菌床しいたけの培養期間では、菌床から発生する熱や二酸化炭素（CO₂）によって、施設内の環境が少しずつ変化します。そのため、温度やCO₂濃度を適切に管理することが重要になります。
特にCO₂濃度を下げるためには換気が必要ですが、外気温が高い時期に換気を行えば、せっかく冷房した空気を外へ排出することになります。反対に冬場は、暖めた空気を換気によって外へ逃がすことになります。
つまり、CO₂濃度を必要以上に低く保とうとすると、冷暖房を行いながら換気するという非効率な空調になってしまいます。
では、しいたけの培養では、実際にどの程度の温度とCO₂濃度が必要なのでしょうか。
今回は、菌床しいたけの培養環境について、温度を20～28℃、CO₂濃度を1,700～4,500ppmの範囲で変化させ、収穫量への影響を調べた研究を紹介します。
しいたけの培養に適した温度とCO₂濃度は？
今回紹介する研究では、温度を20、22、24、26、28℃の5段階、CO₂濃度を1,700、2,500、3,500、4,500ppmの4段階に設定して、菌床しいたけの培養環境を比較しています。
その結果、温度については22～24℃が収穫量を確保しやすい条件となりました。
一方、CO₂濃度については、1,700～4,500ppmの範囲では、収穫量に明確な差が認められませんでした。
ただし、これは「CO₂濃度を4,500ppmにするのが最適」という意味ではありません。あくまで、この研究で比較された範囲では、CO₂濃度による収穫量の差が確認されなかったという結果です。
しいたけの培養温度は22～24℃が適していた
研究では、20、22、24、26、28℃の5つの温度条件で菌床を培養しました。
培養後にしいたけを発生させたところ、発生3日目の発芽数は22℃で最も多く、1菌床あたり100個以上となりました。20℃と24℃では約80個でしたが、この3つの温度区の間には統計的な有意差はありませんでした。
一方、26℃では約10個、28℃では約2個まで大きく減少し、24℃以下の試験区と比較して有意に少なくなりました。28℃では、発芽がまったく見られない菌床もありました。
最終的な収穫量を見ると、20～24℃ではいずれも1菌床あたり約550gで、収穫個数も約40個となりました。
これに対して26～28℃では、収穫個数が約10個、収穫重量も約200gまで低下しました。
この結果から、この研究条件では26℃以上の高温が収穫量に不利に働いたことが分かります。
しいたけのCO₂濃度は1,700～4,500ppmで収穫量に差がなかった
しいたけの菌床は呼吸によってCO₂を放出するため、施設内の菌床数が多くなるほどCO₂濃度は上昇します。
一般的な栽培管理では、施設内のCO₂濃度を一定以下に保つために換気を行うことがあります。しかし、CO₂濃度を下げるために換気を増やせば、その分だけ冷房や暖房によって調整した空気も外へ排出することになります。
そこで、この研究では施設内のCO₂濃度を1,700、2,500、3,500、4,500ppmの4段階に設定して比較しました。
その結果、発芽数、収穫個数、収穫重量のいずれについても、4つのCO₂濃度区の間に有意差は認められませんでした。
また、3,000ppmを超える3,500ppmや4,500ppmの条件でも、収穫されたしいたけの量や大きさに明らかな異常は確認されず、傘の奇形や軸の徒長も確認されませんでした。
つまり、この研究の条件では、CO₂濃度を3,000ppm以下に維持しなくても、4,500ppmまでの範囲では収穫量への明確な悪影響は確認されなかったということになります。
4,500ppmがCO₂濃度の「最適値」という意味ではない
ここで注意したいのは、今回の研究が「CO₂濃度は4,500ppmが最適」と示したわけではないことです。
比較されたのは1,700、2,500、3,500、4,500ppmの4条件です。この範囲では収穫量に有意差が認められなかった、という結果になります。
したがって、4,500ppmを超えても問題がないことや、さらに高いCO₂濃度にすると収穫量が増えることまでは、この研究から判断できません。
この点は、実際の栽培管理に研究結果を利用するときに重要です。
しいたけの培養温度はなぜ22～24℃が適していたのか？
では、なぜ26℃以上では収穫量が大きく減少したのでしょうか。
その理由の一つとして、菌糸の伸長と菌床の褐変化の関係が考えられます。
20～24℃では収穫量に大きな差がなかった
20～24℃では、最終的な収穫量はいずれも1菌床あたり約550gとなり、大きな差は見られませんでした。
一方で、20℃では培養中の菌床袋の中でしいたけが発生する「袋内発生」が起こった菌床もありました。
袋内で発生したしいたけは、栽培袋に接触することで変形し、出荷に適さなくなる場合があります。
そのため、20℃は培養そのものができない温度ではありませんが、培養中の発生を避けるという点では、必ずしも好ましい温度とはいえません。
26～28℃では収穫量が大きく減少した
26℃では収穫量が約200g、28℃ではさらに発生数が少なくなりました。
興味深いのは、高温にすると菌糸そのものは速く伸びることです。
