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毛木耳微喷灌出耳水分管理效果的研究



全 文 :文章编号:1001-4829(2011)01-0185-06
  收稿日期:2010-10-12
  基金项目:国家现代农业食用菌产业技术体系毛木耳与药用菌
栽培岗位建设项目 [农科教发(2007)12号 ]
作者简介:谭 伟(1964-), 男 ,研究员 ,主要从事食用菌育种
与栽培研究 , E-mail:332528058@qq.com, *为通讯作者。
毛木耳微喷灌出耳水分管理效果的研究
谭 伟1 ,张建华 1 ,郭 勇 2 ,周 洁 1 ,苗人云 2 ,
王国英 3 ,王仁峰 4 ,贾定洪 1 ,黄忠乾1 ,郑林用5*
(1.四川省农业科学院土壤肥料研究所 ,四川 成都 610066;2.四川金地菌类有限责任公司 ,四川 成都  610066;3.通江县银耳科
学技术研究所 ,四川 通江  636700;4.四川农业大学资源环境学院, 四川 雅安 625000;5.四川省农业科学院科技管理处 ,四川
成都  610066)
摘 要:针对四川毛木耳主产区栽培出耳棚实际情况 ,根据毛木耳出耳期间对水分需求规律 ,初步设计和构建出了毛木耳微喷灌
设施系统 ,提出了毛木耳加湿节水栽培的机械与管网匹配参数 ,开展了微喷灌技术应用于毛木耳出耳水分管理效果的试验。初步
试验结果表明 ,供试微喷灌与人工喷灌相比,其总用工量减少 56.14%,总用水量减少 27.08%,总用电量减少 20.65%,省工 、节
水和节能的效果非常显著。笔者认为 ,该设施应用于毛木耳生产 ,对于缓解和解决目前农事劳动力紧缺和农业单位用工费用大幅
度上涨问题 ,节约管水用工成本 、提高毛木耳栽培经济效益和水资源利用效率 ,具有重要的指导作用和现实意义 , 其示范推广应用
前景广阔。
关键词:毛木耳;微喷灌;出耳水分管理;用工量;用电量;用水量;效果
中图分类号:S646   文献标识码:A
EfectofWaterManagementofMicro-Sprinkling
onAuriculariapolytrichaFruiting
TANWei1 , ZHANGJian-hua1 , GUOYong2 , ZHOUJie1 , MIAORen-yun2 , WANGGui-ying3 ,
WANGRen-feng4 , JIADing-hong1 , HUANGZhong-qian1 , ZHENGLin-yong5*
(1.SoilandFertilizerInstitute, SichuanAcademyofAgriculturalSciences, SichuanChengdu610066, China;2.SichuanJindiFungusCo.,
LTD, SichuanChengdu610066, China;3.ScientificTechnologyResearchInstituteofTremellaofTongjiangCounty, SichuanTongjiang
636700, China;4.ColegeofResourcesandEnvironment, SichuanAgriculturalUniversity, SichuanYa an625000, China;5.Administra-
tiveOficeofScienceandTechnology, SichuanAcademyofAgriculturalSciences, SichuanChengdu610066, China)
Abstract:TheactualsituationofthefruitingofAuriculariapolytrichacultivationwasshedoutinthemainproductionareasofSichuan, ac-
cordingtowaterdemandofAuriculariapolytrichaduringthefruiting, themicro-sprinklingfacilitiesandsystemswerepreliminarilydesigned
andbuilt.Thehumidifyingmachineryandpipenetworkmatchingparametersofwater-savingcultivationofAuriculariapolytrichawasputfor-
ward.Micro-sprinklingtechnologytestabouttheefectofwatermanagementduringfruitingofAuriculariapolytrichawasconducted.There-
sultsshowedthattheemploymentoftestedmicro-sprinklingcomparedwithartificialdecreased56.14%oftotalemployment, totalwatercon-
sumptiondecreased27.08%, totalelectricityreductiondecreased20.65%, labor, waterandenergysavingefectwasverysignificant.The
authorbelievedthatthefacilityusedintheproductionofAuriculariapolytricha, whichcouldeaseandresolvethecurrentshortageofagricul-
turallabor, agriculturalunitlaborcosts, savewatermanagementlaborcosts, theimprovementofAuriculariapolytrichacultivationofeconom-
icandwateruseeficiency, hadanimportantguidanceandpracticalsignificance, itsdemonstrationandextensionhadabrightfuture.
