Интенсивные способы выращивания вешенки обыкновенной отличаются от экстенсивного в основном субстратом (отходы сельскохозяйственных растений) и временем развития (весь процесс длится до 9 недель, а не 3—5 лет).
Преимущества интенсивного выращивания заключаются в том, что весь процесс управляем, выращивание проводят в культивационных помещениях с регулируемым микроклиматом, где легче бороться с болезнями и вредителями. Основное преимущество этого способа состоит в том, что выращивание становится независимым от времени года, т. е. его можно вести круглый год. Однако интенсивные способы выращивания более дорогостоящие. Известно несколько способов интенсивного выращивания вешенки обыкновенной. Наиболее распространены два — стерильный и нестерильный.
Установлено, что мицелий вешенки обыкновенной может развиваться на различных материалах растительного происхождения: соломе, кукурузных стеблях и стержнях початков, на других отходах сельского хозяйства, а также на камыше. Однако в естественных условиях вешенка обыкновенная на этих материалах не развивается, потому что ее мицелий не выдерживает конкуренции с плесневыми грибами. В искусственных условиях развитие этих конкурентов можно затормозить и даже полностью приостановить.
Стерильный способ, запатентованный в 1966 г., практически был первым промышленным способом выращивания вешенки обыкновенной. Он состоит в том, что увлажненную питательную среду нагревают в закрытом сосуде до температуры 120° С и стерилизуют. Затем в среду вводят мицелий и сосуд закрывают. Скоро вся питательная среда пронизывается гифами мицелия. Надежность этого способа обеспечивается автоклавированием субстрата, в результате чего все конкурентные микроорганизмы и грибы погибают, а мицелий вешенки обыкновенной свободно развивается. Этот способ дает хорошие результаты, но дорогостоящий.
При нестерильном способе необходима лишь пастеризация субстрата, все остальные процессы происходят в нестерильных условиях. В питательной среде искусственно размножают полезные микроорганизмы, которые препятствуют развитию организмов, вредных для вешенки обыкновенной. Это позволяет не стерилизовать питательную среду и исключает необходимость помещать мицелий в закрывающийся сосуд, благодаря чему обеспечивается возможность наладить быстрое промышленное, экономически выгодное выращивание вешенки обыкновенной.
Нестерильный способ выращивания вешенки обыкновенной разработан научно-исследовательским центром сельскохозяйственного кооператива «Дуна» и Шопронским лесотехническим институтом ВНРи успешно применяется во многих хозяйствах Венгрии и Италии. Он был проверен нами на полевой экспериментальной базе Института ботаники им. Н. Г. Холодного АН УССР (Киев). Также в ФРГ применяется способ нестерильного промышленного выращивания вешенки обыкновенной, разработанный в исследовательском центре Зенгбуша в Гамбурге.
Нестерильный способ выращивания вешенки обыкновенной состоит в следующем:
Субстрат измельчают, смачивают водой, складывают в ящики и помещают в биокамеру, где он пастеризуется и обогащается полезными микроорганизмами. Затем субстрат упаковывают в мешки из полиэтиленовой пленки или в ящики, покрытые этой пленкой, после чего проводят инокуляцию субстрата мицелием. Мешки или ящики выдерживают при температуре 20° С до тех пор, пока мицелий гриба не будет способен образовывать плодовые тела. После этого мешки или ящики с субстратом, пронизанным мицелием, переносят в специальное вырастное помещение.
У вешенки обыкновенной есть одна интересная особенность: ее плодовые тела лучше развиваются на вертикальной плоскости, чем на горизонтальной. Поэтому из ящиков или мешков надо возвести стену, после чего начинается массовый рост грибов.
В вырастном помещении должна поддерживаться температура 15—16° С, необходимы свежий воздух, высокая влажность и достаточная освещенность. Урожай можно собирать в две волны через 1—2 недели. Поскольку вешенка обыкновенная питательные вещества использует очень быстро, первый сбор этих грибов составляет 75—80% теоретически предполагаемого урожая. Поэтому после первого урожая питательную среду целесообразно заменить новой. Ниже излагаются основные этапы нестерильного выращивания вешенки обыкновенной.
