Конкурентные микроорганизмы на лигноцеллюлозных субстратах

О. Захаренко, г. Донецк

В этом номере мы продолжим разговор о конкурентных микроорганизмах на лигноцеллюлозных субстратах, начатый в №2 за 2006 год, и более подробно остановимся на роли триходермы

в «развитии» грибоводства.

Особенно часто на субстратах для выращивания вёшенки встречается зеленая плесень, вызываемая несколькими видами грибов из рода триходерма (Trichoderma). Этот патоген выделяет вещества (антимикотики), тормозящие рост мицелия культивируемых грибов, а отдельные агрессивные штаммы триходермы проявляют выраженные паразитические свойства, развиваясь на мицелии и плодовых телах и вызывая значительные потери урожая. Споры триходермы имеют размер 3–5х3–4 мкм и легко распространяются по воздуху мухами, переносятся клещами, рабочим персоналом или с оборудованием.

В неблагоприятных условиях триходерма формирует споры с утолщенной оболочкой — хламидоспоры, которые более устойчивы к высушиванию и высокой температуре. Род триходерма включает более 30 видов, температурный оптимум роста мицелия у большей части которых находится в пределах 20…25°С. Скорость роста мицелия триходермы очень высокая — 20–30 мм в сутки. Триходерма предпочитает кислую реакцию среды, рН от 4,5 до 6. При рН выше 7 рост мицелия сильно тормозится.

Для прорастания спор триходермы необходимо наличие свободной воды, что бывает при переувлажнении субстрата или конденсации воды под полиэтиленовой пленкой на блоках вёшенки. Избыточная влажность воздуха в помещении в комбинации со слабой его циркуляцией (недостаточное испарение) и высокий уровень углекислого газа благоприятствуют развитию триходермы.

Появление ее на субстрате является индикатором наличия легкодоступных углеводов. В субстрате, приготовленном по всем правилам, триходерма развивается только на зернах мицелия — как источнике легкодоступного питания.

Делигнификация растительного сырья повышает его доступность комплексу ферментов триходермы. Частичная делигнификация происходит при измельчении сырья, пропаривании или выдерживании при высокой температуре. Таким образом, при обычной термической подготовке субстрата для вёшенки мы существенно повышаем доступность его для триходермы за счет делигнификации и накопления легкодоступных углеводов.

Рассмотрим, как триходерма распределяется на инфицированной грибной ферме. Споры ее обнаруживаются практически во всех помещениях, однако концентрация спор выше в производственной зоне, где триходерма размножается и переносится механизмами, персоналом и т. д.

Исходное сырье для приготовления субстрата, как это ни странно, вносит наименьший вклад в инфицирование фермы. Естественно, в самом начале работы инфекция заносится с сырьем и воздухом. В дальнейшем уровень инфицированности производства настолько возрастает, что наиболее опасным источником болезней становится сама ферма.

Основная задача эффективного контроля триходермы на ферме — ограничить и локализовать места развития плесени и предотвратить ее распространение. Свежеприготовленный субстрат и мицелий на ранних фазах своего развития — наиболее подвержены инфицированию. Полностью проросший субстрат может быть частично инфицирован спорами триходермы, но развитие патогена будет намного слабее.

Очень опасно использовать один и тот же транспорт для перевозки готового субстрата и вывоза отработанных субстратных блоков. Отработанный субстрат может быть источником триходермы, так как даже после жесткой обработки паром всей камеры (при 70°С в течение 12 часов) после окончания цикла плодоношения споры или хламидоспоры триходермы частично выживают.

Зеленая плесень «имеет место быть» и в зоне сортировки и упаковки грибов. Поэтому хранение мицелия и грибов в одном холодильнике не допускается! Так как воздух на территории фермы содержит споры триходермы, в системе приточной вентиляции культивационных камер необходимо устанавливать фильтры и следить за их своевременной заменой, периодически контролируя качество нагнетаемого воздуха с помощью чашек Петри.

Основные усилия должны быть направлены на проведение регулярных санитарно-гигиенических обработок и дезинфекцию оборудования, помещений фермы, поддержание чистоты на прилегающей территории, фильтрацию воздуха, разделение «чистой» и «грязной» зон, а также чистой и грязной работы, управление потоками персонала, борьбу с вредителями (мухи, клещи и т. п.).