Keywords:Auriculariapolytricha;Micro-Sprinkling;Watermanagementoffruiting;Laborconsumption;Powerconsumption;Watercon-
sumption;Effect
    毛 木 耳 [ Auricularia polytricha(Mont.)
Sacc.] [ 1 ~ 3]是黄背木耳和白背木耳等的总称 ,为我
国的主栽食用菌和重要出口食用菌。黄背木耳主产
区在四川省和河南省 ,白背木耳主产区在福建省。
四川从 20世纪 80年代初开始大面积栽培黄背木
耳 ,目前年产量 2亿袋以上 ,并向全国各地推广应
用[ 4] 。栽培黄背木耳已经成为耳农增收致富的重
要途径。
毛木耳属于喜湿性菌类 ,在栽培出耳过程中对
185
2011年 24卷 1期
Vol.24  No.1              
西 南 农 业 学 报
SouthwestChinaJournalofAgriculturalSciences
环境要求有较高的湿度 ,出耳期间要求适宜的空气
相对湿度为 85% ~ 95 %,空气相对湿度低于 80%
时耳片边缘出现干卷发白而不能正常出耳 ,其产量
和质量受到影响 ,栽培经济效益下降 [ 4] 。毛木耳又
属于偏高温型菌类 ,栽培出耳期 4 ~ 8月 ,温度较高 ,
水分蒸发快 ,目前 ,主要采取每天人工多次喷水的办
法保持木耳子实体周围具有较高湿度 。近年 ,农村
大量劳动力进城务工 ,农业生产劳动力减少而且价
格不断上涨 ,导致毛木耳栽培经济效益因用工成本
大幅增加而显著下降 。毛木耳栽培出耳期间需水量
大 ,耳农传统喷水既费时又浪费 ,我国水资源宝贵 ,
节约用水十分重要 。因此 ,开展毛木耳省工节水轻
简化栽培 ,降低用工成本 ,节约农业用水 ,是提高毛
木耳栽培效益的一个重要途径 。
本研究根据毛木耳出耳期间对水分需求规律 ,
将微喷灌设施技术应用于毛木耳出耳的水分管理 ,
设计加湿节水栽培的机械与管网匹配的参数 ,开展
毛木耳省工节水微喷灌设施技术试验 ,对出耳水分
进行方便快捷地管理 ,探讨微喷灌设施及配套技术
在毛木耳出耳水分管理中的应用效果 。
1 材料与方法
1.1 供试耳棚及试验期限
1.1.1 试验菌株 毛木耳 “上海 1号 ”。
1.1.2 试验耳棚 本次试验选择在什邡市湔氐镇
毛木耳生产专业户陈世波的两个新建的出耳棚内进
行 ,两个耳棚的搭建标准和内部耳架样式一致 ,每个
耳棚排置用于出耳毛木耳 “上海 1号 ”的栽培菌袋
22 000袋 。其中一个耳棚作为供试耳棚 ,棚内布置
微喷灌管网进行微喷灌喷水试验;另一个耳棚作为
对照(CK),进行传统人工喷水管理。
1.1.3 试验期限 本次试验期限为 2010年 5月 2
日至 2010年 8月 4日。
1.2 微喷灌系统设计与安装
1.2.1 微喷灌系统构成 供试的微喷灌系统主要
由首部(水泵和过滤装置 ,图 1)、输水管道(图 2)和
图 1 首部装置
Fig.1 Headpart
喷水装置(图 3)三大部分组成[ 5] ,具体由水泵 、过滤
器 、管道 、管件和微喷头构成 。其中水泵配用动力
电;过滤器选用叠片式过滤器;管道的主管和支管用
PVC管 ,毛管用 PE管(管道的大小根据水流量用流
体力学计算确定 );管件用于 PVC管 、PE管以及
PVC管和 PE管的连接;微喷头用小流量微喷头 ,采
用悬挂式的。
1.2.2 微喷灌系统管网配置  ①耳棚微喷灌系统
设计 。微喷灌系统工作的基本原理是水泵抽水※过
滤※主管道※支管道※软管※微喷头※喷洒毛木耳
子实体并保持耳棚内较高湿度。根据毛木耳出耳期
间对水分需求规律和微喷灌系统原理进行设计。毛
木耳栽培的出耳主要集中在高温季节 ,其子实体生
