孫宇軒

（綏化學(xué)院電氣工程學(xué)院，黑龍江 綏化 152061）

電氣自動(dòng)化已經(jīng)不是一個(gè)老生常談的概念，在改革開放已經(jīng)跨越40余年的背景下，自動(dòng)化和智能化技術(shù)更加普及和先進(jìn)，滲入到人們生產(chǎn)、生活的各個(gè)領(lǐng)域中；為提高生產(chǎn)效率、節(jié)約能源與保護(hù)環(huán)境起到了重要的作用。目前國內(nèi)香菇銷售價(jià)格還在攀升，因此要有效解決香菇的供需，就需先從栽培工藝及其效率的提高上下手。電氣自動(dòng)化能夠充分地應(yīng)用到其生產(chǎn)中的各個(gè)領(lǐng)域，對節(jié)約電能、水能，提高生產(chǎn)效率，有著突出的作用。本文主要借鑒日本香菇工廠化栽培中電氣化運(yùn)用方案，對國內(nèi)香菇工廠化栽培電氣自動(dòng)化提供解決方法，希望有助于推動(dòng)我國香菇乃至食用菌栽培的電氣自動(dòng)化發(fā)展。

1 香菇工產(chǎn)化生產(chǎn)環(huán)境分析

1.1 香菇的生長特性

食用菌在我國有著悠久的栽培歷史。隨著食用菌產(chǎn)業(yè)集群的興起，金針菇、香菇、杏鮑菇等食用菌的產(chǎn)銷情況十分可喜，具有較廣闊的發(fā)展前景。香菇（Lentinus edodes）的自然生長，對溫度的要求較高。要求周圍環(huán)境溫度需保持在14℃～18℃的范圍之間，要求在一個(gè)中低溫的環(huán)境下生長。當(dāng)栽培環(huán)節(jié)從營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)向了生殖生長階段，還需要維持小幅度的晝夜溫差，使得香菇菇蕾更加優(yōu)質(zhì)。在一些香菇栽培的書籍記載中，都認(rèn)為在一些山洞里的香菇生長較好，其實(shí)主要是由于山洞內(nèi)的溫度和濕度都符合香菇生長的需要。通過對香菇生長過程的觀察，香菇的出菇需要溫差刺激，同時(shí)菇蕾如果再生長過程中，沒有獲取到水分，就會因?yàn)楦砂T而致減產(chǎn)。確定香菇的生長環(huán)境溫度、是否需要變溫、菇蕾對水分的需要，都關(guān)系到香菇栽培的產(chǎn)量。香菇的栽培從細(xì)化上可以做出分類，判斷的依據(jù)也特別簡單，是從菇蓋的顏色深淺、單薄程度和菇柄粗細(xì)等判斷。在有溫差的情況下，香菇的溫度保持在16℃左右時(shí)，溫差范圍為3℃～5℃之間，香菇的品質(zhì)最優(yōu)良。因此將電氣自動(dòng)化引入栽培室設(shè)置，根據(jù)相應(yīng)的要求配置制熱、制冷量；對能耗進(jìn)行控制；設(shè)置濕度或水分；來達(dá)到平衡香菇栽培的品質(zhì)、質(zhì)量、畸形率低之間的矛盾。

1.2 現(xiàn)階段我過香菇工廠化栽培的現(xiàn)狀

我國目前進(jìn)入了脫貧的攻堅(jiān)期，在一些地區(qū)國家加大力度支持了農(nóng)村食用菌的產(chǎn)業(yè)集群。在改革再出發(fā)的全新背景下，我國的經(jīng)濟(jì)環(huán)境也是利于香菇的工廠化栽培的。但是結(jié)合上文對香菇生長特性的描述，筆者認(rèn)為，香菇的工廠化培植也不能完全依靠于電氣自動(dòng)化。也需要在溫度、濕度等條件適宜的地區(qū)開設(shè)工廠化生產(chǎn)區(qū)，再輔之以食用菌工廠化栽培的電氣自動(dòng)化設(shè)備和技術(shù)。在自然季節(jié)生長的香菇的低迷時(shí)期，加大工廠化生產(chǎn)力度，以保證在香菇自然生長的淡季也能夠滿足市場的需要?，F(xiàn)階段，我國香菇工廠栽培的電氣自動(dòng)化應(yīng)用還需要不斷研究摸索。要對香菇生長的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)做進(jìn)一步收集；根據(jù)香菇品種的不同劃定工廠化培植的分區(qū)，尋找最適合的電氣自動(dòng)化的設(shè)計(jì)方案；簡化香菇生產(chǎn)的栽培模式，節(jié)約能源，提高效率。

