DD154930A3 - Wachstumsstimulator fuer den chamignon-anbau - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen unbeschraenkt verfuegbaren Wachstumsstimulator fuer den Champignon-Anbau auf mikrobieller Basis zur Erreichung optimaler Ausnutzung von Grundsubstrat und Impfmaterial. Bei der Suche nach Ausgangsrohstoffen im Bereich noch verfuegbarer unsteriler Biomassen erwiesen sich gerade die substrat- und umweltabhaengig besonders vielgestaltig und variabel zusammengesetzten Abwasser-Belebtschlaemme, vorzugsweise der Guelle-Aufbereitung im Anschluss an industrielle Tierproduktionen, als besonders geeignet zur Herstellung von Wachstumsstimulatoren fuer den Champignon-Anbau. Zwecks Vermeidung der Gefahr einer mikrobiellen Konkurrenzentwicklung zum Champignon erfolgt eine Entvitalisierung des Belebtschlammes durch 0,5 bis 2 Minuten Erhitzen unter Ueberdruck auf 105 Grad C bis 200 Grad C vorzugsweise pH bis 11, wonach ein in seiner biochemischen Wirkung stabiles, gut dosierfaehiges Trockenprodukt gewonnen wird. Nach Zusatz von vorzugsweise 25 bis 50 g chemisch-thermisch behandeltem Belebtschlamm aus der Guelle-Aufarbeitung, besonders vorteilhaft gleich zum Zeitpunkt der Beimpfung, konnten nahezu 50 % mehr Champignons geerntet werden als auf unsupplementiertem Grundsubstrat. D. angewandte vereinfachte Arbeitstechnik ist vorzuegl. geeignet zum industriemaessigen Champignon-Anbau.

Description

Titel:

V/achstuinsstimulator für den Champignon-Anbau

Anwendungsgebiet;

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wachstumsstimulator zur Steigerung der Produktivität beim Anbau von Champignons auf der Basis einer Erhöhung und insbesondere einer Beschleunigung der Mengenproduktion, bezogen auf die Substrat-Trokkensubstanz. Er dient einer gesicherteren und schnelleren Erzielung erhöhter Ausbeuten an Champignons in Richtung auf die vorteilhafte Anwendung industriemäßiger ..Anbauverfahren« Sie ist in die IPK A 01 G einzuordnen.

Charakteristik bekannter technischer Lösungen;

Aus DD-PS 138874 ist bereits bekannt, daß aus Mikroorganismen, Hefen und bzw. oder Bakterien, Wachstumsstimulatoren zur Steigerung der Champignon-Produktion hergestellt werden können« Diese besitzen im Vergleich zu allgemein üblichen Supplementen für das zunächst kompostierte und pasteurisierte Champignon-Grundsubstrat, wie Soja-, Baumwollsaat-, Weizen- oder Fischmehl, Magermilchpulver oder Malzkeime, die vorteilhafte Eigenschaft, von den die Kompostierung bewirkenden Bakterien nicht aufgezehrt zu werden. Somit erübrigen sich zusätzliche Maßnahmen zur 'Sterilisation des kompostierten GrundSubstrats durch Hitze oder Einwirkung bakterien- und pilztötender Gase, wie im DE-AS 1582809 beschrieben,, bevor die Beimpfung mit steril gezüchteter Champignonbrut erfolgt. Um eine erneute Kontamination des beimpften Grundsubstrats durch schnell-