长需要保持耳棚内有较高的湿度 ,需要大量的水分。
传统保持棚内湿度靠大强度的人工大量喷水 ,大剂
量短时喷水既严重浪费又不能较长时间保持湿度 ,
在盛夏 ,每天喷两次水都难以保持菇房湿度 ,常有
“这边喷水那边干”的情况出现。针对这样的问题 ,
笔者用自吸式水泵对水加压 ,通过过滤器 、PVC管 、
PE管和一些特制管件 ,将有压力的水送到微喷头对
毛木耳进行喷雾加湿 ,并通过特殊处理 ,将悬挂微喷
头折角成 90°,以适合分层栽培的毛木耳 。通过水
力学的计算 ,对管道大小和水泵大小进行匹配 ,达到
每天可以根据出耳需要多次均匀喷水 、保持棚内湿
度的目的 。设计根据供试耳棚实际状况 ,主要依据
管路流量公式和管路压力公式等计算进行设计。管
186 西 南 农 业 学 报                      23卷
路流量计算公式为 Q主 =nq。其中 Q支 =Q毛 1 +Q毛 2
+Q毛 3……, Q主 =Q支 1 +Q支 2 +Q支 3……;Q毛 ———
毛管 流量 , m3 /h;Q毛 1———毛 管 1 流 量 , m3 /h;
Q支———支管流量 , m3 /h;Q支 1———支管 1流量 , m3 /
h;Q主 ———主管流量 , m3 /h;n———灌水器个数 ,个;
q———灌水器流量 , m3 /h。管路压力计算为 hf=
94800LQ1.77 /D4.77 , hξ=ξv2 /(2g)。其中 hf———沿程
水头损失 , m;hξ———局部水头损失 , m;L———水管长
度 , m;Q———流量 , m3 /h;D———水管内径 , mm;
ξ———局部阻力系数;v———水流速度 , m/s;g————
重力加速度 , 9.8m/s2。 ②耳棚微喷灌系统管网配
置。依据①计算结果 ,获得本试验耳棚微喷灌系统
管网配置的系列参数(表 1)。为了试验计算用水费
和用电费用 ,另添配了水表配置 。 ③耳棚微喷灌系
统实际安装。供试耳棚内管道布置:耳棚大小为宽
18 m,长 22 m,高 3 m。内有 18排木耳架子 , 19个
横向过道和一个主过道。主 PVC管道布置于耳棚
门口一侧的底部(图 2),再在主 PVE管道上接 6条
PE软管 ,从耳棚顶部拉过至耳棚另一头。喷头从耳
棚上部掉下 75 cm(图 4)。耳棚架子宽 20 cm,横向
过道宽 1 m,主过道宽 1.3 m(图 5)。
喷头改造:喷头采用 “微喷头 43L/h-2.0巴 ”,
表 1 毛木耳微喷灌系统匹配参数及价格
Table1 ParameterandpriceofMicro-SprinklingSystemonAuriculariapolytricha
序号 设备名称 数量 单位 单价(元) 小计(元) 备注
1 自吸水泵 1 套 750.00 750.00 1.1KW
2 1″叠片式过滤器 2 个 100.00 200.00
3 32PVC(1.6MPa) 1 米 6.05 6.05
4 40PVC(1.6MPa) 48 米 9.32 447.36
5 水表( 40接口) 1 个 250.00 250.00
6 40内丝直接 2 个 3.28 6.56
7 40PVC直接 24 个 1.44 34.56
8 40PVC900弯头 10 个 2.07 20.70
9 40PVC正三 3 个 3.64 10.92
10 32内丝直接 4 个 2.22 8.88
11 32外丝直接 2 个 0.82 1.64
12 20内丝直接 6 个 1.15 6.90
13 40-32大小头 6 个 1.14 6.84
14 40-20大小头 2 个 0.85 1.70
15 40-20异三 4 个 2.35 9.40
16 20外丝 - 20PE阀门 6 个 6.00 36.00
