В объяснение механизма микробиологической ферментации в процессе компостирования внесли свой вклад многие специалисты. Известно, что микроорганизмы в субстрате используют углеводные компоненты конского навоза как источник энергии для усвоения азотистых и других веществ, необходимых для создания биомассы. Данные исследований свидетельствуют, что в исходном материале необходимо иметь определенное соотношение между углеродом и азотом, но не меньшее значение имеет и качественный состав этих веществ. Например, бактерии, с деятельности которых начинается процесс компостирования, используют растворимые сахара и пектины, а гемицеллюлоза и целлюлоза для них недоступны. Эти вещества усваиваются термофильными актиномицетами и плесенями. Считают, что в исходном материале должно быть достаточное количество легкодоступных углеродных соединений, а соотношение углерода и азота должно быть примерно 20 : 1. Путем добавления отходов сахарного производства в процессе компостирования можно уменьшить потери углерода и азота в компостируемом материале, но при этом необходимо правильно определить, в какой момент и в каких дозах внести эту добавку.
На следующем примере можно показать, как бактерии используют легкорастворимые сахара в качестве источника энергии, необходимого для усвоения неорганического азота. При расщеплении ферментами солей аммония, нитратов и карбамида образуется аммиак. Например, уреаза расщепляет карбамид по следующей схеме:
CO(NH)2 +Н20 уреаза> С02 + 2NH3
В дальнейшем аммиак используется микроорганизмами для поддержания своей жизнедеятельности.
Избыток растворимых сахаров в исходном материале нежелателен, так как в субстрате из-за недостаточной концентрации аммиака не может быть достигнута оптимальная щелочная реакция. Также нежелателен и дефицит в исходном материале углеводных энергетических источников, так как в этом случае микроорганизмы усваивают аминокислоты и белковые вещества. Обычно для поддержания своей жизнедеятельности микроорганизмы используют одну часть азота на каждые 10 частей углерода. Следовательно, если источником энергии служат белки и аминокислоты, то следует ожидать выделения в субстрате значительного количества аммиака. Например, в молекуле глицина (C2NH5O2) содержатся 2 части углерода и 1 часть азота. Следовательно, микроорганизмы из 5 молекул глицина могут получить 10 частей углерода и 1 часть азота. Оставшиеся 4 части азота превращаются в аммиак, который не усваивается микроорганизмами.
Таким образом можно получить “сильноаммиачный” субстрат, который при перебивках из-за выделения аммиака теряет значительную часть азота. Роль азота в микробиологической ферментации изучалась многими исследователями. Некоторые из них установили прямую связь между содержанием азота в субстрате и величиной урожая шампиньонов, другие констатировали одинаковый урожай при содержании азота в субстрате 1,6—2,7 % в расчете на сухое вещество. В настоящее время существует мнение, что азот влияет прежде всего на процессы ферментации, т. е. на жизнедеятельность микроорганизмов, и в меньшей степени — на урожайность шампиньона.
В зависимости от условий компостирования исходный материал может содержать 1,6-2,5% общего азота в расчете на сухое вещество. При этом большое значение имеет и качественный состав азотистых веществ.
Экономии азота при компостировании, кроме добавки в субстрат растворимых Сахаров, можно добиться путем подбора азотных добавок. Неорганический азот часто бывает дешевле органического, но он быстрее и легче расщепляется до аммиака. Высокая концентрация аммиака в компостном бурте иногда может затруднить жизнедеятельность микроорганизмов, тогда как добавки азота в органической форме обеспечивают постепенную отдачу этого азота в процессе ферментации. Такими медленнодействующими добавками являются только органические азотные добавки, а на практике болгарские грибоводы аналогичный эффект получают при комбинации карбамида, который легче выделяет аммиак, с аммиачной селитрой.
Свободный аммиак в субстрате можно сохранить ограниченной вентиляцией (большие штабеля), более частыми (механизированными) перебивками и др. Образование бикарбонатов в субстрате также ведет к уменьшению выделения аммиака. Специалисты особое внимание уделяют быстрому фиксированию свободного аммиака в субстрате в период термической обработки.
