廖浩鋒,周振輝,陳東梅,張 智,2**
(1.廣東粵微食用菌技術(shù)有限公司,廣東 廣州 510663;2.廣東省微生物研究所廣東省菌種保藏與應用重點實驗室,廣東省微生物應用新技術(shù)公共實驗室,省部共建華南應用微生物國家重點實驗室,廣東 廣州 510070)
近年來,食用菌工廠化生產(chǎn)在我國發(fā)展迅速,產(chǎn)量大幅度提高,食用菌工廠化生產(chǎn)將改變當前食用菌產(chǎn)業(yè)中農(nóng)戶種植比例大的情況,逐步發(fā)展成為行業(yè)主流。因此需要不斷深入探索和提高食用菌工廠的智能化生產(chǎn)技術(shù),以提高生產(chǎn)穩(wěn)定性,節(jié)能降耗[1-3],豐富栽培品種等。工廠化栽培中通過設備、設施調(diào)控栽培車間內(nèi)的光照、溫度、濕度和通風,從而滿足食用菌不同生長階段對環(huán)境條件的要求。良好的環(huán)境控制是穩(wěn)定生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)。食用菌工廠的“結(jié)露”現(xiàn)象已影響到栽培環(huán)境的調(diào)控、電氣設備安全等[4],本文將探討食用菌栽培中如何控制結(jié)露現(xiàn)象。
非飽和空氣冷卻到一定溫度時達到飽和狀態(tài),再繼續(xù)冷卻時多余的水蒸汽將會凝結(jié)成水珠,俗稱“結(jié)露”,此臨界溫度稱為露點溫度[5]。所以當物體表面溫度低于附近空氣露點溫度時,將發(fā)生結(jié)露,從而在物體表面產(chǎn)生冷凝水。其中相對濕度和溫度是控制露水形成的2個關(guān)鍵性因素,相對濕度直接反映了空氣中水汽接近飽和的程度,是結(jié)露的內(nèi)因,為其提供水汽來源;溫度是結(jié)露的關(guān)鍵因素,為其提供“源動力”[6]。露點溫度隨空氣相對濕度變化而變化,在氣壓一定時,水汽含量愈多,露點愈高。所以當空氣中水汽已達到飽和時,氣溫與露點溫度相同;當水汽未達到飽和時,氣溫一定高于露點溫度。在實際大氣中,水汽經(jīng)常處于未飽和狀態(tài),露點溫度常比氣溫低。因此,根據(jù)露點溫度和氣溫的差值,也可以大致判斷空氣中水汽距離飽和的程度[7]。
目前,食用菌栽培中普遍采用干濕球計測量環(huán)境溫度和相對濕度,對于露點溫度的測量則較有難度。目前我國氣象臺站的露點溫度一般采用公式計算的形式[7],工程技術(shù)人員則通過濕空氣焓濕圖查找[8],本文推薦食用菌日常生產(chǎn)中采用對照表查找露點溫度,這里以食用菌菌絲生長相近溫度范圍的“濕度露點”對照表進行說明[9],見表1。使用方法為:假設培養(yǎng)房中的干濕球計上干球溫度(D/T)讀數(shù)23.0℃,濕球溫度(P/T)讀數(shù)21.0℃,則干球溫度與濕球溫度計溫度差(D/T-P/T)=23.0℃-21.0℃=2.0℃,查表得到濕度露點(RH-DP)為84%-20℃,即相對濕度為84%,露點溫度為20.0℃。即如果剛搬進來的生產(chǎn)瓶溫度小于或等于20℃,瓶身將會結(jié)露,容易發(fā)生雜菌感染。
表1 濕度露點(RH-DP)對照表Tab.1 Humidity dew point(RH-DP)table
食用菌工廠化車間通過保溫材料與外界環(huán)境隔離,墻壁和天花板設有保溫層。庫房建設過程要求板材接縫嚴密膠合,以防止漏冷而與庫房內(nèi)外的溫差結(jié)合而產(chǎn)生“結(jié)露”現(xiàn)象,避免持續(xù)產(chǎn)生的露水聚集在電線接口或缺損處而導致電線短路發(fā)生火災[4]。溫差大和濕度大是結(jié)露的2個主要條件。出菇房的濕度和墻內(nèi)外溫差大,容易發(fā)生結(jié)露現(xiàn)象,發(fā)生火災的概率較高。因此日常管理中要注意檢查庫房的漏冷現(xiàn)象,如發(fā)現(xiàn)漏冷及時用密封膠膠合。老舊庫房的板材接縫處必須特別注意。
