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Titel (übersetzt): 
Anbau von Austernpilzen auf Stroh: Aspekte der Produktivität, Nachhaltigkeit und Anwendbarkeit im Falle Ugandas
Autor:innen: 
Erscheinungsjahr: 
2025
Schriftenreihe/Nr.: 
Thünen Working Paper No. 271
Verlag: 
Johann Heinrich von Thünen-Institut, Braunschweig
Zusammenfassung: 
The research presented in this PhD thesis examines various aspects of oyster mushroom cultivation and food security, focusing on production, sustainability and adaptation in the case of Uganda. Due to population growth, decreasing crop land availability, depletion of agricultural resources and climate change, landless food production and circular agricultural systems could play a more important role in the future. It is particularly important to develop sustainable production techniques adapted to the context of sub- Saharan Africa, where the challenges are the greatest. Oyster mushrooms are protein-rich, high-yielding, can by cultivated on a wide range of crop residues and are the most commonly cultivated mushroom in Uganda and many other African countries. This makes them an important subject to study in the context of food security. A review of the scientific literature on mushroom cultivation in the context of recycling discusses several pathways in which mushroom cultivation can contribute to the agricultural system as a whole, in addition to the primary objective of producing mushrooms. The use of spent mushroom substrate for vermicomposting to produce high quality compost and earthworms that can be used as animal feed may be the most promising circular model. However, there are many other options, such as using the mushrooms themselves as animal feed or producing several mushroom species in succession on the same substrate. Since sustainable mushroom production requires an integration with crop and livestock production within a circular system, it is an important question which substrates to use for cultivation. The use of nutrient- poor straw from cereals and legumes for oyster mushroom cultivation is a good option, as these substrates only have very limited value as animal feed. The productivity of four different types of straw was determined experimentally. Maize and soy straw were particularly productive, yielding 9.2 and 8.6 g of dry mushrooms per 100 g of dry substrate. Faba bean straw was significantly less productive, with only 6.6 % of the substrate being converted into mushrooms. However, faba bean straw, which had the highest nitrogen content of the four straw types that were compared, also produced mushrooms with a higher protein content. Wheat straw, on the other hand, was found to be an inferior substrate, yielding only 3.8 g of dry mushrooms per 100 g of dry substrate. Approximately 60 - 80 % of the dry matter, carbon and nitrogen is retained in the spent mushroom substrate after cultivation and between 3.5 kg (on wheat straw) and 2.6 kg (on soy straw) of carbon is emitted per kg of mushroom produced. Despite promising prospects, some aspects of current mushroom production are not sustainable. In particular, the pasteurization or sterilization of mushroom substrates uses a lot of energy and water. In an experimental comparison of four different methods, hot air pasteurization emerges as the most sustainable option. However, it was also found that sterilization can significantly increase oyster mushroom yields compared to pasteurization. The first harvest was up to 50 % higher when the substrate was autoclaved, while no significant difference could be found between the different pasteurization methods. Adapting the use of sustainably sourced substrates and of resource-efficient pasteurization or sterilization methods to Uganda, was found to be challenging but ultimately have great potential for improving local food security. In a case-study, including field work, key-informant interviews and a mushroom cultivation experiment, maize stover was found to be an underutilized resource. 13 % more food and 33 % more protein could be produced on the same land if maize stover was used for mushroom cultivation instead of being burned, which is currently a common practice in Uganda. The main challenges to realizing this potential are infrastructural barriers for collecting and preparing maize straw for mushroom cultivation and for distributing cheap, high-quality mushroom spawn. It is also important to enable Ugandan mushroom farmers to use more sustainable pasteurization practices if mushroom production is to be promoted in the country. Given the great potential of mushroom production to increase food security and improve the 59 sustainability of the agricultural production, more resources should be devoted to researching mushroom cultivation in circular food systems and developing solutions that are applicable to the sub-Saharan African context.
