Особенности технологии выращивания шампиньонов

Выращивание шампиньонов экономически выгодно, поскольку это безотходное производство. Использованный для грибов субстрат является высокоценным органическим удобрением для многих культур открытого и защищенного грунта. В настоящее время благодаря современным техническим достижениям происходит переход от небольшого товарного производства к строительству крупных высокомеханизированных и автоматизированных комплексов, где выращивание шампиньонов высокорентабельно.

В естественных условиях встречаются две разновидности д вуспоровых шампиньонов: белая (А. bisporus var. albidus) и бурая, или коричневая (А. bisporus var. avellaneus).

В культуре известна также промежуточная, кремовая разновидность.

Из большого разнообразия видов шампиньонов для промышленного выращивания используют шампиньон двуспоровый (Agaricus bisporus). Это наиболее известный и широко культивируемый в промышленных условиях гриб (рис. 22.2) белого цвета, иногда чуть сероватый или серовато-коричневый с коричневатыми чешуйчатыми пластинами на шляпке. Пластинчатая часть закрыта белой пленкой у молодых грибов или порвана у более старых. Пластики имеют цвет свежего мяса, мякоть на срезах слегка розовеет.

Из других видов для выращивания можно использовать A. campestris и A. bitorguis. Его выращивают при более высокой температуре: этот вид более устойчив к вирусным болезням.

Системы и способы выращивания шампиньонов. Технологический, кий процесс выращивания шампиньонов включает в себя четыре стадии: приготовление субстрата (компоста), приготовление покровного материала, выращивание посадочного материала мицелия (грибницы) и выращивание культуры шампиньона. Основные стадии технологического процесса представлены на рисунке 22.3. В соответствии со схемой в промышленном грибоводстве используют две системы выращивания — однозональную и многозональную. Эти системы имеют принципиальные различия в способах выращивания, механизации производственных процессов и соответственно в объемно-планировочных решениях зданий шампиньонниц и требованиях к строительным конструкциях культивационных помещений.

Технологический процесс выращивания культуры по однозональной системе предусматривает выполнение всех производственных процессов, начиная с момента наполнения помещения субстратом, в одной камере выращивания. Однозональную систему можно применять как при традиционных методах выращивания в приспособленных помещениях (подвалах, овощных теплицах, пещерах, каменоломнях и т. п.), так и в специальных сооружениях (наземных шампиньонницах).

По однозональной системе культуру выращивают на напольных плоских грядах, двух- и трехгребневых грядах (валиках), в ящиках или контейнерах, на стационарных многоярусных (обычно пятиярусных) стеллажах или в мешках из полимерного материала.

При многозональной системе выращивания используют два (и более) специальных помещения: в одном или раздельных помещениях проводят термическую обработку субстрата и проращивание мицелия, в другом — выращивают продукцию. Этот способ требует неоднократного перемещения емкостей с культурой, поэтому целесообразно использовать ящики или контейнеры.

В практике грибоводства широко применяют способ термической обработки субстрата и проращивания мицелия в массе. При этом пастеризацию и кондиционирование субстрата выполняют в специальном помещении с активным вентилированием, проращивание мицелия — в помещении такой же конструкции (тоннель), а выращивание культуры проводят любым из известных способов — на многоярусных стационарных стеллажах, в ящиках или контейнерах, в мешках из полимерной пленки, на напольных

плоских грядах или двух- и трехгребневых валиках. Пастеризацию субстрата и проращивание мицелия в массе успешно сочетают с выращиванием культуры в самых разнообразных приспособленных помещениях или в специальных крупных или небольшого размера шампиньонницах.

Практика грибоводства в нашей стране и за рубежом доказывает, что наиболее перспективной является технология с пастеризацией субстрата и проращиванием мицелия в массе.

