Оптимізація елементів технології виробництва грибів печериці двоспорової

На основі проведених досліджень, з врахуванням отриманих результатів, нами були відібрані такі мінеральні добрива та білкові органічні добавки: карбамід та аміачна селітра, соєва макуха і солодові ростки

Вплив азотовмісних добавок на ферментативні процеси та якість субстрату. Внесення мінеральних добрив та органічних добавок сприяли проходженню процесу компостування при вищих температурах порівняно з контролем. У варіанті із внесенням аміачної селітри температура в бурті в середньому на 6-100С була вищою, ніж на контролі. При внесенні карбаміду температурні показники субстрату на 8-120С перевищували контроль. Це сприяє покращенню мікробіологічних та хімічних ферментативних процесів, що особливо важливо при приготуванні субстрату в зимовий період.

Агрохімічні показники субстрату після проведення другої фази ферментації досить суттєво відрізнялись у досліджуваних варіантах порівняно з контролем. У варіанті фон - контроль накопичення субстратом азоту склало лише 1,86 %. Величина загального азоту у варіанті з сумісним внесенням карбаміду та соєвої макухи суттєво була вищою порівняно з контролем. Різниця становила 0,29%. Підвищення у субстраті вмісту азоту спостерігалась і в інших варіантах досліду. Так, варіант фон + карбамід + солодові ростки 1,5 % в останню перебивку містив 2,12 % загального азоту, що на 0,26% більше від контролю. А варіант фон + аміачна селітра + солодові ростки 1,5 % в останню перебивку переважав контроль за цим показником на 0,25 % (табл. 5).

Таблиця 5 Вплив азотовмісних мінеральних та органічних добавок на накопичення поживних елементів субстрату

Внесення органічних добавок дозволяє, крім азоту, підвищувати вміст фосфору та калію. В досліджуваних субстратах з внесенням як карбаміду, так і аміачної селітри з соєвою макухою вміст фосфору становив 1,28 %, а карбаміду із солодовими ростками - 1,29 %, що на 0,21 та 0,22 % більше, ніж на контролі. У варіанті фон + аміачна селітра + солодові ростки 1,5 % в останню перебивку вміст фосфору становив 1,24 %, що також вище контролю, де вміст даного елементу в середньому складав 1,07 %. По відношенню до контролю найвищим показником калію вирізнявся субстрат фон + карбамід + солодові ростки 1,5 % в останню перебивку - 1,29 %, це на 0,13 % вище за контроль. В інших варіантах вміст калію зафіксовано в межах 1,26 - 1,27 %, тоді як на контролі - 1,16 %. Співвідношення вуглецю до азоту у варіантах із сумісним використанням азотних добавок краще відповідає вимогам збалансованих субстратів, оскільки показники наближені до значення 16, тоді як без добавок це співвідношення становило 18,2.

Внесення мінеральних добрив та органічних азотовмісних добавок у значній мірі впливає на видовий та кількісний склад мікроскопічних грибів у субстраті. Контрольний варіант субстрату без добрив характеризувався найбільш багатим видовим різноманіттям мезофільних грибів та малою щільністю популяції термофільного мікроміцета Torula thermophila. Мікологічний аналіз вказує на те, що найбільш позитивний вплив на ступінь селективності субстрату для вирощування шампіньйонів отримано внаслідок додавання карбаміду та 1,5% соєвої макухи в третю перебивку. Цей компост після другої фази ферментації містить до 2 млн колоній термофільного гриба Humicola insolens і до 5 тис колоній термофільного мікроміцета Torula thermophila та не містить мезофільних мікроміцетів, що дозволяє віднести його за мікробіологічним станом до селективного для росту міцелію та розвитку плодових тіл шампіньйону.

Урожайність печериці двоспорової різних штамів залежно від азотовмісних мінеральних та органічних добавок субстрату. Потужний ріст міцелію сприяв колонізації субстрату у варіантах з азотовмісними добавками в більш ранні строки порівняно з контролем. Це дало змогу отримати надходження продукції в середньому на дві доби раніше, ніж без застосування азотовмісних добавок.

