太阳能光伏联栋大棚中香菇越夏模式试验

徐端平 何 勇* 马 帅 黄艳国 宋 爽

（1中节能太阳能股份有限公司，北京100082；2中节能（乐平）光伏农业科技有限公司，江西乐平333300）

随着近几年光伏电站规模扩大，光伏+等综合利用方式也日益增多，农业光伏便成为其中最主要的模式之一。该种模式通过光伏和农业的结合把现代农业和规模化的农业向前带动了一大步。另外，中东部地区发展光伏首当其冲的是土地限制的问题，而与农业的结合则给光伏带来了一种新的模式与业态。光伏太阳能棚下栽培香菇，能将两个产业有机结合，实现资源整合，优势互补、互不干扰、共同发展，大幅提高土地资源利用效率。

罗信昌等[2]认为香菇菌丝生长适宜温度为5～32℃，最适为24～27℃，在此最适温度下，香菇菌丝生长旺盛，色泽洁白而粗壮。总的来说，香菇菌丝耐低温不耐高温。香菇菌丝在-10～-8℃的条件下，经30～40 d仍可成活；但若温度为34℃，菌丝就停止生长，36℃时菌丝将受到严重损伤，颜色变黄，40℃以上香菇菌丝则很快死亡。我国中东部地区夏季温度高，除部分冷凉山区外，夏季最高温度可达40℃及以上，香菇自然情况下越夏困难。为此笔者在江西乐平开展香菇光伏大棚内越夏模式试验：模式一，光伏联栋大棚内利用喷淋、风机湿帘进行降温；模式二，在光伏联栋大棚内建设棚中棚利用喷淋进行热量交换降温。现将试验结果总结如下。

1 材料和方法

1.1 试验材料及主要设施、仪器、建设材料香菇菌棒来源：中节能（乐平）光伏农业科技有限公司生产的代料菌棒，规格18 cm×58 cm。

光伏联栋大棚内喷淋设施，光伏大棚两侧风机湿帘，自动温度记录仪。

木条规格为3 m×4 cm，误差不超过2 mm；竹子直径为3～5 cm，竹子无明显凸起物、刺状物，避免划破菌袋；棚膜为全新料，厚度0.001 cm以上；无纺布为全新料，吸水性好，规格在250 g/m2以上；吸水海绵厚度在5 mm以上，吸水性及导水性能好；塑钢线直径在4 mm以上。

1.2 单个光伏联栋大棚规格及材质单个光伏联栋大棚长100 m，宽50 m，单个棚占地面积达0.5 hm2，棚内下弦杆离地3.2 m，棚顶高4.5 m。全棚除电池板是玻璃材质外，棚的四周和棚顶北坡由黑白薄膜所覆盖。

1.3 试验方法

1.3.1 模式一：利用喷淋、风机湿帘降温 为减少菌棒越夏风险，菌棒贴近地面仅码放一层。温度调控方式为利用光伏棚内喷淋设施直接喷淋菌棒降温，依据外界温度情况适时开启风机湿帘。

1.3.2 模式二：建设棚中棚喷淋降温 棚中棚建设：棚长48 m，宽6.1 m，高2.7 m。棚外部由内而外依次铺设塑料薄膜，海绵，吸水保湿性较好的无纺布。每个棚内布线并安装10盏日光灯供照明使用。在大棚外侧底部挖沟铺设水槽作排水使用。光伏棚内水泥路处设门方便人员与叉车等进出。

棚中棚内部建设：木架共设5层，层间距25 cm，底层距地面30 cm防涝，架底支脚处做10 cm×10 cm×40 cm水泥桩防止架子倾斜。架宽分40 cm与60 cm和90 cm三种，每隔1.5 m用3 cm×4 cm木条做立柱与横梁，然后将直径3～5 cm竹竿固定于横梁上。棚被水泥路分为东西两个单元格，木架在每个单元格内都为东西走向，东侧架共长22.5 m，西侧架共长19.5 m。每棚可放90 cm宽木架1排，40 cm宽木架2排，60 cm宽木架2排，架与架之间留80 cm作为过道。具体见图1，图2。底部及光伏棚四周排水管道必须保证排水畅通。整个大棚密封性要好，尤其开启喷水设施时棚内不可漏水，开启风机时底部薄膜不可轻易飘动。土层以下木条需做防腐处理，底部及光伏棚四周排水管道必须保证排水畅通，具体见图3。

根据外界天气情况，开关喷淋设施及风机湿帘系统。一般早上7：30左右开启喷灌设施，关闭风机湿帘系统，棚中棚封闭，适时通风，晚上20：00左右开启风机湿帘系统进行通风，关闭喷灌设施。全天自动温度记录仪摆放位置为第5层及底层。

图1 太阳能光伏大棚棚中棚剖面图 单位：cm

图2 太阳能光伏大棚棚中棚内部

图3 太阳能光伏大棚棚中棚外部

图4 外界最高温度为40℃时棚中棚内温度监控

2 结果与分析

试验地7月-8月（2016年）夏季高温持续天数较以往多且极端高温天数也较多，见表1。

表1 2016年7月-8月乐平地区实测高温天气天数

模式一（光伏棚越夏）：高温期间喷淋后空间、菌棒表面及地表温度可控制为32℃以下，但喷淋结束半小时之内空间温度就会上升至38℃左右，菌棒表面上升至35℃，贴近地表温度浮动相对较小。

光伏棚内温度高于32℃时间较多，且直接喷淋造成高湿，不满足菌丝生长条件，因此菌棒感染率较高。菌棒长时间抵抗外界高温消耗掉大量养分，而且长时间高温高湿造成菌丝活力较弱，对出菇造成影响。

模式二（光伏棚内建设棚中棚越夏）：棚中棚内1.5 m处（发菌架第5层菌棒位置）温度基本可以控制在32℃以内，遇极端天气外界超过40℃时在33℃。下层较第5层位置处低1～2℃（图4）。

通过自动温度记录仪数据显示，每日高温区间出现在每日的14：00-16：00，该段时期必须保证喷淋用水量，适时加大喷水量。

3 小结与讨论

光伏食用菌产业结合光伏发电要阳光、食用菌生长要遮光的原理，将光伏电站与食用菌栽培大棚组合，在不改变和破坏土质的情况下，提高土地的利用率，实现发电和收菇的综合叠加效益。但由于我国中东部地区夏季高温限制，要实现香菇菌棒周年生产，一般采用夏季覆土栽培，但菇质一般较差，或将菌棒运至较高海拔的冷凉山区越夏后秋季出菇，运输过程有菌棒烧菌风险及增加相应人力等成本，实现规模化生产的难度较大。试验结果：模式一在高温期间，温度较难控制在32℃及以下，越夏风险大，且产量低、菇质差；模式二采用光伏联栋大棚内搭建越夏棚中棚的方法，满足了香菇菌棒越夏对温度的要求，有效降低菌棒越夏风险。棚内木架及竹竿可使用8年以上，棚中棚外薄膜及海绵每两年更换一次，经测算，每棒菌棒生产成本增加0.2～0.3元，但越夏菌棒较常规秋栽菌棒早上市，售价高，收益相对可观，基本可实现对香菇菌棒的周年生产，大幅提升产能与企业竞争实力。