冷鏈物流在蠶桑產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用探索
——以桑葉為例

葉江紅，劉 波，張 勍，梅林森，劉 宇，郭 佳，趙幫泰，王 勇

(四川省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究設(shè)計(jì)院，成都 610066)

蠶桑業(yè)是我國(guó)傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，是全球最大的蠶桑絲綢生產(chǎn)、出口國(guó)。蠶桑產(chǎn)業(yè)比較優(yōu)勢(shì)突出，新業(yè)態(tài)明顯，可實(shí)現(xiàn)三產(chǎn)融合發(fā)展，是助推鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要抓手。冷鏈物流是指建立在冷凍冷藏工藝基礎(chǔ)上的，通過(guò)生產(chǎn)、物流配送以實(shí)現(xiàn)保持食品品質(zhì)完好、質(zhì)量安全的整個(gè)過(guò)程。[1]當(dāng)物流以桑葉為運(yùn)輸對(duì)象，桑葉在桑園采摘完成后經(jīng)過(guò)田間轉(zhuǎn)運(yùn)、倉(cāng)庫(kù)貯藏、運(yùn)輸配送等環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)入蠶房或其他使用環(huán)境，將桑葉一直控制在特定濕度和低溫下，以保持桑葉最佳的質(zhì)量，減少腐爛變質(zhì)，防止污染的物流供應(yīng)體系就是桑葉冷鏈物流系統(tǒng)。整體來(lái)說(shuō)，蠶桑新技術(shù)、新設(shè)備綜合利用水平低，存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、用工難、生產(chǎn)周期特殊等問(wèn)題，嚴(yán)重制約了蠶桑產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。冷鏈物流是蠶?？茖W(xué)技術(shù)支撐中的重要組成部分，有利于緩解上述問(wèn)題矛盾，形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模效益，幫助蠶農(nóng)節(jié)本增效，助推鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的落地實(shí)施。

1 冷鏈物流現(xiàn)狀

近年來(lái)，我國(guó)冷庫(kù)建設(shè)發(fā)展極其迅速。據(jù)2021版《全國(guó)冷鏈物流企業(yè)分布圖》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2021年全國(guó)冷庫(kù)總?cè)萘繛?.22×107t，其中冷庫(kù)百?gòu)?qiáng)企業(yè)總庫(kù)容量為2.04×107t，約占全國(guó)總庫(kù)容量的39%，同比下降4個(gè)百分點(diǎn)，行業(yè)整體集中度不高，龍頭企業(yè)頭部企業(yè)還在醞酸成長(zhǎng)，發(fā)展黃金周期依然存在。我國(guó)冷庫(kù)資源分布不均，差異主要體現(xiàn)在地區(qū)和產(chǎn)業(yè)上。國(guó)內(nèi)冷庫(kù)主要建在沿海地區(qū)，中部、西北部等地的冷庫(kù)資源極度缺乏，總體呈現(xiàn)出"東多西少"的區(qū)域分布特點(diǎn)。從產(chǎn)業(yè)來(lái)看，冷鏈物流主要集中應(yīng)用在蔬菜、水果、肉類、水產(chǎn)品等鮮活農(nóng)產(chǎn)品方面的倉(cāng)儲(chǔ)保鮮，像蠶桑這樣偏小眾的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用相對(duì)較少。盡管發(fā)展勢(shì)頭迅猛，但人均冷庫(kù)容量遠(yuǎn)低于國(guó)際水平，我國(guó)人均冷庫(kù)容量只占美國(guó)的1/4，冷鏈物流建設(shè)仍有較大的成長(zhǎng)潛力。

2 桑葉與冷鏈物流

若桑葉能實(shí)現(xiàn)低溫預(yù)冷、轉(zhuǎn)運(yùn)、儲(chǔ)藏、統(tǒng)一配送，在養(yǎng)蠶環(huán)境可控的情況下，就能有效改變養(yǎng)蠶的周期性，實(shí)現(xiàn)全年不間斷養(yǎng)蠶，徹底改變現(xiàn)代養(yǎng)蠶模式。

