ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ НА РАЗВИТИЕ ГРИБНИЦЫ И ПЛОДОНОШЕНИЕ СЪЕДОБНЫХ ГРИБОВ

На рост и развитие грибницы, а также на плодоношение грибов большое влияние оказывают условия внешней среды (температура и влажность воздуха, освещенность и др.). Так, рост мицелия у большинства видов съедобных грибов происходит при широком диапазоне температур — от 10 до 32 °С. Однако наиболее интенсивно ростовые процессы мицелия у многих видов протекают только в пределах 20—27 °С. При 30—32 °С рост мицелия тормозится, а при температуре свыше 36 °С полностью прекращается, и мицелий отмирает (оптимальные температурные режимы для каждого культивируемого вида указаны при описании методов их культивирования).

Плодовые тела у большинства видов съедобных грибов формируются при более низких температурах. У многих видов они развиваются при 14—20 °С, а, к примеру, у зимнего гриба — при 5—8 °С, у некоторых видов вешенки — при 20—25 °С.

Поэтому в процессе искусственного культивирования грибов необходимо строго поддерживать оптимальные температурные условия для каждого вида. Отклонение их в ту или иную сторону от оптимума приводит к снижению ростовых процессов, удлинению цикла выращивания и снижению урожайности плодовых тел.

Не менее важное значение для развития съедобных грибов имеет влажность окружающего воздуха и субстрата. Большинство съедобных грибов развивается при повышенной относительной влажности воздуха (85—95%); если она ниже 80%, то ростовые процессы культивируемых грибов ослабляются.

Вегетативный мицелий активно развивается в субстрате, насыщенном водой (относительная влажность его должна быть 65—75%). Для его получения одну часть сухого субстрата (по массе) необходимо увлажнить двумя-тремя частями воды. Из такого субстрата при его сжимании в ладони выделяются капельки воды. При влажности субстрата выше оптимальной распространение мицелия в нем затрудняется из-за отсутствия достаточного количества воздуха и из-за развития анаэробных бактерий.

В естественных условиях мицелий съедобных грибов, в особенности дереворазрушающих, развивается в субстрате, содержащем повышенное количество углекислоты, что обусловливается недостаточным воздухообменом его с окружающей средой. Содержание углекислоты в активной зоне развития мицелия может достигать 1% и более. Однако процесс формирования плодовых тел нередко протекает только в воздушной среде, содержащей минимальное количество углекислоты (не более 0,06-0,08 %).

Мицелий съедобных грибов нормально развивается и осваивает субстрат в условиях полной темноты. Однако известно, что большинство макромицетов в темноте не образуют плодовые тела, а если они и развиваются, то, как правило, бывают уродливой формы. У разных видов съедобных грибов активный процесс формирования плодовых тел протекает при соответствующем уровне освещенности, близком к природным условиям произрастания культивируемых видов.

Съедобные грибы предъявляют определенные требования и к кислотности среды. Мицелий большинства видов лучше развивается при кислой реакции (pH 5,0—6,5).

Отмеченные биологические особенности съедобных грибов необходимо учитывать при культивировании их в искусственных условиях.

Технология выращивания съедобных грибов включает ряд операций, которые выполняют в определенной последовательности.

Приготовление посевного материала осуществляется в микологических лабораториях под руководством специалистов, владеющих методами работы с чистыми культурами грибов.

Посевной материал представляет собой отселектированный штамм (сорт) или вид гриба, отличающийся высокой жизнестойкостью, быстрым разрастанием гиф мицелия в субстрате и дающий хороший высококачественный урожай. В качестве посевного материала можно использовать компостный и зерновой мицелий, прививочную пасту, дикорастущую грибницу и споровый порошок. В настоящее время применяют в основном компостный и зерновой мицелий.

Начинающим грибоводам Ю.И. Казякин (1992) рекомендует выращивать шампиньоны с использованием готового компостного мицелия. Для его получения вначале готовят компост. С этой целью озимую солому ржи или пшеницы смешивают с конским навозом (в соотношении 2 : 1 по массе) и для создания необходимой кислотности среды (pH) добавляют необходимое количество мела или алебастра. Полученную массу складируют в бурт для ферментации и регулярно увлажняют ее, тщательно перемешивая (3—4 раза). Влажность приготовленного компоста должна быть 70—72%, pH 7,6—7,8, содержание в нем общего азота (на сухое вещество) должно варьировать в пределах 1,4— 1,8%.

