下面文章主要針對(duì)當(dāng)前我國(guó)干旱山區(qū)生態(tài)循環(huán)設(shè)施農(nóng)業(yè)存在生產(chǎn)單元組合集中連體利用率不夠、沼肥和秸稈循環(huán)使用效率低、農(nóng)藥化肥使用超標(biāo)等問(wèn)題展開(kāi)研究，文章利用兩日光溫室間空閑地建造蘑菇房，既可用于食用菌生產(chǎn)，也可作為庫(kù)房用于果蔬貯藏，通過(guò)棚頂集雨及沼氣沼液沼渣多層次再利用、果蔬種植中CO2氣體補(bǔ)施、食用菌菌渣再循環(huán)等形成多模塊循環(huán)生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，從而達(dá)到“水沼肥氣熱渣”循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)山區(qū)農(nóng)業(yè)資源科學(xué)合理配置和農(nóng)產(chǎn)品綠色、安全、高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)。

　　關(guān)鍵詞:干旱山區(qū),溫室,循環(huán)農(nóng)業(yè),系統(tǒng)優(yōu)化

　　沼氣工程是農(nóng)村一項(xiàng)以農(nóng)業(yè)玉米稈、人畜糞便等為原料，通過(guò)發(fā)酵獲得能源、廢物再利用和治理環(huán)境污染，是落實(shí)目前生態(tài)循環(huán)設(shè)施農(nóng)業(yè)和能源技術(shù)的重要載體。沼氣發(fā)酵后殘余的沼渣沼液含有豐富的有機(jī)質(zhì)肥料用于作物、蔬菜和瓜果綠色種植[1]，當(dāng)基質(zhì)生產(chǎn)食用菌。食用菌獲取后的菌渣堆制有機(jī)肥[2-3]，從而實(shí)現(xiàn)廢棄料重復(fù)再利用。

　　正是基于這種生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)理念，10年來(lái)我們一直開(kāi)展“多位一體”生態(tài)循環(huán)溫室建設(shè)研究[4]，對(duì)食用菌生產(chǎn)中沼液施用技術(shù)、生態(tài)溫室構(gòu)造[5]進(jìn)行了改進(jìn)和生產(chǎn)技術(shù)提升。

　　1材料與方法

　　1.1試驗(yàn)地基本情況

　　試驗(yàn)地安排在興國(guó)鎮(zhèn)南山農(nóng)業(yè)示范園區(qū)“多位一體”生態(tài)循環(huán)日光溫室[6]內(nèi)進(jìn)行。陰棚蘑菇房長(zhǎng)45m×寬4.5m，面積202.5m2，各處理小區(qū)面積約40m2。將3.07t干料裝成7000棒以上菌袋南北分行堆疊擺放7層以上，兩碼間留出50cm過(guò)道。

　　1.2食用菌的沼液施用優(yōu)化試驗(yàn)

　　試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理，其中3個(gè)處理以平菇先鋒1號(hào)為供試材料，沼液兌水(沼液∶水=1∶4)用沖水槍沖施于菌棒。處理1:沖施6次采收6茬;處理2:沖施5次采收5茬;處理3:金針菇白金1號(hào)沖施5次采收5茬;處理4:平菇650沖施4次采收4茬;處理5平蘑對(duì)照CK兌清水沖施5次采收5茬;平菇裝50cm×25cm×0.02cmPE熟料袋，兩頭出菇處理，采用陽(yáng)棚沼氣池內(nèi)的沼渣每處理3次重復(fù)。2016年10月27日開(kāi)始記載。

　　1.3“多位一體”人工生態(tài)系統(tǒng)單元模塊的優(yōu)化配置

　　“多位一體”人工生態(tài)系統(tǒng)采用第三代新型日光溫室加多模塊組成的“八位一體”連體式設(shè)計(jì)，以充分利用水、沼、肥、氣、光、熱資源，可分為水模塊(棚膜集雨[7]+雙水窖+高位水池+施肥罐+全膜滴灌)、沼氣模塊(雙沼氣池+沼氣燈+食用菌CO2窗孔通陽(yáng)棚)、果窖模塊(沼氣池產(chǎn)生CO2用于陰棚貯藏)、廚衛(wèi)模塊(沼氣做飯園區(qū)或庭院)、太陽(yáng)能地暖循環(huán)模塊[8](沼氣池地面升溫+食用菌連體棚加溫+熱水用于廁衛(wèi))。三代生態(tài)循環(huán)溫室中雖然沼氣用量加大，但雙沼氣池?fù)Q料不影響沼氣運(yùn)行。