庫房建設需從減小室內(nèi)外溫差、減小與室內(nèi)濕空氣接觸材料的表面溫差、降低室內(nèi)空氣的濕度等方面對結(jié)露進行控制[5]。比如對無保溫要求的原料倉庫可通過打開門窗來保持通風和干燥;在保溫墻的外墻進行砂漿抹面,減小向室外輻射熱量;在其內(nèi)墻則噴涂聚氨酯以降低庫房制冷能耗和控制“結(jié)露”現(xiàn)象發(fā)生[4];在出菇通道應安裝抽風系統(tǒng)或空調(diào)促使?jié)駳獗M快排出,降低通道內(nèi)濕度;調(diào)控培養(yǎng)房溫度時應小幅度調(diào)節(jié),避免達到露點溫度;在接種室設立除濕設備等,保持對室外的正壓環(huán)境等;當無法避免結(jié)露現(xiàn)象發(fā)生時,應采用導流和封堵的辦法防止滴水影響廠房內(nèi)的生產(chǎn)[5]。
在食用菌工廠空調(diào)布局中的各個環(huán)節(jié)都可能出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象,比如空調(diào)出風口結(jié)露、空調(diào)機組結(jié)露、保溫層表面結(jié)露等。應采取措施徹底處理結(jié)露問題,避免影響設備運行和滋生霉菌,例如處理空調(diào)出風口的結(jié)露,可通過提高空調(diào)送風口表面溫度,使其高于室內(nèi)空氣露點溫度,可采用PVC風口替代鋁合金風口、增大送風口喉部尺寸、在風口內(nèi)邊框貼保溫材料以減少冷空氣的冷量向風口傳遞,從而提高出風口表面溫度等[8]。只要了解結(jié)露現(xiàn)象產(chǎn)生的原因,在施工時注意細致嚴格地處理易產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象的環(huán)節(jié),結(jié)合日常巡查管理,及時發(fā)現(xiàn)和改善,就可避免問題發(fā)生所導致的經(jīng)濟損失。
食用菌在轉(zhuǎn)接菌種前,需要將培養(yǎng)基冷卻到適宜食用菌生長的溫度,而且為了控制雜菌繁殖生長,接種室的室溫一般偏低。培養(yǎng)瓶若低于露點溫度,當其轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)房后瓶身表面將發(fā)生結(jié)露現(xiàn)象,所產(chǎn)生的冷凝水將為雜菌的滋生提供條件。尤其是在夏季高溫潮濕天氣,露點溫度高,同時環(huán)境中霉菌孢子較多。因此一方面要注意減小瓶身和室溫的溫差,避免培養(yǎng)瓶的過度冷卻,另一方面在培養(yǎng)前期(接種后10 d內(nèi))適當調(diào)低培養(yǎng)房的室溫,可以降低培養(yǎng)室環(huán)境的露點溫度,控制瓶身表面的結(jié)露。
培養(yǎng)前期溫度略微偏低,不會明顯影響目標食用菌(如真姬菇 Hypsizygus marmoreus,杏鮑菇 Pleurotus eryngii)的菌絲生長,但是能減緩雜菌侵入(霉菌孢子在較高的溫濕度條件下能夠迅速萌發(fā),生長侵入)。木霉和粘帚霉是食用菌栽培的重點防控雜菌,溫度對其菌絲生長速度的影響大于對平菇(Pleurotus ostreatus)和香菇(Lentinula edodes)菌絲生長的影響。因此在發(fā)菌階段保持較低的發(fā)菌溫度,可以在盡量保持平菇和香菇菌絲較快生長的情況下,有效減緩木霉和粘帚霉的生長[10]。真姬菇生產(chǎn)實踐中,為了防止雜菌的侵襲,可將培養(yǎng)房的溫度控制在18℃~22℃,使菌絲生長與防止雜菌侵入處于溫度的邊際界限,從而達到理想的發(fā)菌效果[11]。紅色鏈孢霉具有快速繁殖的特性,其菌絲在4℃~24℃生長緩慢,25℃~36℃生長最快,在食用菌工廠中容易發(fā)生大規(guī)模感染。筆者曾經(jīng)根據(jù)露點溫度影響露水形成和霉菌孢子在較高溫濕度條件可迅速萌發(fā)生長的特點,將培養(yǎng)前期(10 d左右)的溫度調(diào)為19℃,不開啟循環(huán)風機,有效控制了真姬菇生產(chǎn)瓶的結(jié)露現(xiàn)象和鏈孢霉感染情況。
出菇房降溫時,空氣在空調(diào)內(nèi)部發(fā)生水汽冷凝結(jié)露而損失大量水分,導致室內(nèi)空氣濕度降低。一般可通過灑水、超聲波加濕等方式補償損失的水分,以保障不同食用菌子實體發(fā)育過程中的濕度需求,避免培養(yǎng)基失水過多或食用菌子實體失水干枯而死亡。