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于桑園與蠶房間隔一定距離，傳統(tǒng)桑葉轉(zhuǎn)運(yùn)不僅耗費(fèi)大量勞動(dòng)力，還使桑葉的營(yíng)養(yǎng)和水分快速流失，甚至產(chǎn)生凋萎葉和蒸熱葉，大大降低桑葉利用率，造成浪費(fèi)。低品質(zhì)桑葉養(yǎng)蠶容易影響蠶的食桑量、體質(zhì)，進(jìn)而影響繭絲長(zhǎng)、繭絲重等蠶繭質(zhì)量指標(biāo)。因此，對(duì)桑葉進(jìn)行科學(xué)高效轉(zhuǎn)運(yùn)，是保障桑葉品質(zhì)的重要途徑之一，也是養(yǎng)蠶生產(chǎn)中必須重視的環(huán)節(jié)。在養(yǎng)蠶生產(chǎn)中，1d至少給桑3次，當(dāng)前蠶農(nóng)常規(guī)方法是一次性采摘夠1～2d的用桑量，將桑葉堆放在儲(chǔ)桑室隨取隨用。不同蠶期給桑量差別巨大，單張蠶種五齡期用桑量是小蠶期的幾百倍，這使得桑園桑葉的生長(zhǎng)與不同蠶期的用桑量無(wú)法同步，小蠶期桑園桑葉供過(guò)于求，大蠶期供不應(yīng)求。

表1 不同蠶期桑葉需求量(10g蟻量)

當(dāng)前1個(gè)現(xiàn)代化蠶房通常養(yǎng)蠶30張以上，蠶房對(duì)應(yīng)的桑園往往按照5齡蠶最高的用桑量進(jìn)行配置，這造成了前期桑園桑葉浪費(fèi)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)資源合理配置，嚴(yán)重影響蠶農(nóng)的經(jīng)濟(jì)收益。隨著技術(shù)的提升，蠶房環(huán)境控制方面水平得到顯著提升，最前無(wú)法實(shí)現(xiàn)全年不間斷養(yǎng)蠶最大的阻礙就是桑葉季節(jié)性供應(yīng)不足，如果能通過(guò)冷鏈物流的手段將桑葉儲(chǔ)存起來(lái)，就能真正實(shí)現(xiàn)一年四季均可養(yǎng)蠶，實(shí)現(xiàn)蠶桑產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化。隨著城鎮(zhèn)化和社會(huì)老齡化的發(fā)展，人力資源越來(lái)越稀缺，用工成本直線上升，蠶桑產(chǎn)業(yè)向現(xiàn)代化、集約化、工廠化發(fā)展已成為必然。然而養(yǎng)蠶過(guò)程中不同齡期對(duì)桑葉的需求與桑樹(shù)桑葉的生長(zhǎng)進(jìn)程并不匹配，為提高桑葉利用率，冷鏈物流的應(yīng)用將是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

2.1 桑葉預(yù)冷轉(zhuǎn)運(yùn)

