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Cultivo de AgAricus a pequea esCala

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Hacia un Desarrollo Sostenible del Sistema de Produccin-Consumo de los Hongos Comestibles y Medicinales en Latinoamrica: Avances y Perspectivas en el Siglo XXI. Captulo 2, pp. 27-39. Eds. D. Martnez-Carrera, N. Curvetto, M. Sobal, P. Morales & V. M. Mora. 2008 Red Latinoamericana de Hongos Comestibles y Medicinales: Produccin, Desarrollo y Consumo. ISBN 970-9752-01-4

Cultivo de Agaricus bisporus usando un sistema a pequea escala para el compostado de mezclas a base de cscara de semilla de girasol

R. Gonzlez Matute1,2, D. Figlas1,2 y N. Curvetto2,3

1 ComisindeInvestigacionesCientficasdelaProvinciadeBuenosAires,Argentina.

2 Laboratorio de Biotecnologa de Hongos Comestibles y Medicinales, CERZOS (CONICET),TE0291-4861124,BahaBlanca,Argentina.

3 DepartamentodeAgronoma,UNS,BahaBlanca,Argentina.Correoelectrnico: [email protected]

CONTENIDO

I. Resumen II. AbstractIII. Introduccin IV. El proceso de compostado V. Los materiales para el compostado VI. Uncasodeestudio:evaluacindeunsistemadecontenedores

para el compostado de una formulacin a base de cscara de semilla de girasol

A. Elsistemadecontenedoresparaelcompostadoapequeaescala

B. La formulacin del sustrato a compostar C. El procedimiento 1. Fase I 2. Fase II 3. Inoculacin 4. Incubacin 5. Cobertura 6. Fructificacinycosecha D. Anlisisestadstico E. Datos obtenidos durante la Fase I y II del compostado F. Los rendimientos VII. Conclusiones Agradecimientos Literatura citada

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R. Gonzlez Matute et Al.

I. Resumen

Se presenta en forma breve y general el estado de arte de la ciencia ylatecnologaparaelcultivodechampiones(Agaricus). El com-post es clave para el buen desarrollo del cultivo, as como tambin una frmula con materias primas adecuadas para el compostado. Se evala y propone un sistema de cultivo empleando contene-dores de plstico para la biotransformacin de mezclas, en este caso estudiando una formulacin a base de cscara de semilla de girasol.

Palabras clave: Agaricus bisporus, cscara de semilla de girasol, championes, portobello, produccin a pequeaescala, sistema de cultivo de championes paraaficionados.

II. Abstract

The state of the art on the science and technology for the cultiva-tion of Agaricusmushrooms isbrieflydescribed.Ahighqualitycompost is essential for Agaricus cultivation, including a formula-tion containing suitable raw materials for composting. We evalu-ated and propose a cultivation system using containers (plastic tanks) for the biotransformation of substrate mixtures, particularly aformulationbasedonsunflowerseedhulls.

Key words: Agaricus bisporus, mushrooms, portobello, small-scale production, sunflower seed hulls, system forhobbyist mushroom cultivation.

III. Introduccin

Elchampin[Agaricus bisporus (J. E. Lange) Pilt] es el hongo demayorventaenArgentinayenelmundoentero(Chang,1999),y la variedad portobello est teniendo una gran aceptacin en am-bos mercados (Samp, 2002). Estos hongos son descomponedores secundarios, y por ello su cultivo requiere una adecuacin porcompostado del material de partida para obtener un sustrato selec-tivo para su crecimiento.

IV. El proceso de compostado

El compostado es un paso crtico para el crecimiento de los hongos


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y se logra favoreciendo el crecimiento en sucesin de los microor-ganismos presentes en los materiales de la formulacin. Este pro-ceso es predominantemente aerbico, en el cual se alcanzan tem-peraturasdehasta80C.Esbajoestascondicionesquesesucedenlas distintas colonias de microorganismos y se producen diversas reaccionesqumicas,entrelascualespuedenmencionarselaamon-ificacinylacaramelizacindeloscarbohidratosquetransformanlos materiales en un sustrato nutricionalmente selectivo para los hongos (Miller, 1994). Elprocesodecompostadoparaelcultivodehongosrequieredeunagraninversinenespacio,maquinariaymanodeobra.Con-siste en dos fases: la primera generalmente se realiza en el exterior, y la otra, en ambientes internos controlados. Durante la Fase I, los ingredientes se mezclan, humedecen y apilan en cordones o pilas de grandes dimensiones. ltimamente, en los pases ms desar-rollados, este sistema est siendo reemplazado por el sistema de bunkers (Fig. 1), en los cuales el material se apila dentro de cuar-tos angostos y profundosquepuedenono tener techosyparedfrontal, y donde el aire pasa en forma forzada a travs de la masa decompost,sefiltrayenparteserecircula(Noble&Gaze,1994;Sharma et al., 2000a). En ambos sistemas, el material se retira, se mezcla, se airea y luego se vuelve a colocar, repitiendo esta op-eracin varias veces, para optimizar su mineralizacin. Esta fase puede durar entre 10 y 30 das, dependiendo principalmente de la progresinymantenimientodetemperaturastermfilas. En la Fase II, el material se traslada a tneles (Fig. 2) donde, dependiendo del tipo de material, volumen y compactacin del

