周振辉,廖浩锋,陈多扬,何纯旺,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)
食用菌栽培过程中容易受到生物因子或非生物因子的侵染与危害,导致菌丝体生长不良、死亡,子实体畸形、腐烂和死亡等。其中由微生物、昆虫等生物因子所造成的病害归类为生物性病害,不良环境因子造成的则称为非生物性病害,又称生理性病害。根据良好农业规范(Good Agricultural Practices,GAP) 的要求,在实施种植、采收、清洗、包装、储藏、运输等过程中要对有害物质和有害生物危害实施控制,保障农产品质量安全,防止食用菌产品中出现食源性污染[1-2]。食用菌子实体的生长阶段短,不适合采用药物防治,否则子实体易发生农药残留现象,影响食品安全。目前,采用工业化、专业化和规模化生产是控制食用菌病虫害的最有效措施。食用菌工厂化栽培是封闭式管理,可以依靠设备防控病原菌和虫害的侵入[3]。但是在食用菌工厂化、周年化高密度生产模式下,稍有不慎易发生大规模病虫害,造成不可挽回的损失,甚至可能导致工厂停业整顿。针对食用菌工厂化栽培的病虫害防控,需要通过严格的环境卫生管理和栽培管理营造利于食用菌生长而不利于病原菌生长的环境条件,从而有效控制病虫害的发生。笔者就食用菌工厂化栽培中所采取病虫害防控措施进行分析。
目前食用菌病虫害防控一般参照从植物保护借鉴而来的“预防为主,综合防治”原则[4]。食用菌子实体生长周期短,而且子实体是由菌丝所构成,不像植物表面有蜡质层保护。采用药物防治后,子实体难以避免农药残留,因此要遵守“预防为主”[3]原则。例如草腐菌双孢蘑菇的病虫害综合防控计划目标是“杜绝、抑制、消除”,即杜绝有害生物,抑制未被杜绝的生物,消除残存的任何生物[5]。该防控计划采取的连续性措施可有效防控生物性病害,但不适合防控非生物因子引起的生理性病害。另外,食用菌与杂菌有一定的竞争和拮抗关系,当菌丝体生长健壮,有助于抵抗杂菌侵染,达到一定程度的栽培防控效果。通过借鉴人类传染病防控原则“控制传染源,切断传播途径,保护易感人群”[6],笔者结合食用菌工厂化栽培特点,提出病虫害防控原则,即“杜绝病虫害来源,切断传播途径,消除传染源,保护食用菌生长”。该原则以营造适宜环境,促进食用菌健康生长为核心,采用物理过滤措施杜绝病虫害进入菇房;采取卫生措施抑制病虫害在菇房内传播,使环境条件有利于食用菌的生长而不利于病原物的生长与发育;消除、杀灭环境中突发性或残存的传染源,减少或免除导致“老菇房效应”的累积性污染;营造良好的培养环境条件,提高食用菌的抵抗力等。根据不同的病虫害防控原则,相应防控方法各自有所侧重,具体见图1。
图1 病虫害防控原则与方法Fig.1 Principles and methods of disease and pest control
2.1.1 培养料灭菌彻底
食用菌病虫害预防要从培养料开始着手,木腐菌类病虫害的预防应建立在灭菌彻底的基础之上,草腐菌类病虫害的预防应建立在后发酵成熟技术的基础之上[3]。培养料中有大量病原菌,高压灭菌时需注意充分排走冷空气。灭菌要以培养料温度达到121℃为基准,至少保持60 min。瓶栽要避免盖子松动或透气膜过于透气;袋栽则应避免使用劣质塑料袋,以防出现砂眼、细裂纹,否则培养料冷却时易吸入杂菌孢子。
2.1.2 菌种无污染