Встановлено, що печериці білої раси дали більший вихід продукції порівняно зі штамами коричневої. Це пов'язано, в першу чергу, з тим, що штами коричневої раси за своїми фізіологічними та біологічними характеристиками потенційно менш урожайні, ніж печериці з білим забарвленням плодового тіла.

Сумісне внесення карбаміду з соєвою макухою або солодовими ростками сприяло найвищому зростанню урожайності. Так, у варіанті фон + карбамід + соєва макуха 1,5% в останню перебивку штами ІБК-25 і А-130 дали прибавку урожаю 4,1 та 3,9 кг/м2, а ІБК-24, ІБК-28 - 4,0 та 3,2 кг/м2. Карбамід з солодовими ростками у штамів білої раси забезпечив прибавку 3,6 кг/м2, а коричневих - 3,3 та 2,8 кг/м2 відповідно (табл. 6).

Дещо нижчі показники зафіксовані при внесенні органічних білкових добавок з аміачною селітрою. У ІБК-25 і А-130 надлишок урожаю в середньому становив 3,3 кг/м2 у варіантах з соєвою макухою і 2,5 та 2,9 кг/м2 при застосуванні солодових ростків. Аналогічне зростання врожайності відмічається і у варіантах коричневої раси печериці двоспорової.

Внесення азотовмісних добавок спричиняло збільшення вмісту білкових сполук у плодових тілах печериці на 0,53-0,81 %. Максимальне їх накопичення спостерігалось у грибах, отриманих із субстрату фон+карбамід + солодові ростки - 3,66 %, що, на 0,81 % більше, ніж у контролі.

Азотовмісні добавки не виявляли негативного впливу на фітосанітарний стан площ вирощування печериці двоспорової, а по відношенню до хвороб субстрату сприяли підвищенню конкурентоспроможності міцелію гриба по відношенню до шкодочинних патогенів. Ступінь розвитку бурої гіпсовки коливався в межах 3,6 % (фон+аміачна селітра+соєва макуха 1,5 % в останню перебивку) - 17,8 % (фон + контроль без добавок), при цьому у варіантах фон+карбамід+соєва макуха 1,5% в останню перебивку та фон+карбамід+солодові ростки 1,5 % в останню перебивку прояви цієї хвороби за період проведення досліду не виявлені. Це вказує на те, що селективність субстрату в даних варіантах досить висока, і міцелій збудника подавлявся швидким і потужним розвитком міцелію печериці.

Таблиця 6 Вплив мінеральних та органічних азотовмісних добавок на урожайність білої раси печериці двоспорової

Економічна та біоенергетична ефективність вирощування печериці двоспорової при застосуванні азотовмісних добавок. Дослідження засвідчили, що економічна ефективність вирощування печериці значно залежала від продуктивності субстратів. Застосування мінеральних добрив, таких як аміачна селітра та карбамід, при незначному підвищенні витрат на купівлю та внесення їх у субстрати, сприяє зниженню собівартості продукції та зростанню чистого прибутку. Чистий прибуток при застосуванні карбаміду при виробництві субстрату на 17,85 грн./м2 вищий порівняно з варіантом без застосування мінеральних добавок. Рівень рентабельності при цьому склав 80,6 %, що на 18,6 % вище за контроль (табл. 7).

При застосуванні органічних добавок для виробництва субстратів затрати збільшуються за рахунок придбання, транспортування та їх внесення у бурти. Але витрати компенсує збільшення валового виходу продукції грибів з одиниці площі. Так, при внесенні в останню перебивку солодових ростків у кількості 1,5% від загальної маси субстрату рентабельність виробництва печериці зростала на 24 % порівняно з контролем і становила 106,2 %.