wüchsige Bakterien auszuschließen, kommen die konventionellen Wachstumsstimulatoren erst in einem fortgeschrittenen Stadium der Entwicklung des Champignons, etwa 3 Wochen nach der Beimpfung zum Einsatz, wobei das myce!durchwachsene Substrat gründlich mechanisch aufgelockert und dabei etwa 50 g Wachstumsstimulator pro kg Grundsubstrat-Trockensubstanz beigemischt werden· Dieser konventionellen Verfahrensweise gegenüber besitzen die gemäß DD-PS 138874 aus Mikroorganismen herstellbaren Wachstumsstimulatoren den besonderen Vorteil, keine Veranlassung zur Kontamination zu geben, so daß sie unmittelbar beim Beimpfen mit der Champignonbrut dem Grundsub3trat mit beigemischt werden und so rechtzeitig im entsprechenden Waehstumsstadium des Champignons intensivierend wirken können· Derartige Wachstumsstimulatoren werden nach DD-PS 138874 aus etammreinen Mikroorganismen hergestellt, die zwecks Gewinnung von mikrobiellem Reineiweiß aufgearbeitet werden· So liegt eine Kombination der Aufgabenstellungen zur Isolierung von mäkrobiellem Reineiweiß und zur Gewinnung der isoelektrisch nicht fällbaren Eiweißkomponenten und biogenen Zellinhaltsstoffe der Mikroorganismen - Peptide, Aminosäuren, Kohlehydrate und Wirkstoffe - vor, die als Nährstoffkonzentrate erfindungsgemäß hergestellt werden und das Wachstum der Champignons zu stimulieren vermögen·

Ziel der Erfindung:

Die Erfindung verfolgt das Ziel, Wachstumsstimulatoren hoher Substrateffektivität für Champignons auf größerer Massenbasis und ohne limitierte Verfügbarkeit im Bereich noch nicht genutzter Rohstoffe zu finden« Ferner sollen mögliche Nachteile, die sich aus mangelnder biologischer Reinheit solcher noch verfügbarer Roh- bzw· Sekundärrohstoffe ergeben können, ausgeschlossen werden*

Wesen der Erfindung;

Da nur unter unsterilen Entwicklungsbedingungen entstandene, uneinheitliche Biomassen, insbesondere aus dem Bereich der Abwasserwirtschaft, als eiweißhaltige Rohstoffe noch nicht volkswirtschaftlich bilanziert sind und noch zur Nutzung offenstehen, besteht das Wesen der Erfindung darin, auch solche unkontrolliert angewachsenen Biomassegemische als dosierbare Wachstumsstimulatoren mit stabiler Wirksamkeit für Champignons zu erschließen« Hierbei solion insbesondere . die hervorstechenden Vorteile der Wachstumsstimulatoren auf mikrobieller Basis realisiert sein, die in einem unbedenklichen Zumischen gemeinsam mit der Champignonbrut zum konventionell kompostierten und pasteurisierten Grundsubstrat bestehen und die Einsparung des bisher erforderlichen Zu- und Durchmischungsprozesses nach erfolgter Mycelentwicklung im Grundsubstrat gestatten« Die zu erzielende Stimulation des Champignon-Wachstums soll reproduzierbar sein, so daß eine optimale Ausnutzung von Grundsubstrat, Impfmaterial und Wirkstoff zusatz für die Erzielung hoher Champignonerträge gesichert werden kann«

Merkmale der Erfindung:

Im Bereich unsteril anwachsender mikrobieller Mischpopulationen wurde überraschend gefunden, daß gerade die besonders vielgestaltig zusammengesetzten, im Rahmen der notwendigen Aufarbeitung der Gülle-Abflüsse aus industriellen Tierproduktionsanlagen entstehenden Überschußbelebtschlämme nach geeigneter Entvitalisierung haltbare, dosierfähige Produkte mit reproduzierbarer Stimulationswirkung für das Wachstum von Champignons ergeben.

Durch die sehr große biologische Vielgestaltigkeit und Unreinheit der Gülle-Belebtschlamm-Mischpopulation, deren Organismen-Zusammensetzung abhängig von Gülle-Substrat und Umweltbedingungen auch ständig variiert, entstehende Gefahren

mikrobieller Konkurrenzentwicklungen zum Champignon werden erfindungsgemäß durch eine Entvitalisierung der Mikroorganismen ausgeschaltet« Hierzu wird der zunächst auf 8 bis 10 % Trockensubstanzgehalt aufseparierte Überschußbelebtschlamm der Gülleaufarbeitung durch Zugabe alkalisch wirkender Substanzen, vorzugsweise von Lösungen der Alkalioder Erdalkalinydroxide, auf pH 8 bis 11 eingestellt, kontinuierlich Ο,5 bis 2 Minuten unter Überdruck auf 105 bis 200⁰C erhitzt und anschließend mittels geeigneter Trocknung

