CN115756043A - 一种羊肚菌工厂化栽培的环境控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种羊肚菌工厂化栽培的环境控制系统，包括控制系统，所述控制系统包括温度控制系统、湿度控制系统、二氧化碳浓度控制系统、光照控制系统、扰流系统；本发明还提出了一种羊肚菌工厂化栽培的环境控制方法，包括所述的羊肚菌工厂化栽培的环境控制系统，还包括羊肚菌生长阶段分化，所述羊肚菌生长阶段分化包括发菌阶段、催菇准备阶段、催菇、幼菇分化阶段和成菇阶段。该羊肚菌工厂化栽培的环境控制方法，整个周期各阶段的环境条件控制，其效果是提高羊肚菌的品质和产量，且能实现工厂内四季轮转出菇，大大增强种植羊肚菌的经济效益。

Description

一种羊肚菌工厂化栽培的环境控制系统及方法

技术领域

本发明涉及羊肚菌栽培环境控制技术领域，具体涉及一种羊肚菌工厂化栽培的环境控制系统及方法。

背景技术

羊肚菌是我国近年来迅速发展起来的现代农业项目，以工厂化人工环境智能控制的人工气候室为主要生产要素，是在充分利用自然资源的基础上，在不受外界气候条件干扰下，综合运用生物科学、信息科学、管理科学和控制科学等相关学科知识，对特定小环境内各个环境因子如温度、湿度、光照和CO2浓度等进行综合的自动控制和调节，从而模拟或再现与人类、生物生长、生产需要等相关的各种自然气象的系统。

公开号为CN 107622361 B一种用于食用菌大棚环境的数学建模及其控制方法，设置数据采集机构、数据处理机构及动作执行机构，在数据处理机构内建立基于温度、湿度、二氧化碳浓度及光照度四因素的目标函数模型与实时函数模型，根据目标函数模型与实时函数模型的偏差因子及偏差度，启用动作执行机构的相应控制模式，完成对食用菌大棚环境的实时调控。通过收集的历史食用菌房生产环境数据，对比研究温度、湿度、CO2浓度和光照强度对食用菌产量与质量的影响，创新出一种控制模型，对菌房的温度、湿度、CO2和光照，进行中央整体控制调整，使得食用菌一直处于最佳的生长环境，且可随实际需求进行模型与控制修正的控制。为食用菌大棚的环境调控提供多方位指向。

公开号为CN 101819446 B提供食用菌工厂化栽培中的养菌流程环境控制方法。属于食用菌生产技术。针对现有的养菌流程并没有对新风及环境温度、湿度、二氧化碳含量进行控制，杂菌污染率高达1-3％和养菌效果差的问题，本发明的特征是采用PLC自动控制系统对新风依据所生产菌类的需要经恒温恒湿处理后以高于正常大气压的压强送入养菌车间，新风在养菌流程时间的前三分之一时间内以小流量送入，在养菌流程时间的后三分之二时间内以较大流量送入，且对车间内的温度、湿度、CO2含量依据所生产菌类的需要进行控制。经试运行显示了：大幅度降低了杂菌污染率到0.2-0.3％；养菌效果好，所处位置不同引起的菌令差别由现有技术的8-10天，缩小为1-2天，有效提高了单潮生物转化率。

食用菌的集约化、工厂化是一个较为复杂的整体系统，不能单单对某一参数进行检测、控制，而需对菌菇整个生产环境，进行全面、同时、一致的控制。通过一系列实践项目，发现对于菌菇生长速度、质量、产量影响最大的因素包括四个方面：温度、湿度、CO2浓度和光照强度。而菌菇种类的不同，以及所处生长阶段的不同，对这四个要素的要求是发生变化的，因此一个可以根据具体菌菇种类、菌菇具体生长阶段来进行整体控制的技术极其重要。

发明内容

本发明提出一种羊肚菌工厂化栽培的环境控制系统及方法，解决了上述背景技术提到的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种羊肚菌工厂化栽培的环境控制系统，包括控制系统，所述控制系统包括温度控制系统、湿度控制系统、二氧化碳浓度控制系统、光照控制系统、扰流系统；

