食用菌工厂化栽培中结露现象浅析*

2018-05-31 08:14廖浩锋周振辉陈东梅
中国食用菌 2018年3期
关键词:杂菌露点工厂化

廖浩锋,周振辉,陈东梅,张 智,2**

(1.广东粤微食用菌技术有限公司,广东 广州 510663;2.广东省微生物研究所广东省菌种保藏与应用重点实验室,广东省微生物应用新技术公共实验室,省部共建华南应用微生物国家重点实验室,广东 广州 510070)

近年来,食用菌工厂化生产在我国发展迅速,产量大幅度提高,食用菌工厂化生产将改变当前食用菌产业中农户种植比例大的情况,逐步发展成为行业主流。因此需要不断深入探索和提高食用菌工厂的智能化生产技术,以提高生产稳定性,节能降耗[1-3],丰富栽培品种等。工厂化栽培中通过设备、设施调控栽培车间内的光照、温度、湿度和通风,从而满足食用菌不同生长阶段对环境条件的要求。良好的环境控制是稳定生产的重要基础。食用菌工厂的“结露”现象已影响到栽培环境的调控、电气设备安全等[4],本文将探讨食用菌栽培中如何控制结露现象。

1 结露与露点温度

非饱和空气冷却到一定温度时达到饱和状态,再继续冷却时多余的水蒸汽将会凝结成水珠,俗称“结露”,此临界温度称为露点温度[5]。所以当物体表面温度低于附近空气露点温度时,将发生结露,从而在物体表面产生冷凝水。其中相对湿度和温度是控制露水形成的2个关键性因素,相对湿度直接反映了空气中水汽接近饱和的程度,是结露的内因,为其提供水汽来源;温度是结露的关键因素,为其提供“源动力”[6]。露点温度随空气相对湿度变化而变化,在气压一定时,水汽含量愈多,露点愈高。所以当空气中水汽已达到饱和时,气温与露点温度相同;当水汽未达到饱和时,气温一定高于露点温度。在实际大气中,水汽经常处于未饱和状态,露点温度常比气温低。因此,根据露点温度和气温的差值,也可以大致判断空气中水汽距离饱和的程度[7]。

目前,食用菌栽培中普遍采用干湿球计测量环境温度和相对湿度,对于露点温度的测量则较有难度。目前我国气象台站的露点温度一般采用公式计算的形式[7],工程技术人员则通过湿空气焓湿图查找[8],本文推荐食用菌日常生产中采用对照表查找露点温度,这里以食用菌菌丝生长相近温度范围的“湿度露点”对照表进行说明[9],见表1。使用方法为:假设培养房中的干湿球计上干球温度(D/T)读数23.0℃,湿球温度(P/T)读数21.0℃,则干球温度与湿球温度计温度差(D/T-P/T)=23.0℃-21.0℃=2.0℃,查表得到湿度露点(RH-DP)为84%-20℃,即相对湿度为84%,露点温度为20.0℃。即如果刚搬进来的生产瓶温度小于或等于20℃,瓶身将会结露,容易发生杂菌感染。

表1 湿度露点(RH-DP)对照表Tab.1 Humidity dew point(RH-DP)table

2 结露现象对食用菌工厂化栽培的影响

2.1 食用菌工厂建设

食用菌工厂化车间通过保温材料与外界环境隔离,墙壁和天花板设有保温层。库房建设过程要求板材接缝严密胶合,以防止漏冷而与库房内外的温差结合而产生“结露”现象,避免持续产生的露水聚集在电线接口或缺损处而导致电线短路发生火灾[4]。温差大和湿度大是结露的2个主要条件。出菇房的湿度和墙内外温差大,容易发生结露现象,发生火灾的概率较高。因此日常管理中要注意检查库房的漏冷现象,如发现漏冷及时用密封胶胶合。老旧库房的板材接缝处必须特别注意。

库房建设需从减小室内外温差、减小与室内湿空气接触材料的表面温差、降低室内空气的湿度等方面对结露进行控制[5]。比如对无保温要求的原料仓库可通过打开门窗来保持通风和干燥;在保温墙的外墙进行砂浆抹面,减小向室外辐射热量;在其内墙则喷涂聚氨酯以降低库房制冷能耗和控制“结露”现象发生[4];在出菇通道应安装抽风系统或空调促使湿气尽快排出,降低通道内湿度;调控培养房温度时应小幅度调节,避免达到露点温度;在接种室设立除湿设备等,保持对室外的正压环境等;当无法避免结露现象发生时,应采用导流和封堵的办法防止滴水影响厂房内的生产[5]。

在食用菌工厂空调布局中的各个环节都可能出现结露现象,比如空调出风口结露、空调机组结露、保温层表面结露等。应采取措施彻底处理结露问题,避免影响设备运行和滋生霉菌,例如处理空调出风口的结露,可通过提高空调送风口表面温度,使其高于室内空气露点温度,可采用PVC风口替代铝合金风口、增大送风口喉部尺寸、在风口内边框贴保温材料以减少冷空气的冷量向风口传递,从而提高出风口表面温度等[8]。只要了解结露现象产生的原因,在施工时注意细致严格地处理易产生结露现象的环节,结合日常巡查管理,及时发现和改善,就可避免问题发生所导致的经济损失。