Fig. 1. Fase I de compostado: sistema de bunkers para la pre-paracindesustratoparalaproduccincomercialdechampiones.Mushroom Producers Cooperative, Harley, Ontario, Canad (Foto R. Gonzlez Matute).

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substrato, se somete durante 4-24 h a una temperatura de pasteur-izacin (60C). Luego sigue el proceso de acondicionamiento a 50C, hasta la eliminacin casi completa del amonaco, ayudada poreldesarrollodecoloniasdemicroorganismosque,endefini-tiva, sern la fuente importante de nutricin para el hongo. El proceso de compostado y la calidad del compost obtenido dependendelascaractersticasdelmaterial(composicinqumica,pH,humedadytamaodepartcula),ascomodelascondicionesbajo las cuales se lleva a cabo el proceso (cantidad de material, geometra de la pila o contenedor, temperatura y humedad ambi-ental, ventilacin, presencia de microorganismos, etc.). El eco-sistema del compostado es sensible a factores fsicos selectivos y cambios moderados de stos pueden afectar profundamente su ac-tividad (Miller, 1994). En efecto, los ingredientes del compostado contienen un gran nmero de microorganismos, los cuales crecen y se reproducen, dependiendo de las condiciones, principalmente de humedad, oxgeno, temperatura y disponibilidad de nutrientes.

V. Los materiales para el compostado

La eleccin de los ingredientes de la frmula es fundamental para

Fig. 2. Fase II del compostado: tneles para pasteurizacin y acondicionamiento del compost. Mushroom Producers Coopera-tive, Harley, Ontario, Canad (Foto R. Gonzlez Matute).


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obtener una buena produccin de hongos. Los hongos necesitan carbono, nitrgeno y compuestos inorgnicos como fuentes nu-tritivas y las principales fuentes de carbono se encuentran en la celulosa, la hemicelulosa y la lignina de los vegetales (Wood & Fermor,1982).Poreso,lamayorpartedelamateriaorgnicaquecontiene estos compuestos puede ser usada como sustrato para los hongos. Tradicionalmente, el material ms empleado para el cul-tivo de A. bisporus es la paja de los cereales, principalmente de trigo, combinada con materiales orgnicos nitrogenados obteni-dos de las camas (de pajas o cscaras) usadas para absorber las deyecciones en los establos de caballos y en los galpones de pollos (Rinker, 1986). El desarrollo de frmulas de compostado con el objeto de obser-var la factibilidad de uso de materiales regionalmente disponibles y mejorar los rendimientos de produccin de los hongos, se debe realizar primero a una escala de produccin experimental para lu-ego, de resultar conveniente, trasladarlas a escala comercial. En nuestra regin, sudoeste de la Provincia deBuenosAiresenArgentina, la cscara de la semilla de girasol, es un residuoabundante y de difcil disposicin. La misma se ha empleado con xito en el cultivo de distintos hongos de especialidad, tales como Pleurotus spp., Lentinula edodes, Ganoderma lucidum y Hericium erinaceus [Curvetto et al., 2002;GonzlezMatute et al., 2002;Curvetto et al.,2004;Figlaset al., 2007]. Sin embargo, su empleo como parte del sustrato para el cultivo de Agaricus spp. an no se ha investigado.

VI. Un caso de estudio: evaluacin de un sistema de contenedores para el compostado de una formulacin a base de cscara de semilla de girasol

Sepresentaun sistemapara el compostadoapequeaescala entanquesplsticos(600Ly400L)adaptadosparaunadecuadoin-tercambio gaseoso y facilidad de manejo, evaluando su utilidad en el estudio de frmulas de compostado innovadoras y convenientes para el cultivo de Agaricus spp. en la regin, las cuales incluyen a la cscara de la semilla de girasol como ingrediente principal.