Субстрат. Вешенка обыкновенная является одним из первичных агентов разложения. Она может непосредственно разрушать материалы, содержащие целлюлозу и лигнин без химической или биологической подготовки. Поэтому субстратом для выращивания вешенки обыкновенной могут быть различные материалы растительного происхождения: стебли и стержни початков кукурузы, солома пшеницы и других зерновых культур, камыш, мякина. Желательно использовать здоровый субстрат, не покрытый плесенью. Субстрат измельчают или дробят на кусочки размерами 0,5—2,0 см. Измельчать материал следует за 1—2 дня или в день использования.
На измельченном материале, каким бы он внешне не казался чистым, много микроорганизмов и плесневых грибов. При увлажнении субстрата развитие микроорганизмов и плесеней активизируется, что в дальнейшем угрожает росту мицелия вешенки обыкновенной. Самым надежным способом борьбы с нежелательной сопутствующей микрофлорой является стерилизация, однако это очень дорогостоящая операция. К тому же, если после стерилизации работать в нестерильных условиях, микроорганизмы и плесени все-таки развиваются. Следовательно, стерилизация не снимает полностью вопрос об уничтожении сопутствующих микроорганизмов и плесневых грибов. Однако было установлено, что в субстрате имеются и другие микроорганизмы, являющиеся антагонистами микроорганизмов и плесеней, вредных для вешенки обыкновенной. Таким образом, задача состоит в том, чтобы создать условия, благоприятные для роста и развития так называемых защитных микроорганизмов. Когда их будет достаточное количество, инокуляцию субстрата и другие операции можно проводить и в нестерильных условиях.
Положительное влияние защитных микроорганизмов состоит в следующем: в способности вырабатывать антибиотическое вещество, ингибирующее развитие плесеней и вредных для развития вешенки обыкновенной микроорганизмов; в быстром усвоении углеродов субстрата (сахарозы, крахмала и др.), что лишает «питания» плесени и вредные для развития вешенки обыкновенной микроорганизмы.
При искусственном введении защитных микроорганизмов в субстрат следует учитывать, что количество углеводов в субстрате зависит от вида растительных остатков, степени их зрелости, места произрастания и места хранения. Защитные микроорганизмы относятся к группе термотолерантных микроорганизмов из родов Bacillus и Urobacillus.
Термотолерантные микроорганизмы — терпимые к повышению температуры, т. е. обладающие способностью размножаться без существенных изменений скорости роста при повышении температуры на 3—8° и выше.
Оптимальное значение pH среды для развития микроорганизмов 6,0—6,5, но они неплохо развиваются и при pH 5,4 —7,0. Приблизительно в этих пределах (5,4—7,0) находятся значения pH всех растительных остатков, используемых для выращивания вешенки обыкновенной. Если субстрат имеет кислую реакцию, то с помощью гашеной извести значение pH доводят до необходимой величины. Защитные микроорганизмы не изменяют pH субстрата.
Защитные микроорганизмы обычно имеются в субстрате, однако для максимального их развития необходимо искусственно инокулировать ими субстрат. Тогда они быстро размножаются и угнетают вредные для развития мицелия вешенки обыкновенной микроорганизмы и плесени.
Для получения термотолерантных микроорганизмов, необходимых для инокуляции, исходную музейную культуру пересевают на косяки агаризованной среды. Полученную суточную культуру высевают на жидкую питательную среду, приготовленную следующим образом: 50 г сухих стержней початков кукурузы варят 30 мин в 1000 мл воды, затем воду сливают и объем снова доводят до 1000 мл. В полученный отвар добавляют 5 г глюкозы (или сахара) и 1 г пептона (или нитрата аммония). С помощью раствора NaOH значение pH среды доводят до 6,8—7,0. Затем среду разливают по 3 мл в пробирку и автоклавируют при 1 атм 40 мин. Время культивации при температуре 45° С в аэробных условиях составляет 1 сутки. О росте микробов свидетельствует помутнение коричневой среды. В таком виде термотолерантные микроорганизмы можно сохранять при комнатной температуре длительный период и в любое время использовать для внесения в субстрат.