2.2 培养环境

食用菌在转接菌种前,需要将培养基冷却到适宜食用菌生长的温度,而且为了控制杂菌繁殖生长,接种室的室温一般偏低。培养瓶若低于露点温度,当其转移到培养房后瓶身表面将发生结露现象,所产生的冷凝水将为杂菌的滋生提供条件。尤其是在夏季高温潮湿天气,露点温度高,同时环境中霉菌孢子较多。因此一方面要注意减小瓶身和室温的温差,避免培养瓶的过度冷却,另一方面在培养前期(接种后10 d内)适当调低培养房的室温,可以降低培养室环境的露点温度,控制瓶身表面的结露。

培养前期温度略微偏低,不会明显影响目标食用菌(如真姬菇 Hypsizygus marmoreus,杏鲍菇 Pleurotus eryngii)的菌丝生长,但是能减缓杂菌侵入(霉菌孢子在较高的温湿度条件下能够迅速萌发,生长侵入)。木霉和粘帚霉是食用菌栽培的重点防控杂菌,温度对其菌丝生长速度的影响大于对平菇(Pleurotus ostreatus)和香菇(Lentinula edodes)菌丝生长的影响。因此在发菌阶段保持较低的发菌温度,可以在尽量保持平菇和香菇菌丝较快生长的情况下,有效减缓木霉和粘帚霉的生长[10]。真姬菇生产实践中,为了防止杂菌的侵袭,可将培养房的温度控制在18℃~22℃,使菌丝生长与防止杂菌侵入处于温度的边际界限,从而达到理想的发菌效果[11]。红色链孢霉具有快速繁殖的特性,其菌丝在4℃~24℃生长缓慢,25℃~36℃生长最快,在食用菌工厂中容易发生大规模感染。笔者曾经根据露点温度影响露水形成和霉菌孢子在较高温湿度条件可迅速萌发生长的特点,将培养前期(10 d左右)的温度调为19℃,不开启循环风机,有效控制了真姬菇生产瓶的结露现象和链孢霉感染情况。

2.3 出菇环境

出菇房降温时,空气在空调内部发生水汽冷凝结露而损失大量水分,导致室内空气湿度降低。一般可通过洒水、超声波加湿等方式补偿损失的水分,以保障不同食用菌子实体发育过程中的湿度需求,避免培养基失水过多或食用菌子实体失水干枯而死亡。

食用菌子实体原基形成需要较高的湿度和良好的通气,生产实践中把菌床和原基表面的露珠数量(部分品种表现为黄色的水珠)作为调节湿度的指标,避免过干或过湿。另外通过湿度控制优势原基发育成子实体,在成品菇采收前减少加湿以避免菇体含水量过高、菇帽粘度大而影响商品价值。比如在夏季香菇工厂化生产中,结露在出菇早期能够促进菇蕾原基的形成,在后期出菇到采收这段时期,结露则会造成子实体生长速度不一致、子实体品质差等问题。因此可通过控制菇房内外的温差、通风频率与菌棒含水量等途径控制结露对子实体生长的影响,达到缩短出菇周期、促进菇体生长一致性、提高产量等效果[12]。

夏季高温、高湿时,室外的热空气冷凝在菇床和子实体表面的水珠,可能导致食用菌的生理性病变或杂菌滋生。此时可通过对室内空气搅动和通风换气,避免高湿度空气的滞留而发生结露现象。因此在大棚栽培中,喷水之后必须最大限度地通风,使子实体表面干燥,并起到提高子实体品质的作用[13]。食用菌工厂可设置新风预处理系统调控空气的温湿度,还可对空调系统设置合理的内循环布局。内循环通过搅动空气来平衡温度、湿度、空气三者之间的关系,同时解决室内多层架出菇、空调和加湿机设备分布不均等问题所造成的环境因子不均衡,从而保障子实体生长同步性;另外内循环对食用菌的蒸腾作用影响较大,蒸腾作用有助于营养物质随着水的流动而传导到子实体的各部位,对子实体起到促进生长的作用[14]。

2.4 食用菌冷藏

在食用菌贮藏中,子实体表面常出现水珠凝结的现象。特别是采用普通包装材料包装食用菌时,由于新鲜食用菌水分含量高、新陈代谢旺盛、蒸腾作用强烈,导致袋内空气湿度大。贮藏过程中,当包装内空气温度冷却至露点时,便形成雾滴。结露为微生物的生长和繁殖提供了有利的条件,易导致食用菌的腐烂,同时使包装材料表面结雾,透光率下降,不仅影响产品的外观,还使消费者无法看清内装物,所以在贮藏中应尽可能防止结露现象。因此在食用菌采收前需减少加湿,以防止子实体含水量过高产生“水菇”现象;贮藏过程中,可通过快速预冷、防雾包装、气调保鲜、低温真空贮藏、冷藏销售等冷链综合保鲜技术[15]抑制子实体的呼吸作用和蒸腾作用。

防雾包装材料是1种防止水汽在材料表面形成结雾的功能性包装材料。它是在普通包装材料基础上加入了防雾剂,防雾剂的亲水基团使得材料的表面张力接近于水的表面张力,增加了材料的表面性能,提高了水对材料的浸润性,使得水分子无法形成水滴,而在材料表面形成均匀连续的水膜[16],从而起到防雾的效果,有助于延长食用菌的货架期。

3 结语

食用菌工厂化生产各环节涉及环境调控,而环境调控牵涉面广,其中包括对结露现象调控和露点温度测算。露点温度对农业生产、空调除湿和房屋建筑工程等方面影响较大,湿度露点对照表能够满足食用菌生产中对露点温度的测定需求。通过深入探索结露现象的原理和发生原因,在生产实践中采取有效措施避免结露现象造成的不利影响,发挥其有利作用,有助提高从业人员的环境调控技能和食用菌工厂的生产稳定性。

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