2 日本在香菇工廠化栽培中運(yùn)用電氣自動(dòng)化的經(jīng)驗(yàn)

2.1 日本香菇栽培的發(fā)展概況

日本作為一個(gè)食用菌強(qiáng)國，在最初栽種香菇時(shí)，也是靠偶然從燒木炭的原木中發(fā)現(xiàn)有香菇長出，后來就被廣泛使用，被日本命名為“鉈目法”。用柴刀在原木上砍出刀口，然后等孢子自然附著上去，任其自然接種生長。這種栽種方法完全依賴于自然環(huán)境，出菇的穩(wěn)定性非常差。直到1942年日本的森喜發(fā)明了純粹培養(yǎng)香菇的“種駒法”，使日本的香菇產(chǎn)業(yè)獲得了飛躍性的發(fā)展。主要依靠于原木栽培的香菇，經(jīng)歷了20年的發(fā)展后，面臨著設(shè)備的老化、從業(yè)人員的流失等問題，導(dǎo)致生產(chǎn)量急劇下滑。因此，日本將香菇的工廠化栽培提上了日程。1978年日本研發(fā)了“種苗法”，對香菇品種進(jìn)行改良，使其更加適應(yīng)香菇工廠化栽培的趨勢，到了1985年進(jìn)行了香菇工廠化的實(shí)用化規(guī)模試驗(yàn)栽培。在1987年日本首次記載于統(tǒng)計(jì)資料上的菌塊香菇生產(chǎn)量就為4千t。因此香菇的生產(chǎn)開始以工廠化為主要方向，其節(jié)省了大量人力成本；并且在自動(dòng)設(shè)備的控制下有效實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定出菇，得到了好評，也為電氣自動(dòng)化香菇生產(chǎn)打下了良好的基礎(chǔ)。電氣自動(dòng)化在二十一世紀(jì)新科技背景下取得了極大的技術(shù)突破和技術(shù)成就。電氣自動(dòng)化的技術(shù)被廣泛地應(yīng)用到日本的工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之中。電氣自動(dòng)化最主要的優(yōu)勢就是能夠?qū)崿F(xiàn)無人的自動(dòng)化管理。在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下，電氣自動(dòng)化設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的運(yùn)算和基本控制；通過整合相關(guān)技術(shù)，電氣自動(dòng)化已經(jīng)能夠根據(jù)香菇工廠化栽培的實(shí)際需求來轉(zhuǎn)移部分技術(shù)，使其能夠因地制宜地滿足香菇工廠化生產(chǎn)的需要。

2.2 日本工廠化香菇品種的選育及生產(chǎn)工藝

電氣化技術(shù)之所以能夠應(yīng)用到香菇栽培過程中，與它本身的特點(diǎn)是緊密相關(guān)的。一方面，電氣自動(dòng)化技術(shù)涉及方面廣，能夠滿足香菇工廠化栽培各個(gè)環(huán)節(jié)的需求，且能夠根據(jù)實(shí)際對電氣自動(dòng)化的方案進(jìn)行合理制定。另一方面，電氣自動(dòng)化技術(shù)的綜合性強(qiáng)，它不是單一存在的，而是集合了各理論學(xué)科的優(yōu)勢和技術(shù)手段。它的綜合技術(shù)既能拆分又能總和，對香菇工廠化生產(chǎn)過程中的問題能夠有效解決。在上述情況下，日本提出了“二次培育”的香菇工廠化生產(chǎn)的工藝產(chǎn)生了。主要采用的是“無土栽培、發(fā)菌、壓塊、出菇”的工藝，這樣的香菇工廠化栽培工藝更加符合香菇的工廠化生產(chǎn)國情，利用生產(chǎn)工藝可以有效降低生產(chǎn)成本。將電氣自動(dòng)化引入生產(chǎn)中，也可以提高自動(dòng)化的水平和程度，更容易實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)機(jī)械操作和大規(guī)模生產(chǎn)。

在香菇工廠化栽培的電氣自動(dòng)化應(yīng)用過程中，關(guān)鍵的問題是品種的選擇。品種需要具備的特性必須能滿足電氣自動(dòng)化的控制，否則也只可能是徒勞無功。香菇的自動(dòng)化生產(chǎn)中，香菇的生長周期要短，但產(chǎn)量要高，但如果因此大幅度增加生產(chǎn)成本，這樣談電氣自動(dòng)化就根本沒意義，反而提高了廠房的使用和管理成本。此外，選取的香菇菌種要對環(huán)境變化敏感，生長成形的香菇也要具有外觀、口味、質(zhì)地方面的優(yōu)勢，支撐優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)的出售。

