編者按：這是關於食物科學的六篇專題報道中的第五篇，從2009年3月30日到4月6日每天刊登。
賓夕法尼亞州州立學院——唐納德“巴斯特”尼達姆和他的兒子阿蒂和唐正在將他們的蘑菇種植場遷出賓夕法尼亞州。73歲的尼達姆從他父親手中接管這項生意已經50年了，但他位於西格羅夫的運營——每週要消耗數百噸蒸騰的馬糞和雞糞——對於在這個距費城以西40英里（65公里）的鄉鎮購買房屋的城裡人來說，實在太臭了。
2004年，尼達姆宣佈了擴張計劃，但他的鄰居們阻止了他，抱怨惡臭氣味以及糞便徑流可能滲入地下水和附近的小溪。“監管人員、該地區的鄉鎮主管和鄰居們——他們什麼都不接受，”尼達姆說。
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當年10月，該鎮阻止了尼達姆的擴張計劃的批准，拒絕了他關於農業安全豁免於氣味擾民法的請求，並聲稱他沒有滿足其安裝最先進的除臭裝置的要求。尼達姆在法庭上成功地對該決定提出上訴，但委員會拒絕放手，將案件提交給賓夕法尼亞州最高法院，該案件已被擱置兩年。與此同時，尼達姆正在考慮一位開發商的報價，該開發商希望將他的農場變成一個退休社群。
尼達姆並不是唯一感到壓力的農民。賓夕法尼亞州立大學公園分校的蘑菇專家丹·羅伊斯說，整個拱心石州的情況都是如此，該州是美國最大的蘑菇產地：每年在其境內種植約5億磅（2.25億公斤）的雙孢蘑菇上市，蘑菇是該州最大的經濟作物，價值4.53億美元。儘管居民們可能對每年秋天在歷史悠久的肯尼特廣場舉行的蘑菇節讚不絕口，但很少有人希望在他們的後院堆一座糞山。雖然共和黨人上個月可能對愛荷華州的豬氣味研究的聯邦資助大發雷霆，但農場氣味是一個全國性問題，它使農業經濟與湧入郊區的居民對立起來，後者以為他們想要一部分鄉村生活方式。這就是為什麼賓夕法尼亞州立大學的科學家們正在介入，試圖使處境艱難的蘑菇產業更加環保。
10月初，羅伊斯帶我去了大學自己的蘑菇房。黑暗的房間保持在恆定的60華氏度（15.5攝氏度），有一種輕微的黴味，但對我來說幸運的是，早期堆肥階段產生的硫磺氣味已經消退了。七個木架子彼此堆疊，排列成兩長排。每隔10分鐘，加溼器就會向空氣中噴射一股蒸汽，水滴沿著煤渣砌塊牆壁滴落。羅伊斯跨過一個水坑，用手電筒照在蒼白的雙孢蘑菇上，它們像外星生物一樣，沒有任何顏色，像紙箱裡的雞蛋一樣擠在一起。蘑菇在兩個為期七天的“潮汐”中迅速冒出來，商業採摘者不得不每天來五次。
真菌的世界確實是外星的。它是一種彌合植物和動物之間鴻溝的生物：它們像植物一樣紮根於地下，但植物呼吸二氧化碳（CO2）並利用太陽的能量將氣體轉化為糖，而真菌則需要“吃”固體碳並用它們吸收的氧氣分解它——很像動物。如果你在地下種植玉米秸稈，它周圍的土壤不會消失，但這正是這裡堆肥發生的情況。滲透混合物的毛茸茸的細絲是羅伊斯所說的“管道”，它們為蘑菇提供養分。到作物收穫時——每平方英尺五磅（每平方米約24公斤），下面堆肥的乾重將減少20%。
將真菌帶到餐桌上的芬芳過程始於尼達姆的 crew 從賽馬場和馬廄中回收稻草墊料，混合新鮮乾草和糞便，並將其鋪成長排7到14天以進行自然巴氏殺菌。隨著生活在糞便中的細菌分解其養分，它們的新陳代謝將溫度升高到超過120華氏度（50攝氏度），只留下最頑強的生物存活。蘑菇種植者稱之為巴氏殺菌，因為它也殺死了許多不需要的真菌，這些真菌可能會從雙孢蘑菇中竊取養分。糞便的臭味本身並不那麼難聞，但幾天後，堆肥堆中的氧氣水平下降，促使厭氧細菌的生長，厭氧細菌不需要氧氣，並釋放出散發出臭雞蛋氣味的氣體。羅伊斯說，問題在於硫磺“具有非常低的氣味閾值，因此您可以從遠處聞到它”。此外，堆肥堆的水徑流會汙染地下水和開放的溪流。
