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菌草生产全程机械化路径选择【上】

2016-01-15 09:36:00 

要:回顾了菌草学的由来、发展;介绍了菌草生产机械化体系的内涵及菌草生产全程机械化的关键环节“种植”与“收获”的机械化现状;提出了发展菌草生产全程机械化的建议。


关键词:菌草机械、菌草生产全程机械化


一、现代菌草产业因其多功能性已经迅速发展[i]

菌菇是人类的朋友,采食已有6000多年历史,人工栽培历史在300年以上的菇类有7种。中国是世界最大的食()用菌生产消费国,占世界的80%以上。

20世纪80年代以前,中国各地栽培食()用菌的都是以林木中的阔叶树为主要原料。随着菌业的迅猛发展,大量的木材被砍伐,中国每年至少有400多万立方的木材成为食用菌原料被消耗掉,由于阔叶树资源紧缺,培植周期长,且不易人工栽培,菌业的迅猛发展致使主产县阔叶林锐减,危及生态安全,造成菌业生产与林业生态平衡之间的菌林矛盾,也制约了菌业的进一步发展[ii]

为了突破菌林矛盾瓶颈,福建农业大学林占熺研究员率先开展了用草本植物替代阔叶树木屑栽培食()用菌的研究试验,并于198610月实验首次获得成功,从而发明了菌草技术,开创了菌草科学研究新领域。以草本植物代替林木栽培食()用菌,不仅扩大了食()用菌的生态来源,实现了菌业的可持续发展,而且可以保护了生态环境。

1987年10月,在福建省食用菌与林业生态平衡研讨会上学者第一次提出关于“菌草”的定义。把经过试验和生产证明可用作食(药)用菌栽培的芒萁、类芦、斑茅、芦苇、五节芒、菅、荻、野古草等野生草本植物称为菌草。

1990年210日,《福建农学院学报》的《利用芒萁、类芦等野草栽培食用菌》一文中提出菌草的定义为“适栽食用菌的草——菌草”。

1996年1127-29日,来自中国、澳大利亚、巴西、伊拉克、印度尼西亚、斯里兰卡、美国、巴布亚新几内亚等8个国家的专家、学者参加了在中国福州召开的“菌草业发展国际研讨会”,在张树庭教授的主持下,为“菌草”、“菌草技术”、“菌草业”确定了以下的定义:可以作为栽培食用菌、药用菌培养基的草本植物简称“菌草”;运用菌草栽培食用菌、药用菌和生产菌体蛋白饲料的综合技术简称“菌草技术”;运用菌草技术及相关技术形成的产业简称“菌草业”。

2000年5月,林占熺所著的《菌草学》对菌草学提出的定义是:菌草学是关于菌(曹菌)与菌草栽培原理、相互关系及栽培工艺的一门科学。菌草学是为适应菌业生产可持续发展的需要而诞生的。

菌草技术主要包括菌草的种植技术,用菌草作培养基培育食用菌、药用菌技术,生产菌物饲料技术,用菌草栽培食(药)用菌后的废菌料综合利用的技术,食(药)用菌的贮藏、保鲜、加工等技术。

应用菌草技术和相关技术发展的菌草业是一个新的生产体系,使植物—菌物—动物三物对资源的利用形成多次循环转化、综合利用,使菌业生产的社会、经济、生态三大效益有机结合起来。发展菌草产业将对草地的开发利用,将对水土流失的治理,对菌业生产、林业生产、牧业生产、农业结构调整和贫困地区经济发展产生深远的影响,对解决21世纪人类面临的人口、食物、资源、环境、能源五大难题起到积极的作用。

菌草产业取得迅速发展,成为新形势下重要的新兴产业;其原因在于菌草业有其多功能性。菌草业可以为社会提供食用菌产品和菌物饲料等取得更大的经济效益,并带动餐饮、运输、商品零售、肥料制造等相关产业的发展,产生可观的连带经济效应。食用菌已经成为人类主要的蛋白质食品之一,菌草业有重要的食物保障功能;菌草可以作为发电燃料、锅炉燃料、乙醇原料, 茵草业有重要的生物质能源功能;菌草业的优势在于能保护和改善生态,克服传统的用林木资源生产菌物以造成破坏森林生态的弊端,菌草是环境修复和环境保护的最好植物之一。

