Питательная среда, на которой выращивают шампиньоны, называется субстратом, а процесс его приготовления — компостированием. На протяжении нескольких столетий субстрат готовили из соломистого конского навоза, который в настоящее время является дефицитным сырьем не только из-за сокращения поголовья лошадей в мире, но и вследствие значительного развития грибоводства во многих странах. В течение последних 30—40 лет предложено много рецептов приготовления субстрата, в которых конский навоз частично или полностью заменяется другими материалами — соломой, грубым сеном, стержнями кукурузных початков, листьями и стеблями кукурузы, отходами льно- и целлюлозоперерабатывающей промышленности, городскими отходами, древесными опилками, сосновой корой и другими органическими и неорганическими (минеральными) добавками.
Известны также рецепты приготовления субстрата из навоза крупного рогатого скота, свиней, овец или птичьего помета, но всегда с добавлением большого количества соломы. Специальные требования предъявляются к кормлению животных, от которых получают такой навоз. Очень часто, хотя и неправильно, употребляются термины “пол у синтетический субстрат”, если замещается лишь часть конского навоза, и “синтетический субстрат”, если конский или другой вид навоза вообще не используется.
Несмотря на крупные успехи, достигнутые в теории и практике компостирования, которые нашли свое выражение в получении высоких урожаев с единицы массы субстрата, до сегодняшнего дня нет точного ответа на вопрос, почему именно свежий соломистый конский навоз является наилучшим исходным материалом для приготовления субстрата. На практике стремятся к тому, чтобы все заменители конского навоза были аналогичны ему как по структуре, так и по составу.
Классический материал для приготовления шампиньонного субстрата — свежий конский навоз. Рацион лошадей, от которых получают навоз для приготовления субстрата, должен состоять из овса и сена, в крайнем случае в него включают ячмень или рожь. В качестве подстилки используют в основном пшеничную (норма расхода — 2—4 кг/сут на одну лошадь), ржаную, рисовую и в виде исключения — ячменную солому. Овсяную солому не используют, потому что она слишком мягкая и из нее получают некачественный “липкий” субстрат. Для подстилки солома должна использоваться сухая, чистая (незаплесневевшая) и лучше всего — длинностебельная (неразрезанная). На крупных площадках для компостирования удобнее использовать солому, спрессованную в тюки. Отдают предпочтение однолетней соломе, поскольку она лучше увлажняется.
Из рациона лошадей исключают зеленую траву, силос, мелассу, свеклу, морковь, кукурузу и отруби. Провяленная люцерна считается хорошим кормом. В последние десятилетия для выращивания грибов стали часто использовать навоз от рысистых и племенных лошадей. Поставляют его и предприятия по производству сыворотки.
Все целлюлозосодержащие материалы, которые можно использовать в качестве грубого корма для животных, более или менее пригодны для выращивания шампиньонов. Как в животноводстве, так и в грибоводстве они должны быть по качеству не хуже фуража; они не должны быть заплесневевшими. Получение и сохранение фуражных качеств этих материалов зависят от их правильного производства, транспортировки и хранения, исключающего увлажнение дождевыми и другими водами. При увлажнения создаются условия для развития многочисленных групп микроорганизмов, особенно плесеней, которые бесконтрольно разлагают органическое вещество и превращают фураж в гнилую и заплесневевшую массу, пригодную только для использования в качестве удобрения.
Навоз, и в особенности куриный помет, который используют в грибоводстве, также должны соответствовать определенным качественным показателям, заложенным в соответствующем рецепте приготовления шампиньонного субстрата.
В субстрат вносят также минеральные добавки - азотные удобрения, суперфосфат, калийную соль, микроэлементы, известняк (СаС03) и гипс (CaS04).
Исследования, проводимые в лабораторных условиях и на базе опытных шампиньонниц, часто вносят поправки в прежние представления о химии и биологии шампиньонного субстрата. За последние 10 лет изменилось также отношение к минеральным добавкам. В настоящее время воздерживаются от использования традиционных в прошлом таких добавок, как известняк, суперфосфат, калийная соль. Однако практически нет рецепта приготовления субстрата, в котором не предусматривалось бы добавление гипса.
Компостирование — спонтанно возникающая микробиологическая ферментация. Микроорганизмы — бактерии и низшие грибы, которые ее вызывают, — широко распространены в природе и в больших количествах содержатся в навозе и растительных отходах. Достаточно создать в этих материалах благоприятные условия для развития микроорганизмов, и они начнут быстро размножаться.
Микроорганизмы, развивающиеся в субстрате, можно разделить на 3 группы:
1. Бактерии, размножающиеся при низкой температуре — ниже 20 °С.
2. Мезофильные микроорганизмы — актиномицеты и некоторые грибы, которые развиваются при температуре 20—30 °С и погибают при температуре выше 40—45 °С.