Процесс ферментации считается законченным, когда масса становится однородной по составу и когда прекращается выделение аммиака. Этот процесс обычно длится 20—22 дня. По его окончании из компоста удаляют нежелательные примеси (путем промывания его водой в ванне), после чего прессуют, измельчают в специальной дробилке, вновь увлажняют до 60—65% и помещают в стеклянные банки емкостью 1—2 литра, тщательно уплотняя (в однолитровую банку должно входить 350—400 г компоста).

Далее в массе компоста с помощью конического стержня по центру делают вертикальное отверстие диаметром 2—3 см. После этого банку закрывают металлической крышкой (закатывают) с предварительно проделанным также по центру отверстием диаметром 2,5—3 см и закрывают его ватной пробкой, обтянутой марлей. Банки с компостом стерилизуют в автоклаве в течение 3 часов при давлении 2—3 атм., после чего охлаждают до 30 °С.

Затем в специальном стерильном помещении (боксе) проводят инокуляцию компоста, т. е. введение в него чистой культуры гриба, выращенной на питательной среде или зерне. С этой целью в каждую банку через отверстие в крышке вносят 20—40 г зернового мицелия или содержимое одной пробирки с чистой культурой гриба (все работы по инокуляции компоста рекомендуется проводить в стерильных условиях).

Банки с инокулированным компостом устанавливают в инкубационное помещение, где температура и относительная влажность воздуха поддерживаются на уровне соответственно 22—25 °С и 60— 65% и где окна зашторены светонепроницаемым материалом (на свету замедляются ростовые процессы мицелия). Примерно через 30—40 дней мицелий гриба полностью осваивает компост в банках и готов к использованию. Если полученный таким образом компостный мицелий необходимо какое-то время хранить, его подсушивают, доводя влажность до 10—15%, и помещают в холодильные камеры (0—2 °С). В таких условиях он может храниться в течение 10—12 месяцев. При более длительном хранении посевные качества и урожайность компостного мицелия снижаются.

В настоящее время на большинстве предприятий и фирм, занимающихся искусственным выращиванием съедобных грибов, в качестве посевного материала используют зерновой мицелий. Он отличается более высоким содержанием питательных веществ по сравнению с компостным мицелием. Кроме того, его проще получить (зерно легче поддается обработке) и можно равномерно распределить в субстрате.

Для получения зернового мицелия вначале из очищенного от посторонних примесей фуражного зерна пшеницы, ржи, ячменя, овса или проса готовят основной субстрат. С этой целью 10 кг зерна загружают в котел или кастрюлю, наливают в нее 15 л воды и варят в течение 20—30 минут на слабом огне, периодически помешивая. Затем отвар сливают через сито, а отваренное зерно рассыпают слоем 2—3 см на чистой поверхности (для поверхностного подсыхания). Оно должно быть мягким и иметь первоначальную форму. Для регулирования кислотности и улучшения структуры субстрата к зерну в процессе подсыхания добавляют мел (30 г) и гипс (120 г), перемешивая смесь. Далее ее засыпают в тщательно вымытые и высушенные однолитровые молочные бутылки или одно-, двух-, трехлитровые банки либо в полипропиленовые мешки емкостью 0,5—1 кг, в верхней части которых с помощью металлического кольца делают отверстие диаметром 3—3,5 см. Мешки заполняют на 4/5 объема. Бутылки и мешки закрывают ватными пробками, обтянутыми марлей, а банки — полипропиленовой пленкой или тонкой металлической фольгой.

Емкости с зерном помещают для стерилизации в автоклав (при температуре 121 °С и давлении 1 атм.) на 1—1,5 часа. Затем их охлаждают до комнатной температуры (25—30 °С) и переносят в бокс (специальное помещение, оборудованное бактерицидными лампами), который предварительно обеззараживают (закрывают двери и на 1 час включают бактерицидные лампы; в это время в боксе не должно быть людей, а также маточных культур съедобных грибов. Входить в бокс рекомендуется через 30 минут после выключения ламп). По окончании работы бокс проветривают, тщательно убирают, стены, столы и пол обрабатывают дезинфицирующим раствором.