•10 ein dosierbarer Wachstumsstimulator erhalten« Derartige entvitalisierte Belebtschlammprodukte wachsen auf Bakteriennährböden nicht mehr an und sind auch bei Lagerung von stabiler biochemischer Wirksamkeit

Solche Produkte aus Belebtschlamm haben gegenüber den gemäß

J5 DD-PS 138874 hergestellten Nährstoffkonzentraten den Vorteil, daß der besonders wachstumsstimulierend wirkende Eiweißgehalt der Mikroorganismen hier auch das isaelektrisch fällbare Protein mit enthält, so daß Wachstumsstimulatoren mit einem höheren Stickstoffgehalt bei niedrigerem Anteil an Hukleinsäure, d. h. mit höherem Proteingehalt, gewonnen werden· Somit enthalten die aus dem unreinen Belebtschlamm gewinnbaren Stimulatoren für das Wachstum der Champignons vorteilhafterweise nebeneinander sowohl abgebautes, leicht verfügbares Eiweiß, insbesondere Peptide und Aminosäuren, als auch nur mit Verzögerung erschließbares, eine gewisse Langzeitwirkung ermöglichendes, höhermolekulares Protein. Bei einem Zusatz der erfindungsgemäßen Wachstumsstimulatoren aus Gülle-Belebtschlamm in Mengen von optimal 25 bis 50 g/kg Grundsubstrat werden im Vergleich zu Nährstoffkonzentraten gemäß DD-PS "138874 aus stammreinen· Bakterien die relativen Ertragssteigerungen an Champignons erreicht und übertroffen,, Im Gegensatz zu Nährstoffkonzentraten aus Reiri-Bakterien, die ihre optimale Wirkung nur. bei Zusatz zum myceldurchwachsenen,.Grundsubstrat zeigen, sind die Wachstumsstimulatoren dieser Erfindung bereits nach Zusatz beim Beimpfen maximal wirksam«:

Bezüglich letzterer für einen hochproduktiven industriemäßigen Champignon-Anbau zu bevorzugenden Arbeitetechnik sind Wachstumsstimulatoren aus Gülle-Belebtschlamm sogar noch vorteilhafter im Einsatz als Nährstoffkonzentrate aus Rein-Biomassen gemäß DD-PS 138874·

Im volkswirtschaftlichen Gesamtergebnis bietet die Erfindung eine hochproduktive Methode zum industriemäßigen Champignon-'Anbau unter Nutzung ausreichend verfügbarer, noch unbilanzierter Rohstoffe bei gleichzeitiger nutzbringender Verwertung des in großen Mengen aus den industriellen Tierproduktionsanlagen anfallenden Überschußbelebtschlamms auf Gülle-Basis, der auf diesem Wege aus dem Bereich der Viehwirtschaft in die Landwirtschaft gelangt, dabei ein hochwertiges Eiweißnahrungsmittel, den Champignon, produziert und letztendlich einer ökologisch wünschenswerten natürlichen Bodenverbesserung zukommt.

An den folgenden Anwendungsbeispielen wird die Erfindung noch näher erläutert:

Beispiel 1

150 kg kompostiertes und pasteurisiertes Champignon-Grundsubstrat auf Pferdedungbasis (66,5 % Wassergehalt, pH 7,0 und 1,78 % Stickstoff in der Trockensubstanz) wurden zu je 3 'kg (entsprechend je 1 kg Grundsubstanz-TS) in 50 Pappeimer von 5 1 Füllvolumen abgefüllt und mit je 200 ml gekömter Champignonbrut beimpft. 10 der zu beimpfenden Ansätze wurden zusätzlich je 25 g und weiteren 10 je 50 g chemisch-thermisch behandelter Überschuß-Belebtschlamm aus einer Gülle-Aufarbeitungsanlage zugesetzt. Dieser zugesetzte Wachstumsstiffiulator enthielt 8,4 % Stickstoff, 5,4 % Nukleinsäure und Bukleotid sowie 24,8 % Asche bei 2,5 % Restfeuchte, Abschließend wurden die 50 Eimer Ansätze mit passenden Pappdeckeln verschlossen, die danach stets wasserfeucht gehalten wurden.