Культивационные сооружения. Требования к культивационным сооружениям сводятся к следующему:

в помещении должна быть предусмотрена система для поддержания постоянной температуры воздуха; °'

должна быть устроена вентиляция, обеспечивающая равномерное распределение воздуха и удаляющая диоксид углерода;

необходимо поддерживать влажность воздуха на уровне 90 %

в помещение не должен проникать прямой солнечный свет.

Поэтому помещения, в которых выращивают шампиньоны,

требуется оборудовать приборами для создания оптимальных параметров микроклимата, а также системой приточно-вытяжной вентиляции. В соответствии с указанными требованиями для выращивания культуры шампиньона наиболее пригодны специальные сооружения — шампиньонницы.

Для промышленного выращивания шампиньонов экономически выгодно возводить комплекс сооружений, включающий цеха для приготовления субстрата и покровного материала, цех для выращивания грибов и вспомогательные помещения.

При однозональной системе выращивания оптимальные площади шампиньонниц составляют 0,5 и 1 га с 12 или 24 камерами полезной площадью 200 м2 каждая, при многозональной —0,35 и 0,7 га.

Шампиньонница для выращивания грибов по однозональной системе на стационарных пятиярусных стеллажах представляет собой блоки камер выращивания, расположенные одним или двумя рядами в здании ангарного типа. Между рядами камер выращивания проходит центральный технологический коридор. Вдоль противоположных торцевых сторон камер имеются широкие коридоры (не менее 10 м), позволяющие механизировать работы по наполнению камер выращивания субстратом, насыпке покровного материала и т.д.

Шампиньонница для производства грибов по многозональной системе (рис. 22.4) в контейнерах (ящиках) состоит из камеры для пастеризации и кондиционирования субстрата, камеры для проращивания мицелия и камеры выращивания.

Рис. 22.4. Схема цеха выращивания по многозональной системе с пастеризацией субстрата проращиванием мицелия в массе:

1 — помещения для пастеризации субстрата и проращивания мицелия; 2 — камеры выращивания; 3 — рабочие коридоры блока тоннелей; 4 - рабочие коридоры блока камер выращивания; 5 — центральный коридор; 6 - бутовые и вспомогательные помещения

шампиньоннииа представляет собой блок помещений» минимальное число которых следующее: два тоннеля пастеризации субстрата в массе, два тоннеля для проращивания мицелия в массе и восемь камер для выращивания грибов. Применение технологии с пастеризацией субстрата и проращиванием мицелия в массе с использованием для посева современных штаммов гриба позволяет сократить цикл выращивания до 11 нед.

Состав и способы приготовления субстрата. Лучшая питательная среда для шампиньонов — свежий, хранившийся не более 2 нед ферментированный соломистый конский навоз, получаемый при стойловом содержании животных. Химический состав конского навоза значительно колеблется в зависимости от качества и вида кормов. Содержание питательных веществ в свежем конском навозе может варьировать в следующих пределах, %: азот общий — 0.32 -0,84, фосфор (Р205) — 0,18—0,68, калий (К2О) — 0,23—0,8. При недостатке конского навоза его заменяют навозом других сельскохозяйственных животных, содержащихся на соломенной подстилке, но он уступает конскому, хотя по содержанию основных элементов различия незначительны.

Хороший материал для шампиньонного субстрата — солома злаковых культур, содержащая большое количество углеводов, калия, кальция и других зольных элементов, необходимых для шампиньонов.

Установлено, что в качестве основного компонента для приготовления субстрата лучше использовать солому пшеницы (озимой, несколько хуже — яровой), затем солому ржи, можно применить также смесь соломы этих двух культур. Используют рисовую солому, сено бобовых культур, стержни початков, стебли кукурузы, подсолнечника, хлопчатника.

Поскольку солома и навоз содержат недостаточное количество азотистых веществ, необходимых для выращивания шампиньонов, к этим основным материалам для приготовления субстрата добавляют органические отходы с высоким содержанием азота, а также минеральные азотные удобрения.