　　太陽(yáng)能組地?zé)嵫�環(huán)用于沼氣池地面寒天沼氣升溫發(fā)酵快;太陽(yáng)能熱水用于陰棚食用菌棚和廚衛(wèi)冬季加溫。優(yōu)化配套生態(tài)因子，使天然雨水，沼肥，CO2氣，太陽(yáng)能地?zé)岷驼託鉄釡厥宜难�環(huán)系統(tǒng)化，降低水、煤等資源消耗，食用菌連體在陰棚互惠共生[9]。

　　依據(jù)光照和溫度等陰陽(yáng)環(huán)境分布在各模塊上建立起生物食物鏈、物質(zhì)流、種群關(guān)系等，有效促進(jìn)“多位一體”人工生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)。

　　1.4CO2的持續(xù)釋放和增施

　　食用菌生長(zhǎng)期間調(diào)節(jié)CO2散發(fā)窗孔，保障CO2持續(xù)釋放，以向溫室內(nèi)種植瓜果菜增施CO2肥，促進(jìn)作物光合作用和生長(zhǎng)，增產(chǎn)率35%左右，且對(duì)白脆瓜[6]、番茄、蟠桃[10]、航椒[11]等的總糖、維生素C、有機(jī)酸有明顯的影響。為滿足溫室沼氣池30m3增溫及增補(bǔ)CO2需要，裝配一定數(shù)量的沼氣燈及脫硫設(shè)備，來(lái)確保溫室中SO2濃度<0.2mg·L-1，作物不受硫的危害。

　　2食用菌種植棚結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)的優(yōu)化

　　2.1生態(tài)溫室間的距離

　　受兩日光溫室間距6.06～11.14m的影響，集中改造型生態(tài)循環(huán)蘑菇房前后兩排的距離設(shè)為B，改造的整體蘑菇房的高度、寬度、緯度以當(dāng)?shù)囟�至投影不遮日�?小時(shí)為準(zhǔn)，不影響相鄰的日光溫室正常使用為原則進(jìn)行計(jì)算。

　　2.2蘑菇房一棚兩用

　　蘑菇房離地面高度2.2m，寬度4～4.5m。采用下挖式40～50cm，蘑菇房?jī)?nèi)部高度實(shí)際達(dá)到2.7m。蘑菇房三面磚墻厚50cm，中間加苯板隔熱。蘑菇房前墻高2.2m，后磚墻采用高2.7，水泥柱搭建用鋼筋混凝土規(guī)格0.40m×0.30m×0.15m，房頂材料采用加厚彩鋼板。頂設(shè)計(jì)10個(gè)排濕窗，用PVC管子制作并均勻排開(kāi)，不用時(shí)可堵上。蘑菇房也可根據(jù)需要改建成為果庫(kù)，果庫(kù)通風(fēng)孔安裝自然風(fēng)力風(fēng)扇，可操作性強(qiáng)。

　　2.3蘑菇房O2窗設(shè)計(jì)

　　在蘑菇房墻1.45m高度處，建造0.5m×0.5m鋁合金氧氣窗8個(gè)，便于通風(fēng)換氣，同時(shí)安裝紗窗，防蟲(chóng)飛入。

　　2.4CO2排氣窗孔在墻中間離地面40cm高度，開(kāi)26面鋁合金CO2排氣交換窗9個(gè)，窗與窗相距4m以上，均勻排開(kāi)。菇房氧氣窗和CO2窗選用對(duì)開(kāi)門(mén)窗。陰雪天溫室內(nèi)光照弱<3000Lx時(shí)兩邊關(guān)窗不施CO2，以避免作物CO2中毒。

　　2.5加熱設(shè)施安裝

　　用防火磚在蘑菇房后墻均勻建造3個(gè)加熱火墻，并共用一個(gè)煙道，用于冬季加熱。“八位一體”三代生態(tài)循環(huán)溫室采用太陽(yáng)能地暖代替火墻來(lái)提高陰棚溫度[8]。條件允許溫室可安裝太陽(yáng)能板。