目前，桑葉預(yù)冷保鮮的田間轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備還是一片空白，甚至相關(guān)的研究也十分罕見(jiàn)。若以移動(dòng)式預(yù)冷保鮮技術(shù)和丘陵地區(qū)田間轉(zhuǎn)運(yùn)技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合底盤可拆換、模塊化設(shè)計(jì)，開(kāi)展適應(yīng)于桑園實(shí)際的桑葉預(yù)冷保鮮田間轉(zhuǎn)運(yùn)關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備研究，使其在轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)完成預(yù)冷保鮮，不僅節(jié)約了轉(zhuǎn)運(yùn)桑葉的人力成本、提高轉(zhuǎn)運(yùn)效率，還減少桑葉損耗，提升蠶繭品質(zhì)，增加蠶農(nóng)經(jīng)濟(jì)收益。桑葉移動(dòng)預(yù)冷保鮮技術(shù)可采用蓄冷板移動(dòng)式預(yù)冷，在預(yù)冷前，先用蓄冷制冷機(jī)組接通交流電源對(duì)蓄冷板中的蓄冷劑進(jìn)行蓄冷，即冷卻凍結(jié)；預(yù)冷時(shí)，利用蓄冷劑的融化吸熱，對(duì)保溫箱體內(nèi)不斷放冷。該方式實(shí)現(xiàn)了在有電源的地方將蓄冷板蓄冷，再將裝置移動(dòng)至無(wú)電源的戶外對(duì)桑葉進(jìn)行預(yù)冷，很好地解決了能源供應(yīng)困難、蓄電池價(jià)格昂貴、制冷影響轉(zhuǎn)運(yùn)車動(dòng)力提供等問(wèn)題。通過(guò)查閱資料、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、對(duì)比試驗(yàn)等方式總結(jié)出桑葉預(yù)冷保鮮溫濕度參數(shù)，結(jié)合大多數(shù)桑園與蠶房?jī)?chǔ)桑室的距離、蓄冷液性質(zhì)等因素計(jì)算設(shè)備蓄冷量。預(yù)冷方式和蓄冷量的計(jì)算對(duì)桑葉移動(dòng)預(yù)冷保鮮效果至關(guān)重要。大多數(shù)桑園位于丘陵地區(qū)，雖然現(xiàn)在越來(lái)越多的桑園進(jìn)行了宜機(jī)化改造，但作業(yè)條件依然較為嚴(yán)峻，對(duì)田間轉(zhuǎn)運(yùn)車的穩(wěn)定性和安全性要求較高，設(shè)備需具有一定爬坡能力。要對(duì)底盤進(jìn)行可拆換設(shè)計(jì)，不僅方便在遇到故障時(shí)能快速及時(shí)的更換，不耽誤桑葉轉(zhuǎn)運(yùn)，還能提高底盤的利用率，將其利用到桑園施肥、打藥等其他作業(yè)場(chǎng)景，節(jié)約設(shè)備投入成本。

圖1 桑葉預(yù)冷保鮮田間轉(zhuǎn)運(yùn)車結(jié)構(gòu)示意圖

經(jīng)過(guò)預(yù)冷的桑葉可以迅速去除田間熱，減緩失水率和呼吸作用，減少營(yíng)養(yǎng)成分消耗，延長(zhǎng)貯藏時(shí)間，推進(jìn)蠶桑產(chǎn)業(yè)批量化、工廠化和現(xiàn)代化發(fā)展，助力鄉(xiāng)村振興，經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益顯著，意義重大。