菌种是食用菌生产的关健因素,引进菌种或自繁菌种都需要检测确认其未受到杂菌和病毒污染。霉菌和细菌污染可通过感官观察菌种外观和显微观察菌丝体,其中细菌污染可以通过液体培养进行检测(观察培养基是否出现混浊),病毒可通过菌丝培养、子实体生长等过程进行确认[7]。菌种生产要在超净工作台或层流罩中进行无菌接种操作。充分检查各级菌种生长过程,二级种(原种)和三级种(栽培种)的培养过程中必须检查2次以上。菌种瓶使用前必须要开盖检查确认无杂菌污染,而且瓶口附近的菌种块要挖走弃用(可能潜伏有杂菌孢子)。
2.1.3 空气过滤和流通
室外空气中散布着大量的病原微生物,通过物理过滤能够防止微生物进入菇场的敏感区域。在菇房进气口安装空气过滤装置,可减少通风换气时杂菌孢子或害虫的侵入。在空气过滤器两侧可安装压力感应器,并监控前后压力差异以确认过滤器是否被脏物堵塞(压力差过大)。定期清洗替换初效、中效过滤器,更换高效过滤器的滤芯。菇房中保持正压有利于防止杂菌孢子侵入,虽然会引起室内杂菌孢子从压力区扩散到菇房内其他地方,但可以通过维持不同区域的空气压力梯度以控制空气流向[8]。如接种室保持正压,接种时室内空气可流向室外。菇蝇会被食用菌菌丝和子实体的香味吸引而侵入菇房,并产卵繁殖。因此需要在培养室和出菇房的门窗和换气窗口处安装过滤器或细眼纱窗(网眼直径小于0.3 mm),防止菇蝇、菇蚊等害虫侵入。平时菇房的门必须保持关闭,人员出入后要立即关门。
2.1.4 进门消毒换装
人员进入菇房内部,需要先踏进消毒池,避免病原菌通过鞋子传播。消毒池要确保有足够的消毒液,且摆放的位置应该便于人员使用。叉车、手推车等运输工具的车轮需消毒,可以在菇房入口处放1块浸满消毒剂,且长度足够轮子滚动1圈的吸水布代替消毒池[5]。消毒液交替使用不同的消毒剂进行配制,防止产生抗药性。不同的工作区域,应有不同的消毒换装要求。一般区域,要求工作人员更换工作服,戴上口罩、帽、手套;洁净区域,要求二次更衣,换上专用洁净服并进行风淋除菌,每天应更换洁净服并清洗消毒。
2.2.1 菇场防控病虫害设计
在科学合理选择食用菌工厂建设场地基础上,菇房设计要把病虫害的有效防控考虑进去。遵从在洁净区和污染区将人员和物料分开的原则,隔绝病原菌进入菇房,防止菇房内交叉感染。根据食用菌生产工艺特点设计各阶段的防控措施,以拌料装瓶(袋)、灭菌、冷却、接种、培养、出菇管理等过程为例。将容易产生灰尘的拌料场地与装瓶(袋)场地隔开;采用两门式灭菌柜,将灭菌柜前后空间分隔开;灭菌后栽培瓶(袋)放在洁净环境中冷却;放冷室和接种室保持正压,防止室外环境空气逆流吸入污染空气;接种室和菌种室遵从洁净区要求,设置缓冲室、风淋室等,保证一定的空气洁净度;接种室到培养室的距离要尽量短;设置专用的菌种培养室;大生产的培养室设计不要过大,设置培养初期的专用培养室,采取分段式培养。搔菌机和加湿机的用水需要进行过滤和反渗透软化处理,避免水源传播病原菌和水质偏硬损坏设备。出菇室的环境调控设施要注意避免引起室内温度波动过大,从而产生结露,引起细菌性污染等[9]。
作为一种具有“信任品”特征的商品,婴幼儿配方乳粉的质量安全信息在生产者和消费者之间存在明显的不对称性,因此其质量安全问题格外受到关注。婴幼儿配方乳粉的质量安全水平可能是影响进口量的因素之一。其他条件不变的情况下,国产婴幼儿配方乳粉的质量安全水平与进口量成负相关,即国产产品的质量安全水平越高,消费者对进口产品的需求越少;而进口婴幼儿配方乳粉的质量安全水平与进口量正相关,即进口产品的质量安全水平越好,消费者对进口产品的需求越多。
2.2.2 环境清洁卫生
环境条件是决定病害是否发生以及发病程度的关键因素。菇房建设完成后,在生产前要对食用菌工厂周边进行全面清理,去除废弃料等杂物,保持环境干净整洁。灰尘表面往往附有杂菌,易通过空气流通扩散传播病害,因此要用地拖清洁地面,控制菇房内的灰尘数量。厂区内每天要定时清扫,清除落下的营养料、培养基和残菇体,避免其成为有害生物的繁殖源。培养料搅拌器、搔菌机和输送带等设备在每次使用后,必须用高压气枪或抹布彻底清洁干净。
