Грибной компостинг снижает отходы, патогены и гены устойчивости к антибиотикам на фермах

Интенсификация мирового сельского хозяйства создает серьезные проблемы с утилизацией: ежегодно образуется 14 млрд тонн соломы и 125 млн тонн навоза. Традиционное компостирование часто неэффективно из-за низкой скорости разложения лигноцеллюлозы и сохранения патогенов и генов устойчивости к антибиотикам (ARGs). Использование антибиотиков, например окситетрациклина в животноводстве, усиливает передачу этих ARGs и патогенов в системе почва–растение, угрожая безопасности сельского хозяйства и окружающей среде.

Исследователи из Куньминского института ботаники Китайской академии наук (CAS) применили технологию микробной конверсии для создания замкнутой системы, связывающей солому, навоз и отработанный грибной субстрат, что способствует зеленому и эффективному использованию органики для роста растений.

Используя богатые органические и грибные ресурсы провинции Юньнань, команда выбрала редкий съедобный гриб Stropharia rugosoannulata в качестве ключевого агента конверсии для построения кросс-доменной циклической системы «Скот–Растение–Гриб» (Livestock-Crop-Mushroom, LCM).

Исследование изучило путь «совместное компостирование соломы и коровьего навоза → выращивание грибов → повторное использование отработанного грибного субстрата (SMS)», чтобы оценить влияние конечных продуктов LCM на рост овса и ризосферную микроэкологию. Были проведены сравнительные анализы между традиционным компостом (St: солома + навоз) и компостом с добавлением SMS (StM: St + отработанный субстрат).

Ключевые выводы:

• Многочисленные преимущества: Компостирование на основе SMS демонстрирует несколько преимуществ для агроэкосистем.
• Подавление патогенов: Метод перестраивает структуру микробного сообщества, обогащая функциональные микроорганизмы и сапротрофные грибы, что эффективно подавляет патогены.
• Улучшение роста растений: Оптимизируется развитие корней и использование питательных веществ.
• Снижение загрязнителей: Значительно уменьшаются органические загрязнители, включая остатки окситетрациклина в навозе, а также обилие патогенов и ARGs в овсе и почве, превосходя традиционные методы компостирования.

С помощью мульти-омиксных методов (метагеномика и секвенирование эндофитных микробов) и анализа функциональных генов это исследование впервые показало глубокое влияние LCM-биоудобрений на микробные сообщества, связанные с культурой, в разных пространственных компартментах (ризосфера–стебель–семя). Эти данные предлагают эффективную стратегию для устойчивого использования агрономических органических отходов и новый подход к снижению микробиологических рисков в сельском хозяйстве.