この研究でも、26℃では22℃より菌糸が広がるまでの日数が約5日短くなりました。
菌糸が速く広がるのであれば、収穫までの期間も短くなりそうに思えます。
しかし、実際には26℃以上で収穫量が大きく低下しました。
高温では菌糸の伸長が速くても収穫量が増えるとは限らない
この結果から分かるのは、「菌糸が速く伸びること」と「良好な発生につながること」は同じではないということです。
菌床しいたけでは、菌糸が菌床全体に広がるだけでなく、その後に菌床表面が褐変化し、発生に向けて菌床が仕上がっていく過程があります。
今回の研究では、高温条件になると、この後半の過程に違いが見られました。
菌糸の伸長と菌床の褐変化では適した温度が異なる
菌糸が菌床全体に広がった後の褐変化は、26℃以上になると遅くなりました。
26℃では菌床全体が褐変化するまでに約65日を要し、28℃では培養85日目になっても7～8割程度しか褐変化していませんでした。
つまり、
「菌糸を早く伸ばす温度」と「発生に向けて菌床を仕上げる温度」は、必ずしも同じではない
ということです。
研究では、菌糸の伸長期間には26℃付近、その後の褐変化が始まってからは22～24℃にすることで、培養期間を短縮できる可能性も示されています。
ただし、26℃は褐変化を阻害する温度域と隣接しているため、温度管理には注意が必要とされています。
20℃では袋内発生にも注意が必要
20℃では、培養中の菌床袋の中でしいたけが発生した菌床もありました。
袋内発生が起こると、しいたけが栽培袋に接触して変形することがあります。
そのため、単純に「温度は低いほど安全」と考えるのではなく、収穫量だけでなく、培養中の発生なども含めて温度を考える必要があります。
今回の研究では、最終的な収穫量や袋内発生などを総合して、22～24℃が培養施設の温度として適していると結論づけています。
しいたけの培養に必要なCO₂濃度は？
しいたけの培養施設では、菌床が呼吸によってCO₂を放出するため、施設内のCO₂濃度は時間とともに上昇します。
では、CO₂濃度はどこまで低くする必要があるのでしょうか。
CO₂濃度3,000ppm以下でも収穫量に差はなかった
今回の研究では、1,700、2,500、3,500、4,500ppmの4段階で比較しました。
その結果、これらの条件では、発芽数、収穫個数、収穫重量のいずれにも有意な差は認められませんでした。
つまり、少なくとも今回の試験条件では、3,000ppmを少し超えたからといって、収穫量が直ちに低下する結果にはなりませんでした。
CO₂濃度4,500ppmでも収穫量やしいたけの大きさに影響しなかった
3,500ppmや4,500ppmという比較的高いCO₂濃度でも、収穫されたしいたけの量や大きさに明らかな異常は確認されませんでした。
これは、施設内のCO₂濃度だけを見ると意外な結果かもしれません。
ただし、しいたけは自然界でも木材内部のような、外気よりCO₂濃度が高く、酸素濃度が低い環境で生育しています。
このことが、今回の試験で施設内のCO₂濃度を高くしても、収穫量に明確な差が現れなかった理由の一つではないかと考察されています。
なぜ4,500ppmでも影響がなかったのか？
研究では、菌床を入れたポリエチレン製の栽培袋に取り付けられた呼吸フィルターによるガス交換が限られているため、菌床袋の内部ではCO₂濃度が5％（50,000ppm）以上になるとされています。
これに対して、施設内のCO₂濃度を3,000ppmから4,500ppmへ上げても、その差は1,500ppmです。
菌床袋内部の50,000ppm以上というCO₂濃度と比較すると、施設内で生じる数千ppm程度の変化は、菌床内部の環境に比べれば相対的に小さいものです。
研究では、このことが4,500ppmという施設内CO₂濃度でも収穫量に影響しなかった理由の一つではないかと考察しています。
しいたけ栽培ではCO₂を下げるために換気が必要？
CO₂濃度が上昇すると、換気によって施設内のCO₂を外へ排出することができます。
しかし、換気にはCO₂を下げること以外の影響もあります。
CO₂濃度を下げるには換気が必要
施設内のCO₂濃度が上昇した場合、外気を取り入れて換気することでCO₂濃度を下げることができます。
そのため、CO₂濃度を管理するうえで換気は重要な手段です。
ただし、CO₂濃度だけを見て換気量を決めると、別の問題が生じる可能性があります。
換気しすぎると冷暖房の負担が増える
夏場に冷房している施設で換気を行えば、冷やした空気を外へ排出し、暑い外気を取り込むことになります。
冬場なら逆に、暖めた空気を外へ排出して、冷たい外気を取り込むことになります。
つまり、CO₂濃度を低く保つために換気を増やすほど、冷房や暖房によって調整した空気を外へ逃がす量も増えることになります。
今回の研究結果は、培養工程において、CO₂濃度を必要以上に低く維持するための換気を見直す材料の一つになります。
CO₂濃度と温度を合わせて管理する
重要なのは、CO₂濃度だけを単独で管理することではありません。
しいたけの生育に影響しない範囲で、温度、CO₂濃度、換気、冷暖房をバランスよく考えることが重要です。