2002年，羅伊斯的同事保羅·海涅曼發現，在掩體中的堆肥堆下方安裝噴氣式氣流可以透過鼓勵需氧（依賴氧氣）細菌的生長來減少難聞的氣味。他測量了場地周圍空氣中的硫磺，並招募了由莫內爾化學感官中心培訓的專家來評估“幾乎檢測不到”和“最強烈的想象”之間的氣味。在其他研究中，海涅曼在堆肥堆上鋪設了戈爾特斯透氣面料以減少氣味，他甚至讓蘑菇在穀物而不是堆肥上生長。
但羅伊斯意識到，可能有一種方法可以將堆積如山的堆肥減少到小土堆，這將具有降低成本以及氣味和汙染問題的好處。在第二茬蘑菇之後，第三茬的產量非常低，幾乎不值得；即便如此，此時蘑菇作物僅消耗了堆肥材料質量的20%。其餘的都被傾倒了。“太可惜了，”羅伊斯說，“如果我們能將這20%添加回去並獲得另一茬作物，那將會更有效率。”
挑戰在於弄清楚蘑菇究竟從堆肥中吸走了哪些養分，導致其質量減少了20%。然後，羅伊斯將不得不找到一種實用的方法來防止黴菌和其他蘑菇病原體在額外兩茬的第二茬作物期間滲入潮溼的基質。
在另一個房間裡，羅伊斯將實驗性堆肥混合物分成九種不同的處理方法，他將在這些方法上測試新增補充劑的效果，包括異亮氨酸，他在2008年報告稱，異亮氨酸是刺激第二茬蘑菇產量的最重要的氨基酸。其他氨基酸如纈氨酸也很重要，但他的研究表明，僅異亮氨酸就可以將第二茬作物的產量提高68.7%。
幾朵蘑菇已經從土壤中探出頭來，我問羅伊斯那是第二茬作物嗎。“我們正在嘗試三茬作物，”他說，“我們變得貪婪了。”
他的秘密武器是一塊景觀布，他將其放置在堆肥和種植者稱之為覆土層的頂層泥炭蘚之間。一旦一茬作物完成，羅伊斯就可以扔掉泥炭蘚，補充堆肥，並新增一層已經滲透真菌的新泥炭。基因相似的真菌細絲可以透過布上的孔重新連線。“它們連線起那些管道，養分開始流動，”他說。羅伊斯和他的團隊還在試驗另一種真菌，嗜熱毀絲黴，它有助於蘑菇在未經巴氏消毒的堆肥上生長，並防止競爭性生物體在糞便中定殖。
一旦蘑菇收穫了一次、兩次甚至三次，問題並沒有結束。處理用過的堆肥——收穫後又開始散發臭味——既昂貴又對環境構成危害。然而，最近，它被證明是一種對抗隱蔽害蟲的非凡天然製劑，賓夕法尼亞大學的唐納德·戴維斯說。炮彈菌生活在樹皮覆蓋物中，已經進化到將其微小的孢子射向明亮的表面，如汽車和房屋的側面。這聽起來可能沒什麼，但孢子幾乎不可能去除，在一系列訴訟之後，房主保險公司現在將這種害蟲排除在其保單之外。戴維斯發現，在覆蓋物混合物中新增40%的用過的蘑菇堆肥可以消除這種害蟲。
“幾年前，他們無法擺脫[蘑菇堆肥]，”戴維斯說。“現在他們可以免費贈送它。我們希望下一步他們可以將其推向市場。”一家名為Laurel Valley Soils的公司已經簽訂合同，為紐約市的9/11紀念館提供蘑菇土，以防止建築物表面沾上汙漬。
現在的問題是，這些創新是否能挽救尼達姆的蘑菇種植業務。“那將是一件偉大的事情，”他談到羅伊斯的雙茬種植時說。“這將節省大量材料……並使我們更有效率。”尼達姆估計，去年稻草的成本上漲了30%，這代表了蘑菇生產成本的最大增長。
所有關於蘑菇的話題都讓他興奮起來，但尼達姆最終坦白說：西格羅夫最近請來了一位房地產開發商，說服他和他的兒子們（分別為39歲和45歲）放棄這場鬥爭。“他們給了我們一個會讓我們傾向於搬家的價格，”他說。他沒有透露中標價格，但最高法院的案件已經被推遲了五次，因為開發商一直在努力為他提議的退休社群爭取投資者，其中包括，恰如其分地，一個新的汙水處理系統。“一旦情況開始好轉，”尼達姆補充道，“這個農場就會被賣掉。”