ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2086101

СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ ВЕШЕНКИ

СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ ВЕШЕНКИ

Имя изобретателя: Ковалев В.С.; Мануковский Н.С.; Рыгалов В.Е. 
Имя патентообладателя: Институт биофизики СО РАН
Адрес для переписки: 
Дата начала действия патента: 1994.11.25 

Использование: сельское хозяйство, в частности выращивание съедобных грибов. Сущность изобретения: способ заключается в подготовке субстрата, заполнении им культивационных сосудов поэтапно и размещении сосудов в крупногабаритной емкости так, чтобы непророщенный мицелием субстрат одного сосуда контактировал с предварительно пророщенным мицелием субстрата другого сосуда. Культивирование осуществляют до прорастания мицелием субстрата всех сосудов, после чего все сосуды заполняют субстратом до полного объема, выдерживают до полного зарастания субстрата, а после извлечения из крупногабаритной емкости часть сосудов отправляют в камеру плодоношения: а часть отправляют для использования в качестве посевного материала в очередном технологическом цикле.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к выращиванию вешенки.

Известен способ выращивания вешенки на стерилизованном субстрате в асептических условиях [1] К недостаткам способа относится сложность его реализации и высокая себестоимость продукции, связанные с необходимостью приобретения и эксплуатации дорогостоящего технологического оборудования. Вследствие этого способ [1] а также другие способы выращивания вешенки в стерильных условиях не находят широкого применения в промышленном грибоводстве [2]

Интенсивное выращивание вешенки в нестерильных условиях позволяет устранить данные недостатки, однако при этом появляется другая проблема: размножение в субстрате конкурирующих бактерий и плесневых грибов.

Конкурентоспособность вешенки поддерживают путем создания селективных условий роста за счет предварительной обработки субстрата с помощью защитных микроорганизмов [3, 4] подготовки многокомпонентных субстратов [5] добавок в субстрат беномила [6] препарата "Custos" и применения быстрорастущих агрессивных культур вешенки [7] Трудности при реализации интенсивного выращивания вешенки по способам [2-7] связаны с необходимостью раскрытия или покупки "ноу-хау" и использования дефицитных препаратов беномила и "Custos". Предметами "ноу-хау" являются штаммы защитных микроорганизмов [3, 4] состав многокомпонентных субстратов [5] и культуры вешенки [7] Кроме того, известно, что при длительном применении беномил и препарат "Custos", как и другие пестициды, теряют свою эффективность.

Дополнительные возможности повысить конкурентноспособность основаны на способности вешенки и других съедобных грибов при освоении значительного объема субстрата подавлять активность конкурирующих микроорганизмов при колонизации оставшегося объема субстрата.

Известно, например, что если гриб шиитаке колонизирует 85% объема субстрата, то конкурирующие микроорганизмы не способны остановить колонизацию оставшихся 15% объема субстрата [8] На практике эту способность съедобных грибов реализуют за счет использования больших количеств посевного материала.

Известен способ выращивания съедобных грибов на стерилизованном субстрате, который инокулируют по всему объему зерновым мицелием. При заполнении культивационных сосудов непророщенный инокулированный субстрат чередуют со слоями предварительно пророщенного субстрата [9] Подобный способ выращивания осуществляют также на пастеризованном субстрате [10] а слои гриба при заполнении культивационных сосудов формируют с помощью мицелия, выращенного на зерне [11] Затруднения при реализации способов [9-11] связаны с необходимостью приобретения большого количества посевного материала или введения дополнительной технологической операции для предварительного проращивания субстрата в стерильных условиях.