2.2 桑葉低溫儲(chǔ)藏

當(dāng)前普遍使用的桑葉儲(chǔ)藏方法較為簡(jiǎn)單，最原始的方法是直接在薄膜上放桑葉，噴水后覆蓋塑料薄膜或蓋上濕布。這樣的儲(chǔ)桑成本低廉、方法簡(jiǎn)單方便，桑葉的營(yíng)養(yǎng)和水分都會(huì)有一定程度的流失，保鮮時(shí)間短、效果差，一般不超過(guò)2d。在儲(chǔ)桑室安裝空調(diào)，通過(guò)空氣冷卻法實(shí)現(xiàn)低溫儲(chǔ)桑，并用塑料薄膜進(jìn)行覆蓋防止桑葉水分過(guò)多流失。如遇濕度過(guò)大，開(kāi)啟空調(diào)的低溫除濕功能，減少儲(chǔ)桑室內(nèi)細(xì)菌等微生物的滋生。利用空調(diào)進(jìn)行儲(chǔ)存桑葉，能在一定程度上延長(zhǎng)桑葉保鮮時(shí)間，但最多也不超過(guò)10d。氣調(diào)貯藏是通過(guò)調(diào)節(jié)貯藏環(huán)境的氣體組成來(lái)抑制果蔬的呼吸作用，從而推遲呼吸躍變的啟動(dòng)，最終抑制果蔬的成熟與衰老。不少研究證明，低溫和氣調(diào)貯藏保鮮與常溫貯藏相比，前兩者能夠抑制果蔬中葉綠素、蛋白質(zhì)、總糖等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的降解，降低失重率、呼吸強(qiáng)度和腐爛率。事實(shí)上，現(xiàn)在對(duì)于蔬菜、水果等冷庫(kù)和氣調(diào)庫(kù)此類設(shè)備已經(jīng)發(fā)展的較為成熟，但專門針對(duì)桑葉儲(chǔ)藏的研究十分有限。趙祖康等[2]將桑葉置于溫度23℃、相對(duì)濕度95%的貯桑缸，研究發(fā)現(xiàn)，24h內(nèi)桑葉蛋白質(zhì)、脂肪、含糖量均不受貯藏影響，但在24～48h內(nèi)含量降低。將桑條豎插于流動(dòng)水中，可保持桑葉水分，延長(zhǎng)貯桑時(shí)間至7d左右[3]。張虹粒[4]對(duì)比0℃和10℃低溫儲(chǔ)藏條件對(duì)桑葉蛋白質(zhì)影響，結(jié)果表明，0℃對(duì)桑葉蛋白質(zhì)平均含量影響小于10℃，認(rèn)為0℃更有利于離體桑葉保鮮。王春霞等[5]研究發(fā)現(xiàn)低溫條件下，0℃會(huì)造成桑葉凍傷，使桑葉失去使用價(jià)值，8℃貯藏20d桑葉出現(xiàn)霉變，4℃貯藏能夠?qū)⑸Ｈ~貯藏期延長(zhǎng)至40d，該研究認(rèn)為4℃條件更適合貯藏飼料桑葉。目前由于養(yǎng)蠶成本控制、場(chǎng)地限制、桑葉貯藏設(shè)備不成熟等原因，現(xiàn)有的貯存方法較為原始，從儲(chǔ)存效果、保鮮時(shí)間、儲(chǔ)存規(guī)模來(lái)看均不能滿足現(xiàn)代化、大規(guī)模、全年不間斷的養(yǎng)蠶模式，因此該環(huán)節(jié)的相關(guān)基礎(chǔ)研究和設(shè)備設(shè)施研發(fā)還有很大的發(fā)展空間。

現(xiàn)在常見(jiàn)的冷庫(kù)根據(jù)其工況分別高溫庫(kù)(-2～16℃)和低溫庫(kù)(-25～-15℃)，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)選擇高溫庫(kù)儲(chǔ)存桑葉。而氣調(diào)庫(kù)指采用人工調(diào)控氣體成分和溫、濕度的高溫庫(kù)，是當(dāng)今較先進(jìn)的農(nóng)產(chǎn)品保鮮貯藏設(shè)施[6-8]。氣調(diào)庫(kù)通過(guò)對(duì)貯藏溫度、濕度和二氧化碳、氧氣、乙烯等條件的控制，抑制農(nóng)產(chǎn)品呼吸作用，延長(zhǎng)貯藏期和貨架期。結(jié)合桑葉呼吸作用、桑葉水分、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等變化情況，通過(guò)各項(xiàng)試驗(yàn)研究分析，探索出貯桑溫度、濕度、氣體成分等參數(shù)的最佳組合[9-10]。根據(jù)桑葉儲(chǔ)存特點(diǎn)，建立專用高溫冷藏庫(kù)或氣調(diào)保鮮庫(kù)，配合相應(yīng)的補(bǔ)濕設(shè)備，能很好的抑制桑葉呼吸作用，延緩新陳代謝，減少水分、蛋白質(zhì)、碳水化合物等成分流失。利用儲(chǔ)桑專用機(jī)械設(shè)備保障桑葉品質(zhì)、延長(zhǎng)桑葉儲(chǔ)存期，有利于推進(jìn)蠶桑產(chǎn)業(yè)批量化、工廠化和現(xiàn)代化發(fā)展，助力鄉(xiāng)村振興，顯著提升蠶桑產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益[11-12]。

