燃气灶灭菌栽培基质技术的应用效果研究*

谭 伟，张文平，叶 雷，张 波，李小林

（1.四川省农业科学院土壤肥料研究所，四川 成都 610066；2.什邡市湔氐镇食用菌协会，四川 什邡 618409）

煤炭燃烧会产生烟尘、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等，若直接排放将污染大气，危害动植物生长和人类健康，造成经济损失。丁启夏等[1]试验结果表明，煤烟降尘会降低圆茄子、长茄子、大辣椒、番茄和黄瓜等蔬菜作物的光合强度，当月度烟尘量为20 g·m-2时，就会对其光合强度产生不同程度的负面影响。武云甫等[2]介绍，我国烟尘排放量的70%、SO2排放量的90%都来源于煤，将导致比较严重的大气污染；有些地区的酸雨也因此产生，大气降尘超标导致当地居民呼吸系统发病率上升，广东、广西、四川和贵州4个省每年因SO2大量排放而形成酸雨，造成的损失高达140亿元。《中华人民共和国环境保护法（2018年版）》指出，应采取有效措施，防治在生产建设或者其他活动中产生的废气等对环境的污染和危害。环保部门制定了防治大气污染相关文件，禁止使用没有烟尘处理设施的燃煤炉灶，倡导“煤改气”或“煤改电”举措。以我国毛木耳（Auricularia cornea，又称黄背木耳）主产区四川省什邡市湔氐镇为例，该镇政府于2017年出台了《湔府发〔2017〕119号关于取消黄背木耳蒸包燃煤灶的实施方案》，要求逐步取缔使用燃煤灶。

2019年我国食用菌总产量已经高达3 933.87万吨，其中四川食用菌总产量240.28万吨，产值200.27亿元[3]，生产规模非常大。据调查，我国食用菌生产大多采用传统设施熟料栽培，基质灭菌以煤炭作为燃料。在连片生产老区，产区菇农几乎家家户户都建有燃煤炉灶，长期以来多使用燃煤炉灶对栽培料袋进行高温蒸汽灭菌，导致产生较多的煤烟废气，污染环境。近年受环境综合治理的政策影响，燃煤炉灶不允许使用，迫使部分菇农停止生产，还有一些规模化的食用菌基地也停产或转移生产，影响了当地的经济效益。因此，食用菌生产迫切需要环保型高效灭菌灶。

目前，已有研究人员对食用菌基质灭菌设备进行了研究。郑桂玖[4]探索、实践了食用菌产业能源替代和设备更新，通过大量试验、研究分析，最终获得食用菌灭菌过程中替代煤炭的新型清洁能源，即天然气和液化石油气，并试制分户式食用菌菌棒灭菌消毒成套装备，取得较好效果。王卫国等[5]通过比较微波加热加压灭菌和高压蒸汽灭菌的食用菌料袋微生物致死率及栽培金针菇的情况，发现用一定功率的微波加热食用菌栽培料袋时，在0.15 MPa，微波加热加压维持15 min与高压蒸汽维持1.5 h的灭菌效果相当。该研究为制定食用菌栽培袋微波加热灭菌工艺和设计灭菌设备提供了重要参考依据。葛新锋等[6]研究表明，采用微波对食用菌菌袋进行灭菌不仅可摆脱传统间歇式的灭菌方法，从而实现连续生产，而且可提高灭菌的工作效率。然而，微波加热灭菌食用菌栽培料袋在广大食用菌菇农的生产中存在一定应用难度，天然气替代煤炭作为燃料的可行性较高。以天然气为燃料进行栽培基质灭菌并综合分析经济效益的研究鲜见报道。为此，通过开展燃气灶灭菌栽培基质的应用效果试验，比较使用燃气灶与燃煤灶的综合成本和经济效益，分析使用燃气灶灭菌栽培基质的可行性，为食用菌生产者寻求环保灭菌基质的设施及配套技术。

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.1.1 栽培料袋

使用聚乙烯塑料袋作为栽培基质料袋[7]，其规格为20 cm×48 cm×0.03 cm（折径×长度×厚度），用于燃煤灶和燃气灶的灭菌试验对象。

1.1.2 煤炭

普通燃煤，市场购买，作为燃煤灶的燃料。

1.1.3 天然气

家用炊具用天然气，来源于民用天然气管道，作为燃气灶的燃料。

1.1.4 用电

220 V常压电，来源于家庭用电源，用于燃煤灶和燃气灶的鼓风电机。

1.2 供试炉灶

1.2.1 燃煤灶

毛木耳传统生产专用燃煤灶，其配套料仓为船形，钢板结构，装袋量1 800袋/仓。

1.2.2 燃气灶

ZFQ10-2.4×3-Q燃气蒸发器，四川自贡东联锅炉有限公司，装袋量1 800袋/仓。

1.3 试验方法

1.3.1 制作料袋

毛木耳栽培配方为木屑33%、玉米芯30%、棉籽壳10%、米糠20%、玉米粉3%、石灰3%、石膏1%。其中，要求有机原料新鲜、干燥、不霉变、未生虫。先将玉米芯、棉籽壳等不易吸水的材料预湿，使其充分湿润，然后加水拌料。将木屑、棉籽壳等原材料平铺于料场的底层，再将玉米芯、米糠等不易吸水材料平铺于底料上，最后将玉米粉、石灰、石膏等辅料在料堆外混匀后扬撒于堆面。加水拌料使基质含水量达到63%。培养料拌好后闷堆过夜。

