3.2物理增产技术越来越多的科学研究和试验表明，自然界影响生物生长发育的环境条件，除光照、温度、水分、空气、营养等关键因素外，还涉及地球表层和大气空间存在的各类电场、磁场、声场、力场等物理性应力刺激所产生的生物学效应。为此人们也尝试在设施农业的人工环境中模拟实施各类促产助长的物理调控措施。

人造雷电增产。日本在上世纪90年代起，就开始进行空气放电提高香菇产量的试验，岩手大学的高木浩一研究小组从“雷多之年香菇丰收”这一说法中得到启发，用4台蓄电器制成一个特殊装置，于香菇收获前的两周至1个月内，在千万分之一秒内对菌袋或菌床施加5万-10万伏的电压。实验结果发现，与未外施电压的通常栽培方法相比，香菇收获量提高了约l倍。研究人员发现蘑菇菌丝分泌的蛋白质和酶等物质在电压后大幅度增加，推测可能是受外界强烈刺激后菌丝为了繁衍生息而加快了自身发育。此外，韩国用带电水喷淋蘑菇，也提高了产量。德国科技人员在食用菌栽培中进行闪光、放电组合试验，获得增产、防病双重效果。

音乐声频助长。声频助长技术是利用音箱发声对蕈菌施加特定频率的声波，当声波的频率与对象本身固有的生理系统波频相一致时，就会产生谐共振，从而提高组织细胞内电子流的运动速度，促进蕈菌生长发育过程中各种营养元素的吸收、传输和转化以及有机物质的合成，收到丰产、优质、早熟的效果。日本宫城县桃生町的西条甚三郎对培养玉蕈的恒温室放送巴赫和贝多芬的音乐。使玉蕈栽培不仅时间缩短，而且产量高出15%以上，抗病能力也有所增强。浙江科技学院和杭州丹华农产品有限公司合作采用古典音乐与蟋蟀鸣声混合而成的声频，对6种食用菌的菌丝体以及3种食用菌的子实体进行多次播放试验。结果在试产品的菌丝体生长速度加快10.2%-21%．不仅提早出菇，而且延长了采菇天数；子实体的产量分别增加了15.76%、13.38%、13.05%和7.95%。营养成分测试也有不同程度的改善。

振动“惊蕈”促蕾。“击木惊蕈”作为中国古代菇农诱导出菇的精湛技术，曾是中外科技界乐此不疲的研究话题。如今更是推陈出新，将其发展成为新的物理农业调控手段。福建尤溪县农业局采用拍打振动方法对发好菌的香菇菌袋进行诱导出菇，使基内菌丝在力的作用下发生断裂，刺激形成分支再生；同时也使基质内部出现空隙，含氧量增加，从而促使香菇由营养生长阶段向生殖生长阶段转变。“惊蕈”后的菌袋具有现蕾多、出菇快、潮次分明、缩短产菇期的特点。一潮菇出菇率达到92%以上，比对照组高出近一倍。单袋的出菇数比对照组增加3.7倍，同期产量增加3.2倍。出菇期总体缩短30 d左右，产品口感质量也有所提高。类似方法作用于白灵菇、杏鲍菇、平菇、滑菇的多个品种都效果明显。

磁化水应用。磁化生物技术在农业生产中也发挥着重要作用。用经过磁场处理后的磁化水或磁化水溶液替代普通水加湿拌料，并在菇期雾化喷洒，有利于促进菌丝的快速生长和栽培产量的提高。国内在对双孢蘑菇、香菇、平菇、银耳、黑木耳等品种的实验报道中都肯定了该项技术不同程度的增产作用。据分析，磁化水可以提高蕈菌体内淀粉酶、谷氨酸脱氢酶、过氧化氢酶、纤维素酶的活性，加速对养分的分解利用。另外，磁化后水中的含氧量、渗透压、电导率、表面张力、溶盐度等物理性能都发生了变化，增加了对生物细胞膜的通过性，有利于生物的水养分吸收。由于磁化水获取较为方便，不需增加生产成本，它的运用推广无疑会对食用菌的发展起到促进作用。