Наиболее близким к предлагаемому способу по совокупности признаков является способ выращивания съедобных грибов [12] в культивационных мешочках, которые заполняют питательным субстратом. Мешочки (5) располагают внутри крупногабаритной емкости (фиг.1). Форма емкости определяется жестким корпусом (4). Горловина емкости (3) закрыта колпачком (2) с ручкой (1). После стерилизации емкости через горловину (3) опорами инокулируют верхний слой мешочков. Грибница распространяется по субстрату фронтально от верхнего слоя мешочков к нижнему слою через отверстия, выполненные на верхних и нижних поверхностях мешочков. После прорастания субстрата мешочки извлекают из крупногабаритной емкости и отправляют в камеру плодоношения. Недостатками способа [12] как и других способов выращивания вешенки в асептических условиях, являются высокая себестоимость продукции и трудность реализации способа в промышленном грибоводстве, обусловленные необходимостью приобретения и эксплуатации дорогостоящего оборудования для стерилизации субстрата и поддержания асептических условий в процессе выращивания. Кроме того, недостатком способа [2] является длительный срок проращивания субстрата вследствие распространения грибницы только в одном направлении, показанном на фиг. 1 стрелками.

Таким образом, затруднения при реализации интенсивного выращивания вешенки обусловлены необходимостью приобретения и эксплуатации дорогостоящего технологического оборудования [1, 12] раскрытия или покупки "ноу-хау" [3-5, 7] применения дефицитных препаратов [6, 7] расхода больших количеств инокулята (9-11] длительного культивирования [12] В предлагаемом способе решаются следующие задачи, направленные на устранение недостатков, присущих прототипу [12]

разработка технологического цикла выращивания вешенки с использованием аналогичного прототипу культивационного оборудования, но в нестерильных условиях;

сокращение срока проращивания субстрата.

В соответствии со сложившейся в грибоводстве технико-экономической ситуацией [2] решение этих задач должно привести к снижению себестоимости продукции и, следовательно, к расширению возможностей применения предлагаемого способа в промышленном грибоводстве.

Следует отметить дополнительное технико-экономическое условие, возникающее при решении поставленных задач. Это условие появляется с учетом того, что целесообразность перехода от стерильных условий выращивания к нестерильным условиям не вызывает сомнения с технико-экономической точки зрения и этот переход можно осуществить с помощью известных способов, например если готовить субстрат способом аэробной [3] или полуанаэробной [7] ферментации.

Следовательно, дополнительным условием при решении поставленных задач является достижение преимущества предлагаемого способа по технико-экономическим показателям не только в отношении прототипа, но и в отношении способов [2-7] Поэтому технологический переход от условий стерильного выращивания в прототипе к нестерильным условиям в предлагаемом способе осуществляется с помощью оригинальной технологии инокуляции и проращивания субстрата.

С учетом технико-экономической ситуации, сложившейся в грибоводстве [2] технический результат, получаемый при реализации предлагаемого способа по сравнению с прототипом, заключается в следующем:

отпадает необходимость стерилизации субстрата и поддержания асептических условий при выращивании вешенки, что должно привести к снижению себестоимости продукции и расширению возможностей применения способа в промышленном грибоводстве,

сокращается срок проращивания субстрата за счет компоновки культивационных сосудов с непророщенным и предварительно пророщенным субстратом в крупногабаритной емкости, что обеспечивает распространение грибницы в нескольких направлениях.

Поставленные задачи решают следующим образом. Субстрат готовят любым доступным способом, например путем аэробной [3, 4] или полуанаэробной [6, 7] ферментации. В отличие от известных способов подготовки субстрата применение специальных защитных микроорганизмов [3, 4] беномила [6] и препарата "Custos" [7] не является обязательным. Ферментация осуществляется за счет спонтанной микрофлоры. Применение культур вешенки, специально подобранных для выращивания на субстрате после полуанаэробной ферментации [7] также не является обязательным.

Культивационные сосуды, полностью заполненные пророщенным субстратом, помещают в крупногабаритные емкости в плотном контакте с сосудами, объем которых заполнен непророщенным субстратом частично. Инокуляция непророщенного субстрата осуществляется через отверстия в стенках смежных сосудов.