С этой целью используют отходы мясоперерабатывающих комбинатов (каныга, тлям), кожевенной промышленности (мездра, кожевенная пыль, сыромятная стружка), шелковых фабрик (шелковая куколка, шелковый пух), винодельческих заводов (винные осадки), рыбной промышленности (сырые рыбные отходы, чешуя рыб).

Из азотных минеральных удобрений в шампиньонный субстрат добавляют карбамид, сульфат аммония, аммиачную селитру. При недостатке в субстрате фосфора и калия добавляют суперфосфат и калийные удобрения.

Важную роль в создании и поддержании буферности среды

субстрата играет кальций. В качестве его источника используют мелкодробленый или молотый известняк, доломит или мергель, дефекат — отход свеклосахарного производства, содержащий 40- 50 % СаО, а также отходы целлюлозного производства, в составе которых до 56 % СаО.

Установлено, что на 1 т навоза достаточно добавить 25 кг известняка, а к полусинтетическому и синтетическому субстрату - 60 —65 кг на 1 т воздушно-сухой соломы.

Оптимальное соотношение N: Р: К в субстрате должно быть 3—3,5:1:2,5, а содержание общего азота — от 1,8 до 2,3 %. Количество кальция может составлять от 4 до 7—7,5 %.

Материалы, подобранные для приготовления питательного субстрата, перед закладкой в помещение для выращивания шампиньонов подвергают специальной обработке. Основной метод обработки — спонтанная ферментация при температуре 10—20 градусов С. Цели ее следующие: подвергнуть биополимеры разложению; получить гомогенный по структуре и качеству субстрат определенной влажности, пахнущий аммиаком; обогатить субстрат недостающими питательными веществами; стабилизировать рН на уровне около 8 и устранить болезнетворные и конкурирующие с шампиньонами организмы.

Субстрат должен иметь влажность 70—73 %, поэтому перед началом ферментации его увлажняют.

В свежем навозе и других материалах питательные вещества находятся в составе соединений, которые не усваиваются мицелием шампиньонов. Основная часть азота присутствует в форме аммонийных соединений в такой концентрации, которую шампиньоны не в состоянии перенести. За счет жизнедеятельности развивающихся в субстрате микроорганизмов в период ферментации аммонийные формы азотистых соединений превращаются в белковые соединения с образованием в конечном итоге лигнин-гумусового комплекса, богатого азотом, из которого шампиньоны способны его усваивать. Установлено, что усвоение азота из этого сложного комплекса доступно только базидиальным грибам, так как у них имеются высокоактивные гидролитические и окислительные ферменты.

В процессе ферментации определенным изменениям подвергается и комплекс углеродсодержащих соединений. При развитии микроорганизмов в компостируемой массе расходуются простые, легко расщепляемые углеводы, в то время как шампиньоны могут усваивать не только простые, но и сложные углеродсодержащие соединения.

В настоящее время в шампиньонных комплексах нашей страны для выращивания грибов применяют синтетический субстрат, который готовят на основе пшеничной или ржаной соломы и помета бройлеров с опилочной подстилкой при добавлении в массу 60 кг

гипса на 1 т воздушно-сухой соломы. Расход помета зависит от его важности и содержания в нем общего азота. При влажности около 35% и содержании общего азота 3,5% на 1 т соломы требуется 800—900 кг помета бройлеров.

Из 1 т соломистого конского навоза можно получить 0,9—1 т непастеризованного субстрата. При приготовлении полусинтети- ческого субстрата из 1 т соломы с добавками получают около 2,5 т готового субстрата, а при приготовлении синтетического субстрата его выход составляет, как правило, 2,8—3 т.

Пастеризация и кондиционирование субстрата. Субстрат, приготовленный способом спонтанной ферментации, подвергают термической обработке в закрытом помещении. Она включает две стадии: пастеризацию и кондиционирование.

