随着全球农业集约化发展，每年产生的140亿吨作物秸秆与1.25亿吨畜禽粪便面临处理难题。近日，中国科学院昆明植物研究所研究员于富强团队利用珍稀食用菌大球盖菇作为核心转化媒介，构建了畜禽－作物-食用菌（LCM）跨界循环系统，为阻控农业微生物风险提供了新路径。相关研究成果发表于《环境科学与技术》。
构建畜禽－作物-食用菌（LCM）跨界循环系统。昆明植物所供图
传统堆肥技术因木质纤维素降解效率低、病原菌与抗生素抗性基因（ARGs）残留等问题，难以实现安全高效利用。与此同时，畜禽养殖中抗生素的长期大量使用，导致抗生素抗性基因与大肠杆菌、沙门氏菌等病原菌传播风险加剧，严重威胁农产品安全与生态环境。
“农业废弃物既是‘污染源’，更是‘资源库’。如何通过微生物转化技术，将秸秆、畜禽粪便与食用菌残留基质串联成闭环系统，同时解决农牧有机质绿色高效利用与作物生长需求双重问题，是大型真菌种质资源与绿色发展专题攻关组的重要方向。”于富强说。
基于云南丰富的农牧有机质和真菌资源，团队通过“秸秆、牛粪共堆肥——食用菌栽培——菌渣再利用”的流程，研究该系统对燕麦生长及根际微生态的调控效应。
通过对比分析传统堆肥与菌渣添加堆肥对燕麦生长及微生物的影响，团队发现经过菌渣堆肥处理后，病原菌在茎部与种子中的丰度分别降低36%与7%，病原菌功能群占比从24%降至15%，植物生长性能明显提升。
此外，菌渣堆肥的添加使燕麦鲜重提升65%，燕麦粗蛋白含量提升5.1%，产量与品质协同增加；有机（生物）污染物显著降低，牛粪中土霉素残留降解率达80%。
研究通过多组学技术与功能基因分析，首次阐明了?LCM?系统中生物肥料对作物空间微生物的深刻影响。该研究不仅为农牧有机质持续利用提供了一种高效解决方案，更有望发展成为链接农牧有机质清洁利用、作物绿色增产和农耕区环境保护的理想模式。
相关论文信息：https://doi.org/10.1021/acs.est.4c12517
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