Таблиця 7 Показники економічної ефективності вирощування печериці двоспорової на субстратах з мінеральними добавками

Собівартість 1 кг грибів на 0,51 грн. була нижчою порівняно з тим же контролем. Така добавка дозволяє отримати прибуток з 1 м2 - 95,16 грн. При додаванні соєвої макухи собівартість продукції знижується на 0,48 грн, а прибуток зростає на 23,72 грн./м2 порівняно з контролем. В даному випадку рівень рентабельності складав 104,7 %, що на 22,5 % вище ніж без органічних добавок.

На основі проведеного комплексу досліджень розроблена рецептура та схема приготування субстрату з використанням кращих форм та доз мінеральних і органічних азотовмісних добавок в оптимальні строки. Пропонується вносити у субстрат на початку приготування розрахункову дозу карбаміду, а під час останньої перебивки додавати соєву макуху в кількості 1,5% від маси субстрату. Базовим варіантом взято субстрат без додавання азотовмісних речовин (табл. 8).

Порівнюючи показники вирощування печериці в базовому та запропонованому варіантах, слід вказати, що внесення азотовмісних добавок сприяло збільшенню урожайності грибів та зумовлювало зростання валової вартості продукції на 32,8 грн./м2 порівняно з базовим варіантом. Ця різниця тотожна і для перерахунку вартості урожаю по відношенню до маси субстрату. Оскільки на 1 м2 площі вирощування розміщується 100 кг субстрату, то вартість реалізованої продукції із 100 кг субстрату запропонованого варіанту становила 190,4 грн.

Таблиця 8 Економічна ефективність застосування азотовмісних добавок (розрахунок на 1 м2 площі вирощування)

Сумісне внесення мінеральної та органічної азотовмісних добавок сприяло збільшенню чистого прибутку на 27,89 грн./100 кг субстрату, а рівень рентабельності при цьому склав 112 %.

Проведені розрахунки біоенергетичної оцінки показують, що залежно від застосування тих чи інших азотовмісних мінеральних і органічних добавок при виробництві субстратів витрати сукупної енергії на приріст урожайності вирізняються (табл. 9).

Таблиця 9 Біоенергетична оцінка елементів і прийомів технології виробництва субстратів для вирощування печериці двоспорової

Висновки

У результаті чотирирічних лабораторно-виробничих досліджень з метою покращення якості синтетичних субстратів та урожайності грибів печериць проведено господарсько-біологічну оцінку використання різних мінеральних та органічних матеріалів як азотовмісних добавок. Теоретично обґрунтовано та експериментально доведено ефективність поєднання найкращих форм азотних добрив, з оптимальними дозами та строками внесення органічних добавок при виробництві високопродуктивних субстратів. Здійснено сортовивчення чотирьох штамів печериці двоспорової на оптимізованих субстратах. За результатами досліджень встановлено, що:

1. Амідні та аміачно-нітратні форми мінеральних азотних добрив сприяють розвитку в синтетичних субстратах колоній важливих для живлення печериці мікроорганізмів, у першу чергу, термофільних бактерій та актиноміцетів.

2. Внесення розрахункових доз сечовини підвищувало урожай печериці порівняно з контролем на 1,7 кг/ м2, застосування аміачної селітри - на 1,4 кг/ м2. Нітратна форма азоту (кальцієва селітра) не покращувала ріст і розвиток міцелію печериці та не сприяла збільшенню виходу врожаю. Тому її використання недоцільне.

3. Азотовмісні органічні добавки сприяли збільшенню кількості загального азоту на 0,03-0,20 %. При цьому співвідношення С/N знаходилось у межах 16,4 - 16,9, що відповідає збалансованим субстратам.

4. При використанні добавок органічного походження найвища урожайність печериць отримана на субстратах, виготовлених з додаванням соєвої макухи та солодових ростків. Вагоме збільшення урожаю зафіксоване у варіантах з внесенням в останню перебивку 1,5 % солодових ростків. Приріст урожаю відносно контролю склав 19,1 %. Внесення тих же ростків перед завантаженням субстрату до камери термічної обробки, також сприяло підвищенню урожайності на 12,3 %. Використання як органічної добавки соєвої макухи, при тих самих строках внесення сприяло підвищенню виходу урожаю на 18,0 та 13,9 % відповідно.