　　3食用菌棚栽培技術(shù)的優(yōu)化

　　3.1沼渣準(zhǔn)備

　　裝料前攤薄暴曬取瀝干沼渣，選松實(shí)相宜除去未腐熟的大殘?jiān)�。試�?yàn)選用的平菇和金針菇配方處理中間用厚塑料隔開(kāi)。每棒平蘑裝料1.75kg，金針菇裝0.65kg，套環(huán)后用薄膜封口，用滅菌的750mm菌種瓶?jī)深^接17棒菌種。菌絲場(chǎng)要消毒干凈，沼液殺蟲(chóng)處理，培養(yǎng)場(chǎng)地保持光源暗。出菇時(shí)要通風(fēng)及時(shí)，散射光下均勻換氣，出菇直徑1.5～4cm時(shí)采收。

　　3.2蘑菇培配方

　　平蘑配方:麥麩皮5kg，棉籽殼90kg，生熟2kg，專(zhuān)用石膏1kg，沼渣和前茬菌渣40kg等。金針菇配方:苞谷粉4.5kg，棒子芯80kg，黃豆粉1.5kg，麥麩皮25kg，專(zhuān)用石膏2kg，白糖1kg，沼渣和前茬菌渣25kg等。

　　4蘑菇生長(zhǎng)條件調(diào)節(jié)

　　平菇和金針菇光照和溫濕度，CO2管理有差別。平菇采收6茬，菌絲生長(zhǎng)25天，溫度5℃～30℃，最宜生長(zhǎng)溫度26℃，CO2濃度值要求21.5%～30.5%;金針菇采收5茬，溫度8℃～28℃，菌絲最宜23℃，12℃～13℃長(zhǎng)勢(shì)好，菌蓋呈畸形麥芽色<3℃。金針菇CO2范圍0.11%～0.15%值時(shí)成長(zhǎng)，>1%時(shí)蓋發(fā)育遲緩，3%時(shí)蓋受阻，5%時(shí)子實(shí)體形不成。平菇適合多種原料和條件下栽培，但子實(shí)體生長(zhǎng)需要散光線，否則柄細(xì)蓋小的畸形菇;強(qiáng)光會(huì)抑制子實(shí)體生長(zhǎng)。金針菇生長(zhǎng)需寡光照變光源，否則易實(shí)體開(kāi)散。通過(guò)窗口大小調(diào)節(jié)通風(fēng)量維持CO2值范圍。試驗(yàn)結(jié)果表明，兩種蘑菇都能在該陰棚環(huán)境下良好生長(zhǎng)，但較高CO2濃度更有利于陰棚中平菇生長(zhǎng)。

　　5產(chǎn)量和效益

　　不同處理間蘑菇產(chǎn)量均差異極顯著，沼液沖施處理的產(chǎn)量均極顯著高于對(duì)照。平菇配方中每棒用沼渣和菌渣40g，以處理1的產(chǎn)量最高，較CK增產(chǎn)47.04%。金針菇配方每棒用沼渣和菌渣25g，處理3增產(chǎn)達(dá)到36.26%。

　　6結(jié)論

　　6.1生產(chǎn)食用菌效益

　　改造型集中連體式生態(tài)循環(huán)溫室中的陰棚200m2，生產(chǎn)蘑菇14348kg(0.85折)，平均價(jià)格每千克7元，產(chǎn)值111419元，減去成本費(fèi)用34140元，農(nóng)戶投工投勞實(shí)際效益為77279元。

　　今后新建連體多位生態(tài)溫室按成1∶1陰棚蘑菇房，即蘑菇房折合標(biāo)準(zhǔn)畝相當(dāng)舊式2個(gè)多蘑菇棚，折合后每667m2產(chǎn)量達(dá)19.14萬(wàn)kg和產(chǎn)值28.71萬(wàn)元。如食用菌銷(xiāo)量疲軟蘑菇棚可立變果庫(kù)保證高效益。

　　6.2集中連體生態(tài)溫室

　　“水-沼肥-氣熱-渣”循環(huán)利用生態(tài)溫室模式“多位一體”兼容南北設(shè)施、資源高效利用、功能區(qū)域化特點(diǎn)，可解決集中連體利用不夠問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)水沼肥氣熱渣循環(huán)綜合利用和發(fā)展。今后三代設(shè)施生態(tài)循環(huán)溫室升級(jí)換代的基礎(chǔ)關(guān)鍵技術(shù):

