Интенсификация мирового сельского хозяйства приводит к значительным проблемам утилизации, поскольку ежегодно производится 14 миллиардов тонн соломы и 125 миллионов тонн навоза.
Традиционное компостирование часто не слишком успешно из-за низкой эффективности деградации лигноцеллюлозы и стойкости патогенов.
Кроме того, есть риски бактериальной резистентности за счет генов устойчивости к антибиотикам (antibiotic resistance genes, ARG). Например, использование антибиотиков, таких как окситетрациклин, в животноводстве увеличивает передачу этих ARG в системах почва-растение, угрожая безопасности сельского хозяйства, окружающей среде и здоровья человека.
Чтобы решить эту проблему, исследовательская группа из Института ботаники Куньмина Китайской академии наук (CAS) использовала технологию микробной конверсии для создания замкнутой системы, которая связывает солому сельскохозяйственных культур, навоз скота и отработанные грибные субстраты, способствуя экологичному и эффективному использованию органического вещества для поддержки роста сельскохозяйственных культур. Статья опубликована в журнале Environmental Science & Technology.
Используя богатые агрономические органические вещества и грибные ресурсы Юньнани, команда выбрала съедобный гриб кольцевик, или строфария морщинисто-кольцевая (Stropharia rugosoannulata), в качестве основной среды преобразования для создания кросс-доменной кольцевой системы «Животноводство-Растениеводство-Грибы» (Livestock-Crop-Mushroom, LCM).
В этом исследовании изучался путь «компостирования соломы и коровьего навоза → выращивание грибов → повторное использование отработанного грибного субстрата (spent mushroom substrate, SMS)» для оценки регулирующего воздействия конечных продуктов LCM на рост овса и микроэкологию ризосферы. Сравнительный анализ проводился между традиционным компостом (St: солома + коровий навоз) и компостом с добавлением SMS (StM: St + отработанный грибной субстрат), что дало несколько ключевых результатов.
Компостирование на основе SMS демонстрирует многочисленные преимущества для сельскохозяйственных экосистем. Благодаря перестройке структуры микробного сообщества, в частности, путем обогащения функциональными микробами и сапрофитными грибами, этот метод эффективно подавляет патогены, одновременно улучшая рост растений за счет оптимизированного развития корней и использования питательных веществ.
Кроме того, он значительно снижает содержание органических загрязнителей, включая остатки окситетрациклина в коровьем навозе, а также распространенность патогенов и гены устойчивости к антибиотикам как в овсе, так и в почве, превосходя по эффективности традиционные методы компостирования.
Источник графики: Environmental Science & Technology (2025). DOI: 10.1021/acs.est.4c12517
Используя методы мультиомики (метагеномика и эндофитное микробное секвенирование) наряду с функциональным анализом генов, это исследование является первым, которое проливает свет на глубокое влияние биоудобрений LCM на ассоциированные с культурой микробные сообщества в пространственных отсеках (ризосфера–стебель–семя). Эти идеи обеспечивают эффективную стратегию для устойчивой агрономической утилизации органических отходов и новый подход к снижению сельскохозяйственных микробиологических рисков.
Источник: Chinese Academy of Sciences. Автор: Ли Яли.
Заглавное фото: Медведева Анна, AgroXXI.ru.