3. Термофильные микроорганизмы — прежде всего плесени, которые развиваются при температуре 45 — 60 °С.
Субстрат — сложное вещество, связанное с жизнедеятельностью десятков микроорганизмов в органической среде, в различные сезоны, на открытых площадках или в закрытых помещениях; механизм этого процесса до конца еще не выяснен. Поэтому производители субстрата ориентируются на использование более стандартных по виду и по составу исходных материалов, стремятся механизировать и регулировать техническими средствами процессы, протекающие в компостируемой массе.
В объяснение механизма микробиологической ферментации в процессе компостирования внесли свой вклад многие специалисты. Известно, что микроорганизмы в субстрате используют углеводные компоненты конского навоза как источник энергии для усвоения азотистых и других веществ, необходимых для создания биомассы. Данные исследований свидетельствуют, что в исходном материале необходимо иметь определенное соотношение между углеродом и азотом, но не меньшее значение имеет и качественный состав этих веществ. Например, бактерии, с деятельности которых начинается процесс компостирования, используют растворимые сахара и пектины, а гемицеллюлоза и целлюлоза для них недоступны. Эти вещества усваиваются термофильными актиномицетами и плесенями. Считают, что в исходном материале должно быть достаточное количество легкодоступных углеродных соединений, а соотношение углерода и азота должно быть примерно 20 : 1. Путем добавления отходов сахарного производства в процессе компостирования можно уменьшить потери углерода и азота в компостируемом материале, но при этом необходимо правильно определить, в какой момент и в каких дозах внести эту добавку.
В объяснение механизма микробиологической ферментации в процессе компостирования внесли свой вклад многие специалисты. Известно, что микроорганизмы в субстрате используют углеводные компоненты конского навоза как источник энергии для усвоения азотистых и других веществ, необходимых для создания биомассы. Данные исследований свидетельствуют, что в исходном материале необходимо иметь определенное соотношение между углеродом и азотом, но не меньшее значение имеет и качественный состав этих веществ. Например, бактерии, с деятельности которых начинается процесс компостирования, используют растворимые сахара и пектины, а гемицеллюлоза и целлюлоза для них недоступны. Эти вещества усваиваются термофильными актиномицетами и плесенями. Считают, что в исходном материале должно быть достаточное количество легкодоступных углеродных соединений, а соотношение углерода и азота должно быть примерно 20 : 1. Путем добавления отходов сахарного производства в процессе компостирования можно уменьшить потери углерода и азота в компостируемом материале, но при этом необходимо правильно определить, в какой момент и в каких дозах внести эту добавку.
Приведем последовательность процессов микробиологической ферментации, при которой из исходных материалов получают готовый субстрат - селективный питательный субстрат для шампиньона. В начале компостирования развивается мезофильная микрофлора. Она вызывает расщепление карбамида и органических азотсодержащих веществ, используя углеводы и освобождая аммиак, но до тех пор, пока концентрация аммиака не достигнет токсичной для этой группы микроорганизмов. Температура в компостируемом материале постепенно повышается, что приводит к гибели мезофильной микрофлоры. Вместе с тем создаются условия для развития термофильных микроорганизмов. Они используют образовавшийся аммиак, органические добавки, погибшие микроорганизмы, а также продукты промежуточного обмена веществ (остатки полисахаридов) и снова синтезируют микробиологический белок. При этом выделяется аммиак, который или теряется, или вновь ассимилируется микроорганизмами. Для жизнедеятельности микрофлоры необходимо много углеводов, значительная часть которых теряется в виде С02, а вторая часть ассимилируется микроорганизмами. В конце процесса компостирования количество пентозанов и клетчатки заметно снижается» а количество лигнина увеличивается. В период компостирования уменьшается количество растворимого азота и увеличивается доля нерастворимого азота, который входит в состав биомассы субстрата и в лигнино-гумусный комплекс.
Подготовка смеси из исходных материалов, которые будут затем подвергнуты компостированию, называется предварительной подготовкой исходных материалов. Этот процесс проводят на открытой бетонированной площадке, под навесом или в закрытом помещении ангарного типа. Площадка или пол должны иметь уклон до 0,5 %, емкости для сбора жижи, т. е. жидкости, которая будет вытекать из штабеля при ее увлажнении. Потери навозной жижи из штабеля нежелательны. Нежелательной является также задержка навозной жижи в емкости, так как в ней начинают протекать вредные анаэробные процессы.
Если используют однородный исходный материал, например средне-соломистый конский навоз с незначительными добавками, то бурт можно приготовить на небольшой площади (1,5 м2 на 1 т навоза). Для увлажнения можно использовать опрыскиватель. Ферментация этим способом требует проведения нескольких перебивок материала, которые в крупном масштабе выполняются только механизированным способом с помощью экскаватора или тракторного погрузчика.