Подготовка субстрата к инокуляции мицелием. Подготавливать субстрат к инокуляции мицелием необходимо в специальном или приспособленном помещении, сохраняющем тепло и устойчивом к повышению влажности. Сначала субстрат увлажняют, для чего уложенный на полиэтиленовую пленку субстрат заливают водой так, чтобы она могла свободно впитываться. Обычно 1 ц перемолотых стержней початков кукурузы впитывает 100—120 л воды. Чтобы весь субстрат в одинаковой мере пропитался водой, его следует перемешивать. Невпитавшаяся вода стекает. Одновременно с увлажнением субстрата производится инокуляция его защитными микроорганизмами. На 1 ц сухого субстрата в среднем требуется 4-5 л суспензии защитных микроорганизмов. Для равномерного распределения защитных микроорганизмов по субстрату их следует смешать с порцией воды, необходимой для увлажнения 1 ц сухого субстрата, после чего этой смесью его заливают. Если субстрат имеет кислую реакцию (pH ниже 5,4), то в воду надо добавить известь из расчета 0,5—0,7 кг извести на 100—120 л воды.
После того как субстрат впитал воду с суспензией микроорганизмов, его хорошо перемешивают и укладывают в ящики, покрытые полиэтиленовой пленкой с перфорацией (перфорация 1—2 мм в диаметре, на расстоянии 10 см), или в полиэтиленовые мешки. При размере ящиков или мешков 40 X 60 X 20 см создаются условия для хорошей аэрации и поддержания оптимальной температуры для роста мицелия. Затем в закрытое помещение пускают пар, доводя температуру субстрата до 55° С.
Кроме описанного метода подготовки субстрата пропариванием разработана методика подготовки субстрата «черпанием». При этом субстрат укладывают в корзины, сделанные из металлических прутьев. Корзину, заполненную» сухим субстратом, накрывают тяжелой крышкой и опускают в воду, нагретую до 45—50° С, предварительно добавив в нее суспензию защитных микроорганизмов и известь. При «черпании» субстрат увлажняется, а затем его подвергают пропарке.
Ящики или мешки укладывают так, чтобы максимальная площадь поверхности была свободна для доступа пара. Нагретый до температуры 55° С субстрат выдерживают в течение 12 ч. После этого субстрат постепенно охлаждают в этом же помещении и переносят в другое. В ФРГ разработаны и успешно применяются специальные промышленные установки для непрерывного приготовления субстрата при выращивании вешенки обыкновенной.
Измельченный субстрат подается с помощью пневматического устройства в загрузочный контейнер. Затем с помощью специального податчика субстрат поступает в миксер, где смешивается с водой и другими веществами. Для уничтожения конкурирующих микроорганизмов и плесеней в отсеках субстрат нагревают, а затем охлаждают до температуры 20—25° С. В бункере, снабженном дозатором мицелия, определенное количество субстрата смешивается с нужным количеством мицелия. Инокулированный мицелием субстрат упаковывается в мешки, ящики или специальные контейнеры для выращивания вешенки обыкновенной на специальной упаковочной линии.
Инокуляция. Когда температура внутри и на поверхности субстрата достигнет 26—30°С, можно производить инокуляцию субстрата мицелием вешенки обыкновенной. Мицелий вносят стерильными деревянными палочками равномерно по всей поверхности субстрата на глубину 8—12 см. Масса мицелия должна составлять 1/20, — 1/30 — 1/50 массы субстрата. Следует при этом учитывать, что чем больше вносится мицелия, тем быстрее идет пронизывание субстрата гифами. Если мицелия внесена 1/50 часть по отношению к субстрату, то пронизывание происходит медленно и, следовательно, больше шансов для развития различных инфекций. При выращивании вешенки обыкновенной без добавления защитных микроорганизмов или в летнее время, когда создаются более благоприятные условия для распространения инфекции (особенно насекомыми), для ускорения процесса пронизывания субстрата гифами следует вносить 1/20 часть мицелия по отношению к массе субстрата.