采用装袋机装袋，装袋前先将料袋一端用绳扎口或套上颈圈，并用塑料薄膜封口。装袋时一人用双手打开未封口端套在出料筒上，右手握着出料筒上的袋口，左手托着袋底；另一人加入培养料，使用聚乙烯料袋装料量为干料1.1 kg/袋。当培养料进入袋内后，出料袋逐渐后退，通过调节后退速度掌握料袋松紧度。培养料装好后，用绳扎口或套上颈圈，并用塑料薄膜封口。

1.3.2 试验设计

在燃煤灶的灶口安设燃气蒸发器，以天然气代替燃煤作为燃料灭菌基质料袋，集成为“燃气灶灭菌栽培基质技术”。与原有“燃煤灶灭菌栽培基质技术”进行灭菌效果比较试验。燃气灶燃气状态及灭菌栽培基质菌袋见图1。

如图1所示，预先制作栽培料袋3 600袋/仓，其中1 800袋/仓采取燃煤灶灭菌，另1 800袋采取燃气灶灭菌。装袋完成后进行上灶，装仓后用塑料膜、保温膜和绳子覆盖和扎紧四周，并用钢板和螺丝将其与料仓固定。比较使用燃煤灶和燃气灶灭菌基质料袋的应用效果。

1.3.3 测定指标

分别测定供试处理所耗用的煤炭数量、燃气数量、用电度数、用工数量等指标数据。实际价格按照试验时市场价格或者公认价格计算。

1.3.4 分析方法

根据1.3.2测定指标数据，依据当时煤炭单价、天然气价格、电价和用工工价计算出供试处理的综合成本，分析2种处理的综合成本，结合作业程序总结2种处理各自的特点，综合分析出燃气灶及其配套灭菌基质技术的应用可行性。

2 结果与分析

2.1 燃煤灶和燃气灶灭菌栽培基质的综合成本

基于实际应用情况，综合成本由耗煤成本、耗电成本和用工成本3项组成，各项用量详见表1。

表1 燃料量、电量和用工量Tab.1 Consumption of fuel and electricity and quantity of work

如表1所示，按照四川省什邡市湔氐镇当地煤炭单价1 200元/t、用电单价0.55元/（kW·h-1）和每天用工单价100元/人计，使用燃煤的综合成本（BM，元）的计算公式为：

式中：HM为耗煤成本（元）；HD为耗电成本（元）；HR为用工成本（元）。

计算得出，使用燃煤灶每灭菌1仓料袋总共要花费560.550元的成本。1 800袋/仓，每灭菌1袋栽培基质要花费成本约0.311元。

由表1可知，使用燃气灶的综合成本由耗气成本和耗电成本2项组成。按照四川省什邡市湔氐镇当地民用天然气单价2.34元/m3以及用电单价0.55元/（kW·h-1）计，使用燃气灶灭菌栽培基质的综合成本（BQ，元）的计算公式为：

式中：HQ为耗气成本（元）；HD为耗电成本（元）；HR为用工成本（元）。

计算得出，使用燃气灶灭菌1仓料袋总共要花费203.85元的成本。1 800袋/仓，每灭菌1袋栽培基质要花费成本约0.113元。

2.2 燃煤灶和燃气灶灭菌基质的成本比较

同样的料仓，使用燃煤灶灭菌栽培基质的综合成本为560.55元/仓，使用燃气灶灭菌栽培基质的综合成本为203.85元/仓。燃煤灶灭菌的综合成本较高，燃气灶灭菌的综合成本较低，使用燃气灶较燃煤灶节约成本356.70元，综合成本较燃煤灶直接降低63.63%，即每袋料节约成本0.198元。

3 小结与讨论

3.1 燃气灶灭菌栽培基质降本增效明显

试验表明，使用燃气灶灭菌栽培基质较燃煤灶灭菌栽培基质，可以直接节约综合成本0.198元/袋。以四川省什邡市湔氐镇的耳农为例，多数农户每年栽培毛木耳6万袋，如果使用燃气灶灭菌料袋，那么可直接节约成本11 880元。直接节约或者降低栽培成本可间接增加生产经济效益，即每户仅在灭菌技术环节就间接提高栽培利润收入11 880元。在四川省什邡市食用菌科技示范户中使用燃气灶灭菌栽培基质，生产实践也验证了使用燃气灶灭菌栽培基质技术可行，经济划算，降本增效非常明显。

3.2 燃气灶灭菌栽培基质技术应用前景广阔

燃煤灶灭菌栽培基质具有许多弊端，如块煤敲碎和燃烧过程用工大且灰尘大，煤烟污染大气；需专人负责熬夜值守，若加煤量不足，料仓内蒸汽量不够、升温难，则灭菌不彻底；若加煤过多，蒸汽量过猛，料仓会被胀破，则会引发“爆篷伤人”安全事故。

而使用燃气灶灭菌基质可以规避上述风险和缺陷，即不产生煤烟，无需专人值守，燃火大小可调控、料仓内水蒸气稳定。除此之外，燃气灶灭菌栽培基质技术还具有节省用工、降本增效、清洁环保、安全可靠等突出优点。作为替代燃煤灶灭菌栽培基质的高效新技术，燃气灶灭菌基质为生产者提供了更有利的选择方向和路径，在可以使用天然气的区域具有广阔的应用前景。

3.3 政府予以资金补贴利于燃气灶推广应用

目前，每户添置购买燃气灶需投入约3.5万元（包括天然气入网费用0.8万元）。菇农新增投入有经济压力，推广使用新型环保燃气灭菌灶有难度。因此建议相关机构给予食用菌生产者煤改气资金补贴，如采取设立“煤改气”灭菌栽培基质专项资金、农机补贴项目资金向购置燃气灶倾斜、购置燃气灶优惠贴息等举措，将极大地推动燃气灶灭菌栽培基质技术的有效推广，从而使食用菌产业绿色发展，进一步实现菇农增收致富。