2.3 日本香菇工廠電氣自動(dòng)化應(yīng)用給我國帶來的啟示

從日本的例子我們可以看出，電氣自動(dòng)化的應(yīng)用在香菇工廠化栽培中具有較多的優(yōu)勢；能夠?qū)崿F(xiàn)自我檢測和自我調(diào)整。例如智能化控制儀可以校準(zhǔn)香菇生長過程中需要的相關(guān)數(shù)據(jù)，保證自動(dòng)化儀器的運(yùn)行；在電氣自動(dòng)化過程中的故障也可以自我排查；發(fā)出信號通知管理人員，保證香菇培植的環(huán)節(jié)不出錯(cuò)漏。在電氣自動(dòng)化過程中，工作人員只需要監(jiān)管，這就大大降低了人力成本和工作人員壓力。

我國目前進(jìn)入了脫貧的攻堅(jiān)期，在一些地區(qū)國家加大力度支持了農(nóng)村食用菌的產(chǎn)業(yè)集群，在改革再出發(fā)的全新背景下，我國的經(jīng)濟(jì)環(huán)境也是利于香菇的工廠化栽培的。但是結(jié)合上文日本香菇生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為，香菇的工廠化培植也不能完全依靠于電氣自動(dòng)化。也需要在溫度、濕度等條件適宜的地區(qū)開設(shè)工廠化生產(chǎn)區(qū)，在輔之以食用菌工廠化栽培的電氣自動(dòng)化設(shè)備和技術(shù)。在自然季節(jié)生長的香菇的低迷時(shí)期，加大工廠化生產(chǎn)力度，以保證在香菇自然生長的淡季也能夠滿足市場的需要。隨著人們生活水平的提高，人們對香菇的需求也逐漸增大，對香菇的品質(zhì)也提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，迫使企業(yè)必得走上香菇工廠化生產(chǎn)的道路。自動(dòng)化是我國現(xiàn)代化生產(chǎn)的發(fā)展趨勢，僅需在密閉的栽培室內(nèi)，建設(shè)菇棚進(jìn)行出菇管理；利用電氣自動(dòng)化設(shè)備利用周邊環(huán)境因素進(jìn)行生長控制，就能達(dá)到節(jié)能降耗的目的。筆者相信，具有中國特色的香菇工廠化栽培模式，必將是該行業(yè)乃至整個(gè)食用菌產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展趨勢，具有廣闊的發(fā)展前景。

3 香菇工廠化栽培的電氣自動(dòng)化方案的運(yùn)用

結(jié)合香菇工廠化栽培的實(shí)際流程，對電氣自動(dòng)化方案的討論設(shè)計(jì)集中在以下4個(gè)方面：在密閉栽培室中的應(yīng)用、在香菇無土栽培中的應(yīng)用、在溫度控制設(shè)備中的應(yīng)用、在香菇工廠水處理上的應(yīng)用。

3.1 電氣自動(dòng)化在密閉栽培室中的應(yīng)用

隨著食用菌工廠化生產(chǎn)這項(xiàng)新興產(chǎn)業(yè)的愈演愈烈，在很多的食用菌生產(chǎn)廠家中，在栽培室內(nèi)都采用了電氣自動(dòng)化技術(shù)。我國目前的食用菌工廠化生產(chǎn)都還是使用密閉的生產(chǎn)環(huán)境，并根據(jù)實(shí)際情況來對電氣自動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行了引進(jìn)，利用遠(yuǎn)程監(jiān)控來對密閉栽培室內(nèi)的香菇生長進(jìn)行監(jiān)控；能夠最大程度的了解栽培室內(nèi)香菇的培植狀況；不需要親自頻繁地查看，也減少了對密閉栽培室的環(huán)境因素的人為干擾。