3.3物理防治技术近年来发展的新型物理灭菌消毒技术，在防治和解决食用菌栽培过程中的气传病害、水传病害、土传病害，减少和免除化学农药施用方面亦可发挥重要作用。空间电场灭菌。用极细的特种金属材料与极薄的铝合金材料分别制成放电电极与接地电极，以高压脉冲发生器产生高压脉冲，施加到两极板上形成电场，能持续不断地产生高浓度正离子，细菌、真菌等微生物在高能正离子流的冲击和浸润下，细胞膜和细胞壁被击穿破坏，产生不可修复的破裂或穿孔，导致微生物失活。国内利用这一技术开发的杀菌消毒空气洁净器，结合采用室内循环风和多级过滤，可以在有人工作活动（动态）的场所使用，对人体不会产生任何危害。对设备设施也毫无影响，已被多家食用菌工厂采用。另外，国内发明的食用菌空间电场促蕾防病系统作为设施条件下免施杀菌剂的主要技术手段，在实践中也取得了很好效果。

紫外C消毒。在传统的紫外线消毒技术基础上发展起来的高效紫外C消毒技术，利用发生装置产生强烈的C波段紫外光(T254 nm)，当空气和水中的各种病毒细菌及其它致病体通过紫外C的光照射区域时，紫外线会穿透微生物的细胞膜和细胞核，破坏核酸（DNA和RNA）的分子键，使其失去复制能力无法繁殖或死亡。紫外C消毒技术以其高效率、广谱性、低成本、长寿命、无污染、安全性等其它消毒技术无可比拟的优点，已成为发达国家和地区的主流消毒手段。国内开发的循环风紫外线空气消毒机，采用室内空气循环方式，加装多层过滤和紫外C灯管，在迅速过滤空气中尘埃的同时直接杀灭病毒和细菌，消除污染源。可以在10 min内，杀灭空气中92.4%的细菌和病毒，30 min内更可以达到99.92%。另外，在通过水源的透明夹层套管内外加装紫外C灯管，还可以实现对水源的消毒。

纳米光触媒。纳米二氧化钛光触媒可以在紫外光作用下，激发物质表面电子，连续发生能级跃迁，继而电子飞出，形成具有超强氧化能力的空穴（正穴）和具有超强还原能力的电子；空穴，电子对与表面和空气中水反应后可产生活性氧[01和氢氧自由基[H0]等活性物质。这些活性物质具有极强的氧化作用，不仅能氧化破坏细菌、霉菌这些有机物的细胞膜，固化病毒的蛋白质，还能在杀菌的同时分解细菌尸体上释放出的有害物质。纳米二氧化钛光触媒的杀菌效能高达99.997%，并且可以长久持续地发挥作用。这是一般银、铜抗菌剂无可比拟的。食用菌工厂的洁净区域采用光触媒纳米材料喷涂墙面创造无菌空间，可以大大减少病原基数。电生功能水。将0.1%的盐水溶液在特殊装置中经电场作用，分解成具有特殊功能的酸性离子水和碱性离子水。酸性离子水对细菌、真菌、病毒等均有高效的瞬时杀灭功能，适用范围广。而且无污染、无残留。在作用对象的同时，最终会氧化还原成普通水。使用安全可靠，对人体无毒副作用。碱性离子水可作改善酸性土壤、浇灌高品质作物用途。电解功能水制作成本低廉，经济实用，在日本等发达国家将其作为免农药栽培体系中的一个重要技术，已在农业领域广泛使用。该项技术引进我国国内后，在种植、畜牧行业试验应用都取得不错效果。尽管有试验认为酸性离子水的直接施用会对一部分食用菌品种的菌丝生长发生抑制作用，但并不会影响其成为食用菌工厂空间和场地的清洗消毒剂的优选对象。同时，碱性离子水也可以作为培养基酸碱度调整的化学品替代剂。土壤电消毒。双孢蘑菇的覆土材料以往都是采用甲醛消毒方法，后来虽有一部分改用蒸汽消毒，但耗能较高、操作不便。国内发明的土壤电消毒技术或许能成为新的替代技术。该项技术是在需要处理的土壤中相隔一定距离埋设两块极板，并在极板中间部位的土壤中布设介导颗粒和强化剂，用高功率发生器向极板导入脉冲式直流电，通过土壤中的电化学反应和电击杀效应能有效消灭引起农作物生长障碍的细菌、真菌、线虫等各类有害生物。德国车荷恩赫农业机械公司研制生产了一种微波灭虫犁，这种犁的犁尖壳内有台6000W的微波发射机，在耕作翻土时，微波通过犁尖发射到土壤中，足以消灭50 cm深土中的害虫或病菌，对土壤可起消毒灭虫的作用。

