Апр 09 2002

Отходы растительной биомассы как сырье для промышленного культивирования базидиомицетов

Опубликовано в 23:11 в категории Сбор и утилизация отходов

Отходы растительной биомассы как сырье для промышленного культивирования базидиомицетов

Н.В. Вовк1, В.Н. Шевкопляс2

онецкий национальный университет

2Институт физико-органической химии и углехимии

им. Л.М. Литвиненко НАН Украины, г. Донецк

В настоящее время актуальной для Украины является проблема утилизации растительной биомассы – отходов сельского хозяйства. В процессах биоконверсии растительного материала важная роль отводится высшим базидиомицетам, вызывающим белую гниль древесины. Эти грибы обладают мощной ферментной системой, которая способна осуществлять прямое превращение высокомолекулярных соединений (целлюлозы, лигнина) до простых веществ необходимых грибу для своей жизнедеятельности [4, 11]. Для решения поставленных задач является перспективным промышленное культивирование съедобных базидиомицетов, в частности гриба Pleurotus ostreatus (Jacq.:Fr.) Kummer, широко известного как вешенка обыкновенная, которая в естественных условиях обитает на сухой древесине лиственных пород деревьев. Данный гриб обладает высокой жизнеспособностью и относительно простой технологией выращивания [1]. Помимо всего сказанного, культивирование гриба P. ostreatus в промышленных условиях позволит получать альтернативный белковый продукт питания не уступающий по своим качествам белкам растительного или животного происхождения [5]. Проблемы выращивания вешенки обыкновенной привлекают внимание ученых-миколо-гов и производственников ряда стран Европы и США [6]. Достижения в решении этих проблем привели к тому, что гриб P. ostreatus стал занимать второе место по объему производства в Европе после шампиньонов [1]. На сегодня промышленное культивирование гриба P. ostreatus позволяет получать до 2,3 млн. т плодовых тел в год, а грибоводство выделилось в самостоятельную отрасль сельского хозяйства. Поскольку плодовые тела гриба имеют хорошие органолептические свойства, содержат большое количество белка

(до 7-8 %), незаменимых аминокислот, углеводов, липидов, витаминов и других органических соединений, то его производство в промышленном масштабе становится все более актуальным [8].

В связи с вышеизложенным, целью данной работы является использование отходов растительной биомассы в качестве углеродного субстрата для промышленного культивирования гриба P. ostreatus (вешенка обыкновенная).

Объектами исследования служили чистые культуры гриба P. ostreatus из коллекции кафедры физиологии растений, собранные из различных климатических зон. Интенсивное культивирование культур гриба P. ostreatus было проведено по стандартной методике [6]. Выращивание вешенки обыкновенной осуществляли в темном, хорошо проветриваемом помещении с температурой воздуха 18° С и влажностью 60-65 %. Для освещения использовали лампы накаливания с интенсивностью осещения 400-600 лк/м2. Съем плодовых тел проводили на седьмые сутки после появления примордий. Общую урожайность плодовых тел культур гриба P. ostreatus оценивали по двум волнам плодоношения. Урожайность рассчитывали как отношение массы свежих плодовых тел к массе сухого субстрата (г/кг). Биологическую эффективность (БЭ, %) культур гриба определяли по формуле [12]: БЭ=•100 %, где m - масса свежих плодовых тел, г; m1 – масса сухого субстрата, г. Эффективность использования углеродного субстрата (Э) подсчитывали по формуле: Э=•100 %, где m1 – начальная масса субстрата, г; m2 - масса остаточного субстрата, г. Коэффициент использования субстрата (k) определяли по формуле [7]: k=, где Y – сухая масса плодовых тел (г), собранная при выращивании вешенки на субстрате с начальной сухой массой 100 г; m – сухая масса остаточного субстрата после сбора урожая. Опыты проводили в трехкратной повторности. Математическую обработку полученных экспериментальных данных проводили с помощью дисперсионного анализа и множественного сравнения средних величин критерием Дункана [9, 10].