二、菌草生产是现代菌草产业发展的基础

适合栽培食(药)用菌的菌草包括37种。菌草既包括芒萁、五节芒、类芦、芦竹、芦苇等野生的草本植物,也包括象草、巨菌草、香根草、紫花苜蓿、串叶草等人工栽培的草本植物,还包括玉米、小麦、水稻、棉花、黄豆等作物的桔杆。

菌草的生产是指其种植、采收与加工贮运的农业生产活动。研究菌草是机械化首先要了解其农艺种植要求。

菌草现有野生资源极为丰富,在利用野生菌草的同时进行菌草的人工栽培是十分必要的。菌草的人工栽培可分为封山育草和人工繁殖两大类。

人工繁殖的方法有播种法、插条法、分根法,因品种不同繁殖方法也不同。以象草为例:

1、土壤选择,象草对土壤选择不严,但要获高产宜选土层深、土质疏松、肥沃、排水良好的土壤来栽培。

2、翻耕,要在种植前1-2个月进行翻耕,深20-30厘米,使土壤分解熟化后再种植。在红壤地种植象草应施基肥。

3、整畦,水土流失区,沿山坡等高线挖环状沟,沟宽1米,在水源方便的地方建畦,畦宽1米,畦间开排水沟。

4、栽培方法

第一种是短茎扦插。这是多快好省的繁殖方法。用果树修剪刀剪带有两个节的茎,每畦种两行,株行距0.5*0.5左右。茎节腋芽朝上,斜插与地面成45°角,1个节插入土中,一个节在地表面,周围用土压实。干旱季节或土壤干燥时扦插后须连续浇水3-5天。在雨季栽培可用单节法繁殖。

第二种繁殖方法是分根法。具体做法是,先割去植株上端后把根头挖出,分成单株种植。

第三种繁殖方法是全株条栽法,即把整株的象草埋入土中,覆盖土厚2-3厘米,尾端留少量叶片露在地表,适宜季节栽种7-10天就可发芽。

不同的菌草其种植方式有一定区别,例如串叶草用播种法繁殖,可采用集中育苗,然后移植。

5、施肥,苗高20厘米时追施氮肥,以促壮苗和分蘖。收割后追肥以促其再生。

6、收割,栽培不同食(药)用菌,收割时机有所不同。菌草的采收要十分注意季节和天气的选择。如果在雨季采收,无法干燥加工,很容易霉变,会降低菌草的利用价值。

7、菌草的加工与贮藏

栽培食(药)用菌的菌草加工分3类:第一类是生料栽培。采割后充分干燥即可用于栽

培,如栽培竹荪、巴西蘑菇等。第二类是,发酵料栽培。采割后,粉碎机撤去筛片,破碎后栽培平菇、巴西蘑菇、双孢蘑菇。第三类是熟料栽培。须将菌草加工粉碎后用薄膜等容器装料,经灭菌接种进行栽培,如菌草栽培香菇、灵芝等。

菌草采收后,不管是生料栽培还是熟料栽培,都须及时干燥。干燥方法有两种,一种是充分干燥后再破碎或粉碎;另一种是采割后马上粉碎或破碎后干燥。

目前菌草的干燥主要采用自然干燥法,晒干后就应及时粉碎,或破碎后及时晒干。菌草经粉碎加工后要贮藏在干燥的室内,否则易霉变、结块、消耗营养,降低菌草营养价值。

简单的说,菌草的生产包括了整地、种植、收割、干燥、破碎、压缩、运输、贮藏。如果把这些生产过程进一步优化,并且采用机械化技术,那么菌草产业的效益将更加明显。

三、菌草生产全程机械化是快速发展现代菌草业的保障

1、菌草生产机械化概述

农业机械化是一个使用农业机械逐步代替人、畜力进行农业生产的技术改造和经济发展的过程,农业机械化是持续、合理的利用农业资源的主要手段[iii]。农业机械化分为3个阶段,单项机械化、基本机械化、全过程机械化。只有实现全过程机械化才能大幅度提高劳动生产率、系统提高资源利用率和环境保护[iv]