17 20PE管 200 米 2.00 400.00
18 扎带 1 捆 10.00 10.00
19 打孔器(微喷) 1 个 15.00 15.00
20 生料带 6 个 2.00 12.00
21 微喷头 43L/h-2.0巴 230 个 4.50 1035.00 进口
22 130cm4/7软管 230 条 1.50 345.00
23 5″木螺钉 230 个 0.10 23.00
24 4 /7接头 230 个 0.90 207.00
25 配重 230 个 2.50 575.00
26 水表( 25接口) 1 个 150.00 150.00
27 314″PVC内螺纹球阀 2 个 6.00 12.00
28 25×3/4″外螺纹接口(外螺纹变倒刺接头) 2 个 4.00 8.00
合计(元) 1485 4589.51
1871期       谭 伟等:毛木耳微喷灌出耳水分管理效果的研究
图 4 微喷灌设施喷水
Fig.4 SprinklingofMicro-Sprinkling
将原来喷平面的喷头改装成弯曲 90°后用来喷立面
的喷头 。喷头的喷水半径为 2.5 m(图 3)。
供试耳棚内主要由主管(PVC管)支管(PE管)
和喷头构成微喷系统(图 5)。
1.3 观测数据与分析
分别记载大耳棚传统喷水和小耳棚微喷灌喷水
的用水量 、喷水用工时 、喷水次数等(表 2)。喷水用
水量:笔者分别给两个棚子喷水出口处安装水表来
记录每次喷水的用量 。喷水用工时:小耳棚微喷灌
喷水用工时 10 min/次 ,大耳棚按喷水 /次具体时间
记载。记录喷水日期:每天喷水次数 ,喷水时间及天
气情况等。
试验期间 ,分别记载大耳棚和小耳棚内喷水的
次数 、用工量 、用水量和用电量 ,试验结束后对记载
数据结果进行归类 、比较和分析 。
图 5 微喷灌系统棚内管网平面布置(单位:mm)
Fig.5 PlanefigureofpipelineofMicro-SprinklingSystem
图 6 腹部开口出耳
Fig.6 Fruitingofunderpartpit
  毛木耳出耳方式有两种:一是只让菌袋两头出
耳 ,二是不仅菌袋两头出耳 ,而且还在菌袋腹部开口
出耳(图 6)。什邡毛木耳栽培方式采取的后者。笔
者设计的微喷灌主要针对前者 ,喷头水分能够较好
地喷洒至菌袋两头耳片上 ,但不能全部喷洒到菌袋
腹部耳片 。因此 ,在对小耳棚菌袋施行微喷灌喷水
时结合了对腹部耳片的人工辅助喷水 ,当然在分析
微喷灌喷水用工时就应减去辅助腹部喷水的用工 。
另外由于今年气候的因素 ,在 6月 15号以后 ,
天气连续多雨 ,直到 8月份雨水都比较充沛。故在
6月 15日后水分管理时 ,两头出的木耳水分基本不
用喷 ,仅仅腹部的水分管理需要进行人工喷水。所
以为了试验相对准确 ,确定以 5月 2号至 6月 14号
的数据进行比较分析。
2 结果与分析
2.1 微喷灌与人工喷灌的用工量比较
对试验观测数据进行了分别记录(表 2)。
  供试耳棚进行了 17次喷水 ,其中微喷灌喷水 8
次 、人工辅助喷水(喷菌袋腹部木耳)9次;总用工量
为 393 min,其中微喷灌喷水用工 80 min,人工辅助
喷水 313min。按照每个工作日 8 h计算 ,微喷灌的
总用工量为(393 min/60 min/h)/(8 h/d)=(6.55
h)/8(h/d)=0.82 d。
对照耳棚进行了 17次纯人工喷灌 ,总用工量为
896min,按照每个工作日 8h计算 ,人工喷灌总用工
量为(896 min/60min/h)/(8 h/d)=1.87 d。
试验结果表明 ,微喷灌的总用工量比人工喷灌
少 896 min-393 min=503 min,或少 1.87 d-0.82
d=1.05 d。换言之 ,微喷灌的总用工量比人工喷灌