A. El sistema de contenedores para el compostado a pequea escala

Seutilizarondos tamaosde tanquesplsticos (bicapa)del tipoempleado para el depsito o reservorio de agua en los hogares, con una capacidad de 600 L (97 cm dimetro, 112 cm altura) y 400 L

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(85 cm dimetro x 91 cm altura). En cuanto a la altura, los ltimos 27 cm y 23 cm consistieron a su vez en un cuello de 65 cm y de 55cmdedimetroparaeltanquede600Lyde400L,respectiva-mente (Fig. 3).Lostanquessecortaronlongitudinalmenteporelmedio y, en cada uno, se abisagr una de las juntas y a la otra se le provey de cierres. Debajo de su base se colocaron 6 ruedas para facilitar su traslado. En su interior, se coloc una malla metlica para soporte del material, a una distancia de 10 cm del fondo del tanque,dondeexisteunaentradadeairedeunos3cmdedimetro.Ensupartesuperior,lastapasaroscafueronsuficientementeagu-jereadas para permitir la salida de parte del vapor producido y del aire caliente. Los contenedores se colocaron en una habitacin trmicamente aislada y con control de temperatura entre 25oC y 60C, segn los requerimientosdelafase.Latemperaturasegenerconcalorsecopormediode2estufashalgenas(SIAM),cadaunaconunapo-tencia mxima de 1,350 watts, conectadas a un termostato. Diari-amente, durante todo el proceso, las temperaturas se midieron en forma manual, con un termmetro tipo lanza (Multi-Thermome-ter), desde la parte superior del sustrato, a distintas profundidades y prximo a los bordes.

Fig. 3.Tanquesexperimentalesdeplsticoparalaproduccindecompostcomosustratodecultivodechampiones.A:600Ldecapacidad. B: 400 L de capacidad.

A B

Cmarade aire


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B. La formulacin del sustrato a compostar

Para probar el sistema de compostado, se llevaron a cabo dos en-sayos. La concentracin inicial de N estuvo entre 1.54% y 1.64%. Para ambos ensayos, el porcentaje de los materiales voluminosos ydeaquellosricosenmateriaorgnicafuesimilar:cscaradegi-rasol (51.4%), forraje de trigo cortado a una longitud de 10-15 cm (40.0%) y salvado de trigo (3.8%). Los suplementos nitrogenados inorgnicos fueron urea y sulfato de amonio en una concentracin de 1.2% cada uno, disueltos en agua e incorporados una mitad du-rante la preparacin de la mezcla y la otra mitad durante el primer volteo. Tambin se agreg 2.4% de yeso.

C. El procedimiento

1. Fase I

Los ingredientes se mezclaron en forma homognea y se les agre-g el agua con la mitad de los suplementos nitrogenados, hasta alcanzar65%dehumedad.Lostanquesde600Ly400Lsellena-ron con 190 kg y 120 kg de sustrato hmedo, respectivamente, y se trasladaron a una cmara con un rango de temperatura de 25o- 30oC. El primer volteo se realiz a los 5 das para el primer ensayo y a los 3 das para el segundo ensayo, a partir del comienzo de la experiencia. Para ello, los contenedores se abrieron y el contenido decadaunosemezclmanualmenteconhorquillas,sehumedeci(para compensar prdidas) agregndose la otra mitad de los suple-mentos nitrogenados y se devolvi a su respectivo contenedor. Se realizaron dos volteos similares ms cada 3 das en ambos ensayos, pero sin agregado de agua. Durante los volteos y al comienzo y finaldecada fase se tomaronmuestrasalazardelmaterialparalamedicindehumedad,pHyconductividadelctrica (CE;2/1v/v).Enlaltimamuestratambinseanalizlaconcentracindenitrgeno (N) total por el mtodo de Kjeldahl.

2. Fase II

Despus del tercer volteo, la temperatura de la cmara se elev gradualmente hasta alcanzar los 60oC y se mantuvo por 2 das, para luego bajarla y mantenerla alrededor de 50oC. Los contenedores se mantuvieron en esta fase hasta la eliminacin total del amonaco detectada por ausencia de su olor (14 y 16 das para el primer y segundo ensayo, respectivamente).

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3. Inoculacin

El compost libre de amonaco se inocul homogneamente con 4% de inculo a base de grano de trigo en ptimo estado de crecimien-to micelial. Se llenaron 10 cajones plsticos (38.5 cm largo x 33.5 cm ancho x 22.5 cm alto) con 4.5 kg de compost cada uno para cada tanque.Lacepacomercialutilizadafue:Agaricus bisporus PortobelloAmycel2400.

4. Incubacin

Loscajonessecubrieronconunplsticoapoyadosobrelasuperfi-cie del sustrato y se colocaron en oscuridad a 25oC.

