Исходное сырье для приготовления субстратов содержит свою собственную эндогенную микрофлору и микрофауну. При увлажнении сырья активность организмов возрастает Микроорганизмы потребляют кислород, воду, питательные органические вещества субстрата, а также минеральные элементы. Искусство приготовления субстрата состоит в сохранении полезной микрофлоры и даже увеличении ее численности и в уничтожении или дезактивации вредных организмов. Основные группы организмов, встречающиеся в растительном сырье, представлены в табл..

Таблица
Основные группы организмов, встречающиеся в растительных субстратах

Биологические свойства субстратов имеют особое значение для нестерильных технологий культивирования, когда значительная часть организмов субстрата сохраняется после пастеризации. Чем сильнее термическая обработка, тем меньшее число организмов выживает, в том числе и полезных, которые обеспечивают селективность субстрата. Селективность субстрата - одно из важнейших биологических свойств, определяемое химическим составом сырья и активностью полезной микрофлоры.

Биологические свойства субстрата тесно связаны с его химическими и физическими свойствами и в совокупности определяют конечный результат - высокую продуктивность культуры грибов.

Инфицированность сырья.

Культивируемые растения в период вегетации подвергаются инфицированию разнообразных микроорганизмов. Среди них можно обозначить несколько групп (рис.):

Паразитические или фитопатогенные грибы и бактерии. Например: ржавчина пшеницы, головня пшеницы, мучнистая роса, бактериальная пятнистость и т п.

Эпифитная микрофлора - обычно непатогенные грибы и бактерии, питающиеся поверхностными выделениями на листьях растений.

Сапротрофная микрофлора - бактерии и грибы, питающиеся мертвым органическим веществом. К этой группе относится большинство конкурентных вешенке организмов: плесневые грибы (Trichoderma, Aspergillus, Penicillium и т.п.) и бактерии (Pseudomonas и др. ).

Рис. Инфицированность сырья

Многие представители микроскопических грибов, обитающих в почве, в зоне ризосферы способны разрушать клетчатку (целлюлозу): Chaetomium globosum, Trichoderma lignorum, Cladosporium herbarum, Fusarium , Aspergillus, Mucor. Некоторые представители низших грибов (дейтеромицеты) способны также частично разлагать лигнин: Alternaria, Aspergillus, Trichoderma, Gilmaniella.

Микроскопические грибы размножаются обычно бесполым путем, образуя огромное количество спор. Мелкие споры грибов могут переноситься воздухом на большие расстояния. Количество спор грибов в воздухе может достигать десятков и сотен тысяч в 1 м3.

Первичная инфекция - это сумма микроорганизмов, которые находятся на субстрате в период его заготовки и складирования.

Вторичная инфекция - развивается при неправильном хранении сырья (попадание влаги) или контакте сырья с отселектированной на грибной форме микрофлорой (наиболее часто возникающие плесневые инфекции).

Таким образом, источником инфекции может быть окружающая среда, субстрат, помещения фермы, отработанный инфицированный субстрат. Необходимо принимать соответствующие меры против перекрестного инфицирования.

Конкурентная микрофлора.

Конкурентная микрофлора представлена двумя группами организмов:

1) бактерии; 2) грибы.

Бактерии выделяют токсичные метаболиты, которые ингибируют рост мицелия. В блоках инокулированного субстрата такие зоны обычно хорошо видны, особенно на фоне белого заросшего мицелием субстрата: это достаточно четко отграниченные темного цвета зоны. Бактериальная инфекция часто встречается при выращивании мицелия на зерновом субстрате. В этом случае бактериоз проявляется также в виде отдельных, не зарастающих мицелием зон, зерно осклизлое и неприятно пахнущее. Бактериозы появляются в случае переувлажнения субстрата, недостаточной термообработке или несоблюдении оптимального температурного режима инкубации субстрата.

Конкурентные грибы представлены в основном низшими грибами - плесенями, однако, встречаются и представители высших, шляпочных грибов - это виды навозников – Coprinus sрр.

Плесневые грибы условно разделяют на слабо конкурентные и сильнокурентные. Однако слабо конкурентные плесени в определенных условиях также могут приносить большой вред. Плесневые грибы поглощают питательные вещества субстрата, в первую очередь легкодоступные соединения, они также выделяют токсины, ингибирующие рост мицелия вешенки, кроме того, отдельные агрессивные биотипы, например триходермы, проявляют микопаразитические свойства.

