广西蚕桑种质资源冷藏保护库的规划及效益分析

李国栋，周晓玲，蒋满贵，余武昌，田智得

（广西壮族自治区蚕业技术推广总站，南宁市530007）

“十五”以来，在广西壮族自治区党委、政府高度重视和大力支持下，在广西壮族自治区农业农村厅的直接领导下，广西蚕桑产业取得了显著成效，实现了跨越式发展。从2005年开始，广西蚕茧产量持续位居全国第一［1］。蚕桑种质资源冷藏保护库是蚕种、桑种生产保护的主要场所，以广西蚕业技术推广总站冷藏保护库为例，其每年需冷藏保存的家蚕原种在12万张以上，家蚕一代杂交种在400万张以上，桑树良种在10 t以上。广西蚕业技术推广总站原有的蚕桑种质资源冷藏保护库的计划容量、功能已不能满足广西蚕桑业发展和蚕业科学研究需求。为此，建成功能完善、设备齐全的自治区级蚕桑种质资源冷藏保护库成为广西蚕桑产业持续发展的必由之路。本文通过对广西蚕业技术推广总站新建蚕桑种质资源冷藏保护库设计和建成后将取得的效益进行综合分析，以期进一步推进蚕桑种质资源可持续发展的进程。

1 蚕桑种质资源冷藏保护库的设计思路

广西蚕种实行全区集中冷藏浸酸制度，即原原母种、原原种、原种由自治区级原种场繁育生产，一代杂交种由市、县级蚕种场生产，蚕种生产后统一检毒，统一集中冷藏浸酸，统一出库发放。广西蚕业技术推广总站蚕种冷藏保护库作为全区最大，冷藏蚕种最多的蚕桑种质资源与蚕种冷藏保护库，长期以来一直肩负着冷藏保存各级蚕种、桑种和种质资源的任务，其中主要包括家蚕原原母种、原原种、原种和一代杂交种的生产推广用种，蚕品种资源、桑品种资源、蓖麻蚕（木薯蚕）生产用种和科研品种资源等。新建的蚕桑种质资源冷藏保护库应符合国家节能、增效、减排的战略要求，引进省力化、智能化的管理系统，还要综合全套蚕种生产配套的功能区域［2-4］。同时，根据广西目前蚕桑发展趋势，据近年来统计，如表1所示，广西的桑园总面积、原种需求量、年养蚕数量、年蚕茧产量均呈稳定发展态势。可见，广西蚕桑种质资源冷藏保护库要达到年冷藏处理原种20万张、一代杂交种600万张以上，以满足全区桑园的用种需求。依据《广西蚕种管理条例》的相关规定，有相应资质的蚕种场在具备冷库建设及管理相关条件后，可从事蚕种的冷藏、浸酸、生产等工作。目前，已有一些经济实力强且具备一定业务能力的企业，通过组织人员培训和学习，新增了蚕种冷藏、浸酸、生产等业务工作。蚕桑种质资源冷藏保护库对广西冷库的建成和运营具有引领示范作用，但是冷藏保护库的使用率要以当前实际入库蚕种数量为准。根据广西蚕种冷藏浸酸操作程序，如图1所示，蚕桑种质资源冷藏保护库严格按照蚕种浸酸浴洗车间工艺要求、蚕种质量检验检疫流程来规划设计，建设面积按照实际需求设计。

表1 广西桑蚕种需求量

图1 广西蚕种冷藏浸酸操作流程图

2 蚕桑种质资源冷藏保护库设计内容

2.1 蚕桑种质资源冷藏保护库主体设计

2.1.1 设计原则 因地制宜，经济实用，技术先进，坚固耐用。各功能库房连接紧凑，流程合理，但因功能不同要设计相对独立的出库路径，避免交叉感染，同时利于病毒防控。冷库通往浸酸浴洗车间的通道应当宽阔平整又便于消毒清洗。

2.1.2 设计标准 中库温度在10～20℃可调节，内库温度在0～10℃可调节，温差＜±0.5℃。冷库地面和墙体都做保温隔热处理。内墙和顶棚保温材料使用200 mm厚聚胺脂发泡保温层。冷库保温门上安装自上而下吹的风幕装置，与保温门开启时同步启动，阻隔外界冷热空气侵入。