Первая линия обороны от триходермы — производство качественного селективного субстрата, вторая — использование качественного мицелия ведущих отечественных производителей, третья — создание благоприятных микроклиматических условий. Основное внимание должно быть сфокусировано на проведении санитарных и защитных мероприятий в период от посева мицелия до полного прорастания субстрата.

Для проведения эффективной термической обработки субстрата необходимо создавать как можно более равномерные условия, как по температуре, так и по влажности субстрата. Если субстрат в емкости неравномерно увлажняется, то наиболее сухие зоны его сохраняют инфекционный фон. При выгрузке неинфицированный субстрат перемешивается с этими зонами и становится инфицированным. В случае жесткой пастеризации при температуре 95…100°С в течение 1–3 часов уничтожается практически вся микрофлора в субстрате — и полезная, и вредная. В устройствах, обеспечивающих равномерное распределение температуры с небольшим градиентом, субстрат после такой обработки, даже если его пропаривали сухим, становится практически стерильным. Большинство случаев инфицирования после жесткой пастеризации связано с попаданием спор конкурентных микроорганизмов в субстрат во время его выгрузки, охлаждения, инокуляции и фасовки. Это слабое место всех таких производств.

Единственный выход — создание условий, максимально защищающих субстрат от внешней инфекции: четкое разделение помещений на «чистую» и «грязную» зоны, строгое соблюдение санитарно-гигиенических правил, регулярная дезинфекция. Многие грибоводы, выращивающие вёшенку в небольших объемах, проводят гидротермическую обработку субстрата.

Субстрат хорошо увлажняется в горячей воде, а время обработки может быть достаточно коротким. Если субстрат, а с ним и споры патогенов успевают достаточно увлажниться, то пастеризация в воде пройдет эффективно. Как правило, гидротермическую обработку проводят в металлических контейнерах: их сначала загружают сухим сырьем, затем заливают горячей водой или нагревают воду вместе с сырьем. Все это происходит в одном помещении, где со временем устанавливается высокий инфекционный фон. Очень часто грибовод повышает температуру обработки, еще более усугубляя ситуацию. На вопрос: «Зачем вы это делаете?» — получаем стандартный ответ: «Чтобы все уничтожить!». Помочь может только устранение внешнего инфекционного фона.

Другой путь — это использование мягкой пастеризации и ферментации при температуре 60…65°С и длительности 18–24 часа. Весь процесс должен происходить в условиях аэрации (подачи свежего воздуха). Такой режим легко поддерживается в тоннелях, но его практически невозможно осуществить в металлических контейнерах, не оборудованных системой рециркуляции паровоздушной смеси.

При температуре 60…65°С гибнет основная масса конкурентной микрофлоры и в то же время происходит размножение полезных термофильных бактерий, которые защищают субстрат от развития триходермы и других плесеней.

Термофильные бактерии наиболее активно развиваются в аэробных условиях. Если субстрат выдерживают в горячей воде при температуре 60°С, то скорость развития бактерий падает в сотни раз и эффективность такой аэробной ферментации невелика.

Главными антагонистами триходермы в субстрате являются термофильные бактерии, повышение их численности в процессе мягкой пастеризации существенно увеличивает селективность и защитные свойства субстрата. Однако только немногие виды бактерий являются прямыми антагонистами триходермы. Роль основной массы бактерий сводится к утилизации легкодоступного питания, что впоследствии снижает шансы развития триходермы.

Повышение селективности субстрата, создание в ним физических, химических и биологических условий, способствующих развитию мицелия культивируемых грибов и тормозящих рост конкурентов, составляют основу селективности.

Физические условия — это достаточная аэрация и оптимальная влажность субстрата. Переуплотнение субстрата в сочетании с высокой влажностью создает анаэробные условия, неблагоприятные для роста мицелия вёшенки. В таких зонах развивается конкурентная бактериальная микрофлора. Мицелий культивируемого гриба погибает, а зерновой носитель мицелия становится источником легкодоступного питания для конкурентных плесеней. Уровень оптимальной влажности субстрата зависит от влагоемкости исходного сырья и способа его подготовки. Так для соломистого субстрата при ксеротермической обработке оптимальная влажность находится в пределах 65–68%, а при пастеризации в тоннеле — 70–72%. Это определяется соотношением свободной и связанной воды. Влагоемкость соломы при длительном предварительном замачивании и последующей длительной пастеризации в тоннеле существенно возрастает и даже при влажности субстрата 75% наличие свободной влаги сведено к минимуму. После ксеротермической обработки влагоемкость соломы существенно ниже, и при увлажнении субстрата выше 65% свободная вода вытесняется из центра блока на периферию, образуя переувлажненные анаэробные зоны.