Встречаемость различных видов конкурентных грибов зависит от места заготовки сырья, вида сырья и санитарной обстановки на самой грибной ферме (табл.). В последние годы зеленая плесень, вызываемая триходермой, постоянно представляет опасность для грибоводческих ферм, выращивающих вешенку, строфарию, и шампиньон. В Северной Америке распространен агрессивный штамм Trichoderma harzianum - Тh-4, а в Европе - Тh-2. В Канаде около 60% шампиньонниц инфицировано биотипом Тh-4. Trichoderma harzianum (штамм Тh-4) вызывает большие потери урожая вешенки на соломистом субстрате.

Таблица
Конкурентные грибы на субстрате.

На первой волне плодоношения потери от зеленой плесени могут составлять 65%, а на второй волне 99% урожая. В среднем потери составляют 70% общего урожая. Грибные фермы, выращивающие и шампиньон, и вешенку, имеют двойной риск распространения этого агрессивного штамма по сравнению с фермами, культивирующими один вид.

Накопление конкурентной микрофлоры происходит при неправильном, открытом хранении сырья, нарушении санитарно - гигиенических норм, нарушении термического режима обработки, избыточном количестве легкодоступных соединений углерода и азота (табл.).

Таблица
Конкурентная микрофлора

Обследование грибных ферм показало, что накопление агрессивной конкурентной микрофлоры начинается сразу же после начала работы фермы. Фактически грибоводческая ферма является новой открытой нишей для развития конкурентных организмов. Здесь есть все: тепло, влага, питание. Поэтому борьба с инфекцией должна быть на ферме постоянной и жесткой. Инфекционные споры (пропагулы) триходермы обнаруживаются практически во всех местах инфицированной фермы (табл.). Концентрация спор триходермы выше в производственной зоне, где они переносятся с механизмами, персоналом или органическими остатками. На многих фермах для отдельных операций создают специальные рабочие группы, которые не пересекаются в течение рабочего дня, например группа сборщиков грибов и группа посева мицелия и фасовки субстрата. Органические отходы, почва, пыль и вода на дорогах - могут быть резервуарами триходермы (табл.). Основная стратегия контроля развития триходермы на ферме - ограничение, локализация мест развития плесени и предотвращение ее распространения. Меры борьбы - это в основном профилактика в виде регулярных санитарно - гигиенических мероприятий.

Таблица
Распределение триходермы на ферме (процент проб с биотипом Тh-4)

Таблица
Источники инфицирования триходермой

Полезная микрофлора.

Субстраты несут в себе как вредную (конкурентную или патогенную) микрофлору, так и полезную. Микроорганизмы, обеспечивающие нормальное развитие мицелия в присутствии конкурентной микрофлоры пока еще недостаточно изучены. Известно, что они относятся к группе термофильных бактерий рода Bacillus.

Все микроорганизмы можно разделить на группы по отношению к оптимальной температуре их развития (табл.). Это психрофилы, мезофилы и термофилы. Вешенка и строфария относятся к умеренным мезофилам - оптимум развития мицелия от 20 до 30оС. Большинство конкурентных плесеней относятся к экстремальным мезофилам: оптимум развития мицелия при температуре от 30 до 45оС.

Таблица
Распределение микроорганизмов по отношению к температуре

Полезная микрофлора, антагонистичная конкурентным организмам, относится к термофилам. Наиболее изучены термофильные микроорганизмы шампиньонного компоста. Они представлены тремя группами организмов: бактериями, актиномицетами и грибами (табл.). Оптимальный интервал температур для их развития 45 - 55°С. Такой температурный режим устанавливают после пастеризации компоста в фазе кондиционирования. В отличие от бактерий, которые развиваются очень быстро (за 24 часа их количество при оптимальных условиях увеличивается в 300000 раз), развитие актиномицетов и грибов требует нескольких суток. Процесс обработки субстрата для культивирования вешенки обычно кратковременный (от 24 до 72 часов) и единственная возможность микробиологической защиты субстрата реализуется за счет термофильных бактерий. При пастеризации субстрата большая часть термофильной микрофлоры не активна, лишь некоторые виды продолжают развиваться при температуре выше 65°С (табл.).

Таблица
Оптимальная температура для развития термофильных микроорганизмов

Таблица
Время выживания термофильных грибов при различных режимах пастеризации, часы