Контролируемое выращивание сморчка в закрытом грунте (Morchella sp.) в течение всего года \ продолжение предыдущего поста

В 1977 году, когда мы начали изучать биологию в Копенгагенском университете, нас всерьез заинтересовала биология съедобных грибов и их возможное выращивание. На основании различных литературных исследований мы затем провели много опытов по выращиванию белых шампиньонов и вешенок в частности в частных условиях. Весной 1978 г. внезапно пробудился интерес всей нашей жизни к выращиванию гораздо более сложных и ценных сморчков, когда мы узнали ниже следующие интересные моменты.

Черный сморчок (Morchella sp.), Как и сморчок обыкновенный (Morchella esculenta), являются высоко ценимыми съедобными грибами. Однако первое, безусловно, является наиболее важным международным коммерческим продуктом. Несмотря на более чем 100-летние исследования во всем мире, не существует контролируемого метода круглогодичного коммерческого выращивания сморчков в помещении. Таким образом, мировой годовой оборот черных сморчков основан исключительно на грибах, собранных весной в дикой природе.

Эта очень сложная информация привела к дальнейшему изучению литературы и проведению многочисленных частных экспериментов в период 1982-1986 годов с использованием мицелия, выделенного из сморчков, найденных в дикой природе Дании.

И вдруг, в 1986 году, мы узнали, что американская исследовательская группа только что запатентовала контролируемый метод выращивания сморчков в помещении круглый год (см. «Выращивание морчеллы» в библиографии). Поэтому осенью 1986 года нам очень захотелось попробовать сначала воспроизвести американский патент, а затем, если возможно, значительно улучшить метод. Однако возник главный вопрос: где в Дании можно было проводить такие передовые исследования, включая камеры для культивирования с контролируемым климатом, и как, если вообще, можно было финансировать проект?

Финансирование
Как упоминалось ранее, в начале периода в KVL мы получили финансирование от Национального совета сельскохозяйственных и ветеринарных исследований, соответствующее занятости одного человека в течение четырех лет. С сентября 1988 года и по сегодняшний день нас также финансировали следующие частные компании, за исключением нескольких коротких периодов безработицы:

• А/С Интернешнл Моркельпродукция
• Интернешнл Свамп Продукшн АПС
• Петерсгаард А/С
• Кунстштоф Холдинг Апс

Таким образом, в течение всего периода с сентября 2008 года по сегодняшний день мы финансировались Kunststof Holding ApS.

Благодарности 
Как видно из вышеизложенного, за годы исследований мы сотрудничали с очень большим количеством людей из КВЛ и КУ, и не в последнюю очередь с четырьмя компаниями, которые через различных частных инвесторов предоставили большую часть финансирования для весь проект. Всем этим людям мы должны сказать огромное спасибо – не в последнюю очередь за их настойчивость и веру в потенциал проекта!

В начале проекта Morel мы написали две статьи о нашей начальной работе в КВЛ, опубликованные в 1987 и 1992 годах (см. библиографию).

В 2006 году мы подали международную патентную заявку на выращивание сморчков в сотрудничестве с частным патентным агентством. В заявке описаны, среди прочего, два наиболее важных принципа выращивания, которые также используются сегодня в нашем полностью разработанном методе контролируемого выращивания черных сморчков в помещении круглый год. Однако вскоре после того, как заявка была одобрена, мы решили, по совету Датского патентного управления, отозвать заявку до того, как она будет опубликована во всем мире, поскольку на практике обойти патент такого типа относительно легко. Поэтому мы решили держать ключевые моменты нашего метода в секрете, не в последнюю очередь потому, что сейчас рассматриваем коммерческие возможности.

Согласно «Nordeuropas svampe» (см. библиографию), сморчок черный (комплекс Morchella conica/elata) представляет собой богатую видами группу близкородственных видов, настолько сходных как макроскопически, так и микроскопически, что их практически невозможно определить без использование анализа ДНК. Поскольку последнее для нас было невозможным, и поэтому мы не смогли определить, сколько видов мы фактически провели культуральные эксперименты, мы решили использовать термин черный сморчок (Morchella sp.) для всех изолированных мицелий из дикий, с которым мы работали.

С тех пор, как мы начали наши исследования со сморчками в KVL в 1987 году, мы основывали наши многочисленные эксперименты почти исключительно на черном сморчке (Morchella sp.) и лишь в меньшей степени на сморчке обыкновенном (Morchella esculenta), который мы преимущественно находили в природе в виде плодовых тел. После выделения мицелия из данного плодового тела на специальном питательном агаре мы использовали его для получения склероций в стерильных условиях, которые затем были внесены в наши два банка генов. Отметим, что склероции сморчков состоят из агрегированных, богатых питательными веществами, зимостойких, оранжево-коричневых клеток, которые, помимо прочего, образуют питательный фон для формирования плодовых тел весной.