Компоновку сосудов с пророщенным и непророщенным субстратом в крупногабаритных емкостях осуществляют таким образом, чтобы обеспечить распространение грибницы в нескольких направлениях. Возможные варианты расположения сосудов с пророщенным и непророщенным субстратом и направления распространения грибницы показаны на фиг. 2, 3. Форма крупногабаритной емкости зависит от схемы взаимного расположения сосудов. Например, для варианта 2б крупногабаритная емкость представляет собой обойму, имеющую форму креста в поперечном сечении. В не заполненный субстратом объем культивационных сосудов вводят вставки, с помощью которых субстрат удерживается в заданном положении. Пророщенный субстрат обозначен перекрестной штриховкой, а непророщенный - продольной и поперечной. Направления распространения грибницы показаны стрелками. Культивационные сосуды, как и в прототипе [12] могут быть выполнены в виде мешочков из проницаемого для грибницы материала. Крупногабаритная емкость в этом варианте также имеет форму мешка, а вставки не требуются.

После прорастания первой порции субстрата вставки удаляют и заполняют культивационные сосуды субстратом в полном объеме. Культивационные сосуды с предварительно пророщенным субстратом, обозначенные на фиг. 2 перекрестной штриховкой, используют при проращивании второй порции субстрата либо отправляют в камеру плодоношения. Проращивание второй порции субстрата проводят посредством размещения культивационных сосудов в крупногабаритных емкостях. Компоновку сосудов осуществляют таким образом, чтобы обеспечить распространение грибницы по крайней мере в двух направлениях. Один из вариантов компоновки сосудов при проращивании второй порции субстрата показан на фиг. 3.

Аргументами в пользу порционного проращивания субстрата являются следующие факты:

порция субстрата колонизируется вешенкой быстрее, чем субстрат в полном объеме культивационного сосуда, и соответственно конкурирующие микроорганизмы имеют меньше времени для размножения;

по аналогии с работой [8] вешенка получает больше возможностей для подавления конкурирующих микроорганизмов, если уменьшить объем непророщенного субстрата по отношению к объему пророщенного субстрата.

После прорастания второй порции субстрата одну часть от общего количества используемых сосудов отправляют в камеру плодоношения, а другую часть используют для инокуляции и проращивания субстрата описанным выше способом в следующем технологическом цикле.

Снижение урожайности или скорости роста грибницы при неоднократном повторении технологического цикла свидетельствует о необходимости использования дополнительного инокулята. Для этого на дно сосудов до их заполнения субстратом и размещения в крупногабаритных емкостях помещают измельченные плодовые тела или мицелий вешенки, выращенный на зерне, и покрывают дополнительный инокулят порцией субстрата.

Предлагаемый способ отличается от прототипа следующими признаками:

первой порцией субстрата заполняют не весь объем культивационных сосудов, а часть их объема;

инокуляцию питательного субстрата проводят не посредством внесения спор через горловину крупногабаритной емкости, а с помощью размещения в крупногабаритной емкости культивационных сосудов с непророщенным и предварительно пророщенным субстратом;

заполнение субстратом культивационных сосудов в полном объеме проводят после прорастания предыдущей порции субстрата и извлечения культивационных сосудов из крупногабаритной емкости;

инокуляцию и проращивание последующей порции субстрата осуществляют посредством размещения культивационных сосудов в крупногабаритной емкости;

размещение и компоновку культивационных сосудов в крупногабаритной емкости проводят таким образом, чтобы обеспечить распространение грибницы не в одном, а в нескольких направлениях;

распространение грибницы в нескольких направлениях обеспечивают за счет выполнения перфорационных отверстий не только на верхней и нижней стороне культивационных сосудов, а по всей их поверхности;

после проращивания субстрата в полном объеме культивационных сосудов не все культивационные сосуды отправляют в камеру плодоношения, а часть их используют для инокуляции субстрата в следующем технологическом цикле;

предлагаемый способ представляет собой замкнутый технологический цикл, в котором воспроизводство инокулята, инокуляция и проращивание субстрата не являются отдельными самостоятельными операциями, а являются результатом выполнения предлагаемых технологических операций и приемов.

СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ ВЕШЕНКИ
 

На фиг. 1 изображена схема размещения культивационных мешочков в крупногабаритной емкости по прототипу; на фиг. 2 варианты размещения культивационных сосудов с пророщенным и непророщенным субстратом в крупногабаритных емкостях; на фиг. 3 схема размещения культивационных сосудов при инокулировании и проращивании субстрата в обойме; на фиг. 4 - схема размещения культивационных сосудов с пророщенным и непророщенным инокулируемым субстратом в крупногабаритной емкости, иллюстрирующая конкретный пример реализации предлагаемого способа; на фиг. 5 технологическая схема предварительного проращивания субстрата для запуска технологического цикла выращивания вешенки; на фиг. 6 схема технологического цикла выращивания вешенки.

Пример конкретного выполнения способа

Культивационные сосуды представляют собой кубические емкости с одной открытой гранью, имеющие размер ребра 150 мм. В каждой стенке сосудов выполнены отверстия диаметром 10 мм. Отверстия расположены в шахматном порядке. Межцентровое расстояние между смежными отверстиями равно 17 мм. Расположение отверстий относительно каждой стенки во всех сосудах является одинаковым, что обусловлено необходимостью совмещать отверстия смежных сосудов при их размещении в крупногабаритной емкости. Помимо отверстий диаметром 10 мм в центре каждой стенки сосуда выполнено по одному отверстию диаметром 24 мм для выхода плодовых тел.

Крупногабаритная емкость имеет форму куба с одной открытой гранью, закрывающейся крышкой. Внутренние размеры емкости 300 х 300 х 300 мм. В емкости размещают 8 культивационных сосудов.

Обойма имеет форму параллелепипеда. Внутренние размеры обоймы 150 х 150 х 1055 мм. Торцевые стороны обоймы открыты и могут закрываться крышками. По осевой линии каждой из четырех стенок обоймы выполнено по 7 отверстий для выхода плодовых тел. Диметр отверстий равен 24 мм, межцентровое расстояние равно 150 мм. В обойме размещают 7 культивационных сосудов.

Вставка имеет форму параллелепипеда с размерами 140 х 140 х 97 мм. Введенная в культивационный сосуд вставка занимает 2/3 его внутреннего объема.

Выращивание вешенки осуществляют следующим образом

Этап 1. Проращивание субстрата для инокуляции (фиг. 5).

Пшеничную солому измельчают до размеров частиц 3-10 мм. Дальнейшую подготовку соломы проводят способом полуанаэробной ферментации [6, 7] путем погружения соломы в воду на 15 сут. В отличие от известных способов [6, 7] беномил и препарат "Custos" при ферментации не применяют. По истечении 15 сут. солому вынимают из воды и отжимают так, чтобы ее влажность составляла 70-75%

В 6 крупногабаритных емкостях размещают по 4 культивационных сосуда. На дно каждого сосуда помещают мицелий культуры Pleurotus fiorida, выращенный на пшеничном зерне (50 г на сосуд). В отличие от [7] подбора культуры вешенки для выращивания на соломе, подготовленной способом полуанаэробной ферментации, не требуется. Поверх посевного мицелия накладывают подготовленную солому и слегка уплотняют, чтобы ее плотность в сосуде составляла около 0,5 кг/дм3. Солома должна занимать около 1/3 объема сосуда. В каждый сосуд вводят вставку. Затем в каждую крупногабаритную емкость помещают еще по 4 сосуда и выполняют те же операции. Емкости закрывают крышками. Субстрат проращивают 10 сут.

По окончании этого срока все сосуды извлекают из крупногабаритных емкостей. Из каждого сосуда извлекают вставку и заполняют оставшийся объем подготовленной соломой. Затем все 48 сосудов размещают в 8 обоймах, по 6 сосудов в каждой. Взаимное расположение сосудов в обоймах показано на фиг. 3. Поверхность соломы в верхних сосудах, размещенных в обоймах, покрывают мицелием вешенки, выращенным на пшеничном зерне. В каждом верхнем сосуде размещают по 50 г мицелия. Обоймы закрывают с обеих сторон крышками. Отверстия в обоймах диаметром 24 мм закрывают круглыми вставками, чтобы предотвратить высыпание соломы. Проращивание соломы проводят в течение 10 дней. По истечении этого срока сосуды извлекают из обойм и используют для инокуляции субстрата в технологическом цикле.