所述温度控制系统包括温度探测仪和空调，控制系统根据设置的温度和探测到的温度，自动启动或关闭空调；

所述湿度控制系统包括高压微雾系统、超声波雾化系统，控制系统根据设置的湿度和探测到的湿度，自动开启或关闭加湿系统；

所述二氧化碳浓度控制系统包括新风机和二氧化碳浓度探测仪，控制系统可以设置二氧化碳浓度，控制系统根据设置的二氧化碳浓度和探测到的二氧化碳浓度，自动启动或关闭新风机；

所述光照控制系统包括光照传感器和补光灯，控制系统可以设置光照强度，根据探测到的光照强度通过调整变压器来自动控制光照强度；

所述扰流系统让空气缓缓流动，整个室内达到均匀，但又感觉不到明风，保证出菇房内温度、湿度、新风均匀。

进一步，所述湿度控制系统还包括储水罐，为保证水的温度不给环境温度造成影响，水在喷雾前会暂存在储水罐，储水罐可以设置温度，保证水温与出菇房内环境温度一致，根据控制系统可以控制温控储水罐制冷或加热。

进一步，所述二氧化碳浓度控制系统还包括预处理箱，新风在进入出菇房之前会进入预处理箱，预处理箱内设有空调、加湿器、除湿器和紫外灭菌灯，根据出菇房内的环境温度和湿度控制，控制系统可以给新风调整温度、湿度以及杀菌净化。

本发明还公开一种羊肚菌工厂化栽培的环境控制方法，包括所述的羊肚菌工厂化栽培的环境控制系统，还包括羊肚菌生长阶段分化，所述羊肚菌生长阶段分化包括发菌阶段、催菇准备阶段、催菇、幼菇分化阶段和成菇阶段；

所述发菌阶段的周期为1.5-2个月，催菇准备阶段周期为7-10天，催菇、幼菇分化阶段的周期为7-10天，成菇阶段的周期为15-20天。

进一步，所述发菌阶段过程中温度控制系统控制的温度在12-15℃，湿度控制系统控制的土壤绝对湿度23-26％，空气相对湿度75-85％，二氧化碳浓度控制系统控制的二氧化碳浓度<3000ppm，光照控制系统控制的光照强度<400勒克斯。

进一步，所述催菇准备阶段过程中温度控制系统控制的温度在3-8℃，湿度控制系统控制的土壤绝对湿度13-18％，空气相对湿度60-70％，二氧化碳浓度控制系统控制的二氧化碳浓度<1000ppm，光照控制系统控制的光照强度为600-1000勒克斯。

进一步，所述发菌阶段过程中温度控制系统控制的温度在9-12℃，湿度控制系统控制的土壤绝对湿度25-28％，空气相对湿度80-90％，二氧化碳浓度控制系统控制的二氧化碳浓度<1000ppm，光照控制系统控制的光照强度600-1000勒克斯。

进一步，所述发菌阶段过程中温度控制系统控制的温度在12-18℃，湿度控制系统控制的土壤绝对湿度20-25％，空气相对湿度80-90％，二氧化碳浓度控制系统控制的二氧化碳浓度<600ppm，光照控制系统控制的光照强度800-1200勒克斯。

本申请提供的技术方案带来的有益效果：

1、该羊肚菌工厂化栽培的环境控制系统及方法，发菌阶段，环境条件控制的效果是菌丝在土层里和土层表面迅速、健壮的发育，迅速发满、占领整个土层，所有微生物都是竞争抑制的关系，羊肚菌菌丝迅速发满、占领整个土层，就会抑制其他杂菌在土层的发育，否则就会被反抑制；催菇准备阶段，环境条件控制的效果是能在土层内积蓄更多的菌核，为后续更多的幼菇分化提供基础。

2、该羊肚菌工厂化栽培的环境控制方法，催菇、幼菇分化阶段，环境条件控制的效果是能分化出更多的原基和幼菇；成菇阶段，环境条件控制的效果是大部分幼菇能够健壮的长大，免疫力增强，减少杂菌和病虫害的的危害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1-3与对比例1、2的环境控制效果统计对比表；

图2为本发明控制系统的控制网络示意图；

图3为本发明控制系统与湿度控制系统示意图；

图4为本发明控制系统与温度控制系统示意图；

图5为本发明控制系统与二氧化碳浓度控制系统示意图；

图6为本发明控制系统与光照控制系统示意图；

图7为本发明控制系统与扰流系统示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

一种羊肚菌工厂化栽培的环境控制方法，包括控制系统，所述控制系统包括温度控制系统、湿度控制系统、二氧化碳浓度控制系统、光照控制系统、扰流系统；

所述温度控制系统包括温度探测仪和空调，出菇房内布置若干个温度探测仪，随时将温度反馈到控制系统，同时，安装空调，控制系统可设置温度，控制系统根据设置的温度和探测到的温度，自动启动或关闭空调；