Хотя, как упоминалось выше, мы не анализировали ДНК плодовых тел, собранных в дикой природе, тем не менее, мы взяли на себя смелость использовать обозначение «генетический вариант черного сморчка (Morchella sp.)» для данного плодового тела, но только в том случае, если в последующем процессе культивирования мы могли установить по выделенному мицелию, что рассматриваемый вариант обладает одним или несколькими вполне специфическими признаками, которые отличаются от всего другого материала в банке генов. Из многих свойств, которые мы оцениваем, особенно важна способность к развитию склероций, конидий и плодовых тел в четко определенных условиях, но ключевое значение также имеют средний размер и внешний вид плодовых тел.

В течение вышеуказанного периода мы почти каждую весну совершали увлекательные поездки за черными сморчками в соответствующие места, в основном в Данию, а также в Швецию, Австрию, Швейцарию и Францию. Кроме того, мы получили большое количество плодовых тел, в основном из Турции. Совместные усилия в этой области привели к выделению мицелия из 347 различных плодовых тел к маю 2021 года. и впоследствии производящие склероции из 224 этих плодовых тел, которые затем были внесены в два банка генов. Впоследствии вся эта коллекция склероций легла в основу различных культивационных экспериментов с целью определения, в том числе,

С самого начала наших исследований в KVL мы создали банк генов при температуре около 3 ° C, содержащий склероции от все более генетических вариантов черного сморчка (Morchella sp.). Эти склероции послужили основой для всех экспериментов, проведенных в последующие годы.

Однако по мере того, как с годами нам становилось все более очевидным, что различные варианты со временем теряют свою способность в большей или меньшей степени использовать данный источник питательных веществ или развивать плодовые тела, мы были вынуждены разработать лучший метод хранения. Было очевидно, что нужно попытаться разработать метод хранения склероций в оптимальных условиях в жидком азоте при температуре ÷196 °C, что нам действительно удалось сделать в 2016 году. Впоследствии наш генофонд был создан при этой экстремально низкой температуре в ноябре 2018 года. Он всегда содержит в изобилии склероции из наших пяти наиболее ценных генетических вариантов, а также, как правило, около 10 недавно обнаруженных прошлой весной вариантов, которые тестируются различными способами. Таким образом, всем замороженным вариантам должна быть обеспечена «вечная молодость» на долгие годы.

В течение ряда лет мы интенсивно работали над тем, чтобы получить как можно более широкое представление о склероциальной стадии черного сморчка. Таким образом, мы выявили, как большое количество физических, химических и биологических параметров влияет на формирование склероций как качественно, так и количественно. Это привело к разработке оптимального метода получения склероций в стерильных условиях. Впоследствии склероции используются в наших двух банках генов и в качестве инокулята в различных экспериментах с плодовыми телами.

Поскольку мы узнали, что в некоторых случаях выгодно использовать мицелий, а не склероции в качестве инокулята в процессе культивирования, мы также потратили некоторое время на разработку оптимального метода получения стерильного, богатого мицелием инокулята. Это включало точное определение физических, химических и биологических параметров, которые обеспечивают продукт высочайшего качества.

Теперь у нас наконец-то был ценный пустой тест, который позволил нам начать эффективную оптимизацию всех важных параметров в процессе выращивания в помещении. Надежда на разработку полностью контролируемого круглогодичного выращивания черных сморчков в закрытом грунте вдруг стала несколько более реальной. Основные элементы процесса оптимизации описаны ниже.

Тестирование различных соответствующих методов культивирования и составов
После прорыва в выращивании в помещении в 2005 году мы протестировали несколько потенциальных методов выращивания и групп в течение нескольких лет, пока в конце 2015 года не выбрали наиболее интересный метод, который с тех пор мы усовершенствовали. В процессе разработки в качестве культивационных агрегатов мы преимущественно использовали специальные ящики Rako площадью 0,11 кв. м каждый. Пытаясь разработать более крупную и рациональную установку, в начале 2018 года мы спроектировали и изготовили так называемую «систему выращивания на поддонах» с площадью поверхности 0,87 квадратных метра, что в принципе соответствует тому, как должна быть построена коммерческая система выращивания. . Система мобильна, так как ее можно очень легко перемещать с помощью подъемника для поддонов. Система выращивания поддонов основана на очень специфичном и важном принципе выращивания,

Разработка  искусственной почвы для сморчков 
Уже в 2005 году мы были убеждены в необходимости разработки четко определенной искусственной почвы для сморчков, чтобы удовлетворить наше желание разработать стабильный и эффективный метод выращивания в помещении. Если вместо этого используется более или менее случайная естественная почва, риск внезапного внедрения нежелательных бактерий, грибков и вредителей, что приведет к снижению урожая сморчков, слишком велик. Кроме того, различное содержание минералов в естественной почве от одного периода к другому порождает проблемы различного рода.

