生态调温与节水灌溉设施菇棚的设计*

杨辉德

（黄冈职业技术学院生物化工学院，湖北 黄冈 438002）

1 设计背景及意义

食用菌生长受外界环境条件影响很大，食用菌出菇阶段环境温度要求在15℃～24℃之间，湿度在85%～95%之间，不需要直射光照，外界环境不但影响食用菌产品产量，还会影响食用菌产品的质量。

黄冈市所在的地理位置是东经 30°26′，北纬 114°52′，属亚热带大陆性季风气候，江淮小气候区。四季光热界线分明，据资料记载黄冈市年平均气温17.4℃。夏季高温持续时间长，极端最高气温为41.3℃，最低气温为-18.1℃。2001年～2005年经分析春季平均气温为17.1℃，夏季平均气温为27.7℃，秋季平均气温为18.6℃，冬季平均气温为6℃。这些资料表明黄冈市气温不同季节之间变化大，对食用菌生长的影响非常明显，晚春、夏季、早秋需要降温；早春、晚秋需要白天降温、夜晚保温；冬季则需要白天升温、夜晚保温才能达到适合生长的条件，实现食用菌产品的周年供应。

随着食用菌栽培规模日益扩大，食用菌设施栽培也在生产中逐步推广，传统的菇棚参照蔬菜大棚的设计，一般是在塑料膜上或下盖上遮阳网就行了，但这样的菇棚对温度的调节能力非常有限，具体的表现为夏天棚温过高，有时高达45℃以上，冬天在有阳光的情况下白天棚温尚可，但夜晚的棚温偏低，有时低至0℃左右，还需要采用加温或降温的方式对棚温进行调节，各地加温或降温的方式不尽相同，但都以消耗能量作为代价，烧煤加温法甚至还会造成环境污染，还会使产品中出现SO2残留。而菇棚喷水增湿传统的方法是用人工喷水，人工喷水方法也有些弊端，一是人力成本在增加，二是喷水中存在着对水资源的浪费[1-6]。基于上述考虑，设计的生态调温菇棚与菇棚节水灌溉设施要达到两个目的，一是生态调温目的，二是节水灌溉目的。设计的生态调温菇棚是遵循生态学原理，通过植树遮荫、物理覆盖达到调温作用，设计的节水灌溉设施是通过喷灌带的安装来实现对水资源的节约。

通过菇棚及节水设施的设计，利用简单的材料和生态节能的原理，建造节能型标准化菇棚，大大降低了菇棚的建造与管理成本，在技术创新基础上提高对食用菌产量增长的贡献率。

2 具体方案

2.1 生态调温菇棚的设计

生态调温菇棚选址在地势平坦的场所，朝向为南北向。在菇棚的东西两侧种上绿化树种，绿化树种以速生、阔叶落叶乔木为主要种植品种，最理想的树种为意杨。意杨树干耸立、枝条开展、叶大荫浓、生长迅速，夏季及早秋浓荫能遮挡射向菇棚的大部份光线，对菇棚能起到降温作用，也能对覆盖材料的老化起到延缓作用；晚秋与冬季叶片落尽，不会影响阳光直射对菇棚的升温作用，两侧植树起到了调节小气候、增加了供氧量、美化菇棚环境的作用。另通过在棚上遮盖不同覆盖材料，实现菇棚在不同季节下调温效果；根据覆盖层次与调温效果，生态调温菇棚分简单升温型、简单降温型、白降夜保型、白升夜保型4种类型，生态调温菇棚的设计说明如下。

2.1.1 简单升温型菇棚的设计

简单升温型菇棚的覆盖材料只是1层塑料膜。这种类型菇棚也就是常见的塑料棚，升温效果明显。简单升温型菇棚只在果蔬反季节栽培上有所应用，因它能透过光线但不能达到遮光效果，种植的树木只能起到辅助降温作用，故简单升温型菇棚在食用菌生产中使用很不普遍，具体设计见图1。

图1 简单升温型菇棚的设计图

2.1.2 简单降温型菇棚的设计

简单降温型菇棚的覆盖材料由2层组成，上一层是遮阳网覆盖，下一层是塑料膜覆盖；配合植树的降温作用，简单降温型菇棚适合在晚春与早秋的白天气温较高、夜晚气温不低的季节使用，菇棚中适合种植中高温型的食用菌品种，具体设计见图2。