5. Cobertura

Unavezqueelsustratoestuvocolonizadoporelmiceliodelhongoen un 80%, se coloc una capa de 3-5 cm de material de cobertura (turba Sphagnum y CaCO3v/v,contenidodehumedad~65%)so-bresusuperficie.Loscajonessevolvieronacubrirconelplsticoy se colocaron bajo las mismas condiciones de incubacin.

6. Fructificacin y cosecha

Luego de colonizada la capa de cobertura por el micelio del hongo, los cajones se expusieron a un ambiente con temperaturas entre 17o- 20oC y ca. 85% de humedad relativa. La cosecha de hongos incluy la primera y segunda oleada. En ellas es posible recoger porlomenosel75%delaeficienciabiolgicaacumuladadeuncultivoqueincluyehastalaterceraoleada(Chang,1999).Loshon-gos frescos se pesaron luego de separar el pie, a unos 2 cm del sombrero.

D. Anlisis estadstico

Cadaensayofueconsideradounbloque.Sehizounanlisisdeva-rianza(ANOVAsimple)ysecompararonlasmediasdelosrendi-mientosporelmtododeTukeyHSD,conunniveldesignifican-ciadel5%.Losrendimientosfueronexpresadoscomoeficienciabiolgica[EB=(pesofrescodehongoscosechados/pesosecodelsustrato)x100]ycomoproductividaddiaria(EB/tiempodesdelainoculacin a la ltima cosecha).


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E. Datos obtenidos durante la Fase I y II del compostado

Las curvas de temperaturas durante el proceso de compostado fue-ron similares en los distintos contenedores (Fig. 4). La temperatura alcanz su pico ms alto entre el inicio y el primer volteo. En am-bos contenedores y en casi todo el proceso, la temperatura regis-trada en la parte ms alta del compost fue superior al resto, seguida por la temperatura de la parte media de la pila. Las temperaturas registradas ms cerca de las paredes de los contenedores, en com-

Fig. 4.Temperaturadelcompostcontenidoenlostanquesplsticos(600 L y 400 L) durante el proceso de compostado (Fases I y II) paraelcultivodechampionesportobelloduranteelprimerensa-yo. Las temperaturas se registraron manualmente con un term-metro tipo lanza en tres profundidades (superior, media, inferior) desde el centro de la masa de compost.

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paracin con las del centro de la masa a la misma profundidad, fueron menores o similares en la mayor parte del proceso (datos no presentados). Los datos obtenidos de las muestras de compost tomadas a lo largodelproceso,enambostanquesyensayos,fueronsimilares(Tabla 1). El pH, en ambos casos, mostr un aumento al comienzo del proceso para luego descender hacia el final y ubicarse alre-dedor de 6.4, un poco por debajo del rango aceptable de 7-8 se-gn Sharma et al. (2000a). Tambin se observ un incremento de aproximadamente 35% en el contenido de nitrgeno (2.2% N) en elcompostalfinaldelproceso,paraambostanques.SegnWuesty Bengtson (1982), un contenido inicial de N de 1.5-1.7% en el compostusualmentealcanzavaloresde2.2-2.3%alfinaldelaFaseII.Elcontenidodehumedadfinalenamboscontenedoresseesta-biliz en alrededor de 62-63%, lo cual estuvo dentro de los valores recomendados(Vedder,1996).ElrangodeCEdelcompostalfinaldelaFaseIIfuede3,620-4,100cm-1,enambostanques.SegnSharma et al.(2000b),esterangodebeoscilarentre1,94-3,70cm-1. En ambos contenedores se observ una buena colonizacin por actinomicetes, especialmente en los dos tercios superiores de la masa de compost, donde se encontraban las temperaturas cercanas a los 50oC, ptimas para su desarrollo. La presencia de actinomi-cetes es un indicador de un buen compostado (Lacey, 1997). El olor a amonaco estuvo asociado con las temperaturas ms altas, siendo ms intenso durante los 2 primeros volteos y desapa-reciendoalfinaldelproceso. Noseobservaronmarcadasdiferenciasentreambostanquesen

Tabla 1. Valores de pH, conductividad elctrica (CE), porcentaje de humedad (H, %) y de nitrgeno total (N total, %), olor a amo-naco y presencia de actinomicetes del compost contenido dentro detanquesplsticos(400L,600L)adaptados,durantelasdistintasetapas del proceso de compostado.