В связи с вышеуказанной проблемой мы решили разработать искусственную почву для сморчков. Здесь мы решили использовать нашу искусственную почву для трюфелей, упомянутую в Приложении 1, в качестве отправной точки для экспериментов из-за тесной связи между сморчками и трюфелями. В результате этой длительной разработки у нас теперь есть идеальная и четко определенная искусственная почва для сморчков, состоящая из пяти различных натуральных продуктов в точном соотношении друг к другу и с тщательно подобранным содержанием минералов. При работе мы всегда стремились включать ингредиенты с максимально возможной безопасностью продукта.

Разработка двух коммерчески  пригодных питательных субстратов 
Также в 2005 году мы пришли к соглашению о том, что ранее использовавшийся источник питательных веществ на основе коры хвойных пород, который привел к первому появлению сморчков как на открытом воздухе, так и в помещении, теперь необходимо заменить более стабильным и эффективным источником питательных веществ. Поэтому мы инициировали бесчисленную серию экспериментов как в стерильных, так и в нестерильных условиях, в которых все виды более или менее обогащенных источников органических питательных веществ тестировались и оценивались в отношении последующего формирования плодовых тел. В ходе этой опытно-конструкторской работы мы узнали тот важный факт, что удовлетворительный урожай сморчков может быть достигнут только в том случае, если вся установка выращивания находится в экологическом равновесии. В частности, важно, чтобы содержание минералов и соотношение углерода и азота как в почве сморчков, так и в источнике питательных веществ были тщательно сбалансированы.

В результате вышеуказанной работы у нас теперь есть рецепт двух очень разных источников органических питательных веществ, один основан на стерильной, а другой на нестерильной колонизации сморчковым мицелием. Оба источника питательных веществ приводят к формированию впечатляющих плодовых тел, которые можно использовать в коммерческих масштабах. Питательные вещества также дешевы, стабильны и легко доступны.

Выгодно ли включать растения в процесс выращивания?
Как видно из фото и видео материала на этом сайте, трава является частью общего процесса выращивания черных сморчков. К сожалению, мы не можем раскрыть какие-либо подробности.

Разработка оптимальной климатической программы 
В течение ряда лет мы разработали оптимальную климатическую программу для всего процесса выращивания с использованием различных климатических камер. Мы работали над температурными требованиями, продолжительностью дня, интенсивностью света и спектральным составом света. Это включает в себя успешную замену ламп накаливания на энергосберегающие светодиодные лампы. Наконец, мы провели эксперименты с влажностью, а также подвергли сморчковый мицелий воздействию «искусственного дождя» различной продолжительности. Климатическая программа включает в себя следующие пункты:

С момента появления первых черных сморчков в комнатных условиях в 2005 г. и вплоть до 2021 г. нам удалось получить плодовые тела 73 из 80 довольно характерных генетических вариантов черного сморчка (Morchella sp.), обнаруженных и выделенных нами из датской дикой природы. с весны 2003 г. Это соответствует показателю успеха около 90%, что, по-видимому, намного превышает результаты, достигнутые другими исследователями при тестировании упомянутого ранее патента США (см. «Культивирование Morchella» в библиографии).

Наше исследование культивирования также выявило интересный факт: существует относительно большая разница во внешнем виде, размере, скорости развития и продуктивности, когда генетические варианты культивируются в контролируемых условиях в помещении. Поиск новых вариантов в дикой природе весной можно сравнить с поиском золота, поскольку золото в этом контексте соответствует поиску варианта, который при культивировании является привлекательным, в среднем весит не менее 25 г (по сравнению с нормальным весом). около 7 г), развивается с максимальной скоростью и дает урожай не менее 3 кг черных сморчков с квадратного метра.

В целом можно сделать вывод, что варианты 195 и 234 — наши самые производительные варианты. Таким образом, нам удалось получить урожай 4,2 кг сморчков с квадратного метра от варианта 195 в течение всего периода выращивания в 22 недели, что соответствует годовому производству 10 кг с квадратного метра. Для варианта 234 мы получили урожай 4,1 кг сморчков с квадратного метра в течение 20-недельного периода выращивания, что соответствует годовой продукции 10,7 кг с квадратного метра. К сожалению, поскольку плодовые тела сорта 234 в среднем весили всего 8,4 г, они росли так близко друг к другу на большей части посевной площади, что более или менее деформировались, и их было очень трудно собрать.