2.3 桑葉冷鏈配送

現(xiàn)有桑葉主要用于養(yǎng)蠶，通常情況下，蠶桑產(chǎn)業(yè)屬于種養(yǎng)結(jié)合，蠶和桑并未分開(kāi)，一般是同一個(gè)經(jīng)營(yíng)主體自給自足，桑園和養(yǎng)蠶房距離較近，冷鏈配送桑葉的需求并不強(qiáng)烈。但在工廠化養(yǎng)蠶和桑葉應(yīng)用不斷拓寬的大背景下，隨著產(chǎn)業(yè)分工的不斷細(xì)化，桑葉冷鏈配送必然會(huì)成為未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。在當(dāng)前養(yǎng)蠶實(shí)際中，蠶和桑的數(shù)量往往不能精準(zhǔn)對(duì)應(yīng)，常存在桑葉過(guò)多白白浪費(fèi)或桑葉太少蠶兒無(wú)法飽食良桑的問(wèn)題。隨著未來(lái)養(yǎng)蠶機(jī)械化智能化設(shè)備的更新升級(jí)，蠶房環(huán)境控制技術(shù)的成熟，實(shí)現(xiàn)全年不間斷工廠化大規(guī)模養(yǎng)蠶，對(duì)桑葉供應(yīng)的質(zhì)量和數(shù)量要求都相應(yīng)提高，養(yǎng)蠶和桑葉供應(yīng)必然將分離開(kāi)來(lái)，走向更加專業(yè)化和精細(xì)化的發(fā)展之路。養(yǎng)蠶工廠負(fù)責(zé)養(yǎng)蠶，桑葉供應(yīng)主體負(fù)責(zé)桑葉采摘、儲(chǔ)存、配送，明確的分工有利于節(jié)約成本提高效率。桑葉的統(tǒng)一處理、冷鏈配送有利于桑蠶飼養(yǎng)的相關(guān)防病工作，將桑葉清洗消毒處理、低溫儲(chǔ)藏、冷鏈配送，能最大限度的防止桑葉腐壞變質(zhì)或遭受外界二次污染，特別是對(duì)于家蠶良種繁育中防止微粒子孢子感染而患病的有效措施。桑葉需用含氯消毒液進(jìn)行清洗消毒處理，因此相對(duì)于普通蔬菜和水果的冷鏈運(yùn)輸配送，冷鏈配送設(shè)備中與桑葉直接接觸的表面要特別注意選用耐腐蝕性強(qiáng)的材質(zhì)，例如塑料、不銹鋼等。結(jié)合當(dāng)前我國(guó)主要蠶區(qū)的地理位置和地勢(shì)特點(diǎn)，運(yùn)輸調(diào)運(yùn)主要以公路方式為主，采用低溫保鮮車輛實(shí)現(xiàn)桑葉貯藏地到養(yǎng)蠶工廠的統(tǒng)一配送。