5. Збалансовані мінеральними та органічними добавками субстрати характеризуються високою активністю мікробіологічних ферментативних процесів. Сприяє цьому оптимізація вмісту в них органічного та аміачного азоту, а також достатня кількість протеїнових речовин для життєдіяльності мікроорганізмів протягом всього циклу ферментації.

6. Додавання до субстрату мінеральних та органічних речовин, таких як карбамід та соєва макуха, сприяє покращенню селективності субстрату. Це виражається у значному збільшенні кількості колоній термофільних мікроміцетів Humicola insolens - до 2 млн колоній на 1г, Torula thermophila - до 5тис. та повному інгибуванню розвитку мезофільних мікроміцетів у субстраті фази 2.

7. Сумісне внесення карбаміду із соєвою макухою або солодовими ростками сприяє істотному зростанню врожайності печериці двоспорової. Так, у варіанті карбамід + соєва макуха штами ІБК-25 і S.А-130 дали приріст урожаю 4,1 та 3,9 кг/м2, а штами коричневої раси ІБК-24, ІБК-28 порівняно з контролем - 4,0 та 3,2 кг/м2.

8. Покращується за хімічним складом споживча якість грибів, вирощених на субстратах, збагачених азотовмісними добавками. Внесення мінеральних та органічних додатків сприяло збільшенню кількості сухих речовин на 0,49-0,98 % та підвищенню вмісту білкових сполук на 0,53-0,81%.залежно від добрива і виду органічної речовини. Максимальне накопичення білка спостерігалось у грибах, отриманих із субстрату карбамід + солодові ростки - 3,66 %.

9. Внесення азотних добрив сприяє підвищенню вмісту азоту в субстраті, активному старту ферментативних процесів на початковому етапі компостування. Додавання в субстрат органічних білкових добавок на більш пізніх стадіях першої фази в першу чергу сприяє активізації мікробіологічних процесів на заключному етапі фази 1 та протягом фази 2, а також на накопичення в субстраті запасу поживних речовин.

10. Рецептура субстрату та схема його приготування впливає на показники економічної ефективності вирощування печериці. Внесення азотовмісних добавок сприяло збільшенню вартості реалізованої продукції з одиниці площі вирощування та від маси субстрату, зниженню собівартості грибів, збільшенню чистого доходу і рівня рентабельності. При вирощуванні печериці на субстраті солома пшенична - 1000 кг, послід курячий - 800 кг, соєва макуха - 1,5% в останню перебивку, карбамід - 16 кг, гіпс - 80 кг, вода - 3000 кг собівартість грибів становила 3,79 грн./кг, що забезпечило найвищий чистий прибуток - 100,33 грн./100 кг субстрату при рівні рентабельності 112 %.

Рекомендації виробництву

Для приготування синтетичного субстрату на основі пташиного посліду з низьким показником загального азоту (менше 3,5 %) вносити на початку ферментації розрахункові дози карбаміду.

За існуючої буртової технології виробництва субстрату добавки органічного походження - соєву макуху та солодові ростки доцільно вносити в третю перебивку з метою покращення показників селективності субстрату та отримання стабільно високої урожайності печериці двоспорової на рівні 20 -24 кг/м2.

Для одержання стабільних урожаїв печериці двоспорової з високими показниками якості пропонується сумісне застосування мінеральних та органічних азотовмісних добавок при виробництві субстрату. При замочуванні і змішуванні основних компонентів вносити розрахункову дозу карбаміду, а під час останньої перебивки додавати до субстрату соєву макуху в кількості 1,5% від маси субстрату.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Абросімова Г.Л. Підбір субстратів для вирощування печериці двоспорової та вдосконалення агротехнічних прийомів їх виробництва в зимовий період / Г.Л. Абросімова, Р.Г. Мельник С.В.Тринчук // Овочівництво і баштанництво. - 2005. - Вип. 50. - С. 411-416 .(отримання експериментальних даних, участь в аналізі і узагальнені результатів, підготовка матеріалів до друку).