4新型农业节能技术

食用菌工厂化生产的人工环境设施，需要花费很高的能源代价来维持，因此几乎所有的企业都会不约而同的考虑节能的方法。采用高效低耗节能设备，推广先进的节能技术和管理技术，挖掘设备的节能潜力，提高用能设备的运行效率，开发使用可再生能源，减少使用常规能源。

4.1  能源替代调整能源结构，积极开发利用太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能等可再生能源，减少石油、煤炭等常规能源的使用。欧美等发达国家在地热利用方面处于领先地位。利用地热热泵进行加温和制冷的技术已经十分普遍，爱尔兰著名的莫纳汉蘑菇公司在泰霍兰的现代化工厂，就完全采用当地丰富的地热资源提供采暖、制冷和加湿。我国相当多地区亦有着丰富的地热资源，国内地处地热资源带的食用菌工厂化企业也已经开始尝试利用。在风能利用方面，大功率风能发电机组的开发使用正在获得突破。美国阿尔泰罗能源公司研制出一种利用高空强风发电的技术，将风力涡轮机借助一个充满氦气的气囊升人高空，并用绳索固定悬浮，而后将所发的电传回地面。发电效率可以达到传统风力塔的两倍。安装时间只需短短几天，而且维护非常方便。非常适用于比较边远的工厂农村。在生物质能方面，利用食用菌工厂排放的菌糠废料进行发电，将低品位能源转换成高品位能源则更具前景。其技术原理是：先将菌糠废料送入循环流化床气化炉，经高温热解气化成可燃性气体，再进行除尘、除焦的净化处理，最后送至燃气轮机发电。为进一步提高系统效率，还可利用气化系统和内燃机产生的余热，通过余热锅炉和蒸汽轮机实现循环联合发电。目前国内已经成功开发这一技术。平均每度电的单位原料（于）消耗量约为1.35 kg，发电效率可以达到28%，大型食用菌工厂若能以此投资建设发电项目，可以解决自身的大部分用电量，而且原料供应稳定，运行成本低廉，多余电力还可并网供售。

4.2节能建材在建筑节能方面，各种新型材料的应用正在大放异彩。其中比较引入关注的是薄型保温涂层。ASTEK陶瓷绝热保温涂料是诞生于美国的一项太空科技产品。这是一种由极细小的真空陶瓷微珠和环保乳液组成的水性涂料，它与墙体、金属和木质制品等基材有着较强的附着力，只要直接在基材表面涂抹0.3 mm左右的涂层，即可达到隔热保温的效果。绝热性能甚至好过R20等级10 cm厚度的泡沫材料。美国豪斯实验室对其用于民用建筑效果的测试表明，该涂料对阳光的反射率平均达到86%，夏天可以使空调能耗至少节省64%。一些发达国家将该项科技成果用于民用建筑和工业设施取得很好效果。国内也有类似的技术产品开发，并已用于食用菌的设施生产，成本仅有进口的五分之一。这类材料适合于大部分时间需要隔绝强烈太阳暴晒的建筑厂房。据科技报道，一种可以在白天吸收热量，夜晚释放热量，从而可以减少空调使用的建筑墙板也已在欧洲和北美投入市场。墙板内加入了由德国化学巨头巴斯夫公司研制的含有相变材料——固体石蜡的胶囊，白天在日晒温度升高的情况下，固体石蜡会融化吸收热量降低室内温度，夜晚外界气温降低时胶囊内的石蜡能重新变硬，从而释放出白天储存的热量，使屋内保持温暖。另据介绍，欧盟还新研制出热二极管墙体，这种低费用的薄型二极管具有单向透热的功能，因而产生隔热效果。

4.3节能设备地源热泵是一种利用浅层地能资源的既可供热又可制冷的高效节能空调设备。按资源条件细分，具体又有土壤源热泵、地表水热泵、地下水热泵和污水源热泵等四类。地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现由低温位热能向高温位热能转移。地能分别在冬季作为热泵供热的热源和夏季制冷的冷源，即在冬季把地能中的热量取出来，转移到建筑物内用以供暖；夏季则把建筑物内的热量取出来，释放到地能中去用以降温。通常地源热泵消耗1 kW-h的能量，用户可以得到4 kW.h以上的热量或冷量。因此地源热泵比传统空调系统运行效率要高，其节能效果可达40%左右。该系统不用冷却塔，没有外挂机，一套装置替换了原来锅炉加制冷机的两套装置。而且机组运行稳定可靠，使用寿命长，维护费用低。地源热泵的污染物排放，也比电供暖减少70%。在北美、欧洲、许多发达国家对该技术的应用已十分广泛。如果在资源条件和系统条件适宜的前提下，积极采用地源热泵技术，可以使相当多的食用菌工厂实现降耗节能的重大突破。