Данные по урожайности плодовых тел культур P. ostreatus приведены в табл. 1. Видно, что все показатели, характеризующие продуктивность первой и второй волн плодоношения для изолятов В-99 и К-99 были выше, чем у других культур и у штамма НК-35 (табл. 1). Так, по сравнению со штаммом НК-35 урожайность культур В-99 и К-99 была в 1,8-1,4 раза выше и составляла 1313,30 и 1081,50 г/кг, соответственно. Культуры ВК-2000, Р-01 и Р-15 по показателям урожайности незначительно отличались от штамма НК-35. Из представленных данных следует, что урожайность первой волны плодоношения для всех культур в 2,6-4,6 раза выше по сравнению с урожайностью второй волны плодоношения, что составляло 71,5-80,5 % (для культуры В-99 – 88 %) от общей урожайности плодовых тел. Низким показателем урожайности обладала культура 420 (623,50 г/кг).

Таблица 1.Показатели промышленного культивирования гриба P. ostreatus на лузге подсолнечника

Культура

Урожайность плодовых тел, г/кг

1 волна

2 волна

общая

1

НК-35

588,55±35,29

198,55±19,57

787,10±14,29

2

ВК-2000

570,05±9,12

162,50±12,73

732,55±21,85

3

К-99

781,50±76,06

300,00±23,34

1081,50±129,40

4

В-99

1076,80±103,66

236,50±14,14

1313,30±89,52

5

Р-01

635,05±63,47

165,00±11,21

800,05±80,69

6

Р-15

588,35±58,04

143,30±10,61

731,65±49,43

7

420

473,50±35,55

150,00±15,09

623,50±34,46

Из табл. 2 видно, что культуры В-99 и К-99 имеют высокие показатели эффективности использования субстрата, что составляет 57,0 и 52,3%, соответственно. Низкий показатель эффективности использования субстрата наблюдался у культуры 420 (39,0 %). Остальные культуры по данному показателю занимали промежуточное положение. Такое же соотношение для всех культур гриба P. ostreatus было выявлено и для другого показателя эффективности – коэффициента использования субстрата (k). Как видно из табл. 2, подсчитанные значения показателей эффективности использования субстрата обратно пропорциональны урожайности плодовых тел изученных культур.

Таблица 2.Показатели эффективности использования лузги подсолнечника грибом P. ostreatus

Культура

Э, %

k, у.е.

БЭ, %

1

НК-35

50,7

0,10

78,7

2

ВК-2000

48,7

0,07

73,3

3

К-99

52,3

0,15

108,2

4

В-99

57,0

0,18

131,3

5

Р-01

44,3

0,07

80,0

6

Р-15

41,0

0,05

73,2

7

420

39,0

0,03

62,4

По данным авторов [1, 3] в дальнейшем остаточный биотрансформированный субстрат после интенсивного культивирования гриба P. ostreatus можно применять в животноводстве в качестве кормовой добавки или использовать как обогащенное органическим азотом биоудобрение.

Экономическая эффективность интенсивного культивирования вешенки обыкновенной определяется, прежде всего, урожайностью культуры, реализационной ценой продукции, стоимостью субстратов и затратами на культивирование. Производственные затраты и себестоимость продукции при выращивании культур гриба P. ostreatus варьируют в незначительном интервале. Но вследствие разной урожайности и, соответственно, стоимости реализованной продукции, чистый доход и уровень рентабельности производства вешенки обыкновенной изменяются в широком диапазоне. Наибольшей экономической эффективностью обладает культура В-99, которая имеет наивысшие показатели урожайности плодовых тел.