所述湿度控制系统包括高压微雾系统、超声波雾化系统，出菇房内均匀布置有给土壤加湿的高压微雾系统和给环境加湿的超声波雾化系统，在出菇房内布置若干个插入土壤内，若干个布置在环境中的湿度探测仪，随时将湿度反馈到控制系统，控制系统根据设置的湿度和探测到的湿度，自动开启或关闭加湿系统；

所述二氧化碳浓度控制系统包括新风机和二氧化碳浓度探测仪，出菇房外设有新风机，新风机上设有靠出菇房外墙处的若干排气扇，新风机上还另安装若干进气口，排气扇排气的同时进气口会把新风导入出菇房，在出菇房内布置若干个二氧化碳浓度探测仪，随时将二氧化碳浓度反馈到控制系统，控制系统可以设置二氧化碳浓度，控制系统根据设置的二氧化碳浓度和探测到的二氧化碳浓度，自动启动或关闭新风机；

所述光照控制系统包括光照传感器和补光灯，出菇房内布置若干个光照传感器，随时将光照强度反馈到控制系统，出菇房内设有补光灯，控制系统可以设置光照强度，根据探测到的光照强度通过调整变压器来自动控制光照强度；

所述扰流系统让空气缓缓流动，整个室内达到均匀，但又感觉不到明风，保证出菇房内温度、湿度、新风均匀。

进一步，所述湿度控制系统还包括储水罐，为保证水的温度不给环境温度造成影响，水在喷雾前会暂存在储水罐，储水罐可以设置温度，保证水温与出菇房内环境温度一致，根据控制系统可以控制温控储水罐制冷或加热。

本实施例中的，所述二氧化碳浓度控制系统还包括预处理箱，新风在进入出菇房之前会进入预处理箱，预处理箱内设有空调、加湿器、除湿器和紫外灭菌灯，根据出菇房内的环境温度和湿度控制，控制系统可以给新风调整温度、湿度以及杀菌净化。

本发明还公开一种羊肚菌工厂化栽培的环境控制方法，包括所述的羊肚菌工厂化栽培的环境控制系统，还包括羊肚菌生长阶段分化，所述羊肚菌生长阶段分化包括发菌阶段、催菇准备阶段、催菇、幼菇分化阶段和成菇阶段；

所述发菌阶段的周期为1.5个月，催菇准备阶段周期为7天，催菇、幼菇分化阶段的周期为7天，成菇阶段的周期为15天。

本实施例中的，所述发菌阶段过程中温度控制系统控制的温度在12℃，湿度控制系统控制的土壤绝对湿度23％，空气相对湿度75％，二氧化碳浓度控制系统控制的二氧化碳浓度2000ppm，光照控制系统控制的光照强度200勒克斯。

本实施例中的，所述催菇准备阶段过程中温度控制系统控制的温度在3℃，湿度控制系统控制的土壤绝对湿度13％，空气相对湿度60％，二氧化碳浓度控制系统控制的二氧化碳浓度800ppm，光照控制系统控制的光照强度为600勒克斯。

本实施例中的，所述发菌阶段过程中温度控制系统控制的温度在9℃，湿度控制系统控制的土壤绝对湿度25％，空气相对湿度80％，二氧化碳浓度控制系统控制的二氧化碳浓度800ppm，光照控制系统控制的光照强度600勒克斯。

本实施例中的，所述发菌阶段过程中温度控制系统控制的温度在12℃，湿度控制系统控制的土壤绝对湿度20％，空气相对湿度80％，二氧化碳浓度控制系统控制的二氧化碳浓度500ppm，光照控制系统控制的光照强度800勒克斯。

实施例二

控制系统与实施例一相同，不同的是控制方法的参数：

本实施例中的，所述发菌阶段的周期为50天，催菇准备阶段周期为8天，催菇、幼菇分化阶段的周期为8天，成菇阶段的周期为17天。

本实施例中的，所述发菌阶段过程中温度控制系统控制的温度在14℃，湿度控制系统控制的土壤绝对湿度25％，空气相对湿度80％，二氧化碳浓度控制系统控制的二氧化碳浓度2500ppm，光照控制系统控制的光照强度300勒克斯。