2.1.3 设计内容 立足于方便分类管理又有利浸酸工作开展的原则，针对广西不同种质资源的类别属性和数量特点，设计划分为机房总控室，家蚕原原母种、原原种、原种种质资源库，家蚕一代杂交种冷库，桑种质冷藏基因库和其他野蚕等品种资源冷库。其中，冷库机房装配有制冷压缩冷凝机组，盐水池搅拌机和冷库耗材和维修配件，是保证整个蚕种冷藏保护库正常运行的重要区域，防鼠处理和消防安全工作作为日常安全检查工作的重点。不同蚕种场生产的一代杂交种需统一冷藏，分库管理，因蚕种出入库数量大，频率高，所以家蚕一代杂交种冷库应靠近浸酸浴洗车间。家蚕原原母种、原原种、原种种质资源库应相对独立，布局于蚕种冷库区域另外一侧。桑种质冷藏基因库和其他野蚕等品种资源冷库的设置区域应不与蚕种冷库出入库路径相冲突，这有利于种质资源的保存。总体而言，蚕桑种质资源冷藏保护库的使用情况，要以当季蚕种实际入库数量来具体调整。

近年来，随着科学技术的不断进步，诞生了智能化的温湿度管理系统，目前已被广泛应用于各种仓库管理中，在冷库的管理上也实现了对温度的有效控制，并加强了对设备的维修与保养［9］。蚕桑种质资源冷藏保护库引进物联网管理理念，装配智能化温湿度管理系统，改变以往传统管理方法，管理人员可通过手机或电脑查看库内温度变化情况，随时记录冷库温度，如遇库内温度异常，系统自动报警，亦可通过电脑手机反馈，能够及时告知维修人员解决问题，可以更好地保障蚕种冷库安全，也提升了蚕种质量与蚕种的存活率，协助管理人员形成现代化的管理思想。

一代杂交种冷库和原种冷库库外分别设有蚕种保护催青室，入保护库和出库催青的蚕种按不同类分别在蚕种架上有序排放，安装空调、电炉和补湿机等加温补湿设备，配备蚕种出入库工作所需的办公设备。

2.2 蚕桑种质资源冷藏保护库配套蚕种浸酸浴洗车间设计

浸酸浴洗车间层高8.1 m，总面积为600 m2。因生产中所用的盐酸具有强挥发性和强腐蚀性，车间地面和内墙均使用水玻璃混凝土作为防腐材料，地板铺防酸地砖，墙面刷防腐蚀涂料。蚕桑种质资源冷藏保护库浸酸浴洗车间层高设计为8.1 m，足够的层高可使整个浸酸工作环境通风透气，有效抵御强挥发性的盐酸和福尔马林对操作人员的危害，合理配备上浸酸池、消毒池抽风机、吊扇、落地扇、壁扇，可以尽快排出空气中残留的盐酸和福尔马林气体，有效改善以往恶劣的浸酸环境，营造干净整洁的工作空间。

2.2.1 蚕桑种质资源冷藏保护库配套蚕种浸酸处理系统 为充分调节蚕种市场需求，保证广西蚕种安全足量供应，根据广西冷藏种与即浸种交替用种的特点，蚕种浸酸处理系统共配置3个盐酸缸，分别是1个冷藏种浸酸缸和1个即浸种浸酸缸，另外1个备用缸作为散卵种浸酸缸，亦可根据大忙时节当季冷藏种或即浸种数量多少进行调配使用，以保证日常蚕种出库浸酸的工作效率。每个浸酸缸设计长宽深规格为190 cm×100 cm×90 cm，配合浸酸架和轨道吊车，用于蚕种浸酸，浸酸缸配备盐酸管和自来水管、盐酸加温控制系统，便于日常浸酸中酸液浓度和温度的调配。

2.2.2 浸酸箱和浸酸架设计 浸酸箱为玻璃钢制品，带提手，箱体长宽高规格为44 cm×37 cm×30 cm，箱内分格，并用拉线固定，可装蚕种160张。浸酸架由塑料制成，架体上方留孔，便于吊车装卸，长宽高规格为142 cm×85 cm×60 cm，一次可装载6个浸酸箱（960张蚕种）同时浸酸，架体与浸酸箱整体固定，需保留一定间隙，使浸酸箱有活动空间，保证浸酸工作中盐酸与蚕种的充分接触，确保蚕种安全孵化。