При традиционных способах выращивания шампиньонов для пастеризации субстрата его выдерживают в помещении для выращивания грибов в грядах или емкостях при самопроизвольном повышении температуры. При этом происходит так называемое отпотевание субстрата. Сущность процесса заключается в том, что после укладки в гряды или емкости субстрат выдерживают перед посадкой мицелия 5—7 сут, в течение которых возрастает активность микроорганизмов, присутствующих в субстрате, и его температура повышается до 45...55 “С. При этом наружный слой субстрата остается холодным, а испаряющаяся из субстрата вода конденсируется на поверхностном слое, поэтому субстрат выглядит отпотевшим. Вредные насекомые выползают из зоны высокой температуры на поверхность субстрата; их уничтожают с помощью пестицидов.

В современном грибоводстве используют два способа пастеризации: классический, при котором ее осуществляют на стеллажах или в контейнерах, и объемный — пастеризация в массе. Пастеризацию субстрата классическим способом осуществляют паром при 58...60*С в течение 6—8 ч. Если субстрат заражен нематодами, этот период может быть увеличен до 12—16 ч. По завершении пастеризации подают свежий воздух для охлаждения субстрата до 43...45 *С. Считается нормальным, если после охлаждения воздухом температура субстрата в течение 8—12 ч снижается до 55 #С.

Далее начинается вторая стадия процесса тепловой обработки субстрата — кондиционирование, которое происходит при снижении температуры субстрата с 55 до 50 *С и подаче достаточного количества свежего воздуха. В этот период развиваются определенные группы микроорганизмов. При температуре 55...65*С наиболее активно развиваются термофильные бактерии, при ее снижении — актиномицеты и некоторые группы термофильных грибов.

Медленное и равномерное снижение температуры в процессе кондиционирования обеспечивает высокую активность микрофлоры. Идеальным считают равномерное снижение температуры на 1... 1,5*С в сутки. Система вентиляции в этот период должна обеспечивать активное перемешивание воздуха в камере пастеризации при 10—15-кратном воздухообмене в течение 1 ч. Период кондиционирования продолжается 5—7 сут.

Готовый субстрат характеризуется следующими показателями: структура однородная, солома тусклая, темно-коричневого цвета, мягкая, влажность около 65—68 %, на поверхности соломы видны серовато-белые пятна актиномицетов, исчезают клейкость, навозный и аммиачный запахи, появляется приятный сладковатый запах, рН около 7,5, содержание общего азота 1,8—2,3 %.

В практике промышленного грибоводства широкое распространение получил также другой способ тепловой обработки субстрата — пастеризация в массе. Сущность способа состоит в том, что уложенный рыхлым равномерным слоем высотой 1,8— 2 м субстрат продувается очищенным воздухом с заданной температурой. Продукты метаболизма удаляются из субстрата за счет принудительной конвекции, что позволяет более мобильно регулировать температуру субстрата и обеспечивать его кислородом.

Выращивание и посадка мицелия. Посадочным материалом служит мицелий гриба, который должен иметь высокую жизнеспособность, быть свободным от грибных, бактериальных и вирусных инфекций, высокоурожайным, давать плодовые тела высокого качества, отличаться обильным и компактным плодоношением, устойчивостью к заболеваниям.

Процесс получения чистого спорового материала включает три стадии: культивирование исходной культуры из спор, затем промежуточной культуры и, наконец, посевного мицелия.

Лучший способ посева мицелия — равномерное перемешивание его с субстратом. При многозональной системе выращивания шампиньонов в контейнерах посев мицелия и перемешивание с субстратом ведут на поточной линии, на которой слой субстрата выравнивают и уплотняют специальным прессом.

Покровный материал. Это важная составная часть шампиньонного грунта. Без нанесения слоя покровного материала на поверхность субстрата плодовые тела формируются слабо или вовсе не образуются. Покровный материал регулирует концентрацию С02 в субстрате и воздухе культивационного помещения в процессе тепло- и газообмена; влияет на формирование микроклимата в гряде и прилегающей к ней зоне; служит источником резерва воды, необходимой для развития плодовых тел и испарения; предохраняет субстрат от излишних потерь влаги.