Nach 20 Tagen Aufbewahrung waren die so beimpften Ansätze gut mit Champignonmycel durchwachsen. Von den bisher noch ohne Zusatz verbliebenen 30 Eimern wurden in einer weiteren Versuchsgruppe von je 10 Ansätzen je 25 g und weiteren 10 Ansätzen je 50 g chemisch-thermisch behandelter Überschuß-Belebtschlamm aus der Gülleaufarbeitung unter gutem Durcharbeiten des durchwachsenen Substrats zugemischt, so daß schließlich nur noch 10 Ansätze völlig ohne Zusatz als Kontrollgruppe verblieben· Abschließend wurden alle 50 Ansätze

10· 3 cm hoch mit Champignondeckerde abgedeckt und weitere 15 Tage unter allmählicher Temperaturverminderung von 20 C auf 16°C aufbewahrt, bis am 35· Versuchstag bei 16°C die ersten

. Champignons geerntet wurden· Eine Woche nach der Erdabdeckung, d· h. ab dem 27· Versuchstag, war bereits die Raumbelüftung

3 2

allmählich bis auf 7 m /m »h gesteigert worden· Ab 35· Versuchstag begann dann die 27 Tage dauernde Ernteperiode, deren Ertragsentwicklung aus nachstehender Tabelle ersichtlich ist:

Kumulativer Ertrag und relative Ertragssteigerung in g Champignon/kg eingesetztes Grundsubstrat

25 g Zusatz pro 50 g Zusatz pro G.-S.-kg Grundsubstrat kg Grundsubstrat Kontr.

Ernte- ζ·Impfung ζ,Myeel ζ.Impfung z.Mycel tag kum· Mehr- kum· Mehr- kum· Mehr- kum· Mehr- kum· E. Er tr. E. Ertr. E. Er tr. Ε· Er tr. Ertr

8 132 14,7 % 80 - 115 - 5-115

13 283 48,9 % 117 - 224 17,8 % 12 - 190

22 455 44,4 % 165 - 417 32,4 % 30 - 315

27- 510 47,8 % 165 - 457 32,5 % 30 - 345

Die Ergebnisse demonstrieren den besonderen Vorteil in der Wachstumsstimulation, wenn man den Zusatz des Y/achstumsstimu» lators gleichzeitig mit dem Impfmaterial vornimmt und damit die rechtzeitige Verfügbarkeit der Wirk- und ITährstoffsupplemente absichert, was jedoch nur mit einem 1 Minute bei pH 9 und 160⁰c entvitalisierten und dann nicht mehr kontaminierten

Gülle-Belebtschlamm möglich ist· Versuchsansätze mit je 25 g Zusatz zum Impfmaterial bringen relativ schnellere und stärkere Ausbeutesteigerungen während der Optimalzusatz konventioneller Wachstumsstimulatoren, wie von Sojamehl oder Malzkeimen, bekanntlich bei 50 g Zusatz/kg Grundsubstrat liegt·

Beispiel 2

Im Vergleich zu den bisher auf mikrobieller Basis gemäß DD-PS 138874 hergestellten Wachstumsstimulatoren wurden analog Beispiel 1 aus 150 kg gleichem Champignon-Grundsubstrat 50 Pappeimer mit je 3 kg Grundsubstrat (entsprechend je 1 kg Grundsubstrat-TS) angelegt« Gleichzeitig zur Beimpfung mit je 200 ml gekörnter Champignonbrut erfolgte in je 10 Ansätzen der Zusatz von 25 g, in weiteren 10 Ansätzen ein Zusatz von 50 g chemisch-thermisch behandeltem Überschuß-Belebtschlamm aus der Gülle-Aufarbeitung sowie in weiteren 10 Ansätzen ein Zusatz von 50 g Nährstoffkonzentrat hergestellt aus einer Reinbiomasse von Methylococcus capsulatus erzeugt durch Utilisation von Erdgas.