Инокуляцию стерилизованных субстратов осуществляют маточными культурами гриба, выращенными на сусло-агаровой среде, или промежуточной культурой, полученной на зерне. Питательную среду готовят следующим образом. К 1 л пивного стерильного сусла (промежуточный продукт пивоваренного производства) добавляют 20 г агара и нагревают при помешивании до полного растворения. Горячую питательную среду разливают в пробирки на 0,5 их объема, закрывают ватными пробками, обтянутыми марлей, и стерилизуют в автоклаве при 101 °С в течение 20—25 минут. Затем пробирки с горячей средой раскладывают на столе в наклонном положении, не допуская смачивания пробок (расстояние между средой и пробкой должно быть 3—4 см). После того как среда остынет, ее засевают чистой музейной культурой определенного вида гриба и таким образом получают маточную культуру. Ее используют для засева зерна в банках или бутылях. Для засева среды в однолитровой емкости используют мицелий из одной пробирки. Посев производят над пламенем газовой горелки или спиртовки. При этом пробирку слегка нагревают, вынимают пробку и, наклонив пробирку верхним концом вниз, переливают ее содержимое в банку с зерном.

Чтобы уменьшить расход мицелия, посев можно производить с помощью перевивочной иглы следующим образом. Из пробирки с маточной культурой берут часть мицелия и переносят его (стерильно) в емкость с зерном.

Заинокулированные емкости размещают в инкубационном помещении, где температура и относительная влажность воздуха поддерживаются на уровне соответственно 22—24 °С и 60—65%, а окна зашторены светонепроницаемым материалом. В трехлитровых банках мицелий большинства культивируемых грибов пронизывает субстрат за 21—28 суток. Во время культивирования периодически, через каждые 2—3 суток, эти емкости осматривают. Те из них, в которых появляются зеленоватые, темно-бурые или оранжевые пятна (грибные загрязнения), потемневшие слизистые голые зерна, мутноватая жидкость с характерным кисловатым запахом (бактериальные поражения), немедленно удаляют из инкубационного помещения и повторно стерилизуют в автоклаве при 130 °С в течение 2 часов.

Хорошо развитый жизнеспособный мицелий имеет вид белого пышного с приятным грибным запахом налета на субстрате, пронизывающего всю его глубину. Этот посевной материал используется для инокуляции субстратов при выращивании плодовых тел и частично — для засева новых емкостей с зерном. В последнем случае часть мицелия металлической ложкой с длинной ручкой переносится в другую банку со стерильным зерном (на однолитровую банку достаточно 1—2 ложки). Такие пересевы позволяют снижать расход зернового мицелия и сокращать сроки выращивания посевного мицелия, но их можно повторять не более 7—10 раз, после чего следует взять свежую маточную культуру.

С целью экономии дефицитного зерна при производстве посевного мицелия вешенки, летнего опенка и других дереворазрушающих грибов можно использовать также отходы деревообрабатывающей промышленности и сельского хозяйства, в частности ржаную солому, смешанную с равной по объему частью зерна или опилок лиственных пород, либо все три компонента, смешанные также в равных объемах.

При выращивании опенка летнего и зимнего гриба Лутхард (1969) предлагает использовать прививочную пасту, представляющую собой чистую культуру грибов, выращенную на древесных опилках или древесной стружке, смешанных на таких питательных добавках, как лузга семечек подсолнечника, картофельная мезга, пивная дробина и др.

Готовый посевной материал можно хранить в холодильных камерах при 2—4 °С в течение 4—6 месяцев, а при более высокой температуре (8—10 °С) — не дольше двух недель. Пригодность посевного мицелия после длительного хранения обычно определяют с помощью пробных инокуляций.

Для транспортировки к местам потребления посевной мицелий затаривают в полиэтиленовые пакеты емкостью 2 л или в мешки из плотной бумаги. В таких упаковках он может храниться при 4—8 °С в течение 5—7 дней без существенного снижения посевных качеств.

При крупных грибоводческих хозяйствах целесообразно создавать специализированные микологические лаборатории по выращиванию посевного мицелия, оснащенные соответствующим оборудованием. Такая лаборатория должна полностью обеспечивать высококачественным посевным материалом не только хозяйства, но и мелких потребителей данного региона. Размещать ее желательно в отдельном здании, на определенном отдалении от места выращивания грибов (не менее 200 м). Площадь которого в зависимости от объема выпускаемой продукции в год должна составлять 100— 250 м². Лаборатория должна включать две зоны: нестерильную и стерильную.

