В 70-х годах прошлого века переход к циркулярной экономике от установления основных понятий вышел на этап реального формирования концепций ее реализации. С учетом этого сельскохозяйственные отходы больше не считаются дебетом, а рассматриваются как ценный ресурс. Например, в Китае, где в 2009 году было сожжено 0,25 млрд т соломы, в настоящее время такой способ обращения с отходами сельскохозяйственного производства уже просто невозможно представить.
Роль грибов в этом процессе
Евросоюз поставил цель — в 20-х годах нашего столетия добиться производства 10% транспортного топлива из возобновляемых источников, что также предусматривает преобразование в биотопливо лигноцеллюлозных отходов. В качестве самого масштабного способа утилизации лигноцеллюлозных отходов рассматривают культивирование съедобных и лекарственных грибов с получением в качестве продуктов плодовых тел и отработанного субстрата, предназначенного для различных видов использования.
Отработанный грибной субстрат образуется при культивировании грибов в огромных количествах. На 1 кг полученной грибной продукции приходится в среднем 5 кг отработанного субстрата или 2 кг в пересчете на сухой вес. Масштаб проблемы становится понятным, если взять во внимание рост потребления культивируемых съедобных грибов в странах с 1 до 7 кг на душу населения в период с 1997 по 2020 г и достижения объема ежегодных продаж на уровне 100 млрд долл США.
Также известно о масштабных исследованиях в области применения отработанного грибного субстрата для производства высококачественного компоста, кормов для животных, биотоплива, конструкционных материалов, ферментов для ряда отраслей промышленности и биоремедиации (процесса очистки загрязненных воды и почвы с помощью микроорганизмов) и многого другого.
Дополнительный профит от использования грибных субстратов
В последнее десятилетие заметно увеличились темпы прироста производства грибной продукции. В обозримой перспективе это приведет к тому, что производство отработанного грибного субстрата превысит триллион кг в год, что составит 6 тонн на 1 км2 глобальной площади суши на планете. В связи с этим, наряду с разработкой конкретных способов извлечения ценных составляющих из субстрата, обсуждается концепция обращения с ним. Предполагается, в частности, извлечение на первом этапе из отработанного субстрата ферментов. Далее предусматривается использование субстрата для одного-двух циклов культивирования грибов, а затем его использование в качестве компоста, корма или сырья для производства биотоплива и других материалов.
Конкретный вариант будет зависеть от географического положения, например, от наличия удобрений, пищевых и кормовых ресурсов на месте больших объемов соответствующих отходов. Перспективные исследования должны быть посвящены определению наиболее экологически чистых и экономически целесообразных для региона способов переработки субстрата и интегрированию производства грибов и отработанного субстрата в качестве источника лигноцеллюлозных отходов в систему производства сельскохозяйственной продукции.
Таким образом, речь идет о географии размещения производства грибов с учетом перспектив применения продукции, полученной при переработке отработанного грибного субстрата. Поэтому разработка количественных моделей, прогнозирующих воздействие отработанного субстрата на окружающую среду и экономическую целесообразность различных видов его утилизации становится весьма актуальной.
Статья подготовлена с использованием материалов Михаила Владимировича Вишневского.
Источники:
- Grimm D., Wösten H.A.B. Mushroom cultivation in the circular economy. Applied Microbiology and Biotechnology, 2018, v. 102(18), pp.7795-7803.