Letzteres enthielt 7,8 % Stickstoff, 6,2 % Nukleinsäure und Nukleotid sowie 17,0 % Asche bei 6,8 % Restfeuchte· Nach 20 Tagen zur Myce!entwicklung wurden die bisher ohne Zusatz verbliebenen restlichen 20 Ansätze gründlich mechanisch aufgelockert und dabei 10 Ansätzen je 50 g Nährstoffkonzentrat/ hergestellt aus Methylococcus capsulatus, zugemischt· Anschließend wurden alle 50 Ansätze 3 cm hoch mit Champignondeckerde abgedeckt und noch weitere 15 Tage mit allmählicher . Temperaturverminderung auf 16⁰C bis zum Beginn der Champignonernte am 35· Versuchstag aufbewahrt·

In einer Erntezeit von 4 Wochen wurden folgende kumulative Champignon-Erträge erzielt;

kunu Mehr-Ertrag Ertrag g/kg %

Kontrolle 359 -

25 g chemisch-thermisch behandelter Gülle-Belebtschlamm zugesetzt beim

Beimpfen 534 48,7

50 g chemisch-thermisch behandelter Gülle-Belebtschlamm zugesetzt beim

Beimpfen 478 33,1

50 g Nährstoffkonzentrat aus Methyloeoccus capsulatus zugesetzt beim Beimpfen 446 24,2

50 g Nährstoffkonzentrat aus Methylococcus capsulatus zugesetzt nach Mycel-

entwicklung 525 46,2

Wie die Ergebnisse zeigen, wird eine Erhöhung der Produktivität im Champignon-Anbau, wobei die Ermöglichung eines Zusatzes gemeinsam mit der Champignonbrut einen besonderen Vorteil darstellt, sogar deutlich besser mit der chemisch-thermisch behandelten Bakterien-Mischpopulation des Überschuß-Belebtschlammes der Gülle-Aufarbeitung erreicht, wozu auch schon geringere Zusatzmengen ausreichen als sie bei gemäß DD-PS 138874 hergestelltem Nährstoffkonzentrat aus definierter Bakterien-Reinbiomasse erforderlich sind.

Claims (4)

Erfindungsanspruch:

1· Wachsturnsstimulator für den Champignon-Anbau dadurch gekennzeichnet, daß er aus in Belebungsverfahren der Abwasserbehandlung, insbesondere der Aufarbeitung von Gülle-Abwasser der industriellen Tierproduktion, entstandenen unsterilen Mißchpopulationen von Mikroorganismen, vorwiegend Bakterien, durch chemisch-thermische Behandlung hergestellt und dem Champignon-Grundsubstrat in Mengen von 5 bis 100 g/kg, vorzugsweise 10 bis 50 g/kg, gleich durch gemeinsames Vermischen mit Champignonbrut und -grundsubstrat im Rahmen der üblichen Beimpfung zum Einsatz gebracht wi3?d_#

2· Wachstuinsstimulator für den Champignon-Anbau nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß die chemisch-thermische Behandlung der unsterilen Mischpopulation des Belebtschlamms durch 0,5 bis 2 Minuten Erhitzen auf 105⁰C bis 200⁰C unter Überdruck vorgenommen wird, wobei eine Denaturierung und Entvitalisierung bewirkt wird*

3· Wachsturnsstimulator für den Champignon-Anbau nach Punkt 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die chemisch-thermische Behandlung der omsterilen Mikroorganismen-Suspension vorzugsweise bei pH 8 bis 11 erfolgt·

4· Wachstuinsstimulator für den Champignon-Anbau- nach Punkt 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung des pH-Wertes auf pH 8 bis 11 durch Zusatz alkalisch reagierender Substanzen, vorzugsweise von Alkali» oder ErdalkalihydroxLd in die wäßrige Suspension der Belebtschlßioia-MiBchpopulation erfolart*