　　(1)陰陽(yáng)棚集中連體，陰棚采用半地下式，破解單元組合集中連體利用率不夠。

　　半地下式陰棚生產(chǎn)100中國(guó)沼氣ChinaBiogas2018，36.沼渣菌渣配方沼液不同沖施處理的蘑菇產(chǎn)量及產(chǎn)值既可解決兩溫室間高度投影影響的難題，集中連體又能利用兩溫室間的空地節(jié)省耕地。

　　遮陰區(qū)棚面集流面增加200m2以上，每座溫室棚面年集流量由52m3提升到1100m3。陽(yáng)陽(yáng)棚膜集雨全覆蓋能基本解決干旱山區(qū)缺水的瓶頸因素。日光溫室后墻即蘑菇房后土墻由1.5m厚改用24號(hào)磚墻，墻體厚度縮小到0.2m，使日光溫室凈面積增加63m2。一座400m2的陰棚溫室一般要占用土地面積800m2。只有陰棚建造面積高于200m2，生產(chǎn)區(qū)土地利用率才能提升75%以上。蘑菇房采用3面磚混墻50#結(jié)構(gòu)中間加苯板保溫效果佳。

　　(2)雙CO2和雙沼氣池系統(tǒng)應(yīng)用。

　　食用菌溫室后墻間要開(kāi)設(shè)多個(gè)CO2窗口，前墻留多個(gè)O2窗。陽(yáng)棚安裝沼氣燈，沼氣燈燃燒產(chǎn)生CO2和熱供日光溫室種植瓜果菜循環(huán)利用。廚房(農(nóng)業(yè)園區(qū)或庭院)安裝沼氣灶，并與沼氣池連接。雙沼氣池為陽(yáng)棚瓜果菜種植可增加成倍的綠色有機(jī)肥源，為陰棚食用菌提供沼渣，減量精量零量逐步零量解決了農(nóng)藥化肥超量使用問(wèn)題。

　　食用菌陰棚和雙沼氣池采用太陽(yáng)能地暖，解決食用菌陰棚嚴(yán)寒天供熱和沼氣池產(chǎn)氣少的弊端。改進(jìn)后的沼氣池和陰棚地面布滿地暖，可節(jié)省煤炭燃燒供暖所產(chǎn)生的成本4800元。食用菌種植所產(chǎn)生的CO2氣肥增強(qiáng)了生態(tài)循環(huán)利用功能。沼液替代殺蟲(chóng)等，可減量農(nóng)藥使用量和降低果蔬發(fā)病率90.5%以上。96%菌渣作為原料可重返沼氣池，也可高溫堆肥。

　　(3)沼渣菌渣循環(huán)系統(tǒng)優(yōu)化沼肥和秸稈循環(huán)使用效率低。

　　試驗(yàn)結(jié)果表明，水窖集雨群分布溫室四周，并相互連通，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)水用水。平菇菌棒添加沼渣菌渣40g，再沼液以1∶4比例兌水沖施，較對(duì)照增產(chǎn)47%，是平菇高產(chǎn)高效生產(chǎn)的優(yōu)化配置。利用山地日光溫室種植瓜果蔬菜，空閑地構(gòu)建陰棚栽培食用菌，發(fā)展“多位一體”生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)[5]。其外延可驅(qū)動(dòng)全膜玉米種植，秸稈和棒芯粉碎后作為原料加入沼氣池或生產(chǎn)蘑菇棒，對(duì)內(nèi)形成“瓜果菜+菌(渣)+畜+沼+窖+廁+太陽(yáng)能熱+灶(CO2)C的循環(huán)經(jīng)濟(jì)鏈條，使農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中模塊組合系統(tǒng)化功能得以強(qiáng)化，促進(jìn)水、沼肥、氣熱、渣等資源優(yōu)化配置[12]，并提高物質(zhì)和能力梯級(jí)利用的效率。

　　同時(shí)系統(tǒng)內(nèi)瓜果菌菜種植實(shí)現(xiàn)綠色、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的生產(chǎn)，既節(jié)省和保護(hù)耕地又保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，是具有中國(guó)特色的現(xiàn)代生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向。

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