4.4蓄能技术为了降低能源成本，日、韩不少食用菌工厂企业已采用蓄能技术。此类技术是用电使介质形态变化，储存能量，通过能量的转换起到间接储存电能的作用。在电力负荷低的夜间，用电动制冷机制冷将冷量以冷水或冰的形式储存起来，在电力高峰期的白天，充分利用储存的冷量进行供冷，从而达到电力移峰填谷的目的。执行分时电价的企业可以因此降低成本，且平衡了用电负荷，保证了电网的安全。水蓄冷是用水为介质，将夜间电网多余的谷段电力（低电价时）与水的显热结合起来，以低温冷冻水形式储存冷量，并在高峰用电时段（高电价时），使用储存的低温冷冻水来作为冷源。冰蓄冷是利用夜间电网多余的谷荷电力继续运转制冷机制冷，并以冰的形式储存起来，在白天用电高峰时将冰融化提供制冷机使用。由于水蓄冷属于显热蓄能，每1 kg水发生1℃的温度变化时吸收或释放的热能是1千卡。而冰蓄冷属于潜热蓄能，每1 kg OC的冰发生相变融化成0℃的水需要吸收80千卡的热量，所以冰的潜热蓄能量要大大高于水的显热蓄能量。冰蓄冷在技术上又分静态冰蓄冷和动态冰蓄冷两种。静态冰蓄冷主要采用冰球和盘管的传统静态制冰工艺，速度慢、效率低、耗能高、设备庞大。动态冰蓄冷主要采用滑落式冰片和冰浆的动态工艺方式。相比较其优点是场地制约小，蓄冰槽浅，蓄冷量高。蓄同样的能量，动态冰蓄冷系统的制冷蒸发温度可提高5℃、能效提高30%，占地面减小1/3。并且初始投资可节约20% -30%。动态冰蓄冷在欧美日等发达国家已成为主流技术，我国近年来也已取得突破。最新发展起来的水合物蓄冷技术是将某些气体和水形成的包络状晶体作为蓄冷介质，综合了水（蒸发温度高）和冰（蓄冷密度大）的优点，且长期使用不会变质老化。由于水合物蓄冷机组蓄冷功能方面比冰蓄冷更有优势，效率高、能耗少、运行费用省、投资回收期短，因此具有广阔的发展前景。

4.5节能光源人工光照在许多品种的工厂化生产过程中也占用了很大的能源消耗。因此开发应用高效节能环保的新型光源显得十分重要。发光二极管(LED)以及激光二极管(LD)被认为是新一代人工光源最有前途的两项技术。LED光源是一种能够直接把电能转化为光能的半导体器件，采用电场发光。其节能效果十分显著：同样光照LED的耗电量是白炽灯的八分之一，是荧光灯的二分之一。其同时还具备以下特点：体积小，结构紧凑；易调控，可对光质进行选择；冷光源，可近距离照射；响应快，可进行短脉冲照射；寿命长，使用寿命高达50000 h以上，是普通光源的数十倍。日本的植物工厂从上世纪90年代起，就利用其作为人工光源成功进行了大量的栽培实验，取得第一手资料数据后开始推开，目前应用已十分普及。国内也有不少企业开始试用。LD高功率激光器与LED相比，除了同样具有上述特点外，其在发光效率、输出光强和响应速度等方面更具优势，因而更加适合于光照度要求较高的蕈菌品种的生长要求。尽管目前由于成本障碍使得LD光源技术暂且还会停留在试验阶段，但可以相信，不久的将来，LD光源就可以在实用化方面大显身手。

光导照明是应用前景极为广阔的新型技术。这是一种光纤式太阳光导入系统，其原理是利用安装在室外的太阳光跟踪采集器，聚集并压缩阳光，并可根据需要过滤掉绝大部分红外线和紫外线，再利用光导纤维输入室内，利用照明灯具布光。光导照明能够替代普通光源为各种建筑、场所的白天照明提供支持，尤其可以在全封闭的人工光利用型的农业工厂中大显身手。

刘  遐

2013(4)食用菌