Рост мицелия в субстрате. В помещениях, где поддерживаются температура 20—25° С и влажность около 90%, мицелий вешенки обыкновенной хорошо растет и развивается. Через 1—2 дня после инокуляции поверхность субстрата становится беловатой от мицелия. Через 4—5 дней субстрат становится светло-коричневым. Постепенно происходит пронизывание мицелием всего субстрата. Появление воздушного мицелия на поверхности субстрата свидетельствует о том, что мицелий хорошо развился по всему субстрату. С этого момента начинается период созревания.
Во время роста мицелия основное внимание необходимо уделять температурному режиму. В субстрате находятся в активном состоянии защитные микроорганизмы, в результате жизнедеятельности которых выделяется тепло. Перегрев субстрата и помещения может вызвать гибель мицелия. Температура внутри субстрата и в помещении различна, поэтому для правильного регулирования ее рекомендуется в большинстве ящиков измерять температуру 2 раза в сутки. Оптимальная температура для роста мицелия 26—28° С. При повышении температуры внутри субстрата до 28° С и более следует охлаждать субстрат с помощью циркуляции воздуха — проветривания, сквозняка, усиленной вентиляции.
На первой неделе после инокуляции, особенно на 3—4-й день, наблюдается наибольшая разница между температурами субстрата и помещения, достигающая 6—8° (в средних ящиках столба еще больше). После первой недели не наблюдается заметной разницы температур субстрата и помещения, хотя температура субстрата всегда на 1—2° выше температуры окружающей среды. В это время в помещении надо поддерживать температуру 18—20° С. В период роста мицелия очень важен приток свежего воздуха, поэтому помещение следует проветривать 3—4 раза в день. Хотя рост мицелия происходит в полуанаэробных условиях, кислород является очень важным фактором. Немаловажна и концентрация углекислого газа (СO2) в блоке во время роста мицелия. Л. Шанель установил, что мицелий вешенки обыкновенной и других видов рода Pleurotus в противоположность шампиньону двуспоровому растет быстрее при высокой концентрации СO2 в воздухе. Лишь концентрация СO2 в воздухе 37,5 объемных процента по сравнению с-контролем 0,03% тормозила рост мицелия вешенки обыкновенной. Высокое содержание СO2 в субстрате служит защитным барьером мицелию вешенки обыкновенной от влияния вредных микроорганизмов, которые при такой концентрации СO2 погибают либо очень слабо растут.
Во время пронизывания субстрата мицелием гриб индифферентен к свету. Самыми важными факторами в этот период являются температура, количество кислорода и углекислого газа в воздухе, качество и количество мицелия; от этих параметров зависит скорость роста. Например, при оптимальной температуре (25—27° С) такой субстрат, как перемолотые стержни початков кукурузы, мицелий вешенки обыкновенной пронизывает за 8—9 дней (если масса мицелия составляет 1/15 по отношению к массе субстрата), за 10—11 дней (1/20) и за 14—15 дней (1/30). При крупномасштабном производстве используемое оптимальное количество мицелия по отношению к массе субстрата составляет 1/30 при этом переплетение в среднем длится 2—3 недели.
Созревание пронизанного мицелием субстрата. На пронизанном мицелием субстрате плодовые тела образуются не сразу. Сначала субстрат должен созреть. В течение созревания пронизанный мицелием субстрат готовится к плодоношению. Хотя во время этого процесса заметных невооруженным глазом изменений с субстратом и мицелием не наблюдается, в них происходят важные физиолого-биологические превращения, необходимые для начала плодоношения.
