太陽能光伏聯棟大棚中香菇越夏模式試驗

徐端平 何 勇* 馬 帥 黃艷國 宋 爽

（1中節能太陽能股份有限公司，北京100082；2中節能（樂平）光伏農業科技有限公司，江西樂平333300）

隨著近幾年光伏電站規模擴大，光伏+等綜合利用方式也日益增多，農業光伏便成為其中最主要的模式之一。該種模式通過光伏和農業的結合把現代農業和規模化的農業向前帶動了一大步。另外，中東部地區發展光伏首當其沖的是土地限制的問題，而與農業的結合則給光伏帶來了一種新的模式與業態。光伏太陽能棚下栽培香菇，能將兩個產業有機結合，實現資源整合，優勢互補、互不干擾、共同發展，大幅提高土地資源利用效率。

羅信昌等[2]認為香菇菌絲生長適宜溫度為5～32℃，最適為24～27℃，在此最適溫度下，香菇菌絲生長旺盛，色澤潔白而粗壯。總的來說，香菇菌絲耐低溫不耐高溫。香菇菌絲在-10～-8℃的條件下，經30～40 d仍可成活；但若溫度為34℃，菌絲就停止生長，36℃時菌絲將受到嚴重損傷，顏色變黃，40℃以上香菇菌絲則很快死亡。我國中東部地區夏季溫度高，除部分冷涼山區外，夏季最高溫度可達40℃及以上，香菇自然情況下越夏困難。為此筆者在江西樂平開展香菇光伏大棚內越夏模式試驗：模式一，光伏聯棟大棚內利用噴淋、風機濕簾進行降溫；模式二，在光伏聯棟大棚內建設棚中棚利用噴淋進行熱量交換降溫。現將試驗結果總結如下。

1 材料和方法

1.1 試驗材料及主要設施、儀器、建設材料香菇菌棒來源：中節能（樂平）光伏農業科技有限公司生產的代料菌棒，規格18 cm×58 cm。

光伏聯棟大棚內噴淋設施，光伏大棚兩側風機濕簾，自動溫度記錄儀。

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

1.2 單個光伏聯棟大棚規格及材質單個光伏聯棟大棚長100 m，寬50 m，單個棚占地面積達0.5 hm2，棚內下弦桿離地3.2 m，棚頂高4.5 m。全棚除電池板是玻璃材質外，棚的四周和棚頂北坡由黑白薄膜所覆蓋。

1.3 試驗方法

1.3.1 模式一：利用噴淋、風機濕簾降溫 為減少菌棒越夏風險，菌棒貼近地面僅碼放一層。溫度調控方式為利用光伏棚內噴淋設施直接噴淋菌棒降溫，依據外界溫度情況適時開啟風機濕簾。

1.3.2 模式二：建設棚中棚噴淋降溫 棚中棚建設：棚長48 m，寬6.1 m，高2.7 m。棚外部由內而外依次鋪設塑料薄膜，海綿，吸水保濕性較好的無紡布。每個棚內布線并安裝10盞日光燈供照明使用。在大棚外側底部挖溝鋪設水槽作排水使用。光伏棚內水泥路處設門方便人員與叉車等進出。

棚中棚內部建設：木架共設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單元格，木架在每個單元格內都為東西走向，東側架共長22.5 m，西側架共長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作為過道。具體見圖1，圖2。底部及光伏棚四周排水管道必須保證排水暢通。整個大棚密封性要好，尤其開啟噴水設施時棚內不可漏水，開啟風機時底部薄膜不可輕易飄動。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，具體見圖3。

根據外界天氣情況，開關噴淋設施及風機濕簾系統。一般早上7：30左右開啟噴灌設施，關閉風機濕簾系統，棚中棚封閉，適時通風，晚上20：00左右開啟風機濕簾系統進行通風，關閉噴灌設施。全天自動溫度記錄儀擺放位置為第5層及底層。

圖1 太陽能光伏大棚棚中棚剖面圖 單位：cm

圖2 太陽能光伏大棚棚中棚內部

圖3 太陽能光伏大棚棚中棚外部

圖4 外界最高溫度為40℃時棚中棚內溫度監控

2 結果與分析

試驗地7月-8月（2016年）夏季高溫持續天數較以往多且極端高溫天數也較多，見表1。

表1 2016年7月-8月樂平地區實測高溫天氣天數

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，但噴淋結束半小時之內空間溫度就會上升至38℃左右，菌棒表面上升至35℃，貼近地表溫度浮動相對較小。

光伏棚內溫度高于32℃時間較多，且直接噴淋造成高濕，不滿足菌絲生長條件，因此菌棒感染率較高。菌棒長時間抵抗外界高溫消耗掉大量養分，而且長時間高溫高濕造成菌絲活力較弱，對出菇造成影響。

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

通過自動溫度記錄儀數據顯示，每日高溫區間出現在每日的14：00-16：00，該段時期必須保證噴淋用水量，適時加大噴水量。

3 小結與討論

光伏食用菌產業結合光伏發電要陽光、食用菌生長要遮光的原理，將光伏電站與食用菌栽培大棚組合，在不改變和破壞土質的情況下，提高土地的利用率，實現發電和收菇的綜合疊加效益。但由于我國中東部地區夏季高溫限制，要實現香菇菌棒周年生產，一般采用夏季覆土栽培，但菇質一般較差，或將菌棒運至較高海拔的冷涼山區越夏后秋季出菇，運輸過程有菌棒燒菌風險及增加相應人力等成本，實現規模化生產的難度較大。試驗結果：模式一在高溫期間，溫度較難控制在32℃及以下，越夏風險大，且產量低、菇質差；模式二采用光伏聯棟大棚內搭建越夏棚中棚的方法，滿足了香菇菌棒越夏對溫度的要求，有效降低菌棒越夏風險。棚內木架及竹竿可使用8年以上，棚中棚外薄膜及海綿每兩年更換一次，經測算，每棒菌棒生產成本增加0.2～0.3元，但越夏菌棒較常規秋栽菌棒早上市，售價高，收益相對可觀，基本可實現對香菇菌棒的周年生產，大幅提升產能與企業競爭實力。