减少(503 min/896 min)×100 % =56.14 %,具有
大大节约工时的效果。
2.2 微喷灌与人工喷灌的用水量比较
从表 2可知 ,供试耳棚进行微喷灌的总用水量
188 西 南 农 业 学 报                      23卷
表 2 毛木耳微喷灌试验统计数据
Table2 DataofMicro-SprinklingexperimentonAuriculariapolytricha
比较项目 供试耳棚(微喷灌) 对照耳棚(人工喷灌)微喷灌喷菌袋两头木耳 人工辅助喷菌袋腹部木耳 人工喷菌袋两头和腹部木耳
喷水(次) 次数 8 9 17
总次数 17 17
用工量 分别用时(min) 80 313 896
总用工量(d) 0.82 1.87
用水量(t) 分别用水 8.50 8.41 23.19
总用水量 16.91
用电量(kw/h) 分别用电 2.40 2.02 5.57
总用电量 4.42
  注:统计期间为 2010年 5月 2日至 6月 14日。
为 16.91t,其中微喷灌喷水的用水量 8.50t,人工辅
助喷水(喷菌袋腹部木耳)的用水量 8.41 t。对照耳
棚进行人工喷灌的总用水量为 23.19t。
  试验结果表明 ,微喷灌的总用水量比人工喷灌
少 23.19 t-16.91 t=6.28 t。换言之 ,微喷灌的总
用水量比人工喷灌少(6.28 t/23.19 t)×100 % =
27.08 %,具有较好的节水效果 。
2.3 微喷灌与人工喷灌的用电量比较
微喷灌喷水需要动力而耗电 ,人工喷水抽取地
下水也需要耗电 。从表 2可知 ,供试耳棚微喷灌的
总用电量为 4.42 kw/h,对照耳棚人工喷水抽水用
电量为 5.57 kw/h。
试验结果表明 ,微喷灌喷水的用水量比人工喷
灌的要少 5.57 kw/h-4.42 kw/h=1.15 kw/h。换
言之 ,微喷灌的用电量比人工喷灌减少 [(1.15kw/h)/
(5.57kw/h)] ×100%=20.65 %,具有较好的节能效
果。
2.4 微喷灌与人工喷灌对木耳产量和质量的影响
通过对大 、小两个耳棚内出耳菌袋收耳产量和
质量的抽样调查结果表明 ,微喷灌的出耳产量和木
耳质量与人工喷灌无差异。这说明 ,微喷灌的喷水
效果能够满足出耳期间木耳子实体对水分的需求 ,
能够达到人工喷水的效果 。毛木耳生产专业户陈世
波非常认同这个结果 。
3 小结与讨论
3.1 微喷灌技术应用于毛木耳出耳水分管理的效果
3.1.1 省工节水节能效果显著 对本试验的结果
分析可知 ,将微喷灌技术应用于毛木耳出耳的水分
管理 ,与纯人工喷水相比 ,可以节省工时 56.14 %、
节约用水 27.08%和节约用电 20.65 %,省工节水
节能效果显著非常显著 ,而且劳动强度大大减轻 。
按照陈世波算的账 ,往年 6万袋木耳的喷水管理人
工费用开支为 5000元 /年 。若对 6万袋耳棚安装微
喷灌设施则需一次性投入费用 1万元(若用国产配
件则还便宜些),按照微喷灌设施使用寿命至少 5
年摊销折算仅 2000元 /年 ,每年仅节约人工喷水开
支 5000 ~ 2000元 =3000元 ,相当于通过节约人工
成本而获得净收入 3000元 /年 ,因节约而增收的效
果显著。
3.1.2 微喷灌技术应用优点突出 微喷灌设施技
术应用于毛木耳出耳水分管理具有 5个优点(图
6):一是只需开电源和微喷系统的水阀 ,操作方便 ,
省工省时;二是能充分保证菇房内的湿度 ,利用井水
10 min内即可完成喷水任务 ,而且根据天气变化需
要 ,哪怕每天开启 10次甚至几十次都不是问题 ,这
是人工喷水无法实现的;三是喷水均匀到位 ,降低水
资源的浪费 ,既节水 ,又节能;四是大幅度减轻劳动