菌草既包括芦苇等野生的草本植物,也包括象草、巨菌草等人工栽培的草本植物,还包括部分粮食作物与经济作物的桔杆。其生产机械化应是借鉴牧草及饲料作物、粮食作物、经济作物生产全程机械化的成果,科学规划、合理选择、整合利用。

菌草生产全程机械化综合规划[v]如下:

耕整地机械化、种植机械化、田间管理机械化、收获机械化、割后处理的机械化等。

耕整地主要是结合土壤的自然情况、菌草的种植要求开展土壤耕作。近年来在常规耕作的基础上又发展了少耕、免耕、保水耕作等一系列保护性耕作和联合耕作机械化技术。总体而言,我国的耕作机械化可以为菌草的种植提高多种可以选择的设备,可以满足生产的需要。

种植机械化方面,主要是播种的机械化与旱地移栽的机械化;播种机械化而言,牧草、粮食作物的播种机械化可以为菌草种植提供解决方案;近年来引种的巨菌草种植可以借鉴甘蔗种植技术[vi],采用育苗移栽或者茎段类种植机械开展其机械化种植。这一环节是目前菌草生产机械化的关键环节。必须加快相关农业机械的研发与推广。

菌草的种类繁多,部分牧草类的菌草有田间管理的要求,目前的中耕、防除、施肥、灌溉等机械化设备已经可以满足市场需求。

收获技术[vii]包含两部分内容,一是青饲料收获,青饲收获机械在作业时一次完成对青贮作物的收割、切碎并将碎物料抛送至饲料挂车中。二是干草收获,就是用机器将草切割、收集、调制成各种形式干草的作业过程,简称收获。收获机械是目前的薄弱环节,但是可以选择的余地也比较大。

割后处理包括了压缩、运输、干燥、破碎、储存等机械化技术。

菌草生产全程机械化是一个完整的技术体系,移栽、收获是其关键环节,机械化的发展有赖于菌草农艺技术与农机融合、提升。

2、育苗移栽与茎段类种植机的选择

(1) 链夹式移栽机可以满足育苗移栽的要求

我国在旱地栽植机械方面的研究开发工作始于60年代,到目前为止,已研究成功了多种类型的旱地栽植机械,包括钳夹式、链夹式、导苗管式(杯式)、吊蓝式、输送带式和挠性圆盘式等,这方面的研究已经颇有建树。比较公认的结论是:链夹式栽植器比较适合巨菌草的育苗移栽。

链夹式【论文】

上图为链夹式移栽机,其特点是:结构简单,使用维修方便 ;生产效率高、劳动强度低、不伤苗、秧苗直立度好、成活率高 ;裸苗和钵体苗均能实现移栽; 采用特殊的开沟器,提高立苗率和成活率;先进的覆土装置,保证立苗率; 集开沟、栽植、覆土、镇压、浇水、施肥等多种功能于一体;多行移栽,行距任意可调, 独立单元挂接式结构,移栽行数可增可减。

2)蔗类作物种植机可以满足菌草茎段种植的要求

茎段类作物的种植机械化已经基本解决,由南通富来威农业装备有限公司研发的菌草种植机械可以满足茎段类菌草种植的需求。其特点是作业深度、覆土厚度可调,成活率高; 菌种间距可调,有利于菌苗生长,可一次性完成开沟、切段、播种、覆土、培土、镇压等6道工序;工序连作有利于保苗、保墒,提高效率;人工移栽的8倍左右,劳动强度低,生产效率高[viii]

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(未完,待续)


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[ii] 《菌草产业成长及其多功能性探析》 郑金英 ,陈丽凤 ,林占熺等中国农学通讯

[iii] 李宝筏主编《农业机械学》 中国农业出版社。

[iv] 高焕文主编《农业机械化生产学(上)》中国农业出版社

[v] 王荣栋主编《作物栽培学》高等教育出版社

[vi] 《中国甘蔗栽培学》农业出版社

[vii] 《我国牧草生产机械化发展研究》王光辉硕士学位论文

[viii]网络www.ntflw.com