2.2.3 浸酸流水线路径设计 浸酸流水线路径主要包括：装种台（装箱上架）→福尔马林池（消毒）→盐酸缸（浸酸）→水洗池（脱酸）→晾种室（晾晒）→整理包装室（装箱）。装种台作为路径起始段，周围宽敞，靠墙整齐堆放浸酸箱和浸酸架，便于蚕种出库和装箱上架。福尔马林池配备福尔马林原液管和自来水管，便于福尔马林浓度调配。水洗池设计四级脱酸，地面和台面平整，便于工人洗种操作。晾种室放置蚕种晾种架，安装抽湿机、空调、壁扇，保证室内通风透气，门边窗口，排气口，下水管出入口需做密封防鼠处理。整理包装室与晾种室相邻，配置空调、蚕种整理桌及条凳，以便于员工把晾干的蚕种集中回收，统一进行合格证粘贴、印出库日期，进行归种装箱的工作。浸酸流水线上安装吊车轨道，刷防腐防锈漆。装配3台吊车，两台负责搭载浸酸架进行浸酸和浴洗，1台负责福尔马林池盖板装卸，亦可交替轮换作业，保障浸酸工作有序进行。

2.2.4 甲醛、酸雾废气净化处理系统设计 蚕种生产过程中会排出一些盐酸、甲醛等挥发性有毒气体，为符合国家环保要求、保障工作人员处于健康工作的环境及促进单位可持续发展，需要配备一套废气净化系统［10］。本工艺系统主要由废气收集系统、引风系统、废气净化系统、排气系统构成。废气收集系统由扁口吸风装置和移动槽盖构成，引风系统主要为防腐蚀玻璃钢管道，废气净化系统为填料吸收塔，排气系统为15 m高防腐蚀排气烟囱。酸雾净化处理系统流程可进一步细化为吸风装置→槽间酸雾通道→酸雾主通道→吸收塔第一层填料（第一级中和反应）→吸收塔第二层填料（第二级中和反应）→吸收塔除沫层→风机→排气烟囱，具体如图2所示。

图2 甲醛、酸雾废气净化处理系统

本项目采用酸雾吸收净化塔吸收酸雾，采用酸碱度/氧化还原电位变送控制器监测pH排放值，采用活性炭吸收塔吸收甲醛，该系统具有效率高、耐腐蚀性强，高强度、低噪声、耗电省、体积小、拆装维修方便、轻巧耐用、外形美观大方等优点，能有效去除氯化氢（HCL）、甲醛（HCHO）等水溶性气体，保证废气废水安全排放。

2.3 蚕桑种质资源冷藏保护库配套员工衣帽间设计

衣帽间设计在靠近蚕桑种冷库和浸酸车间的缓冲区域，划分为更衣区和休息区两个部分。更衣区配备冷库棉服、浸酸工作服、绝缘水鞋、防酸手套、工业围裙，另设区域摆放储物柜存放员工个人物品。休息区配置座椅、桌子、书架、电扇等物品，该区域可在工作之余为员工提供一定的休憩和学习空间。

3 蚕桑种质资源冷藏保护库投产后的经济效益

3.1 蚕桑种质资源冷藏保护库运行成本分析

3.1.1 劳务费投入 项目新增人员18人（管理人员4人、技术人员6人、工人8人），管理人员平均年工资50 000元，技术人员年均工资45 000元，工人年均工资35 000元，合计75万元。

3.1.2 燃料动力费投入 燃料动力费主要包括水、电、制冷剂的投入。根据生产经验，水的使用量为80 000 m3/年、按1.3元/m3计算，电的使用量为250 000 kW·h/年、按1.0元/kW·h计算，制冷剂的使用量为0.5 t/年、按3.5万元/t计算。合计每年燃料动力投入37.15万元。

3.1.3 外购原材料投入 外购原材料投入主要有盐酸、甲醛、工业用盐的投入。根据生产经验，盐酸使用量为40 t/年、按800元/t计算，甲醛使用量为2.6 t/年、按2 500元/t计算，工业用盐15 t/年、按3 000元/t计算，合计每年外购原料需投入8.35万元。

3.1.4 其他费用 其他费用主要包括临时性支出、管理费、营业费、设备运行维护费，其中项目每年需支出180 000元，管理费按预计销售收入的2%计算，营业费按预计销售收入的1%计算，设备运行维护费按项目土建及设备建设投资额的1%计算，合计每年需投入38.10万元。

3.2 蚕桑种质资源冷藏保护库收入估算

按照目前年冷藏处理20万张原种、300万张一代杂交种的入库量计算，项目年收入可达376.0万元，其中原原母种、原原种冷藏浸酸费6.0万元，原种冷藏浸酸费40.0万元，一代杂交种冷藏浸酸费300.0万元，桑种冷藏费20.0万元，其他种质资源冷藏费10.0万元（表2）。

表2 蚕桑种质资源冷藏保护库收入估算表

3.3 蚕桑种质资源冷藏保护库利润估算

3.3.1 总成本费用估算 项目年均总成本费用合计投入158.6万元，其中劳务费投入75万元，燃料动力费投入37.15万元，外购原料投入8.35万元，其他投入38.10万元。冷库运行总成本计算公式如下：冷库运行总成本投入/元=劳务费投入+燃料动力费投入+外购原料投入+其他投入。