Variable Inicio 1er volteo 2do volteo 3er volteo Final Fase II

400L 600L 400L 600L 400L 600L 400L 600L 400L 600L

pH 5.80 8.09 7.94 8.16 8.21 8.12 8.18 6.43 6.31CE ( cm-1) 2,640 2,180 1,675 3,470 3,435 2,210 3,170 4,100 3,620H (%) 64 67 69 67 67 69 67 63 62Olor NH3 -

* ++ ++ + -Actinomicetes - +++ ++ ++ ++ +++N total (%) 1.60 2.10 2.22

*-=Sinpresencia.+=Pocapresencia.++=Presenciamedia.+++=Presenciaalta.


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cuanto a los tiempos de corrida micelial, tanto en el sustrato (18-21 das) como en la capa de cobertura (12-15 das), o en el inicio de la fructificacindelasdistintasoleadas(cada9-12das).

F. Los rendimientos

Seencontrunadiferenciasignificativaentrelosrendimientospro-mediosprovenientesdeambostanquesparaelcasodelosbloques(p=0.0249),peronoseobservarondiferenciassignificativasentretratamientos(p=0.1266)ointeraccinentrebloquesytratamientos(p=0.2332).Noseobservarondiferenciassignificativasentre laseficienciasbiolgicas(p=0.0980)yentrelospesospromediodeloshongos(p=0.7152)obtenidosendosoleadasconambostanques.Sin embargo, el tambor plstico de 600 L produjo mayor cantidad dechampionesportobellosyenuntiempomenor(Tabla 2). Enestosensayosseusaron33.2kgdesustrato/m2 desuperficie,mientrasqueenlaindustriaseusaalrededorde150kgdesustrato/m2. Por ello, en este caso se consider a la EB como una manera msapropiadaparamedirrendimiento,puestoqueestreferidaapeso seco de sustrato. Haciendo una estimacin del rendimiento sobre la base de hongos frescos por unidad de rea, se encuentran valores cercanos a los informados por la industria con cepas co-merciales de buena reputacin. Todosloscuerposfructferosdechampionesportobellotuvie-ron una morfologa normal (Fig. 5) y no se observaron diferencias morfolgicas, ni contaminacin a lo largo de todo el ciclo produc-tivo. En otros experimentos independientes (datos no presentados), tambinsehanobtenidoresultadosequivalentesconchampionesblancos (Fig. 6;A. bisporus, cepa comercial Lambert 901).

Tabla 2.Rendimientosdechampionesportobello(Agaricus bis-porus)expresadoscomoeficienciabiolgica(EB)yproductividaddiaria correspondientes a sustratos provenientes de composts pre-parados dentro de dos contenedores (600 L, 400 L). Se presenta el peso promedio de los hongos frescos cosechados, incluyendo la desviacinestndarentreparntesis(n=20). Tanque EB(%) EB(%) EB(%) Peso Productividadplstico Oleada 1 Oleada 2 acumulada promedio diaria (g) (%)

600 L 27.2 (2.10) 20.9 (1.32) 48.1 (2.19) 44.5 (2.92) 0.9%400 L 22.4 (2.23) 17.9 (1.40) 40.3 (2.32) 43.9 (3.10) 0.7%

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VII. Conclusiones

El sistema de cultivo y la formulacin de compostado ensayado conmaterialesabundantesennuestrareginqueincluylacscarade la semilla de girasol, demostraron ser apropiados para la obten-cin de un compost de calidad, i.e. con adecuado color, olor, con-tenido de N, contenido de humedad y presencia de actinomicetes. Aunquelosparmetrosdelcompostobtenidosduranteelprocesode compostado no revelaron diferencias importantes entre ambos tanques(600L,400L),losrendimientosmediosdechampionesfueron mayores (16%) en el tambor plstico de mayor capacidad y, a la vez, los tiempos de cultivo menores (4 das). Por lo tanto, estesistemaresultaaptoparaevaluarsustratosapequeaescalaconfines investigativosyparaelcultivodeAgaricus a nivel de aficionados.Enrelacinalafrmulaensayada,esteeselprimertrabajoquemuestraevidenciadelaproduccindeAgaricus sobre un sustrato a base de cscara de la semilla de girasol.

Agradecimientos

AlSr.TcnicoRicardoDevalisporsuinestimableayudadurantelosensayos.Fuen-tesdefinanciacin:ConsejoNacionaldeInvestigacionesCientficasyTcnicasdeArgentinayUniversidadNacionaldelSur,BahaBlanca,Argentina.

Figs. 5-6. 5: Cuerpos fructferos de la primera oleada de champi-onesportobellosobreunsustratobasadoencscaradesemilladegirasol y compostado en un sistema de contenedores plsticos para laproduccinapequeaescala.6:Cuerposfructferosdechampi-onesblancosobtenidosenexperienciasequivalentesalapresen-tada en este captulo.

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Literatura citada

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