Этап 2. Технологический цикл проращивания субстрата и получения инокулята (фиг. 6).

Приготовленные на 1-м этапе 48 культивационных сосудов с пророщенной соломой размещают в 24 крупногабаритных емкостях, по 2 сосуда в каждой емкости. Кроме того, в каждую емкость помещают по 6 сосудов, заполненных подготовленной соломой на 1/3 объема. Взаимное расположение сосудов с пророщенной и непророщенной соломой в крупногабаритной емкости показано на фиг. 4. Два сосуда с пророщенной соломой заштрихованы перекрестными линиями. Шесть сосудов, заполненные на 1/3 объема непророщенной соломой, отмечены продольными и поперечными линиями. В заданном положении солома удерживается в этих 6 сосудах вставками, которые на фиг. 4 не показаны. Проращивание соломы проводят в течение 10 сут.

По истечении этого срока все сосуды извлекают из крупногабаритных емкостей. 24 сосуда, использованных для инокуляции, отправляют в камеру плодоношения. Сосуды, наполненные пророщенной соломой, на 1/3 объема наполняют подготовленной соломой в полном объеме и помещают в обоймы (фиг. 3). Сверху в каждую обойму помещают по одному сосуду из оставшихся от 48 штук, подготовленных на этапе 1. Через 5 сут. когда солома в нижнем смежном сосуде частично прорастает, эти 24 сосуда отправляют в камеру плодоношения. Проращивание субстрата в обоймах продолжают еще в течение 5 сут. Затем из 144 сосудов с пророщенным на этапе 2 субстратом отбирают 48 сосудов и используют их для инокуляции в следующем технологическом цикле. Все сосуды, отправляемые в камеру плодоношения, размещают в обоймах.

Продолжительность данного технологического цикла (фиг. 6) составляет 20 сут. и его выполняют 12 раз в год. Годовой расход сухой соломы составляет 757 кг, воды для увлажнения и ферментации 6 м3, увлажненной до 70% соломы 2524 кг, посевного зернового мицелия 2,8 кг. В течение года собирают 470 кг свежих плодовых тел вешенки.

Годовой объем продукции можно увеличить до желаемого уровня при наличии достаточного количества культивационного оборудования и помещений.

В 3-м, 6-м и 9-м технологических циклах дополнительно инокулируют солому измельченными плодовыми телами вешенки. Для этого на дно 48 сосудов при выполнении второй операции (фиг.6) помещают по 50 г плодовых тел. Затем их заполняют на 1/3 объема подготовленной соломой. Всего на дополнительную инокуляцию затрачивают 7,2 кг плодовых тел.

Количество посевного мицелия, необходимое по известному способу для инокуляции 2524 кг увлажненной соломы, рассчитывали, исходя из нормы расхода: 5 вес.ч. посевного мицелия на 100 вес.ч. увлажненного субстрата [7]

Сравнение предлагаемого способа с прототипом [12] по времени, необходимому для колонизации вешенкой заданного объема субстрата, проводили, исходя из допущений, поскольку этот показатель в прототипе не приведен. Предположим, что проращивание первой порции соломы по предлагаемому способу проводят в 6 культивационных сосудах, размещаемых в крупногабаритной емкости совместно с двумя сосудами, содержащими предварительно пророщенный субстрат (фиг. 4). Проращивание второй порции соломы проводят после размещения сосудов в обойме (фиг. 3). Размеры культивационных сосудов, крупногабаритной емкости и обоймы принимают такими же, как в описанном выше примере. Как отмечено в примере, проращивание соломы в полном объеме культивационного сосуда занимает 20 сут. Полный внутренний объем шести сосудов, занимаемый соломой, составляет 17 дм3. Если пренебречь толщиной стенок сосудов, то для размещения 17 дм3 соломы понадобится кубическая крупногабаритная емкость с размером ребра 260 мм. При фронтальной скорости распространения грибницы 5 мм в сутки для прорастания 17 дм3 соломы потребуется 52 сут. Выигрыш во времени при колонизации субстрата обусловлен тем, что в предлагаемом способе грибница распространяется от инокулята в нескольких направлениях, а в прототипе в одном направлении.