В заключение, с момента появления первых комнатных черных сморчков в 2005 году, в климатических камерах на КВЛ и КУ было заготовлено в общей сложности 152,5 кг сморчков. Также фактом является то, что урожай черных сморчков в килограммах за раунд выращивания в целом увеличивается с 2013 года, при этом самый высокий урожай составил 26,7 кг в последнем раунде в 2021 году.

Сегодня мы очень рады сообщить, что после реализации упомянутой ранее программы оптимизации у нас наконец-то есть полностью разработанный метод контролируемого круглогодичного выращивания черных сморчков в закрытых помещениях. Это означает, что метод содержит комбинацию всех определенных нами оптимальных условий, таких как лучшая единица выращивания, генетический вариант и почва для сморчков, а также оптимальный питательный субстрат и климатическая программа. Таким образом, мы можем заключить, что метод в настоящее время настолько хорошо разработан, что коммерческое производство может быть запущено после соответствующей автоматизации процесса культивирования.

В качестве последней единицы выращивания мы используем ранее упомянутую систему выращивания на поддонах, которая в принципе соответствует тому, как должна быть построена коммерческая система выращивания. Система выращивания площадью 0,87 квадратных метра заселяется мицелием сморчка из того же генетического варианта во время плодоношения, так что единицу выращивания можно рассматривать как один крупный организм. Всего мы изготовили 10 таких агрегатов, которые точно заполнили пространство самой большой из климатических камер КУ.

Урожай плодовых тел варианта 195 из полностью развитой системы выращивания на поддонах 30 июня 2021 года. Общий урожай сморчков составил около 3,7 кг с единицы выращивания, что соответствует примерно 4,2 кг на квадратный метр.

Наши черные сморчки, выращиваемые в помещении, как правило, очень высокого качества и, почти независимо от того, с какими вариантами мы работаем, очень хорошо выглядят. Отчасти это связано с тем, что мы собираем их в кулинарно оптимальное время. Грибы также всегда абсолютно чистые, без грязи, песка и мелких животных и без повреждений, например, от укусов улиток. Таким образом, можно приготовить как свежие, так и сушеные сморчки без предварительного мытья щеткой и ополаскивания. Эти положительные характеристики привели к предложениям до 1500 датских крон за кг свежих сморчков.

Грядка площадью 36 квадратных метров была заложена в 2001 году, чтобы попытаться вырастить большое количество трюфельной микоризы на четырех растениях лещины в разработанной нами искусственной трюфельной почве и, возможно, впоследствии столь востребованных плодовых тел трюфелей. В результате постепенного развития микоризы в грядке мы наблюдали следующие очень положительные результаты в последующие годы:

Поэтому для нас было шоком, когда нам внезапно сообщили, что к сожалению, летом 2007 года месторождение пришлось закрыть, чтобы освободить место для строительства более крупного строительного комплекса на территории КУ.

Вдохновение для проекта «Сморчки»
К счастью, как мы и надеялись, обширная работа над летними трюфелями впоследствии дала некоторые важные знания. После незначительных корректировок искусственная почва для трюфелей оказалась очень подходящей для контролируемого выращивания черных сморчков.

Описание опытов.
При определенных условиях в мицелии сморчков черных развивается бесполая стадия в виде конидий, которые проявляются в виде беловатого налета на типичных поверхностях почвы или данного источника питания. Поскольку глубокие знания о формировании конидиев могут дать важные ключи к пониманию того, что заставляет мицелий сморчка формировать плодовые тела, мы провели серию экспериментов, посвященных этой теме, много лет назад. Эксперименты показали, как конидиальное образование контролируется данными почвенными условиями, источником питательных веществ, микроклиматом и, не в последнюю очередь, генетическим вариантом, используемым для инокуляции.

В 2003 году, после долгого периода безработицы и отсутствия надежды собрать больше денег для наших исследований, мы внезапно оказались в очень неудачной ситуации, когда не смогли остаться в КВЛ. Тем не менее, у нас все еще была маленькая надежда, что мы сможем произвести первые черные сморчки. Осенью 2003 г. мы построили три грядки со сморчками на открытом воздухе в частных условиях, основываясь на очень тщательном анализе местонахождения черного сморчка весной 2003 г., где в 2002 г. была заложена кора хвойных пород.

10 апреля 2004 года до сих пор остается для нас великим днем. В тот же день мы обнаружили большое количество мелких, тонких черных сморчков в трех слоях, соответствующих генетическим вариантам 146 и 147, которые мы нашли и выделили сами из указанного места. Последующая урожайность варианта 146 составила 538 г сморчков с квадратного метра, а максимальная урожайность варианта 147 достигла 1108 г с квадратного метра.