電氣自動(dòng)化的監(jiān)控技術(shù)能夠?qū)ο愎皆耘嗍覂?nèi)的溫度、濕度、二氧化碳濃度、水分和光照等進(jìn)行監(jiān)測，并將監(jiān)測的結(jié)果實(shí)時(shí)地反饋到管理員的電腦中。這樣就方便了對香菇生長的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了控制，對異常的地方也能及時(shí)補(bǔ)救。上文提高香菇的缺水會引起香菇的減產(chǎn)，在香菇工廠化栽培中，電氣自動(dòng)化設(shè)備可以對香菇水分的缺失數(shù)據(jù)進(jìn)行收集；一旦超過標(biāo)準(zhǔn)值，就可以及時(shí)地報(bào)警，這樣就能及時(shí)地對香菇進(jìn)行補(bǔ)水。

由于香菇品種的不同，可能需要設(shè)置不同的分區(qū)來進(jìn)行栽培，電氣自動(dòng)化也能滿足這種分散管理的需要，對哪個(gè)區(qū)域進(jìn)行到哪個(gè)生長環(huán)節(jié)，都能進(jìn)行了解。

3.2 電氣自動(dòng)化在香菇的無土栽培中的應(yīng)用

目前香菇的栽培在接種培育上，采用安置瓶中的無土化栽培，通過營養(yǎng)液來實(shí)現(xiàn)香菇的生長。在瓶內(nèi)無土環(huán)境中，香菇的菌索能夠直接與養(yǎng)料進(jìn)行接觸，可以將其快速吸收，達(dá)到迅速生長的目的。

自動(dòng)化技術(shù)有著對無土化栽培管理的成功經(jīng)驗(yàn)，可以對香菇的生長管理起到良好的控制和檢測，使工作人員對香菇的實(shí)際情況有所了解；通過對香菇促進(jìn)生長的因素有了更加精確的認(rèn)識，方便對自動(dòng)化的應(yīng)用狀況進(jìn)行及時(shí)地改進(jìn)，促進(jìn)香菇的工廠化栽培效率。

3.3 電氣自動(dòng)化在香菇的溫度控制設(shè)備中的應(yīng)用

溫度是香菇生長的重要平衡因素，溫度變化對于香菇的培植有著重要的影響。香菇的生長對于溫度、濕度、溫差等指標(biāo)有著很高的要求，在加上品種的不同，在溫度的浮動(dòng)控制上具有難度大、不易控制的特點(diǎn)。隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)在香菇工廠化栽培中的快速覆蓋，對香菇培植的溫度控制，可以借助于傳感器和溫控設(shè)備等的應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)這些設(shè)備的數(shù)據(jù)反饋，計(jì)算出香菇生長工藝中需要的水分、溫度；再通過自動(dòng)化設(shè)備對其進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣就能有效確保香菇的生長。

3.4 電氣自動(dòng)化在工廠水處理中的應(yīng)用

習(xí)近平主席不止一次提出，綠水青山就是金山銀山。生態(tài)發(fā)展道路是當(dāng)前我過生產(chǎn)發(fā)展的重要方向，因此對于香菇這樣的食品生產(chǎn)的水處理要求也越來越高，對香菇工廠的水處理狀況的了解，也可以側(cè)面反應(yīng)出工廠內(nèi)部水資源的利用狀況。那么電氣自動(dòng)化如何應(yīng)用到香菇工廠化培植的水處理中呢？

電氣自動(dòng)化可以在水資源利用和排水上都進(jìn)行相應(yīng)控制，電氣自動(dòng)化技術(shù)可以對水資源的利用進(jìn)行精確計(jì)算，避免浪費(fèi)的情況。通過電氣自動(dòng)化技術(shù)也可以用于污水檢測，判斷出工廠排出的廢水是否有化學(xué)污染，從而也能對香菇的產(chǎn)品質(zhì)量有所把控。通過自動(dòng)化檢測的水，經(jīng)過凈化處理，還能實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，節(jié)約了水資源。

4 結(jié)語

文本以電氣自動(dòng)化在香菇工廠化栽培中的應(yīng)用為切入點(diǎn)，簡單介紹了筆者的選題緣由，強(qiáng)調(diào)了電氣自動(dòng)化技術(shù)在當(dāng)今社會的重要性；厘清了電氣自動(dòng)化的定義及特點(diǎn)；論述了香菇的工廠化栽培所需的生產(chǎn)工藝和生長條件；介紹了香菇的工廠化培植的現(xiàn)狀；闡述了電氣自動(dòng)化與香菇工廠化培植的相互作用。側(cè)面反映了電氣自動(dòng)化的優(yōu)勢和發(fā)展前景，最后提出了電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于香菇工廠化栽培中的方案措施，以期望促進(jìn)香菇的工廠化栽培朝著更加優(yōu)質(zhì)的方向發(fā)展。