Если субстрат при этом сильно уплотнен, то появление темных бактериальных, не заросших мицелием пятен неминуемо. В дальнейшем в этих зонах часто развиваются триходерма и другие конкурентные плесени.

Химические условия, обеспечивающие селективность субстрата, — это отсутствие легкодоступного азотного и углеродного питания и слабощелочная среда с рН 7,5–8,5. Добавление к субстрату извести приводит к повышению рН и установлению более щелочной среды, что тормозит рост триходермы. Однако в результате жизнедеятельности микрофлоры и мицелия культивируемых грибов рН довольно быстро снижается и устанавливается нейтральная или слабокислая среда.

Защелачивание субстрата происходит и в процессе ферментации. Термофильные бактерии создают благоприятную для себя среду с рН от 7,5 до 8,5 и даже выше. Легкодоступное питание в процессе ферментации потребляется термофильной микрофлорой. Для этого требуется не менее 16 часов при температуре 45…55°С. Таким образом, ферментация изменяет химические условия в субстрате в благоприятном для развития мицелия вёшенки направлении.

Питательные добавки, содержащие легкодоступные углеводы, даже если их обрабатывать формалином, будут способствовать активному росту триходермы. Поэтому при наличии инфекции любые питательные добавки исключаются.

Качественно приготовленный ферментированный субстрат существенно ограничивает возможности развития триходермы, но не полностью. Пока еще не существуют штаммы вёшенки, устойчивые к триходерме, наоборот, отмечено появление все более агрессивных штаммов триходермы. В такой ситуации не обойтись без применения химических средств защиты от болезней.

Сложность борьбы с триходермой заключается в том, что она относится к грибам, и для ее контроля необходимо использовать препараты, которые не тормозили бы развитие культивируемых грибов. Пока еще такие препараты не созданы. Из применяемых в настоящее время средств наиболее эффективным оказались препараты на основе беномила (Бенлат*, Фундазол*).

Беномил подавляет рост триходермы в питательной среде при концентрации 1 мг/л, а заметное торможение роста мицелия вёшенки наблюдается при концентрации 20–

30 мг/л. В производственных условиях его вносят в количестве 100–300 г на тонну увлажненного субстрата. Этот препарат не растворим в воде и для эффективного воздействия на триходерму его необходимо размешивать в большом количестве воды для равномерного распределения в субстрате. Препарат достаточно термостоек. Однако он несовместим с препаратами, имеющими щелочную реакцию.

В процессе применения препарата суспензию следует постоянно взбалтывать, чтобы не образовывался осадок. В результате неравномерного распределения препарата в субстрате появляются зоны с пониженной концентрацией, что способствует появлению устойчивых форм триходермы, которые впоследствии не будут реагировать на данный препарат.

Грибоводам необходимо обратить особое внимание на санитарное состояние своего производства. Необходимо уже сегодня разрабатывать в каждом хозяйстве специальные программы, направленные на предотвращение заражения и распространения триходермы внутри фермы. Для сдерживания роста численности вредных организмов, сохранения урожая грибов от потерь и получения экологически чистой продукции высокого качества важное значение приобретает система защитных мероприятий, охватывающая все этапы технологического цикла производства субстрата, выращивания, хранения и реализации вёшенки.

Система защитных мероприятий в грибоводстве включает в себя организационно-хозяйственные, санитарно-гигиенические, агротехнические, профилактические мероприятия.

Производство съедобных грибов не рекомендуется размещать вблизи постоянных источников инфекции. Следует учитывать, что грибные комарики-сциариды являются общими вредителями овощных культур и культивируемых грибов. Они могут заноситься из зараженных овощных теплиц.

При планировании производства необходимо предусмотреть четкое разделение «чистых» и «грязных» зон и максимально изолировать их территориально, а проведение технологических операций разделить по времени выполнения.