Толщина слоя покровного материала зависит от его состава. Легкий по составу покровный материал насыпают слоем 4,5—5 см, тяжелый, с примесью большого количества глинистых частил — слоем 3—4 см.

Для приготовления покровного материала используют почвы различных типов: низинный, переходный и верховой торф, крупный речной песок, мелкодробленый и молотый известняк, доломит или мергель, мел, шламы, как правило, в смеси. Соотношение компонентов для приготовления покровного материала определяется качеством основного компонента — почвы или торфа.

Покровный материал должен иметь прочную мелкокомковатую структуру, высокую влагоемкость, содержать необходимые питательные вещества, иметь слабощелочное или нейтральное значение рН (7,2—7,6), быть относительно стерильным, свободным от вредителей и возбудителей болезней.

Дезинфицируют покровный материал термическим или химическим способом. Термический способ заключается в обработке покровного материала паром при температуре 60...65*С и экспозиции 6 ч; химический — в обработке 40%-м раствором формалина при температуре выше 5*С. Расход формалина составляет 0,5—0,75 дм3/м3 покровного материала. После обработки формалином камеру в течение 12—16 ч не вентилируют.

Уход за культурой. Важнейшее условие быстрого роста мицелия — создание оптимальных температуры и влажности субстрата. При грядовом способе выращивания в приспособленных помещениях оптимальны температура субстрата 24...26*С и влажность воздуха 90—95%. Продолжительность роста мицелия не превышает 12—14 сут.

Для культуры на стационарных стеллажах температуру субстрата поддерживают на уровне 24...26 *С, воздуха — 22...24 *С, влажность воздуха — в пределах 90—95 %. Продолжительность роста мицелия составляет 11—13 сут. Концентрацию С02 поддерживают

на уровне не выше 2 %.

Проращивают мицелий в массе субстрата (в тоннеле) в течение

10—12 сут при поддержании концентрации О2 в воздухе тоннеля не выше 2 %. Этот уровень обеспечивается подачей воздуха в количестве 10—20 % рециркуляционного.

Покровный материал насыпают в зависимости от степени разрастания мицелия в субстрате. В помещениях без регулирования микроклимата покровный материал насылают через 18—21 сут посте посадки мицелия. В камерах с регулируемым микроклиматом покровный материал можно насыпать на 11—13-е сутки после посева.

Период роста мицелия в субстрате и покровном материале. Этот период продолжается 8—9 сут. Оптимальная температура субстрата 24...27 *С, температура воздуха в помещении должна быть на.3*С ниже. Степень вентиляции в период роста мицелия в субстрате и покровном материале зависит от температуры субстрата. В идеальном случае, когда температура в слое субстрата составляет 24...27*С, вентиляции помещения не требуется. Концентрация диоксида углерода в воздухе в пределах 1—2 % не вызывает отрицательных явлений и даже способствует вегетативному росту мицелия. В зависимости от состава и структуры покровного материала норма полива варьирует от 1 до 3—4 дм3/м2 гряды; в последующие дни норму полива постепенно снижают. Общий расход воды в течение 3—4 сут после насыпки покровного материала на основе торфа составляет 8—12 дм3/м2 гряды. За это время влажность покровного материала доводят до 75 —80 % и далее поддерживают на таком уровне. Период роста мицелия в покровном материале заканчивается при появлении отдельных пятен гиф мицелия на поверхности покровного материала.

Период плодообразования. Этот период очень короткий — 2—

4 сут. Обильное образование зародышей плодовых тел происходит при температуре субстрата 18-20*С и концентрации СО2 в зоне их образования 0,1—0,3 %.

