機(jī)設(shè)置自動控制等兩種模式，當(dāng)蘑菇房在自動控制模式下，溫度將成為蘑菇生長最優(yōu)先級考慮的因素。此外，通過控制濕度可以實現(xiàn)對溫度的控制，并且溫度的控制又能實現(xiàn)對濕度控制。

2.2溫、濕度因素控制

控制溫度時，啟動設(shè)備應(yīng)按照優(yōu)先級進(jìn)行，具體順序是通風(fēng)窗、風(fēng)機(jī)、濕簾、空調(diào)系統(tǒng)的順序。在控制溫度時，應(yīng)注意以下幾點：如果蘑菇房內(nèi)外溫差較大，在開啟通風(fēng)窗前提下，還可以使用風(fēng)機(jī)、濕簾等設(shè)備用于降溫。

濕度控制是建立在溫度控制基礎(chǔ)上，控制濕度時，啟動設(shè)備應(yīng)按照優(yōu)先級進(jìn)行，具體順序與溫度控制的順序相同。在控制溫度過程中應(yīng)注意以下幾點：當(dāng)蘑菇房的濕度小于目標(biāo)值時，應(yīng)先關(guān)閉通風(fēng)窗，再啟動風(fēng)機(jī)、濕簾來控制濕度。在白天則可以通過開啟遮陽板，降低蘑菇房室內(nèi)外溫度，晚上則關(guān)閉遮陽板、開啟光照系統(tǒng)，以起到保溫的作用。

2.3光照因素控制

關(guān)于蘑菇房的光照控制，可以安裝光照度智能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)通過光照度傳感器監(jiān)測蘑菇房內(nèi)的光照度，并通過對比其與適合食用菌生長的光照度，進(jìn)而適當(dāng)調(diào)節(jié)控制器和執(zhí)行器自動調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)自動設(shè)置蘑菇房的光照，為食用菌生長提供最佳的環(huán)境因素，以提高蘑菇產(chǎn)量。但是關(guān)于設(shè)備的調(diào)節(jié)，具有要根據(jù)光照強(qiáng)度與閾值的關(guān)系來確定，當(dāng)前者大于后者時，應(yīng)驅(qū)動電動機(jī)展開遮光簾，而當(dāng)前者小于后者時，應(yīng)驅(qū)動電動機(jī)收起遮光簾[2]。如果將檢測控制器切換到信號模式下，系統(tǒng)將自動進(jìn)入手動控制的狀態(tài)，通過接受指令信號，實現(xiàn)驅(qū)動電動機(jī)展開或收起遮光簾。

3食用菌工廠化生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)

基于計算機(jī)視覺技術(shù)下研究食用菌生長狀態(tài)，需要對食用菌涉及的整齊度、傘蓋形狀與含水量等重要參數(shù)進(jìn)行分析，并建立起模型。結(jié)合草菇整齊度，分析食用菌生長狀態(tài)，先拍攝草菇照片，對照片進(jìn)行灰度處理，將原照片轉(zhuǎn)為灰度圖像，再對該照片進(jìn)行中值濾波處理，并去除圖像采集系統(tǒng)中因電氣和光學(xué)而引起的噪聲，以防噪聲干擾圖像邊緣。最后借助動態(tài)閾值分割法，對草菇整齊度進(jìn)行賦值，以此作為整齊度的判斷依據(jù)，重復(fù)上述的操作，建立判斷整齊度的信息庫。

結(jié)合草菇的傘蓋形狀，分析食用菌生長狀態(tài)，選取一張隨機(jī)拍攝的足量草菇正面照片。利用MATLAB提取草菇傘蓋輪廓，將此與傘蓋專家?guī)煨螤钸M(jìn)行比對，進(jìn)而評價食用菌生長狀態(tài)。在評價草菇傘蓋樣本后，記錄平均評價。

結(jié)合草菇的含水量，分析食用菌生長狀態(tài)，先拍攝一張足量的草菇照片，利用RGB、HSV、HIS色彩空間分量技術(shù)對照片進(jìn)行處理，將獲取到12張色彩空間分量圖片。比對應(yīng)放置三天的草菇樣本色彩空間分量圖片，得出較大差異的色彩空間分量。最后，借助色彩空間分量，建立草菇含水量模型。

4食用菌工廠化生產(chǎn)價值

在傳統(tǒng)食用菌工廠化管理模式下，管理人員多是定時對蘑菇房進(jìn)行巡檢，并手動對環(huán)境參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。在該管理模式下，養(yǎng)殖戶需要投入大量的人力。加之，缺乏對環(huán)境參數(shù)科學(xué)調(diào)整的指導(dǎo)依據(jù)，一些管理人員多是憑借自身工作經(jīng)驗，使得環(huán)境參數(shù)調(diào)整工作出錯率較高。此外，為觀察食用菌成長情況，管理人員需頻繁進(jìn)場蘑菇房，這將造成蘑菇房內(nèi)外溫度、CO2濃度的變化，甚至?xí)腚s菌，影響食用菌的正常生長。

食用菌工廠智能生產(chǎn)平臺可以實現(xiàn)對蘑菇房的實時操控，進(jìn)而實現(xiàn)優(yōu)化管理。管理人員結(jié)合視頻監(jiān)控系統(tǒng)傳送的數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，以判斷蘑菇房的食用菌生長狀況，進(jìn)而根據(jù)此，通過控制器等設(shè)備實現(xiàn)對菇房溫度、濕度、CO2濃度及光照度等多方面的調(diào)整。這種做法將實現(xiàn)工作人員無需進(jìn)入菇房，便可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，減少因人員頻繁進(jìn)出而引發(fā)的能耗浪費等問題。此外，采用集中控制的方式實現(xiàn)對菇房的控制，配置集中控制的總控制器，由總控制器控制各個蘑菇房的溫濕度、CO2濃度及光照度。

由總控制器對單個蘑菇房環(huán)境參數(shù)進(jìn)行集中控制，平臺實現(xiàn)實時采集環(huán)境參數(shù)，并借助傳感網(wǎng)絡(luò)上傳數(shù)據(jù)，工作人員通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)，分析食用菌相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)而判斷各蘑菇房內(nèi)食用菌的生長情況[3]。同時，借助平臺收集菇房的多項參數(shù)數(shù)據(jù)，合理調(diào)整食用菌環(huán)境參數(shù)的最佳使用范圍，精確指導(dǎo)食用菌生長。結(jié)語：綜上所述，在科學(xué)技術(shù)支持下，食用菌工程化生產(chǎn)過程中，相關(guān)工作人員通過運用智能生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)對蘑菇房的現(xiàn)代化管理，實現(xiàn)降低人力及物力等方面的投入，并能最大限度為食用菌生長提供最佳的環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬令法，曾振芳，楊秀增等.基于系統(tǒng)化的食用菌工廠圖紙設(shè)計分析[J].中國食用菌，2019，38（05）：112-115

[2]于匯，趙梓霖.食用菌工廠化生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)[J].熱帶農(nóng)業(yè)工程，2019，43（01）：121-123.

[3]王杰，諶金吾.食用菌液體菌種技術(shù)優(yōu)勢、瓶頸及關(guān)鍵技術(shù)分析[J].食用菌，2019，41（01）：4-7.