Во время созревания субстрат специального ухода не требует. Его оставляют на 3 недели в помещении, где поддерживается постоянная температура 20—22° С. Полив не нужен. Однако необходимо постоянное проветривание помещения. Во время созревания пронизанный мицелием субстрат превращается в плотный гомогенный блок, который легко вынимается из ящика, мешка или контейнера.
Эти блоки нельзя держать больше 3 недель в помещении для созревания, так как здесь не поддерживается температура, необходимая для начала плодоношения, и на поверхности блоков может образоваться мицелиальная строма, в значительной степени снижающая урожайность. Поэтому после 3 недель созревания блоки нужно использовать для плодоношения.
Плодоношение и сбор грибов. Для дружного появления на блоках большого количества плодовых тел следует создать специальные условия. Блоки вынимают из ящиков и переносят в вырастное помещение. Если блоки содержатся в мешках, то мешки надо приоткрывать на 2/3, поскольку количество плодовых тел пропорционально количеству субстрата, а не свободной площади поверхности блока. Блоки или мешки укладывают в шеренги шириной 40—60 см. Высота столбов равняется 80—100 см и зависит от того, какую массу могут выдержать, оставаясь неповрежденными, нижние блоки. Шеренги блоков в вырастном помещении располагают на расстоянии 90—110 см друг от друга, что позволяет свободно проходить между ними во время ухода и сбора урожая.
Как отмечалось выше, в природе плодовые тела вешенки обыкновенной появляются осенью при низких температурах. В вырастном помещении температура воздуха должна быть 12—15° С. Для плодоношения вешенки обыкновенной в летнее время блоки выдерживают в вырастном помещении 4—5 дней при температуре 5° С («холодный шок») и лишь после этого повышают температуру в помещении до 12—15° С. В естественных условиях вешенка обыкновенная плодоносит и при более высоких температурах, однако не дружно, при этом плодоношение часто растягивается на несколько недель. При температуре воздуха 12—15° С в вырастном помещении на 8—10-й день на блоках появляются группы маленьких плодовых тел, которые через 7—9 дней достигают стандартных размеров. При температуре 8—10° С образование плодовых тел задерживается на 5—7 дней. При температуре ниже 0° С плодовые тела подмерзают, однако при повышений температуры снова могут начать рост. Таким образом, изменяя температуру воздуха в вырастном помещении, можно регулировать сроки плодоношения вешенки обыкновенной.
Влажность воздуха в вырастном помещении должна быть около 95%. В первые 4—6 дней после перенесения блоков в вырастное помещение надо следить за тем, чтобы при поливе, на блоки не попадала вода, так как в некоторых местах от попадания воды повреждается мицелий. После его регенерации (через 4—6 дней) можно поливать весь блок. Полив производят чистой водой из лейки или шланга с разбрызгивателем. Поскольку блок воду в себя не впитывает, а лишняя вода стекает на пол, лучше поливать меньшим количеством воды, но чаще. На сухих блоках плодовые тела не появляются. Необходимо следить за тем, чтобы вода не оставалась на полу помещения, так как могут повредиться нижние блоки. При относительной влажности воздуха помещения 95—100% блоки достаточно поливать 2 раза в сутки. Если относительная влажность воздуха ниже 95%, их следует поливать 4—5 раз в сутки. Плодовые тела появляются и при относительной влажности воздуха 75—80%, но качество продукции будет низким (шляпки сухие, покрытые трещинами).
Во время плодоношения необходимо следить за чистотой воздуха вырастного помещения. Если помещение не будет проветриваться и в воздухе будет избыток углекислого газа (в противоположность периоду роста мицелия, когда повышенное содержание СO2 стимулирует рост), то появятся уродливые плодовые тела — шляпка недоразвитая, с краем, подогнутым кверху, ножка толстая, удлиненная, весь гриб столбовидный. Следовательно, чистота воздуха — залог хорошего урожая. В вырастном помещении воздух надо менять каждый чае. Осенью и весной, когда температура окружающего воздуха 12—15° С, проветривать помещение легко. Желательно в это время года устраивать сквозняки. Для поддержания оптимальной температуры в зимнее время необходим подогрев воздуха вырастного помещения.