Непосредственно плодообразованию предшествует переходный период, характеризующийся резким изменением параметров микроклимата, и в первую очередь охлаждением субстрата с 26 до 19*С и снижением концентрации С02, что достигается усиленной вентиляцией камеры выращивания холодным (10...14*С) свежим воздухом. При этом температура воздуха в культивационном помещении снижается до 14...16Х, а концентрация диоксида углерода — до 0,06—0,1%. Продолжительность переходного периода не должна превышать 36 ч. Поливы в это время должны быть умеренными: норма составляет не более 0,2—0,5 дм3/м2.

Период роста плодовых тел. Наиболее благоприятные условия для роста плодовых тел предусматривают температуру воздуха в помещении 15...16*С, температуру субстрата 17...20*С, влажность воздуха в пределах 85—90%, содержание С02 не более 0,1%. Скорость потоков воздуха над поверхностью гряд не должна превышать 0,5—0,6 м/с.

При появлении на поверхности покровного материала плодовых тел норму полива постепенно увеличивают до 1—1,5 дм3/м2 в сутки в зависимости от количества растущих плодовых тел. Скорость воздуха над поверхностью гряд не должна превышать 0,2—0,3 м/с.

Плодообразование шампиньонов происходит волнообразно: после активного плодоношения наступает спад. Продолжительность каждой «волны» составляет примерно неделю. Продолжительность волны плодоношения, количество и качество плодовых тел в определенной степени зависят от параметров микроклимата, воздухообмена в помещении и режимов полива культуры.

В период плодоношения и сбора урожая температуру воздуха в помещении поддерживают на уровне 15,..16*С. Температура в грядах сначала составляет 18...19*С, затем постепенно снижается и через 3—4 нед сравнивается с температурой воздуха.

Воздухообмен в период плодоношения регулируют так, чтобы скорость потока воздуха над поверхностью гряд приближалась к 0,2 м/с. Объем свежего воздуха для вентиляции зависит от уровня метаболизма в субстрате. Считают, что для формирования 1 кг плодовых тел из гряды расходуется около 2 дм3 воды: 1 дм3 выносится с урожаем и около 1 дм3 испаряется из слоя покровного материала.

Сбор урожая и хранение шампиньонов. В зависимости от условий выращивания плодоношение шампиньонов начинается через 18—40 сут после насыпки покровного материала; в камерах выращивания с регулируемым микроклиматом начало плодоношения варьирует между 18-ми и 21-ми сутками после насыпки покровного материала.

При выращивании шампиньонов в культивационных помещениях с регулируемым микроклиматом продолжительность плодоношения не превышает 5—6 нед. В приспособленных помещениях с естественной вентиляцией срок плодоношения значительно растягивается и может продолжаться до 4—6 мес. Самая высокая активность наблюдается в первые 3 нед плодоношения, затем она постепенно затухает. При обычном плодоношении сбор проводят ежедневно или через день.

Непосредственно после сбора шампиньоны охлаждают до 2...3*С Собранные и охлажденные шампиньоны транспортируют в машинах-рефрижераторах, в период продажи хранят в холодильных камерах.

Использование шампиньонов. В свежем виде шампиньоны содержат до 6 % белков, 3 % углеводов и жиров. Они исключительно богаты витаминами (В1 В2, РР и С); солями калия, кальция, железа и других микроэлементов; по содержанию фосфора не уступают рыбным продуктам. Грибы могут широко использоваться в качестве ароматических, вкусовых и белковых добавок при производстве различных пищевых продуктов. Присутствие антибиотических веществ, тонкий аромат, великолепный вкус делают их деликатесной добавкой и позволяют использовать в лечебно- профилактических целях.

Апробировано применение добавок шампиньонов при производстве макаронных изделий. В качестве исходного сырья использовали муку хлебопекарную высшего сорта с содержанием сырой клейковины 28,8 % и свежие плодовые тела шампиньонов, предварительно тонко измельченных, в количестве 5, 10 и 15% массы муки.