2.1.3 白降夜保型菇棚的设计

白降夜保型菇棚覆盖材料由3层组成，上一层是反光布（广告布）覆盖，中层遮阳网覆盖，下一层是塑料膜覆盖。此类比简单降温型多了一层反光布，反光布正面为白色，对光线有反射作用，可以降低菇棚白天的棚温，但晚上则正好相反，由于进行了3层覆盖，相当于人穿上了厚厚的衣服，菇棚有保温作用。白降夜保型菇棚适合在中春与中秋的白天气温还是有一些高，但夜晚气温比较偏低的季节使用，菇棚中适合种植广温型或低温型的食用菌品种，具体设计见图3。

图2 简单降温型菇棚的设计图

图3 白降夜保型菇棚的设计图

2.1.4 白升夜保型菇棚的设计

白升夜保型菇棚覆盖材料由4层组成，第1层是塑料膜，第2层是反光布（广告布）覆盖，第3层遮阳网覆盖，第4层是塑料膜覆盖。由于在反光布上又加了一层塑料膜，菇棚在白天有阳光的天气下有升温效果，由于又加了一层塑料膜覆盖，晚上保温效果比白降夜保型菇棚还好，能保持菇棚温度基本稳定。白升夜保型菇棚适合于在深冬季节中使用，菇棚中适合种植低温型食用菌品种，具体设计见图4。

图4 白升夜保型菇棚的设计图

2.2 菇棚节水灌溉设施的设计

2011年中一号文件是加快水利改革发展的决定，文件明确指出“大力发展节水灌溉，推广渠道防渗、管道输水、喷灌滴灌等技术，扩大节水、抗旱设备补贴范围”。为了达到节水灌溉，就要在菇棚中安装节水灌溉设施，日前市场上节水灌溉材料有多种，我们是通过安装喷灌带来实现节水的目的，喷灌带又称多孔管、微喷灌管，是在可压扁的塑料软管上采用机械或激光直接加工出水小孔，进行滴灌或微喷灌的一种节水灌溉设备。喷灌带见图5，安装喷灌带灌溉设施喷水优点很多，一是成本低廉，二是安装、拆卸简易，三是节水效果良好。

菇棚节水灌溉设施的设计分2个部分，第1部分是连通部分，包括洗衣机接水管、塑料软管、进水管、开头、接头等连通装置；第2部分是喷雾增湿部分，主要是棚内吊环、喷雾带等装置，具体结构见图6。使用时先将洗衣机接水管与水龙头接上，再将接头与喷灌带接上，打开控制开关自来水就会通过喷灌带形成喷雾状态，雾点小且雾化均匀，喷雾几分钟形成了“雨濛濛、雾沉沉”的小气候出菇环境。

图5 喷灌带及喷灌带的安装

图6 菇棚节水灌溉设施白描图

为了检验喷灌带设施喷水的节水效果，进行了测试，选2座面积为180 m2(6 m×30 m)的菇棚进行对比试验，一座棚用水管喷水方法作对照，另一座棚用喷灌带设施喷水作处理，处理菇棚安装两条喷灌带2条，试验时开开关进行喷水管理。经统计，对照菇棚用时20 min达到增湿效果，而处理试验菇棚3 min～5 min就达到增湿效果。由于处理菇棚中安装了2条喷灌带，累计喷水时间应为8 min～10 min，比对照用时要少10 min～12 min；由此推算，喷灌带设施喷水比水管喷水方法节约用水量50%～60%。

3 工作原理

利用生态原理进行菇棚调温在我国由来已久，各地都在不同程度上进行了应用，但系统化阐述其原理，设计其方案并不多见。本人设计的生态调温型与节水灌溉设施菇棚，其升温的性能与普通大棚没有区别，但菇棚的加温与降温与普通大棚有本质的不同，它是利用物理材料对光线遮挡、反射及覆盖材料的保温性能来实现对菇棚的调温，在不同季节选择不同温型的食用菌进行栽培，一年四季不需要对菇棚采取加温或降温，就能实现食用菌周年生产。

通过安装菇棚节水灌溉设施来调节菇棚湿度，节约了用水量，减少菇农的生产成本。

[1]于千桂.介绍几种大棚的加温方法[J].农家顾问，2007(11)：31.

[2]于千桂.介绍几种果树大棚的加温方法[J].北京农业，2007(34)：30.

[3]王吉庆，张百良.几种降温措施在温室夏季降温中的应用研究[J].农业工程学报，2006(9)：257-260.

[4]周长吉.大面积连栋温室夏季降温的新途径-外遮阳网上喷水降温[J].农村实用工程技术.温室园艺,2004(5)：26-29.

[5]盛国成，张勇，王春鸣.日光温室降温方式与遮荫设备[J].现代农业装备，2007(8)：70-72.

[6]李红莲，邢文刚，张娟，等.不同降温措施对连栋玻璃温室内温度的影响[J].沈阳农业大学学报，2006，37(2)：241-244.