2. Мельник Р.Г. Ефективність застосування різних форм азотних добрив в якості мінеральних добавок для приготування синтетичних субстратів Agarikus bisporus(J. LGE) Imbach / Р.Г. Мельник // Овочівництво і баштанництво. - 2007. - Вип.53. - С. 322-330.

3. Мельник Р.Г. Підвищенння продуктивності синтетичних субстратів печериці двоспорової при застосуванні різних форм азотних добрив та органічних добавок в процесі їх приготування / Р.Г. Мельник // Аграрна наука і освіта. - 2008. № 1-2. - С. 64-67.

4. Мельник Р.Г. Вплив мінеральних форм азоту на показники селективності субстратів за вирощування печериці двоспорової / Р.Г. Мельник // Міжвідомчий тематичний науковий збірник «Землеробство». - 2008. - № 80. - С. 127-132.

5. Мельник Р.Г. Ефективність застосування азотовмісних добавок рослинного походження в процесі виробництва субстратів для вирощування печериці двоспорової / Р.Г. Мельник // Ел. наук. фах. вид. «Наукові доповіді НУБіПУ». - 2009. - №3 (15). - www.nbuv.gov.ua/e - journals/nd/2009_3/titul.html

6. Мельник Р.Г Шампиньон двуспоровый: приготовление компоста фазы 1 / Р.Г. Мельник // Овощеводство. - 2005. №9. - С. 78 - 80.

7. Мельник Р. Азотсодержащие минеральные и органические добавки к синтетическим шампиньонным субстратам / Р. Мельник // Овощеводство. - 2006. №10 (22). - С. 73 - 75.

8. Мельник Р.Г. Застосування відходів сільськогосподарського виробництва в якості білкових добавок в грибівництві / Р.Г. Мельник, Л.О. Літвин // Тези доп. наук. практ. конф. мол. вчених „Екологічні проблеми сільськогосподарського виробництва” 22-24 травня 2007р., К. - С. 19-20.

9. Мельник Р.Г. Оптимізація мікробіологічних процесів та агрохімічних показників синтетичних субстратів для вирощування печериці двоспорової / Р.Г. Мельник // Тези доп. міжнар. наук. практ. конф. мол. вчених „Екологізація сталого розвитку агросфери і ноосферна перспектива інформаційного суспільства” 1-2 жовтня 2009 р. Харків. - С. 107-108.

10. Пат. 41974 Україна МПК АО1G 1/04. Спосіб приготування субстрату для вирощування печериці двоспорової / Мельник Р.Г.; заявник і патентовласник Київська дослідна станція Інституту овочівництва і баштанництва УААН. - № u200810359; заявл. 12.08.2008; опубл. 25.06.2009, Бюл. №12.

Анотація

Мельник Р.Г. Оптимізація елементів технології виробництва грибів печериці двоспорової. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.06 - овочівництво. - Інститут овочівництва і баштанництва НААНУ, Харків, 2010.

Дисертаційна робота присвячена актуальним питанням грибівництва, а саме покращенню якості синтетичних субстратів для вирощування печериці двоспорової. Виділено кращі форми азотних мінеральних добрив, органічних добавок та їх поєднання за агрохімічними, фізичними, мікробіологічними характеристиками субстратів, урожайністю, хімічним складом, біометричними показниками плодових тіл печериці двоспорової. Вивчено вплив азотовмісних добавок вегетативні та репродуктивні процеси росту і розвитку міцелію, плодових тіл печериці двоспорової, а також на ураження їх основними хворобами.

Визначено оптимальні дози та строки внесення в субстрат білкових органічних добавок, що дозволяють покращувати продуктивність та споживчу якість плодових тіл печериці.

Розроблено рецептуру виготовлення високопродуктивного субстрату за традиційною (буртовою) технологією. Розрахована біоенергетична та економічна ефективність розроблених прийомів технології. Результати досліджень впроваджено у виробництво.

Ключові слова: печериця двоспорова, субстрат, азотовмісні добавки, мінеральні добрива, ферментація, міцелій, урожайність, якість, ефективність.