2.2.3 空间消毒净化
空间消毒一般采用具有广谱消毒活性的药剂进行杀灭或抑制生物。根据菇场内具体环境,采用特定的消毒剂,如臭氧、酒精和次氯酸钠等。在使用前,必须认真阅读安全使用说明,净化时要穿戴适宜的防护性衣服。培养料灭菌后,出锅作业前,要对灭菌柜周边环境进行消毒。栽培设施的累积性污染和无菌化装置的维护不充分,将增大培养料在放冷过程中吸入杂菌孢子的机会。夜间使用臭氧、紫外线对冷却室和接种室进行熏蒸消毒。对发生病害的菇房,一律采取暂时性的封闭隔离措施,直至清仓且熏蒸消毒完毕。
2.2.4 人员行为准则
菇场内要禁止外部人员的出入,限制内部人员的出入。工作人员每天都必须穿上干净工作服,专用防护服要每天清洗、消毒。不同车间人员严格控制出入并改善出入方法,如拌料装瓶人员和搔菌人员不得出入菌种室、接种室、冷却室和培养室,菌种室要使用门禁卡系统。培养室负责人要接受蘑菇病虫害鉴别、控制培训,尤其是病虫害发生早期的症状发现和处理。巡查人员应该先检查菌龄最年轻的菇房,最后检查菌龄最老的菇房。菌种室和接种室的工作人员须严格贯彻洁净室管理要求,接受无菌操作培训并通过考核。
2.3.1 染病物清除
染病物的成功处理可避免菇房内的病害循环,因此要尽可能彻底地消灭环境以及基质中的病原物。染病物可以是长了杂菌的培养料、菌包(瓶)、残菇体等。要及时辨认、隔离或清除任何病害,防止其扩散。对染病物进行移除时,先用袋子装好,避免杂菌孢子通过空气传播。搔菌前要剔除染病的培养瓶或菌包,搔菌过程中定时用酒精消毒搔菌刀头。感染杂菌的培养瓶要蒸煮灭菌处理后,再送去掏瓶处理废料。
2.3.2 废料处理
栽培后废料有很多营养未被利用,极易导致害虫和杂菌繁殖生长。必须将废料进行集中处理,如通过生物质焚烧,或运到远离菇场作为堆肥原料、饲料等。承载培养瓶的卡板,经使用后,往往积存很多的病原菌,需要进行灭菌处理后再使用。
2.3.3 采收卫生
栽培管理一般采用同一菇房同一品种,同期播种,同期出菇,集中1 d~2 d内采收清房。出菇管理只采收1潮菇,可以遏制害虫和病原菌侵染程度。采收清房后,要彻底执行卫生管理,防止累积性污染(老菇房的连作障碍)。清洁时可以采用高压水枪冲洗菇房的地面、货架、墙壁等,以清除残留的菇体、灰尘和杂菌孢子等,然后熏蒸消毒、通风干燥后再使用。工厂内走道应保持低温、干燥和经常性的通风换气。出菇室要定期清洗空调风扇、加湿机等设施。
2.3.4 病害监测记录
病害监测记录是及时清除病虫害发生必不可少的组成部分,通过记录、鉴别害虫和病原菌的数量与类型,确认病虫害发生情况,之后再采取相应控制措施。用培养皿做落下菌试验(90 mm平皿打开0.5 h),检测放冷室、接种室、层流罩、超净工作台的环境,经过培养后确认微生物数量。根据不同洁净度要求,对平板检测结果的要求也不同,层流罩、超净工作台的等级是100级(英制标准),即不能检测到杂菌。将刚出锅的培养瓶和放冷后接种前的培养料密封后培养,检测是否发生杂菌感染,以确认冷却环境的洁净情况。针对感染杂菌的培养瓶进行剖瓶观察,根据病原菌生长位置,分析侵入环节再采取必要措施[10]。设置频振闪光灯或黄色粘虫板进行诱杀害虫,通过每周统计诱杀的害虫数量,掌握菇房中害虫侵染的区域和程度,并检验当前菇房的物理性隔离措施和人员出入管理的成效。发生病害后要密闭房间,防止病害传播,检查过滤器装置是否损坏并维护。
2.4.1 菌种质量