В нестерильной зоне располагаются помещение для хранения зерна, стеклянной тары и других материалов и подготовительное отделение, состоящее как минимум из двух комнат. В одной из этих комнат ведутся работы по подготовке субстрата, а во второй — варка зерна, его подсушивание, затаривание в банки и стерилизация в автоклаве. В данной зоне лаборатории размещаются лабораторные столы, весы, термостат, pH-метр, автоклав с рабочей камерой объемом 0,5—2 м, переносная ультрафиолетовая лампа, варочный котел, лабораторный стерилизатор, тележки и другое вспомогательное оборудование.

При входе в стерильную зону монтируется шлюзовая камера, оборудованная воздушным душем и устройством для ультрафиолетового облучения. В этой зоне располагаются бокс, инкубационное помещение, холодильная камера и микологическая лаборатория.

Бокс оборудуется двумя рабочими столами, бактерицидными лампами, газовой горелкой (или спиртовкой), а также специальными инструментами для пересева чистых культур и для других работ. Бокс должен содержаться в идеальной чистоте. В нем не менее чем за час до начала работы включаются бактерицидные лампы для обеззараживания помещения. После окончания работы в боксе проводится уборка; пол и стены обрабатываются дезинфицирующими препаратами.

Инкубационное помещение оборудуется стеллажами для стеклянных емкостей с инокулированным субстратом. Оно должно иметь термостатирующее устройство, обеспечивающее температуру па заданном уровне (22—24 °С), увлажнитель воздуха и ультрафиолетовые лампы.

В холодильной камере размещаются холодильные установки для хранения готового посевного материала, а также приспособления для затаривания зернового мицелия в полиэтиленовые пакеты или другие емкости (для отправки потребителю).

В микологической лаборатории осуществляется постоянный контроль чистоты маточных культур и готовой продукции. В ней размещаются оптический микроскоп, термостат (для хранения чистых культур), шкаф для реактивов, лабораторная посуда и другое оборудование. Контроль чистоты культур съедобных грибов осуществляется высококвалифицированными специалистами.

Приготовление субстрата заключается в подборе питательных сред для выращивания грибов. Питательная среда должна отвечать биологическим потребностям грибов, содержать необходимые для них органические и минеральные соединения.

Компонентами питательных сред (субстратов) могут служить различные остатки органического происхождения, древесина и отходы ее обработки, а также отходы сельскохозяйственного производства. Для придания этим компонентам необходимых свойств их подвергают определенной обработке.

Навоз, чаще всего используемый при выращивании шампиньонов, подвергают ферментации и (при промышленном культивировании грибов) термической обработке или пастеризации.

Ферментацию осуществляют путем укладки навоза или его смеси с соломой в бурты. В буртах в результате жизнедеятельности микроорганизмов малоусвояемые аммонийные формы азотистых соединений превращаются в белковые соединения. В результате в конечном итоге образуется лигнин-гумусовый комплекс, из которого гриб (шампиньон) усваивает азот. Кроме того, в буртах изменениям подвергается комплекс углерод содержащих соединений, вследствие чего образуются усвояемые грибом сахара и органические кислоты. Для нормального протекания процесса ферментации всю массу бурта периодически подвергают перебивкам. Процесс ферментации длится от 2,5 до 3,5 недель.

Термической обработке и пастеризации подвергают ферментированный субстрат. Это делают для уничтожения вредных микроскопических грибов и насекомых.

Растительные материалы, используемые в качестве субстратов для выращивания грибов (вешенки, летнего опенка и др.), измельчают, увлажняют и также подвергают термической обработке и пастеризации.

Измельчают солому и некоторые другие материалы (кукурузные стебли и кочерыжки, стебли камыша). Измельченный субстрат легко упаковывается (в ящики, контейнеры, мешки и другие емкости), хорошо прессуется и, таким образом, приобретает структуру, обусловливающую создание условий, благоприятных для роста и развития мицелия.

Увлажняют материалы до уровня, оптимального для нормального роста и развития гриба. Для большинства видов грибов оптимальные значения влажности варьируют в пределах 65—75%.

Термическая обработка и пастеризация измельченных растительных материалов проводится с целью уничтожения и подавления жизнедеятельности вредных микроорганизмов, сдерживающих развитие мицелия культивируемых грибов.

