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科研进展

大球盖菇生态栽培显著增强土壤肥力与生态功能

文章来源:中国西南野生生物种质资源库  |  发布时间:2021-09-29  |  作者:刘栋,于富强  |  浏览次数:  |  【打印】 【关闭

 

  大球盖菇Stropharia rugosoannulata是联合国粮农组织推荐栽培的食用菌之一。因其幼嫩时外形酷似松茸(松口蘑),而在市场上常被冠以“赤松茸”甚至“松茸”等称谓。中国科学院昆明植物研究所研发示范的大球盖菇近自然栽培模式,充分利用农村常见有机生物质原料(如秸秆、枝条、畜禽粪便等)和留守劳动力,栽培后的基料留田,可显著改良土壤、提升肥力。该模式除了在棚内、田间,也可在林下进行栽培,是一种适宜于农户参与的循环发展模式,在中科院帮扶县区脱贫攻坚和林下经济中发挥了积极作用(图1)。 

 

1. 贵州六盘水市水城区大球盖菇林下栽培(现场培训与出菇) 

  栽培过程包括表层土翻耕整备(图2 A, B)、基料混合发酵、铺料与菌丝接种、起垄覆土与灌溉等。为探讨该模式对土壤及其生态系统带来的影响,中科院昆明植物所研究人员在成年人工华山松林建立了四个野外重复实验样地(图2C),通过化学与生理分析、高通量测序和实时荧光定量PCR检测,对栽培区土壤的理化性质、细菌与真菌多样性、群落结构及其代谢功能等进行了系统的研究分析。 

  

2. 华山松林地概况(A, B)及大球盖菇栽培区土样采集点(C 

  研究发现与对照(林下非栽培区)相比,基料下土壤全氮含量近翻倍(2.4 g kg-1 à4.6 g kg-1),土壤有机碳(75 à 390 g kg-1)和速效磷(5à 25 mg kg-1)含量增加超四倍;土壤中参与有机碳分解(葡萄糖苷酶和纤维酶)、有机磷分解(酸性磷酸酶)的胞外酶活性显著增强。同时,栽培不同区域的微生物群落结构发生显著变化(图3 A, B),基料附近的垄沟成为了土壤微生物新的热点活动区域,微生物多样性、丰富度、微生物量以及代谢功能均显著增加:其中,细菌基因拷贝数增加了26倍(图3 C,细菌群落参与的呼吸、脂肪酸和磷脂分解、乙醛酸盐和三羧酸循环均显著增强;真菌基因拷贝数增加了3.4倍(图3 D,真菌群落参与的磷脂酶和辅酶因子代谢显著上升。 

  研究和生产实践还表明,该模式可明显增加土壤的孔隙度,改良土壤结构;大大提高土壤中的可溶性碳、磷等营养元素,提升土壤肥力;显著增强生物酶活性、微生物多样性与代谢功能,重构土壤生态功能。在蔬菜连作障碍大棚、三七连作障碍地的土壤改良中,表现出了良好的效果与应用前景。 

  

3大球盖菇种植区域土壤微生物群落结构(A细菌B真菌)和微生物基因拷贝数(C细菌D真菌)的变化 

  文章以Macrofungi cultivation in shady forest areas significantly increases microbiome diversity, abundance and functional capacity in soil furrow为题发表在真菌学1区期刊Journal of Fungi上。研究所副研究员刘栋为第一作者,于富强正高级工程师为通讯作者。 

  研究得到中国科学院战略先导专项(XDB31000000)、中国科学院科技扶贫项目(KFJ-FP-201905)、中国科学院西部之光、云南省基础研究等项目的资助。 

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(责任编辑:李雪)

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