食用菌子實體原基形成需要較高的濕度和良好的通氣,生產(chǎn)實踐中把菌床和原基表面的露珠數(shù)量(部分品種表現(xiàn)為黃色的水珠)作為調(diào)節(jié)濕度的指標,避免過干或過濕。另外通過濕度控制優(yōu)勢原基發(fā)育成子實體,在成品菇采收前減少加濕以避免菇體含水量過高、菇帽粘度大而影響商品價值。比如在夏季香菇工廠化生產(chǎn)中,結(jié)露在出菇早期能夠促進菇蕾原基的形成,在后期出菇到采收這段時期,結(jié)露則會造成子實體生長速度不一致、子實體品質(zhì)差等問題。因此可通過控制菇房內(nèi)外的溫差、通風頻率與菌棒含水量等途徑控制結(jié)露對子實體生長的影響,達到縮短出菇周期、促進菇體生長一致性、提高產(chǎn)量等效果[12]。
夏季高溫、高濕時,室外的熱空氣冷凝在菇床和子實體表面的水珠,可能導致食用菌的生理性病變或雜菌滋生。此時可通過對室內(nèi)空氣攪動和通風換氣,避免高濕度空氣的滯留而發(fā)生結(jié)露現(xiàn)象。因此在大棚栽培中,噴水之后必須最大限度地通風,使子實體表面干燥,并起到提高子實體品質(zhì)的作用[13]。食用菌工廠可設置新風預處理系統(tǒng)調(diào)控空氣的溫濕度,還可對空調(diào)系統(tǒng)設置合理的內(nèi)循環(huán)布局。內(nèi)循環(huán)通過攪動空氣來平衡溫度、濕度、空氣三者之間的關(guān)系,同時解決室內(nèi)多層架出菇、空調(diào)和加濕機設備分布不均等問題所造成的環(huán)境因子不均衡,從而保障子實體生長同步性;另外內(nèi)循環(huán)對食用菌的蒸騰作用影響較大,蒸騰作用有助于營養(yǎng)物質(zhì)隨著水的流動而傳導到子實體的各部位,對子實體起到促進生長的作用[14]。
在食用菌貯藏中,子實體表面常出現(xiàn)水珠凝結(jié)的現(xiàn)象。特別是采用普通包裝材料包裝食用菌時,由于新鮮食用菌水分含量高、新陳代謝旺盛、蒸騰作用強烈,導致袋內(nèi)空氣濕度大。貯藏過程中,當包裝內(nèi)空氣溫度冷卻至露點時,便形成霧滴。結(jié)露為微生物的生長和繁殖提供了有利的條件,易導致食用菌的腐爛,同時使包裝材料表面結(jié)霧,透光率下降,不僅影響產(chǎn)品的外觀,還使消費者無法看清內(nèi)裝物,所以在貯藏中應盡可能防止結(jié)露現(xiàn)象。因此在食用菌采收前需減少加濕,以防止子實體含水量過高產(chǎn)生“水菇”現(xiàn)象;貯藏過程中,可通過快速預冷、防霧包裝、氣調(diào)保鮮、低溫真空貯藏、冷藏銷售等冷鏈綜合保鮮技術(shù)[15]抑制子實體的呼吸作用和蒸騰作用。
防霧包裝材料是1種防止水汽在材料表面形成結(jié)霧的功能性包裝材料。它是在普通包裝材料基礎(chǔ)上加入了防霧劑,防霧劑的親水基團使得材料的表面張力接近于水的表面張力,增加了材料的表面性能,提高了水對材料的浸潤性,使得水分子無法形成水滴,而在材料表面形成均勻連續(xù)的水膜[16],從而起到防霧的效果,有助于延長食用菌的貨架期。
食用菌工廠化生產(chǎn)各環(huán)節(jié)涉及環(huán)境調(diào)控,而環(huán)境調(diào)控牽涉面廣,其中包括對結(jié)露現(xiàn)象調(diào)控和露點溫度測算。露點溫度對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、空調(diào)除濕和房屋建筑工程等方面影響較大,濕度露點對照表能夠滿足食用菌生產(chǎn)中對露點溫度的測定需求。通過深入探索結(jié)露現(xiàn)象的原理和發(fā)生原因,在生產(chǎn)實踐中采取有效措施避免結(jié)露現(xiàn)象造成的不利影響,發(fā)揮其有利作用,有助提高從業(yè)人員的環(huán)境調(diào)控技能和食用菌工廠的生產(chǎn)穩(wěn)定性。
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