隨著全球農(nóng)業(yè)集約化發(fā)展，每年產(chǎn)生的140億噸作物秸稈與1.25億噸畜禽糞便面臨處理難題。近日，中國科學(xué)院昆明植物研究所研究員于富強團隊利用珍稀食用菌大球蓋菇作為核心轉(zhuǎn)化媒介，構(gòu)建了畜禽－作物-食用菌（LCM）跨界循環(huán)系統(tǒng)，為阻控農(nóng)業(yè)微生物風(fēng)險提供了新路徑。相關(guān)研究成果發(fā)表于《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》。
構(gòu)建畜禽－作物-食用菌（LCM）跨界循環(huán)系統(tǒng)。昆明植物所供圖
傳統(tǒng)堆肥技術(shù)因木質(zhì)纖維素降解效率低、病原菌與抗生素抗性基因（ARGs）殘留等問題，難以實現(xiàn)安全高效利用。與此同時，畜禽養(yǎng)殖中抗生素的長期大量使用，導(dǎo)致抗生素抗性基因與大腸桿菌、沙門氏菌等病原菌傳播風(fēng)險加劇，嚴重威脅農(nóng)產(chǎn)品安全與生態(tài)環(huán)境。
“農(nóng)業(yè)廢棄物既是‘污染源’，更是‘資源庫’。如何通過微生物轉(zhuǎn)化技術(shù)，將秸稈、畜禽糞便與食用菌殘留基質(zhì)串聯(lián)成閉環(huán)系統(tǒng)，同時解決農(nóng)牧有機質(zhì)綠色高效利用與作物生長需求雙重問題，是大型真菌種質(zhì)資源與綠色發(fā)展專題攻關(guān)組的重要方向?！庇诟粡娬f。
基于云南豐富的農(nóng)牧有機質(zhì)和真菌資源，團隊通過“秸稈、牛糞共堆肥——食用菌栽培——菌渣再利用”的流程，研究該系統(tǒng)對燕麥生長及根際微生態(tài)的調(diào)控效應(yīng)。
通過對比分析傳統(tǒng)堆肥與菌渣添加堆肥對燕麥生長及微生物的影響，團隊發(fā)現(xiàn)經(jīng)過菌渣堆肥處理后，病原菌在莖部與種子中的豐度分別降低36%與7%，病原菌功能群占比從24%降至15%，植物生長性能明顯提升。
此外，菌渣堆肥的添加使燕麥鮮重提升65%，燕麥粗蛋白含量提升5.1%，產(chǎn)量與品質(zhì)協(xié)同增加；有機（生物）污染物顯著降低，牛糞中土霉素殘留降解率達80%。
研究通過多組學(xué)技術(shù)與功能基因分析，首次闡明了?LCM?系統(tǒng)中生物肥料對作物空間微生物的深刻影響。該研究不僅為農(nóng)牧有機質(zhì)持續(xù)利用提供了一種高效解決方案，更有望發(fā)展成為鏈接農(nóng)牧有機質(zhì)清潔利用、作物綠色增產(chǎn)和農(nóng)耕區(qū)環(huán)境保護的理想模式。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1021/acs.est.4c12517
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