3.3.2 营业收入估算 根据项目主体设施的安全使用年限，项目计算期预计为20年。其中，项目建设期为2年，第3年开始逐步投产，投产后第1年，也就是项目建设的第3年可达产80%，此后，每年按达产100%计算。达产后第1年营业收入为正常年份的80%，即300.8万元，正常年份营业收入如表2所示，均为376.0万元，计算年均营业收入为371.8万元。按国家相关规定，年均营业税金及附加按营业收入的1.3%计算，即年均营业税金及附加为4.83万元，年均增值税按营业收入的13%计算，即48.33万元。

3.3.3 项目获得利润收入估算 根据有关规定，本项目属于免缴所得税范畴。因此，项目年均收入在扣除平均总成本费用，营业税金及附加，增值税之后即为获得净利润。本项目年均利润总额160.04万元。利润收入计算公式如下：每年获得净利润收入/元=营业收入－成本投入－营业税金及附加－增值税。

3.4 蚕桑种质资源冷藏保护库带动社会经济效益

蚕桑种质资源冷藏保护库建成后将成为广西最具规模的蚕种、桑种保护和生产基地，投产后将显著改善广西地区的用种需求问题。按设计规模，新冷库冷藏处理原种可达20万张/年、一代杂交种达600万张/年。以每张蚕种正常饲养获得蚕茧50 kg计算，实现蚕茧年产量40万t以上，以单价50元/kg计算，实现养蚕收入达200亿元以上。养蚕业可带动全区种植桑园面积20多万hm2桑园的需求，实现广西蚕茧年产量40万t以上，养蚕收入200亿元以上。蚕桑产业的发展可带动蚕桑副产物加工的持续升级，近年来广西地区桑叶茶、桑果酒、各种桑资源加工食品层出不穷，丝素、丝胶蛋白、蚕蛹蛋白、蚕丝被等蚕副产物的开发利用不断推进［11］，给蚕桑产业注入了无穷活力，促进蚕桑产业高质量发展，可辐射带动产生社会经济效益300亿元以上。

蚕桑种质资源冷藏保护库的建成将助力蚕桑产业在广西地区的蓬勃发展，尤其是在“精准扶贫”脱贫攻坚战中的作用，按此蚕桑种质资源冷藏保护库的最优容量计算，蚕桑产业在广西将至少满足超过100万户农户发展，近500万农村人口由此脱贫实现小康生活。

蚕桑种质资源冷藏保护库还具有储藏蚕桑种质资源、农业种质资源、蚕桑种质基因库储藏功能，将为广西蚕桑产业宝贵的育种和科研材料提供稳定的保存场所，为广西蚕桑产业持续发展，促进社会主义新农村建设，积极推进乡村振兴战略提供有力支撑。

4 小结与展望

蚕桑种质资源冷藏保护库在设计规划上坚持四个方面的原则：一是实用性，在保证蚕种的冷藏需求外还要考虑到蚕种的进出库、浸酸、保护工作。二是安全性，在冷库主体设备的供电、设备的运行、温度湿度的控制等方面确保做到万无一失。三是经济性，规范使用冷库设备，便于日常管理和维护，延长使用年限。四是环保性，选择节能环保性好的保温材料，更好达到环境保护及消防要求。

蚕桑种质资源冷藏保护库利用现代技术将蚕种保护、冷藏、浸酸三方面内容化零为整，使蚕种生产工作有机结合在一起，可以方便生产，提高工作效率，同时，也能统一进行消毒防病工作，更好地保障蚕种生产工作的安全性。再者，经过整合后各个岗位的工作人员都集中在一起工作，可以更方便的探讨工作中遇到的困难并集中解决，增强集体凝聚力，更好的服务广西蚕种业。

蚕桑种质资源冷藏保护库的建成，是蚕桑种质资源保护和生产的开始，在未来的应用中，应以蚕桑种质资源冷藏保护库的规划设计为基础，逐步建立健全管理制度和标准操作规程，最大程度的降低冷库故障的发生率，保障广西蚕桑种业的发展与进步。当然，随着蚕桑产业和冷库系统的进一步发展，蚕桑种质资源冷藏保护库的使用设计也将不断更新，但以保证种质资源冷藏安全及品质为目的的蚕桑种质资源冷库设计思路不会改变，本文将蚕桑种质资源冷藏保护库的布局建设方案总结归纳，以期为未来蚕桑种质资源冷藏保护库的建设提供参考。