Кроме того, в сравнении с другими способами нестерильного выращивания вешенки предлагаемый способ, не уступая в урожайности, обеспечивает экономию посевного материала и упрощает организацию производства, поскольку при этом не требуется покупки или раскрытия "ноу-хау", применения беномила и препарата "Custos".

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Gramss G. Das sterilblockverfahren im Pleurotus-anbau. Der Champignon, 1977, N 192, s. 18-29.

2. Heltay I. Austernpilzproduktion in grosstechnischem Masstab unter Anwendung moderner Techniken und biotechnologischen Verfahrens. Der Champignon, 1985, N 88, s. 20-40.

3. А.с. 561489 СССР. Способ подготовки питательной среды из целлюлозосодержащих веществ для выращивания грибов.

4. А.с. 1427610 СССР. Субстрат для выращивания грибов из рода Pleurotus и способ его получения.

5. Медведев В.А. Гриб вешенка. Технология выращивания. М. 1993, с. 28.

6. Schies U. und Lilley J. Untersuchungen zur Entwicklung der Mikroorganismenpopulation im Verlauf der semianaeroben Fermtntation. Der Champignon, 1989, N 330, s.14-25.

7. Muller J. Anbauverhalten von Austernpilzstammen auf semi-anaerob fermentierten Erbsenstroch. Der Champignon, 1991, N 361, s.35-43.

8. Harris B. Growing Shiitake commercially. A practical manual for production of Japanese forest mushrooms. Science Techn. piblishers. Madison, Wisconsin USA, 1986, 72 p.

9. Заявка N 0075614 ЕПВ. Способ селективного получения мицелиев и плодовых тел базидиомицетов, применение мицетов и устройство для осуществления способа. Изобретения в СССР и за рубежом, 1984, 1, 3, с. 20.

10. Stanculescu B. Cultura ein percilor Pleurotus florida pe saport format din paie de grin sivrejide mazare. Producta vegetata Horticultura, 1986, N 5, 12-13.

11. Заявка N 48-39540 Японии. Способ выращивания базидиомицетов на твердой среде. Изобретения в СССР и за рубежом, 1974, 1, 15, с. 88.

12. Заявка N 2-11207 Японии. Способ выращивания съедобных грибов. - Изобретения стран мира, 1991, 1, 2, с. 44.

13. Stolzer S. und Grabbe K. Massnahmer zur Verhinderung des Schimmelpilzbefalls im Pleurotusanbau auf Weizenstroch. Der Champignon, April 1991, s.20.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ выращивания вешенки, включающий приготовление питательного субстрата, заполнение питательным субстратом культивационных сосудов с перфорированными стенками, плотное размещение культивационных сосудов внутри крупногабаритной емкости, инокулирование субстрата в части культивационных сосудов, проращивание субстрата и извлечение культивационных сосудов из крупногабаритной емкости, отличающийся тем, что заполнение культивационных сосудов питательным субстратом осуществляют поэтапно, культивационные сосуды в крупногабаритной емкости размещают так, чтобы непророщенный мицелием субстрат в каждом культивационном сосуде имел контакт с предварительно пророщенным субстратом в другом сосуде, культивирование продолжают до прорастания субстрата мицелием во всех культивационных сосудах, после чего питательным субстратом заполняют культивационные сосуды до полного объема, выдерживают их в крупногабаритной емкости до прорастания субстрата, а после извлечения из крупногабаритной емкости часть культивационных сосудов отправляют в камеру плодоношения, а часть отбирают для использования в качестве посевного материала в очередном технологическом цикле.

Версия для печати
Дата публикации 11.03.2007гг


вверх