Zusammenfassung (übersetzt): 
Die in dieser Dissertation vorgestellte Forschung untersucht verschiedene Aspekte des Austernpilzanbaus und der Ernährungssicherheit mit Schwerpunkt auf Produktion, Nachhaltigkeit und Anpassung am Beispiel Ugandas. Aufgrund des Bevölkerungswachstums, der abnehmenden Verfügbarkeit von Ackerland, der Erschöpfung landwirtschaftlicher Ressourcen und des Klimawandels könnten landlose Nahrungsmittelproduktion und zirkuläre landwirtschaftliche Systeme in Zukunft eine wichtigere Rolle spielen. Es ist besonders wichtig, nachhaltige Produktionstechniken zu entwickeln, die an den Kontext sub- Sahara Afrikas angepasst sind, wo die Herausforderungen am größten sind. Austernpilze sind proteinreich, ertragreich, können auf einer Vielzahl von Ernterückständen angebaut werden und sind die am häufigsten angebauten Pilze in Uganda und vielen anderen afrikanischen Ländern. Dies macht sie zu einem wichtigen Studienobjekt im Kontext der Ernährungssicherheit. Bei der Analyse der wissenschaftlicher Literatur zum Pilzanbau in Recycling-Kontexten wurden mehrere Möglichkeiten diskutiert wie der Pilzanbau neben dem primären Ziel der Pilzproduktion zum landwirtschaftlichen System insgesamt beitragen kann. Die Verwendung von verbrauchtem Pilzsubstrat für die Wurmkompostierung zur Erzeugung von hochwertigem Kompost und Würmern, die als Futter verwendet werden können, könnte das vielversprechendste Kreislaufmodell sein. Aber auch viele andere Optionen, wie die Verwendung der Pilze selbst als Tierfutter oder die Produktion mehrerer Pilzarten nacheinander auf demselben Substrat, sind erwähnenswert. Da eine nachhaltige Pilzproduktion eine Integration mit Pflanzen- und Tierproduktion innerhalb eines zirkulären Systems erfordert, ist es eine wichtige Frage, welche Substrate für den Anbau verwendet werden sollen. Die Verwendung von nährstoffarmem Getreide- und Leguminosenstroh ist für den Austernpilzanbau ist eine gute Option, da diese Substrate nur einen sehr begrenzten Wert als Tierfutter haben. Die Produktivität von vier verschiedenen Strohsorten wurde experimentell ermittelt. Mais- und Sojastroh waren besonders produktiv und lieferten 9,2 bzw. 8,6 g Trockenpilz pro 100 g Trockensubstrat. Ackerbohnenstroh war signifikant weniger produktiv, wobei nur 6,6 % des Substrats in Pilze umgewandelt wurden. Ackerbohnenstroh, das den höchsten Stickstoffgehalt der vier verglichenen Strohtypen hatte, produzierte jedoch auch Pilze mit einem höheren Proteingehalt. Weizenstroh hingegen erwies sich mit nur 3,8 g Trockenpilz pro 100 g Trockensubstrat als minderwertiges Substrat. Zwischen 60 - 80 % der Trockenmasse, des Kohlenstoffs und Stickstoffs blieben im verbrauchten Pilzsubstrat nach dem Anbau zurück, und zwischen 3,5 kg (bei Weizenstroh) und 2,6 kg (bei Sojastroh) Kohlenstoff wurden pro kg produzierter Pilze emittiert. Trotz vielversprechender Aussichten sind einige Aspekte der derzeitigen Pilzproduktion nicht nachhaltig. Insbesondere die Pasteurisierung oder Sterilisierung von Pilzsubstraten verbraucht viel Energie und Wasser. Im experimentellen Vergleich von vier verschiedenen Methoden erwies sich die Heißluftpasteurisierung als die nachhaltigste Option. Es wurde jedoch auch festgestellt, dass Sterilisierung mit einem Autoklaven die Erträge von Austernpilzen im Vergleich zur Pasteurisierung signifikant erhöhen kann. Die erste Ernte war bis zu 50 % größer, wenn das Substrat autoklaviert wurde, während zwischen den verschiedenen Pasteurisierungsmethoden kein signifikanter Unterschied festgestellt werden konnte Die Verwendung nachhaltig produzierter Substrate und ressourceneffizienter Pasteurisierungs- oder Sterilisierungsmethoden erwies sich im ugandischen Kontext als herausfordernd, birgt jedoch großes Potenzial zur Verbesserung der Ernährungssicherheit. In einer Fallstudie, die Feldarbeit, Interviews und ein Experiment zur Pilzzucht umfasste, wurde festgestellt, dass Maisstroh häufig unproduktiv genutzt wird. 13 % mehr Nahrungsmittel und 33 % mehr Protein könnten auf der gleichen Fläche produziert werden, wenn 60 Maisstroh für den Pilzanbau verwendet würde, anstatt es zu verbrennen, was derzeit in Uganda weit verbreitet ist. Die Hauptprobleme bei der Realisierung dieses Potenzials sind infrastrukturelle Barrieren bei der Sammlung und Aufbereitung von Maisstroh für den Pilzanbau und bei der Bereitstellung von preiswerter, hochwertiger Pilzbrut. Es ist auch wichtig, ugandische Pilzbauer in die Lage zu versetzen, nachhaltigere Pasteurisierungspraktiken anzuwenden, wenn die Pilzproduktion im Land gefördert werden soll. Angesichts des großen Potenzials der Pilzproduktion die Ernährungssicherheit zu erhöhen und die Nachhaltigkeit der landwirtschaftlichen Produktion zu verbessern, sollten mehr Mittel für die Erforschung des Pilzanbaus in zirkulären Ernährungssystemen und für die Entwicklung von Lösungen die auf den Kontext in Subsahara-Afrika anwendbar sind, bereitgestellt werden.
Persistent Identifier der Erstveröffentlichung: 
Dokumentart: 
Working Paper

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