
中国秸秆网综合报道,氮参与蛋白质、核酸等生命必需生物大分子的合成,是生物体中的重要成分。生物圈中的氮循环是氮的生物地球化学循环的重要组成部分之一。随着农业和畜牧业的发展,大量畜禽粪便和农作物秸秆被闲置、浪费,被称为“农业废弃物”。种养循环技术模式是促进营养物质循环利用、提高农牧业生产效率的重要农业生产方式。目前,种养循环系统中关于氮循环效率及其调控的研究较为薄弱。中国科学院东北地理与农业生态研究所草地农牧业学科组基于“玉米秸秆养牛-粪便基质化-草生菌栽培”循环系统,探究了莫能菌素及秸秆种类对氮回收率的影响(氮回收率定义为蘑菇子实体中总氮与初始原料中总氮的比值),旨在明确该循环系统中氮的回收率,并揭示莫能菌素影响循环系统中氮转化的微生物学机制。
研究发现,在四种发酵基质(无抗牛粪+玉米秸秆、无抗牛粪+小麦秸秆、有抗牛粪+玉米秸秆、有抗牛粪+小麦秸秆)上栽培双孢蘑菇,可以蘑菇氮的形式回收秸秆和粪便中总氮的3.33%~5.88%。残留的莫能菌素抑制了基质中氨化与反硝化菌的活性,从而降低了基质发酵过程中的氮损失,提高了氮转化效率(表1)。而发酵和栽培过程中,基质中与氮转化相关的酶活性(表2)以及微生物群落结构和演替变化(图1)引起的氮损失变化,莫能菌素最终降低了整个循环系统中氮回收率的0.13%~1.57%。该研究为构建高效的种养一体化循环农业技术模式提供了数据支撑。