本实施例中的，所述催菇准备阶段过程中温度控制系统控制的温度在5℃，湿度控制系统控制的土壤绝对湿度15％，空气相对湿度65％，二氧化碳浓度控制系统控制的二氧化碳浓度900ppm，光照控制系统控制的光照强度为800勒克斯。

本实施例中的，所述发菌阶段过程中温度控制系统控制的温度在10℃，湿度控制系统控制的土壤绝对湿度27％，空气相对湿度85％，二氧化碳浓度控制系统控制的二氧化碳浓度900ppm，光照控制系统控制的光照强度850勒克斯。

本实施例中的，所述发菌阶段过程中温度控制系统控制的温度在15℃，湿度控制系统控制的土壤绝对湿度23％，空气相对湿度85％，二氧化碳浓度控制系统控制的二氧化碳浓度550ppm，光照控制系统控制的光照强度1000勒克斯。

实施例三

控制系统与实施例一相同，不同的是控制方法的参数：

本实施例中的，所述发菌阶段的周期为2个月，催菇准备阶段周期为10天，催菇、幼菇分化阶段的周期为10天，成菇阶段的周期为20天。

本实施例中的，所述发菌阶段过程中温度控制系统控制的温度在15℃，湿度控制系统控制的土壤绝对湿度26％，空气相对湿度85％，二氧化碳浓度控制系统控制的二氧化碳浓度3000ppm，光照控制系统控制的光照强度400勒克斯。

本实施例中的，所述催菇准备阶段过程中温度控制系统控制的温度在8℃，湿度控制系统控制的土壤绝对湿度18％，空气相对湿度70％，二氧化碳浓度控制系统控制的二氧化碳浓度1000ppm，光照控制系统控制的光照强度为1000勒克斯。

本实施例中的，所述发菌阶段过程中温度控制系统控制的温度在12℃，湿度控制系统控制的土壤绝对湿度28％，空气相对湿度90％，二氧化碳浓度控制系统控制的二氧化碳浓度1000ppm，光照控制系统控制的光照强度1000勒克斯。

本实施例中的，所述发菌阶段过程中温度控制系统控制的温度在18℃，湿度控制系统控制的土壤绝对湿度25％，空气相对湿度90％，二氧化碳浓度控制系统控制的二氧化碳浓度600ppm，光照控制系统控制的光照强度1200勒克斯。

对比例一

控制系统与控制方法与实施例一相同，不同的是新风在发菌阶段、催菇准备阶段以小流量送入，在催菇、幼菇分化阶段和成菇阶段以大流量送入。

对比例二

控制系统与实施例一相同，不同的不需要羊肚菌生长阶段分化的控制方法，改为实时收集数据，实时更新参数及设定值的中央控制模型方法。

将实施例1与对比例1、2的环境控制效果进行统计对比，详见说明书附图1。

由统计对比表的对比可知：实施例1的外观及生产周期均优越于对比例1、2，对比例1在发菌阶段、催菇准备阶段以小流量送入，而在在催菇、幼菇分化阶段和成菇阶段以大流量送入，新风送入的流量大小看似通过大小流量控制，但是羊肚菌生长前期是最需要新风带来二氧化碳浓度控制的，所以在羊肚菌前期的新风流量需要较多的供给，实施例1对羊肚菌的培育到出菇，对新风带来的二氧化碳浓度控制由大到小的控制，且整体控制较为缓和，不会出现较为湍急的过渡，使羊肚菌能得到较好的二氧化碳吸收；对比例2中通过收集的历史食用菌房生产环境数据，对比研究温度、湿度、CO2浓度和光照强度对食用菌产量与质量的影响，创新出一种控制模型，可持续实时不断收集相关数据，对比结果，不断优化参数及设定值，通过将不断优化更新的模型参数导入各个使用的中央控制模型，自动地协助用户取得最佳的生产环境，该控制系统虽然具备实时更新参数，保证节约人工、调高效率，但是菌菇在生长的不同阶段中，其所需要的环境控制参数是恒定在某一个参数值中，若因为部分菌菇发育不良，控制模型检测后改变参数后，其他生长良好的菌菇会因为环境控制参数的变化而导致室内空气温度、相对湿度、二氧化碳浓度等环境因子出现空间上的差异而不利于生长，羊肚菌在每个阶段过程需要实现不同温湿度、二氧化碳浓度及光照强度才能达到良好的品质，若在其中某一阶段突然改变温湿度、二氧化碳浓度及光照强度，会使菌菇的生长处于相对静止的停滞状态，甚至会使菌菇的生长衰退。

