Шампиньон относится к классу базидиальных грибов, порядку шляпочных, семейству пластинчатых, роду агариковых (Agaricus). Род Agaricus насчитывает много видов шампиньона, но наибольшее значение имеет шампиньон двуспоровый, называемый садовым, или обыкновенным, шампиньоном. Его ботаническое название Agaricus bisporus (Lange) Sing. Различают еще четырехспоровый шампиньон — Agaricus bitorguis (Quell) Sacc, который известен в Болгарии как летний шампиньон.
Плодовое тело является органом размножения, на котором образуются споры гриба. В благоприятных условиях из спор прорастают многоклеточные нити — гифы, которые образуют мицелий. Цикл развития шампиньона включает следующие стадии: спора — мицелий — плодовое тело — спора. Мицелий плотно охватывает субстрат, и его трудно отделить от него. В нем накапливаются запасы питательных веществ, необходимых для образования плодовых тел.
Если субстрат однороден, то мицелий развивается равномерно. Гифы мицелия (сначала паутинистые) имеют серебристо-белесую окраску. Постепенно паутинистый мицелий грубеет, отдельные гифы соединяются друг с другом (анастомозы) и образуют белый нитевидный мицелий, который пронизывает субстрат также в различных направлениях. Если нитевидный мицелий образуется без исчезновения паутинистого, то это свидетельствует о том, что в вегетативном теле гриба накопились резервные питательные вещества и он готов к плодоношению. Как только мицелий достигнет слоя покровного материала, он начинает расти вверх главным образом за счет удлинения гиф. На нитевидном мицелии в слое покровного материала (над субстратом) образуются завязи будущих плодовых тел. Они представляют собой небольшие узлы грибной ткани диаметром несколько миллиметров. При их увеличении нитевидные образования мицелия утолщаются и превращаются в белые шнуровидные тяжи (ризоморфы) толщиной до 3 мм. Этот мицелий называют тяжистым: он имеет двойное назначение — вместе с нитевидным мицелием служит в качестве проводящей ткани для доставки питательных веществ к плодовым телам и выполняет механическую функцию, связывая увеличивающиеся плодовые тела и мицелий. После отрыва плодовых тел тяжистый (шнуровидный) мицелий отмирает.
Шампиньон предъявляет определенные требования к условиям выращивания. Для его развития не нужен свет, поскольку шампиньон является бесхлорофилльным растением. Более того, сильный свет отрицательно влияет на развитие шампиньона, так как он нагревает воздух в шампиньоннице и снижает его относительную влажность. Кроме того, свет стимулирует развитие некоторых вредителей — грибных комариков и мух.
Большие требования шампиньон предъявляет к влажности питательной среды и относительной влажности воздуха в шампиньоннице. Во время прорастания мицелия субстрат должен содержать 60 — 65 % влаги, а относительная влажность воздуха должна быть свыше 90 %. В период плодоношения влагосодержание питательной среды должно составлять не менее 50 — 55%. Резкие колебания температуры и влажности воздуха отрицательно влияют на развитие шампиньона.
Классическим субстратом для шампиньона является специально приготовленный полуразложившийся конский навоз. Шампиньон плохо развивается как в хорошо разложившемся навозе, в котором микробиологические процессы протекают слабо, так и в свежем навозе, который может саморазогреваться до температуры выше 30 °С или выделять аммиак и другие ядовитые для шампиньона газы. Основное значение в питании шампиньона имеют углеводы (целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин). Из азотных соединений гриб использует белки, пептоны, аминокислоты и аммонийные соли. Для развития шампиньона необходимы и такие элементы, как калий, магний, сера, фосфор, железо и кальций. Чтобы обеспечить получение высоких урожаев, все перечисленные вещества и элементы должны находиться в субстрате в определенном соотношении.
Оптимальная величина рН питательной среды (субстрата) для шампиньонов близка к нейтральной (6,5—7,5).