强度 ,使种植户更容易扩大种植规模;五是能通过降
低用工提高劳动生产率 ,通过降低用水量减少对水
资源的浪费 ,达到降低栽培成本和提高种植经济效
益的目的 [ 5] 。
3.1.3 本试验产量效果有待完善 本试验偏重了
微喷灌设施技术应用于毛木耳出耳水分管理的省
工 、节水和节能(电)的效果 ,未涉及产量的定量效
果 ,这有待于进一步试验研究和完善。
3.2 微喷灌对腹部开口出耳水分管理有待改进
本试验微喷灌系统设计的喷头对于毛木耳菌袋
两头出耳者具有很好的喷水保湿效果(图 7),但美
中不足的是不能全部喷洒到菌袋腹部耳片 ,这有待
进一步试验探讨和研究解决。若毛木耳的 “菌袋两
头出耳”和 “菌袋两头及腹部同时出耳 ”这两种出耳
方式对于出耳的生物转化率无关 ,则直接采用菌袋
两头处出耳即可解决。否则需采取在排袋耳架层架
增设输水管和喷头等方法加以解决 ,只是增加设施 ,
投入成本就会增加些。
1891期       谭 伟等:毛木耳微喷灌出耳水分管理效果的研究
图 7 微喷灌应用于毛木耳出耳水分管理的效果
Fig.7 EfectofMicro-SprinklingonthefruitingofAuriculariapolytricha
3.3 微喷灌技术在毛木耳出耳水分管理中的应用
前景看好
近年 ,大量青壮农民外出务工 ,农村从事农业生
产的劳动力大量减少 ,农事用工单位费用大幅度上
涨 ,导致栽培效益显著下滑 。笔者对四川毛木耳主
产区的什邡 、金堂和中江等地进行了调查 , 2010年
毛木耳生产用工日平均费用为 65元 /人 · d, 是
2005年(用工日平均费用 20元 /人 · d)的 3.2倍 ,
即 2010年毛木耳生产的用工成本是 2005年的 3.2
倍 ,使毛木耳栽培经济效益受到严重影响 。毛木耳
栽培环节多用工密集 (主要集中在装袋 、出耳水分
管理和采耳三个环节),季节性强产生农事用工矛
盾(出耳水分管理与采耳期间正是小麦 、油菜收获
的农忙季节)、用工紧缺 。水资源是农业生产和发
展必不可少的条件。我国被列入全世界人均水资源
13个贫水国之一。随着工业化 、城镇化的推进 ,农
业用水的比重只会降低而不可能提高 ,发展节水农
业势不可挡 [ 6] 。因此 ,开展毛木耳省工节水栽培研
究 ,降低毛木耳栽培用工数量 、降低栽培用工成本;
毛木耳生产出耳期间需水量大 ,应减少习惯喷水对
水资源的浪费 、提高水资源利用效率 ,以提高毛木耳
栽培经济效益和水资源利用效益。
微喷灌是一种现代化的精细高效节水灌溉技
术 ,具有省水 、节能 、适应性强等特点 ,其技术在设施
农业中的应用得到广泛应用并显示出了较好的经济
和社会效益[ 7] 。微喷灌设施及其配套技术应用于
农村食用菌大生产中的研究文献仅有几篇 ,而且主
要涉及黑木耳和香菇 [ 8 ~ 10] ,少见有涉及毛木耳的文
献报道。本试验研究 ,针对四川毛木耳栽培出耳耳
棚的实际情况设计出了微喷灌设施 ,并将微喷灌技
术应用于毛木耳出耳水分管理 ,试验结果显示出了
省工 、省时 、节水和节能的良好效果。将这套技术应
用于毛木耳生产中 ,对于缓解和解决目前农村农事
劳动力紧缺和农业用工费用大幅度上涨问题 、提高
毛木耳栽培经济效益和对水资源利用效率 ,具有重
要的指导作用和现实意义。本项微喷灌技术在毛木
耳生产中示范推广应用前景广阔 。
致 谢:什邡市湔氐镇毛木耳生产专业大户陈世波
同志为本试验研究提供了试验耳棚并给予了大力协
助 ,四川省农科院土肥所甘炳成所长 、彭卫红主任对
本试验给予了支持和鼓励 ,特此一并致谢!
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(责任编辑 陈 虹)
190 西 南 农 业 学 报                      23卷