圖2 桑葉冷鏈配送示意圖

3 存在的問(wèn)題和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

3.1 存在的問(wèn)題

3.1.1 蠶桑產(chǎn)業(yè)中冷鏈裝備力量薄弱，無(wú)好機(jī)可用，部分環(huán)境處于無(wú)機(jī)可用狀態(tài) 究其原因，主要是現(xiàn)有養(yǎng)蠶模式和冷鏈設(shè)施裝備研發(fā)生產(chǎn)間相互制約，未形成良性循環(huán)。蠶桑作為周期短、見(jiàn)效快的“小眾產(chǎn)業(yè)”，深受群眾青睞，是不少地方鄉(xiāng)村振興中重要的支柱產(chǎn)業(yè)。但研究學(xué)者和生產(chǎn)企業(yè)對(duì)其關(guān)注度不夠，相關(guān)研究和設(shè)備研發(fā)制造支撐不夠，導(dǎo)致目前蠶桑產(chǎn)業(yè)中冷鏈物流設(shè)備設(shè)施屬于“無(wú)好機(jī)可用、甚至是無(wú)機(jī)可用”，這方面的短板限制了蠶桑產(chǎn)業(yè)向現(xiàn)代規(guī)模化方向的轉(zhuǎn)型升級(jí)。反之，目前的尚未形成種養(yǎng)分離、工廠化、規(guī)模化養(yǎng)蠶模式，生產(chǎn)制造無(wú)法批量化，導(dǎo)致設(shè)備形成高成本、低收益的局面，使用冷鏈裝備帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)勢(shì)尚未凸顯，因此相關(guān)企業(yè)、設(shè)備研發(fā)者積極性不高?，F(xiàn)有的小規(guī)模種養(yǎng)一體的養(yǎng)蠶模式也限制了冷鏈物流設(shè)施的發(fā)展與應(yīng)用，最終養(yǎng)蠶模式與蠶桑產(chǎn)業(yè)冷鏈物流設(shè)施的發(fā)展形成相互制約。

3.1.2 冷鏈物流設(shè)備設(shè)施推廣難 我國(guó)現(xiàn)有養(yǎng)蠶生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式主要以小農(nóng)分散型為主，由于農(nóng)戶文化水平較低、經(jīng)濟(jì)實(shí)力有限，對(duì)于預(yù)冷轉(zhuǎn)運(yùn)、低溫貯藏、冷藏配送相關(guān)設(shè)備了解不夠、購(gòu)買力不足，對(duì)于新設(shè)備的啟用態(tài)度較為謹(jǐn)慎保守，導(dǎo)致冷鏈物流設(shè)施在蠶桑產(chǎn)業(yè)中的推廣難度大。

3.2 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

隨著人口老齡化的日益嚴(yán)重，勞動(dòng)力缺乏問(wèn)題倒逼蠶桑產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式和裝備設(shè)施的轉(zhuǎn)型升級(jí)，政府、企業(yè)、科研人員也將形成發(fā)展合力，精準(zhǔn)聚焦產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，共同推進(jìn)冷鏈物流在蠶桑產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用。跟隨我國(guó)冷鏈物流行業(yè)發(fā)展腳步，將向著高效節(jié)能、精準(zhǔn)環(huán)控、安全環(huán)保、快速組裝、模塊化、智能化、信息化、可視化等各方面發(fā)展。蠶桑產(chǎn)業(yè)中冷鏈技術(shù)愈加成熟，裝備設(shè)施生產(chǎn)成本得到有效控制，產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用場(chǎng)景更加豐富，不僅是桑葉，還會(huì)普及到蠶桑產(chǎn)業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)中。

4 總結(jié)

因?yàn)樾Q桑產(chǎn)業(yè)體量較小，機(jī)械生產(chǎn)裝備發(fā)展滯后，冷鏈設(shè)備設(shè)施的研發(fā)和應(yīng)用更是缺乏，呼吁政府、企業(yè)、科研人員重視相關(guān)工藝、裝備研究和實(shí)際應(yīng)用，加緊研發(fā)適應(yīng)于蠶桑產(chǎn)業(yè)發(fā)展的冷鏈裝備，用冷鏈物流賦能傳統(tǒng)的蠶桑產(chǎn)業(yè)，引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)變革升級(jí)、重新洗牌。特別是對(duì)企業(yè)、行業(yè)從業(yè)者來(lái)說(shuō)，這既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)，若能在這發(fā)展關(guān)鍵時(shí)期把握先機(jī)，就能在后續(xù)市場(chǎng)中獨(dú)占鰲頭。