По мере старения грибных блоков происходит накопление вредных организмов, и в конечном счете отработанный субстрат представляет собой источник инфекции для последующих оборотов культуры. Нередко грибоводы оставляют на территории хозяйства отработанные блоки, часть из которых продолжает плодоносить. Впоследствии к ним добавляются некачественные и полностью бракованные. Постояннодействующая свалка отработанного и отбракованного субстрата, соответственно, создает постоянный высокий инфекционный фон на территории хозяйства. Поэтому для поддержания санитарной обстановки на высоком уровне и стабильной работы предприятия важное значение имеют своевременный вывоз отработанного субстрата и решение проблемы его утилизации.

Источником инфекции могут быть также исходные материалы для приготовления субстратов. Поэтому складирование и хранение сырья рекомендуется предусматривать в отдалении от «чистой» зоны.

Помещение для приготовления субстрата должно быть изолировано от помещений выращивания, иметь отдельный вход. Выполнение технологических операций следует организовать так, чтобы сначала выполнялись чистые работы, а потом — грязные. Перемещение людей, техники, продукции должно происходить по принципу: из «чистой» зоны — в «грязную», а не наоборот. При планировании бюджета грибного производства обязательно должна быть учтена статья расхода на осуществление санитарно-гигиенических и профилактических мероприятий.

Значительную часть данных мероприятий в грибоводческом хозяйстве составляют общепринятые меры, направленные на поддержание чистоты и порядка на производственной территории. Помещение для выращивания грибов должно иметь хорошую теплоизоляцию и должно быть оборудовано системой вентиляции и водоснабжения. В системе воздуховодов необходимо установить фильтры для микробиологической очистки поступающего воздуха.

В культивационных помещениях нежелательно использовать деревянные конструкции, так как их трудно дезинфицировать. Перед входом во все помещения необходимо разместить коврики, пропитанные дезраствором. За каждым работником должны быть закреплны инвентарь, спецодежда и спецобувь, которые надо содержать в чистоте. Тару для сбора грибов следует мыть после каждого использования, а при необходимости дезинфицировать. Отходы после сбора грибов и обрезки основания ножек следует складывать в одноразовые пакеты и удалять с производственной территории.

Агротехнические мероприятия включают в себя приготовление качественного субстрата, свободного от вредных организмов, выбор и правильное хранение посадочного материала, правильный уход за культурой на всех фазах ее развития и поддержание оптимального уровня физических параметров микроклимата. Для приготовления высокопродуктивных субстратов необходимо, чтобы исходные материалы отвечали определенным требованиям по влагосодержанию, структуре, химическому составу, микробиологической обсемененности. Некачественные исходные материалы не обеспечивают получение селективных субстратов, к тому же являются первичными источниками вредных организмов. Например, не допускается использовать переувлажненную солому, плохо очищенную, с избыточным содержанием ядер, лузгу подсолнечника.

При приготовлении субстратов для выращивания вёшенки используют различные способы и режимы термообработки. Все они должны не только уничтожать вредные организмы, но и создавать питательную среду, неблагоприятную для их развития. Уход за культурой гриба предполагает контроль температуры субстрата и воздуха, поддержание относительной влажности воздуха и необходимой концентрации углекислого газа (СО2).

Большую опасность представляет перегрев субстрата в фазе вегетативного роста гриба. Поэтому большое значение на этой стадии развития культуры имеет регулирование теплообмена в субстратных блоках. Необходимо также своевременно выявлять очаги заболевания и проводить обеззараживание. После завершения культурооборота освободившееся помещение готовят к следующему циклу выращивания вёшенки.

Профилактические мероприятия включают в себя дезинфекцию помещений перед началом оборота культуры, обеззараживание техники, оборудования, инструментов и инвентаря, используемых при проведении технологических операций и при выполнении работ по уходу за культурой и сбору урожая грибов. Профилактические и защитные мероприятия проводятся в грибоводческих хозяйствах в соответствии с предварительно составленным планом-графиком.

Вывод может быть один — только комплексный подход позволит грибоводу беречь и приумножать свое добро!

Контрольный лист: (изображение)

Часть 1

Часть 2

Часть 3

Если у читателей возникнут вопросы, автор готов ответить на них

по тел.: 8-067-95-95-522.