Часто при выращивании грибов используются смеси различных материалов: навоз с соломой; солома с опилками и стружкой; опилки с отходами обмолота зерна и др. Это дает возможность получать полноценные питательные среды и максимально утилизировать различные растительные остатки, а также отходы сельскохозяйственного производства. Кроме того, в среды (навоз, измельченные материалы) можно вносить различные минеральные добавки (карбамид, суперфосфат и др.). Это делают для их обогащения минеральными соединениями, создания оптимального соотношения в них элементов питания, для достижения необходимой кислотности (реакции) среды.

Инокуляция субстрата представляет собой процесс внесения в него посевного (посадочного) мицелия. Выбор способа и техники данного процесса зависит от типа мицелия (зерновой или компостный), а также от вида выращиваемого гриба и метода его культивирования.

Вносимый в субстрат посевной мицелий должен быстро развиваться. Это гарантирует защиту его от проникновения инфекции. При выращивании грибов на бедных питательными веществами субстратах количество вносимого в них инокулята должно быть больше, чем при выращивании на богатых субстратах, поскольку на первых мицелий развивается слабо. Количество инокулята зависит и от вида гриба. Так, при интенсивных способах культивирования количество инокулята, необходимое для нормального развития шампиньона двуспорового (0,5% от массы субстрата), недостаточно для выращивания вешенки обыкновенной — для нее требуется 3—5% инокулята (от массы субстрата). Вносить в субстрат инокулят в повышенных дозах нецелесообразно, поскольку чрезмерное количество его может вызвать разогревание субстрата и, как следствие, - гибель развивающегося в нем мицелия. Кроме того, повышенное содержание инокулята обусловливает значительное увеличение количества выделяющегося углекислого газа (он в определенных дозах может оказывать ингибирующее влияние на мицелий гриба).

Инкубация — выдерживание заинокулированного субстрата в условиях, обеспечивающих развитие в нем мицелия и подготовку его к плодоношению. Инкубацию проводят в естественных условиях (при экстенсивных способах культивирования грибов) и в помещениях, где поддерживаются высокая влажность воздуха (не менее 90-95 %) и температура, благоприятная для роста и развития мицелия (для нормального развития большинства видов грибов оптимальная температура должна быть в пределах 21—26 °С).

Одним из основных условий для развития инкубационного процесса в помещении является обеспечение обмена газов субстрата с окружающим воздухом и удаление накапливающейся углекислоты.

Для разных видов грибов продолжительность инкубационного периода различна и для шампиньона и вешенки (на соломенных субстратах) составляет 2—3 недели, для летнего опенка и зимнего гриба (при выращивании в регулируемых условиях) — 4—5 недель. При выращивании грибов-ксилотрофов на древесных отрубках этот период растягивается на несколько месяцев.

Признаками того, что гриб нормально развился в субстрате, является равномерное пронизывание его гифами и появление последних в виде белого налета на поверхности (со временем налет темнеет и приобретает кремовый оттенок).

Создание условий для плодоношения грибов — конечный этап в технологическом процессе выращивания грибов. Он включает инициирование плодоношения и обеспечение оптимального режима для его протекания. Инициируют плодоношение грибов (вешенки обыкновенной, зимнего гриба и некоторых других) снижением температуры воздуха в помещении, где их выращивают. Температурный режим, стимулирующий плодообразование, у разных видов и штаммов грибов различен.

Рост плодовых тел и их качество зависят от комплекса факторов, из которых основными являются свет, температура и влажность воздуха. Свет необходим для роста большинства грибов. Он влияет на цвет и размер шляпок и ножек. При его недостатке вырастают деформированные плодовые тела с мелкими шляпками и удлиненными ножками. Оптимальная температура воздуха для роста плодовых тел грибов находится в пределах 12—20 °С (зависит от вида и штамма гриба), влажность — 75—85%. Кроме того, в период плодоношения необходимы приток свежего воздуха и удаление накапливающейся в выростном помещении углекислоты.

Контрольные вопросы:

• 1. Каков диапазон температур при котором формируются плодовые тела и начинается плодообразование у грибов?
• 2. Каковы основные требования к освещенности у шампиньона и вешенки?
• 3. Из каких материалов готовят среды для выращивания грибов, какие минеральные добавки могут в них присутствовать?
• 4. Что представляет собой процесс ферментации навоза?
• 5. Что используют для регулирования кислотности и улучшения структуры субстрата?
• 6. Опишите процессы инокуляции и инкубации.