本发明整个周期各阶段的环境条件控制，其效果是提高羊肚菌的品质和产量，且能实现工厂内四季轮转出菇，大大增强种植羊肚菌的经济效益。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种羊肚菌工厂化栽培的环境控制系统，包括控制系统，其特征在于：所述控制系统包括温度控制系统、湿度控制系统、二氧化碳浓度控制系统、光照控制系统、扰流系统；

所述温度控制系统包括温度探测仪和空调，控制系统根据设置的温度和探测到的温度，自动启动或关闭空调；

所述湿度控制系统包括高压微雾系统、超声波雾化系统，控制系统根据设置的湿度和探测到的湿度，自动开启或关闭加湿系统；

所述二氧化碳浓度控制系统包括新风机和二氧化碳浓度探测仪，控制系统可以设置二氧化碳浓度，控制系统根据设置的二氧化碳浓度和探测到的二氧化碳浓度，自动启动或关闭新风机；

所述光照控制系统包括光照传感器和补光灯，控制系统可以设置光照强度，根据探测到的光照强度通过调整变压器来自动控制光照强度；

所述扰流系统让空气缓缓流动，整个室内达到均匀，但又感觉不到明风，保证出菇房内温度、湿度、新风均匀。

2.如权利要求1所述的一种羊肚菌工厂化栽培的环境控制系统，其特征在于，所述湿度控制系统还包括储水罐，为保证水的温度不给环境温度造成影响，水在喷雾前会暂存在储水罐，储水罐可以设置温度，保证水温与出菇房内环境温度一致，根据控制系统可以控制温控储水罐制冷或加热。

3.如权利要求1所述的一种羊肚菌工厂化栽培的环境控制方法，其特征在于，所述二氧化碳浓度控制系统还包括预处理箱，新风在进入出菇房之前会进入预处理箱，预处理箱内设有空调、加湿器、除湿器和紫外灭菌灯，根据出菇房内的环境温度和湿度控制，控制系统可以给新风调整温度、湿度以及杀菌净化。

4.一种羊肚菌工厂化栽培的环境控制方法，包括权利要求1-3所述的羊肚菌工厂化栽培的环境控制系统，还包括羊肚菌生长阶段分化，其特征在于，所述羊肚菌生长阶段分化包括发菌阶段、催菇准备阶段、催菇、幼菇分化阶段和成菇阶段；

所述发菌阶段的周期为1.5-2个月，催菇准备阶段周期为7-10天，催菇、幼菇分化阶段的周期为7-10天，成菇阶段的周期为15-20天。

5.如权利要求4所述的一种羊肚菌工厂化栽培的环境控制方法，其特征在于，所述发菌阶段过程中温度控制系统控制的温度在12-15℃，湿度控制系统控制的土壤绝对湿度23-26％，空气相对湿度75-85％，二氧化碳浓度控制系统控制的二氧化碳浓度<3000ppm，光照控制系统控制的光照强度<400勒克斯。

6.如权利要求4所述的一种羊肚菌工厂化栽培的环境控制方法，其特征在于，所述催菇准备阶段过程中温度控制系统控制的温度在3-8℃，湿度控制系统控制的土壤绝对湿度13-18％，空气相对湿度60-70％，二氧化碳浓度控制系统控制的二氧化碳浓度<1000ppm，光照控制系统控制的光照强度为600-1000勒克斯。

7.如权利要求4所述的一种羊肚菌工厂化栽培的环境控制方法，其特征在于，所述发菌阶段过程中温度控制系统控制的温度在9-12℃，湿度控制系统控制的土壤绝对湿度25-28％，空气相对湿度80-90％，二氧化碳浓度控制系统控制的二氧化碳浓度<1000ppm，光照控制系统控制的光照强度600-1000勒克斯。

8.如权利要求4所述的一种羊肚菌工厂化栽培的环境控制方法，其特征在于，所述发菌阶段过程中温度控制系统控制的温度在12-18℃，湿度控制系统控制的土壤绝对湿度20-25％，空气相对湿度80-90％，二氧化碳浓度控制系统控制的二氧化碳浓度<600ppm，光照控制系统控制的光照强度800-1200勒克斯。

Images