Для расчета показателей экономической эффективности культуры В-99 использовали следующую методику, которая включала подсчет производственных затрат, себестоимости, чистого дохода и уровня рентабельности для получения продукции с 1м2 посевной площади. Производственные затраты (М) определяли по следующей формуле: М=G+X+Y+Z+H+A+B+C, где G – стоимость посевного мицелия, количество которого составляло 5 % от общего веса субстрата культивирования; X - стоимость субстрата для интенсивного культивирования (лузга подсолнечника); Y – транспортные расходы; Z – энергозатраты; H – отопление; А – потребление воды; В – аренда помещения; С – стоимость упаковочного материала.

Себестоимость 1 кг плодовых тел (N) рассчитывалась по формуле: N=M+D+E, где М – производственные затраты, D – рабочая сила; Е – непредвиденные расходы.

Чистый доход подсчитывался из разности между стоимостью реализованной продукции и себестоимостью готовой продукции. Уровень рентабельности производства (%) определялся из соотношения чистого дохода к расходным затратам на производство продукции с 1м2 посевной площади.

Расчеты показали, что себестоимость готовой продукции с 1м2 посевной площади по данной технологии интенсивного культивирования вешенки обыкновенной (культура В-99) составляет 3,2 – 4,7 грн. Также было подсчитано, что основным фактором, который значительно влияет на себестоимость продукции, является арендная плата, доля которой составляет 50 % и более. Поэтому арендная плата является сдерживающим фактором, и при ее снижении себестоимость готовой продукции снижается в 1,5 – 2,0 раза. Чистый доход в данном случае равен 1,78 – 3,36грн/м2, а уровень рентабельности – 37,7 – 107,0 %.

Таким образом, можно сделать вывод, что предложенный метод интенсивного культивирования вешенки обыкновенной позволяет не только утилизировать растительную биомассу, но и одновременно получать качественную, экологически чистую пищевую продукцию.

Литература

1. Бисько Н.А., Дудка И.А. Биология и культивирование грибов рода вешенка. Киев: Наукова думка, 1987. - 198 с.

2. Бисько Н.А., Косман Е.Г. Рост штаммов вешенки обыкновенной Pleurotus ostreatus на средах с различными источниками углерода и азота //Микол. и фитопатол. - 1988. - Т. 22, № 6. - С. 515 - 519.

3. Бурова Л.Г. Экология грибов макромицетов. - М.: Наука, 1986. – 222 с.

4. Бухало А.С. Высшие съедобные базидиомицеты в чистой культуре. - Киев: Наукова думка, 1988. - 144 с.

5. Высшие съедобные базидиомицеты в поверхностной и глубинной культуре /Н.А. Бисько, А.С. Бухало, С.П. Вассер и др./ Под ред. И.А.Дудки. - Киев: Наукова думка, 1976. - 110 с.

6. Дудка И.А., Бисько Н.А., Билай В.Т. Культивирование съедобных грибов. - Киев: Урожай, 1992. - 160 с.

7. Мануковский Н.С., Ковалев В.С. Влияние биогумуса на рост вешенки флоридской и шампиньона двуспорового //Микол. и фитопатол. - 1998. - Т. 32, № 5. - С. 67 - 70.

8. Негруцкий С.Ф. Горное грибоводство. - Донецк: РИП “Лебедь”, 1995. - 168 с.

9. Приседський Ю.Г. Статистична обробка результатів біологічних експериментів. - Донецьк: Кассиопея, 1999. - 210 с.

10. Фильчаков Л.П., Негруцкий С.Ф. Методические указания к математической обработке результатов по физиологии растений. - Донецк: ДонГУ, 1984. - 12 с.

11. Элисашвили В.И. Биоконверсия растительного сырья высшими базидиомицетами // Микол. и фитопатол. - 1993. - Т.27, №6. - С.83-94.

12. Diehle D.A., Royse D.J. Shiitake cultivation on sawdust: evaluation of selected genotypes for biological efficiency and mushroom size //Mycologia. - 1986. - Vol. 78, N 6. - P. 929 - 933.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.