Если в период роста мицелия в субстрате гриб индифферентен к свету, то для появления плодовых тел свет необходим. При недостаточном освещении появляются уродливые плодовые тела: шляпка маленькая, недоразвитая, ножка длинная. При полном отсутствии света образуются коралловидные плодовые тела, без шляпок. Если вырастное помещение темное, то в первые 5—6 дней искусственное освещение не обязательно, свет необходим после появления маленьких плодовых тел. От количества света зависит цвет и размер шляпок: при хорошем освещении шляпки вырастают больших размеров и темного цвета. Таким образом, силой света можно регулировать размер и цвет плодовых тел. Для освещения вырастного помещения желательно использовать неоновые лампы синего цвета с короткими волнами спектра.
Поскольку ножка — менее ценная часть, чем шляпка, при выращивании следует добиваться появления плодовых тел с короткими ножками. Однако при очень коротких ножках трудно собирать урожай, поэтому размер ножек плодовых тел надо регулировать, изменяя интенсивность освещения. При сильном освещении иногда вырастают грибы с большими шляпками, но почти без ножек. Края шляпок таких плодовых тел могут срастаться с блоками, что очень снижает качество урожая. Наилучшими считаются плодовые тела, у которых диаметр шляпки в 1,9—2 раза больше длины ножки. Вырастают они обычно тогда, когда освещение во время появления их зачатков составляет 920 лк/ч. От появления маленьких плодовых тел до их полного развития необходима оптимальная сила света 7500—8000 лк/ч, хотя при силе света 3000 лк/ч еще вырастают плодовые тела с нормальными шляпками, но с длинными ножками. При силе света 17000—8000 лк/ч вырастают плодовые тела с ненормально удлиненными ножками.
Поскольку скорость роста плодовых тел зависит от температуры (которую можно регулировать), то силу света надо регулировать в зависимости от скорости роста и температуры. Потребность в свете можно удовлетворять периодически или постоянно. Вешенка обыкновенная неодинаково чувствительна к свету длинных волн. Ультрафиолетовые и близкие к ним лучи поглощаются лучше, чем лучи желтого и красного спектров.
На блоках, помещенных в вырастное помещение с оптимальными условиями (температура, свет, влажность и т. п.), через 8—10 дней одновременно появляются маленькие плодовые тела с беловатыми и светло-серыми шляпками. Под влиянием света ножка становится толще, шляпка темнеет. Потом шляпка растет, снова светлеет, приобретая серый с коричневым оттенок. В последние дни созревания шляпка очень увеличивается в размерах и светлеет, это как раз лучшее время для сбора урожая. В это время плодовые тела спорулируют. Грибы лучше всего срезать ножом из нержавеющей стали. Плодовые тела вешенки обыкновенной чистые, поэтому их сразу можно упаковывать в ящики или корзины. После сбора урожая остатки ножек с блоков срезают.
Если после сбора первой волны урожая блоки оставить в вырастном помещении, то через 2—3 недели появляются плодовые тела второй волны, однако плодоношение недружное и урожай небольшой. Обычно урожай первой волны составляет 70—75% всей урожайности блока. В хороших хозяйствах в среднем на 100 кг субстрата (перемолотые стержни початков кукурузы) за две волны можно получить 40—45 кг вешенки обыкновенной; при этом урожай первой волны составляет 30—33 кг.
Транспортировка урожая. Вешенка обыкновенная хорошо переносит хранение, транспортировку и низкие температуры. Наиболее вредно для нее высыхание, так как при этом теряется упругость плодового тела и снижается качество продукции. При транспортировке на дальние расстояния ящики с грибами рекомендуется накрывать полиэтиленовой пленкой, способствующей сохранению влаги.