廖浩鋒,周振輝,陳東梅,張 智,2**
(1.廣東粵微食用菌技術有限公司,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,食用菌工廠化生產在我國發展迅速,產量大幅度提高,食用菌工廠化生產將改變當前食用菌產業中農戶種植比例大的情況,逐步發展成為行業主流。因此需要不斷深入探索和提高食用菌工廠的智能化生產技術,以提高生產穩定性,節能降耗[1-3],豐富栽培品種等。工廠化栽培中通過設備、設施調控栽培車間內的光照、溫度、濕度和通風,從而滿足食用菌不同生長階段對環境條件的要求。良好的環境控制是穩定生產的重要基礎。食用菌工廠的“結露”現象已影響到栽培環境的調控、電氣設備安全等[4],本文將探討食用菌栽培中如何控制結露現象。
非飽和空氣冷卻到一定溫度時達到飽和狀態,再繼續冷卻時多余的水蒸汽將會凝結成水珠,俗稱“結露”,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,將發生結露,從而在物體表面產生冷凝水。其中相對濕度和溫度是控制露水形成的2個關鍵性因素,相對濕度直接反映了空氣中水汽接近飽和的程度,是結露的內因,為其提供水汽來源;溫度是結露的關鍵因素,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,水汽經常處于未飽和狀態,露點溫度常比氣溫低。因此,根據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:假設培養房中的干濕球計上干球溫度(D/T)讀數23.0℃,濕球溫度(P/T)讀數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瓶溫度小于或等于20℃,瓶身將會結露,容易發生雜菌感染。

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外的溫差結合而產生“結露”現象,避免持續產生的露水聚集在電線接口或缺損處而導致電線短路發生火災[4]。溫差大和濕度大是結露的2個主要條件。出菇房的濕度和墻內外溫差大,容易發生結露現象,發生火災的概率較高。因此日常管理中要注意檢查庫房的漏冷現象,如發現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外溫差、減小與室內濕空氣接觸材料的表面溫差、降低室內空氣的濕度等方面對結露進行控制[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;在其內墻則噴涂聚氨酯以降低庫房制冷能耗和控制“結露”現象發生[4];在出菇通道應安裝抽風系統或空調促使濕氣盡快排出,降低通道內濕度;調控培養房溫度時應小幅度調節,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境等;當無法避免結露現象發生時,應采用導流和封堵的辦法防止滴水影響廠房內的生產[5]。
在食用菌工廠空調布局中的各個環節都可能出現結露現象,比如空調出風口結露、空調機組結露、保溫層表面結露等。應采取措施徹底處理結露問題,避免影響設備運行和滋生霉菌,例如處理空調出風口的結露,可通過提高空調送風口表面溫度,使其高于室內空氣露點溫度,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]。只要了解結露現象產生的原因,在施工時注意細致嚴格地處理易產生結露現象的環節,結合日常巡查管理,及時發現和改善,就可避免問題發生所導致的經濟損失。
食用菌在轉接菌種前,需要將培養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。培養瓶若低于露點溫度,當其轉移到培養房后瓶身表面將發生結露現象,所產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,避免培養瓶的過度冷卻,另一方面在培養前期(接種后10 d內)適當調低培養房的室溫,可以降低培養室環境的露點溫度,控制瓶身表面的結露。
培養前期溫度略微偏低,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,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。因此在發菌階段保持較低的發菌溫度,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]。真姬菇生產實踐中,為了防止雜菌的侵襲,可將培養房的溫度控制在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生大規模感染。筆者曾經根據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生長的特點,將培養前期(10 d左右)的溫度調為19℃,不開啟循環風機,有效控制了真姬菇生產瓶的結露現象和鏈孢霉感染情況。
出菇房降溫時,空氣在空調內部發生水汽冷凝結露而損失大量水分,導致室內空氣濕度降低。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育過程中的濕度需求,避免培養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,生產實踐中把菌床和原基表面的露珠數量(部分品種表現為黃色的水珠)作為調節濕度的指標,避免過干或過濕。另外通過濕度控制優勢原基發育成子實體,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中,結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,結露則會造成子實體生長速度不一致、子實體品質差等問題。因此可通過控制菇房內外的溫差、通風頻率與菌棒含水量等途徑控制結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。此時可通過對室內空氣攪動和通風換氣,避免高濕度空氣的滯留而發生結露現象。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的作用[13]。食用菌工廠可設置新風預處理系統調控空氣的溫濕度,還可對空調系統設置合理的內循環布局。內循環通過攪動空氣來平衡溫度、濕度、空氣三者之間的關系,同時解決室內多層架出菇、空調和加濕機設備分布不均等問題所造成的環境因子不均衡,從而保障子實體生長同步性;另外內循環對食用菌的蒸騰作用影響較大,蒸騰作用有助于營養物質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,子實體表面常出現水珠凝結的現象。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,導致袋內空氣濕度大。貯藏過程中,當包裝內空氣溫度冷卻至露點時,便形成霧滴。結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霧,透光率下降,不僅影響產品的外觀,還使消費者無法看清內裝物,所以在貯藏中應盡可能防止結露現象。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生“水菇”現象;貯藏過程中,可通過快速預冷、防霧包裝、氣調保鮮、低溫真空貯藏、冷藏銷售等冷鏈綜合保鮮技術[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霧的功能性包裝材料。它是在普通包裝材料基礎上加入了防霧劑,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。
食用菌工廠化生產各環節涉及環境調控,而環境調控牽涉面廣,其中包括對結露現象調控和露點溫度測算。露點溫度對農業生產、空調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中對露點溫度的測定需求。通過深入探索結露現象的原理和發生原因,在生產實踐中采取有效措施避免結露現象造成的不利影響,發揮其有利作用,有助提高從業人員的環境調控技能和食用菌工廠的生產穩定性。
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