选用抗病虫能力强、性能稳定的品种,提高菌种活力,保障接种量。食用菌和霉菌同属真菌,有一定的生长竞争和拮抗关系。尽可能选用具有较强抗杂菌侵染能力的优良品种,不能使用发生退化和老化的菌种。菌种要严格按照无菌操作程序进行接种,并且严格控制扩繁培养过程,以生产出活力强、纯度高的优质菌种。保证接种量,确保菌种完全覆盖培养料表面,菌种紧贴瓶盖,减少表面的空隙。菌种如果发生生理性病害(如高温胁迫),所转接栽培瓶的菌丝体长势差,要及时识别,避免使用。
2.4.2 培养料质量
保障原材料质量达到生产要求,拒绝使用带有虫害、病害、霉变的原材料。米糠、麸皮容易吸引害虫,滋生杂菌,贮藏环境必须保持干燥,且要在有效期限内使用。针叶树锯木屑要堆沤充分才能使用。提前1 d备料时避免在搅拌器中过早放入营养料,防止发酵。培养料配方需合理,pH、水分适宜,不含杀菌剂、劣质辅料等。培养料搅拌的温度和时间必须加以控制,防止灭菌前培养基的发酵,否则发酵所产生的代谢物以及培养料pH下降,将会妨碍食用菌的菌丝生长和后熟。培养料要搅拌均匀,并于当天灭菌。保证培养料松紧合适,避免装瓶不良、含水量过高和营养过多等。作业结束后,输送线、搅拌器要在当天清洁,清除粘附的培养料。
2.4.3 培养环境
综合调控环境策略对防控食用菌生理性病害和病虫害侵染有重大意义。影响菌丝体生长健壮的因素,包括杂菌侵染、O2不足、CO2浓度偏高、温度和湿度过高等。培养阶段,温度控制至关重要,降低菌丝培养初期的培养室温度,预防杂菌发生,培养中期的菌床温度要稍低,防止高温伤害。每天定时检查培养瓶间(袋间)温度,及时调整环境温度。高温是食用菌生长中容易遭受的逆境,其产生的生物学效应因具有延时性而易被忽略。高温胁迫可导致食用菌抗杂菌侵染能力的下降,甚至导致菌棒腐烂病发生[11-12]。培养室通风量要小、连续,从而防止室内温差过大,避免墙壁和菌床上产生凝结水而导致细菌性污染。培养初期的空气流动会助长杂菌侵入,应注意关闭空调的内循环风功能。保持环境清洁干燥,病害易在高湿条件下发生传播,干燥条件不适合病原菌生长,但是湿度长期过低也会影响食用菌产量。日常生产管理要调查菌丝生长速度和浓密程度,以及同批生产瓶(袋)的菌丝生长均一度。定期检查环境传感器和记录仪,必要时重新校准。发生病害事件时,必须切实调查发生原因和感染路径等。
2.4.4 出菇环境
在出菇阶段,水分可能是影响出菇期间发病的主要环境因素。侵染性病害容易在高温、高湿环境下发生,而食用菌生长的湿度适宜范围相对较宽,适当控湿、时干时湿的湿度管理是抑制病菌繁殖,保障食用菌正常生长的关键[10,13]。长时间的潮湿有助于杂菌生长,要注意控制货架的结露水和加湿机的杂菌污染。食用菌表面的水分蒸发有助于营养运输,促进子实体生长。为了获得满意的产量和品质,子实体表面水分与蒸发之间需要达到平衡,避免加湿过度。通过控制温度、相对湿度和内循环空气流动度,可使子实体水分蒸发,但要避免造成干燥、过早过伞等。食用菌是好氧性真菌,生长过程需要充足的氧气。菇房内若通风不良和湿度过大会导致供氧不足,从而引发气生菌丝的过度生长,子实体生长畸形等[14]。
食用菌工厂化栽培制定的病虫害防控计划包括环境控制和栽培管理两方面。一方面要建立清洁生产制度,以保持良好的环境卫生,结合严格的清洁、消毒措施,强化员工对病虫害防控环境卫生的意识,从而有效控制病虫害发生。另一方面要避免温度、湿度、光照、水、通气等栽培条件的不适宜所导致的食用菌长势衰弱,甚至出现生理性病害和加重病虫害发生率。食用菌企业管理人员必须要充分认识病虫害发生的规律[15-18],熟悉食用菌不同生长阶段的生长需要和发育信号[19-22],才能做好病虫害防控。