特に外気温が高い夏場や低い冬場では、CO₂濃度を下げるための換気が、そのまま空調負荷の増加につながります。
そのため、CO₂濃度を測定しながら、必要以上の換気を行わないという考え方もできます。
しいたけの培養温度とCO₂濃度をどう管理する？
今回の研究結果を実際の栽培管理に当てはめる場合、次のように考えることができます。
温度は22～24℃を基本に考える
今回の研究では、20～24℃で収穫量に大きな差はありませんでしたが、20℃では袋内発生が見られた一方、26℃以上では収穫量が大きく低下しました。
そのため、研究結果からは、22～24℃を基本的な温度帯として考えることができます。
また、培養の前半と後半で温度を変えることで、菌糸の伸長と菌床の仕上がりを両立できる可能性も示されています。
CO₂は3,000ppm以下にすることだけを目的にしない
今回の研究では、1,700～4,500ppmの範囲で収穫量に有意差が認められませんでした。
そのため、培養工程では、「3,000ppmを超えたら必ず換気する」というように、CO₂濃度だけで機械的に判断する必要があるのかを見直す余地があります。
ただし、4,500ppmが最適値という意味ではありません。
夏場はCO₂と冷房負荷のバランスを考える
夏場は外気温が高いため、換気量を増やすほど冷房負荷が大きくなります。
CO₂濃度を測定しながら、しいたけの生育に影響しない範囲で換気量を調整できれば、冷房した空気を必要以上に外へ逃がすことを抑えられる可能性があります。
冬場はCO₂と暖房負荷のバランスを考える
冬場も考え方は同じです。
換気を増やせばCO₂濃度は下げられますが、暖房した空気も外へ排出されます。
そのため、冬場もCO₂濃度だけを見るのではなく、温度を維持するために必要なエネルギーとのバランスを考えることが重要になります。
この研究結果をそのまま栽培に使ってよい？
ここまでの結果は、実際の栽培環境を考えるうえで参考になります。
一方で、研究結果をそのまま「すべてのしいたけ栽培に当てはまる基準」と考えるのは適切ではありません。
4,500ppmを超えても問題ないとは言えない
今回の研究で比較されたCO₂濃度は、1,700～4,500ppmです。
そのため、4,500ppmを超える濃度でも収穫量に影響がないとは、この研究から判断できません。
また、4,500ppmより高くすれば収穫量が増えるという結果も示されていません。
したがって、今回の結果は、
「4,500ppmまでなら最適」ではなく、「今回の試験条件では1,700～4,500ppmの範囲で収穫量に差がなかった」
と理解するのが適切です。
培養工程と発生工程ではCO₂管理が異なる
今回紹介した研究は、菌床の培養工程を対象としたものです。
しいたけが実際に発生している段階では、CO₂濃度が高くなることで、しいたけの形態などに影響することが先行研究で報告されています。
そのため、今回の研究結果をそのまま発生工程に当てはめることはできません。
「培養中のCO₂管理」と「発生中のCO₂管理」は分けて考える必要があります。
菌株や菌床条件によって結果が変わる可能性がある
今回の試験は、特定の菌株、菌床組成、温度、CO₂濃度、培養期間などの条件で行われたものです。
菌株や菌床の組成、含水率、培養方法などが変われば、適した環境条件も変わる可能性があります。
そのため、研究結果を栽培管理の参考にしながら、実際の施設で温度、CO₂濃度、発生状況、収穫量などを確認していくことも重要です。
まとめ｜しいたけの培養では温度とCO₂をバランスよく管理する
今回紹介した研究から見えてくるのは、しいたけの培養環境では、「温度もCO₂も低くすれば低くするほど良い」という単純な関係ではないということです。
温度については、菌糸の伸長だけを見ると26℃付近が速かったものの、その後の褐変化や発生まで考えると、22～24℃が安定して収穫量を確保しやすい温度でした。
一方、CO₂濃度については、1,700～4,500ppmの範囲では、収穫量に明確な差が認められませんでした。
ただし、これは4,500ppmが最適値という意味ではなく、4,500ppmを超えても問題がないという意味でもありません。
また、今回の研究は培養工程を対象としたものであり、発生工程のCO₂管理にそのまま当てはめることはできません。
この結果は、しいたけ栽培における環境管理を、「できるだけ低く、できるだけ多く換気する」という考え方から、しいたけが必要とする環境を見極め、必要以上の換気や空調を行わないという考え方へ変えていくための一つの材料になります。
特に夏場の冷房負荷が大きい施設では、CO₂濃度を測定しながら換気量を調整することで、冷房した空気を必要以上に外へ排出することを抑えられる可能性があります。
しいたけの培養では、温度・CO₂・湿度をそれぞれ単独で管理するのではなく、「しいたけが生育できる環境」と「その環境を維持するためのエネルギー」の両方を考えて管理することが重要なのかもしれません。
参照文献
シイタケ菌床栽培における培養環境の温度とCO2濃度が 収穫量へ与える影響