Аннотация

Мельник Р.Г. Оптимизация элементов технологии производства грибов шампиньона двуспорового. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.06 - овощеводство. - Институт овощеводства и бахчеводства НААНУ, Харьков, 2010.

Исследования проводили в течении 2004-2007 гг. Работа посвящена актуальным вопросам грибоводства, а именно повышению урожайности шампиньона двуспорового, получения биологически полноценных и экологически безопасных грибов за счет оптимизации питательного режима мицелия гриба и показателей селективности субстратов.

Определены эффективные формы минеральных азотных удобрений в качестве дополнительного источника азота при производстве синтетических субстратов. Установлено, что при использовании в производстве субстрата куриного помёта с низким содержанием общего азота (< 3,5 %) внесение расчётных доз карбамида позволяет при оптимальном показателе общего азота (2,1 %) в конце проведения первой фазы ферментации сберечь в субстрате достаточное количество аммиачного азота. Это важно для успешного прохождения микробиологических и химических процессов во время заключительной фазы ферментации. При этом урожайность шампиньона повышалась на 1,7 кг/м2, по отношению к контролю (без внесения удобрений).

Выявлено, что лучшими добавками органического происхождения при производстве субстратов являются солодовые ростки и соевый жмых. Вносить их следует в последнюю перебивку в количестве 1,5 % от массы субстрата, что позволяет повысить урожайность на 18-19 % по сравнению с контролем. Применение таких добавок улучшает показатели биологической ценности полученной грибной продукции. Обосновано положительное влияние азотсодержащих органических добавок на биометрические показатели карпофоров.

Внесение азотных удобрений (карбамида или аммиачной селитры) способствует повышению содержания азота в субстрате, активному старту ферментативных процессов на начальном этапе компостирования. Органические белковые добавки, внесённые на более поздних стадиях ферментации, активизируют микробиологические процессы на заключительном этапе фазы 1 и на протяжении фазы 2, а также накоплению в субстрате запаса питательных веществ. Эти технологические приёмы в итоге повышали селективность субстрата и обеспечили стабильные урожаи шампиньона двуспорового на уровне 20-24 кг/м2.

Биоэнергетическая и экономическая оценка разработанной рецептуры и приёмов технологии приготовлении субстрата свидетельствует о высокой их эффективности: внесение расчётных доз карбамида совместно с соевым жмыхом (1,5 % в последнюю перебивку) - прибыль 27,89 грн./100 кг субстрата, уровень рентабельности - 112 %, снижение себестоимости продукции - на 12,5 %, коэффициент эффективности затрат - 51,65 %, годовой экономический эффект - 27,89 грн./м2. Коэффициент биоэнергетической эффективности - 4,45, накопление энергии прироста урожая - 4,95 МДж/ м2.

Ключевые слова: шампиньон двуспоровый, субстрат, азотсодержащие добавки, минеральные удобрения, ферментация, мицелий, урожайность, качество, эффективность.

Summary

Melnyk R.G. Optimisation of elements technologi of a field mushroom two-sporous. - Manuscript.

Thesis for degree of candidate of agricultural sciences, specialty 06.01.06 - vegetable. - Institute of Vegetables and Melons NAAS of Ukraine, Kharkov, 2010.

The paper is devoted to current issues of mushroom, namely improving the quality of synthetic substrates for growing mushrooms two-sporous. Highlighted the best form of nitrogen fertilizer, organic additives and their combination for the agrochemical, physical and microbiological characteristics of the substrate, yields, chemical composition and biometric parameters of fruit bodies of mushrooms two-sporous. Effects of nitrogen supplements vegetative and reproductive processes of growth and development of mycelium, fruiting bodies of mushrooms two-sporous, as well as the destruction of major diseases.

The optimum dose and timing of entering into a protein substrate of organic additives that can improve productivity and quality of consumer mushrooms fruiting bodies.

A recipe for making high-substrate traditional (Burtov) technology. Calculated Bioenergetics and cost effectiveness of techniques developed technology. The findings put into production.