“黑土粮仓”先导专项构建“苇-菇-肥”盐碱湿地生态农业模式在盐碱地生态治理方面取得进展
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湿地生态系统具有涵养水源、防风固沙、固碳、水质净化等多种生态功能,在黑土区发挥着重要的生态安全屏障作用。湿地生物资源及其利用是湿地生态系统的重要功能之一,也是区域人民生计的重要组成部分,其作用随着人口的增加和气候变化,变得更加重要。
苏打型盐碱土地是分布在我国黑土区的一种边际土地类型,在气候变化和人类活动影响下,与盐碱湿地互相转化。湿地芦苇在该区分布广泛,是优质的纤维原料。因此,盐碱湿地芦苇种群的恢复和利用对盐碱地生态治理与合理利用具有重要意义。
过去,芦苇主要用于造纸原料,但在地方造纸厂关停后,芦苇产业面临着转型的急迫需求。大安示范区盐碱湿地资源利用与生态功能提升模式基于团队基于已有的研究成果“稻-苇-鱼-蟹”湿地农业复合生态模式基础,围绕利用芦苇资源化利用目标,延伸产业链条,提出和构建了盐碱湿地“苇-菇-肥”模式,即以盐碱湿地芦苇作为基质,进行食用菌(Pleurotus spp.)栽培,利用发酵菌糠(SMS)改良盐碱土壤,进一步恢复芦苇湿地,形成生态循环。
研究表明,具有丰富木质素、纤维素和多种微量元素的天然湿地芦苇,可以替代木屑,栽培多种食药用菌; 苇基食用菌的产量和品质受栽培基质组成、食用菌菌种、环境条件等多种因素影响,对芦苇基质化栽培三种侧耳属食用菌的产量和品质特征分析,得出食用菌第一潮菇的产量最高,占总产量的比例可高达57.4;其中,苇基平菇的生物学效率最高,可达112%,苇基榆黄蘑的粗蛋白含量最高,约占子实体干重的28.3%,苇基杏鲍菇的总糖含量最高,约占子实体干重的67%,总结了芦苇基质工厂化制棒和侧耳属食用菌栽培方法。苇基菌糠是伴随食用菌栽培而产生的固体废弃物,呈酸性,pH为 5.26-5.51.具有丰富的有机养分和元素成分,中性洗涤纤维含量约为45%-54%,木质素含量约为22%-23%,总氮和全钾含量分别为7.06-9.58和3.73-6.27 g/kg。根据苇基菌糠的化学质量差异,提出了二次栽培、饲料化和肥料化等菌糠资源化利用方式。以苇基榆黄蘑菌糠为例,混合沙土沤制肥料还田,可有效改良盐碱土壤,其pH和电导率分别降低了12.33%和30.75%,土壤的总氮和有机质增加了34.98%和46.55%,在混合了菌糠的重度盐碱土地上,芦苇的地上和地下生物量提高了1.73和0.59倍,显著提升了盐碱地芦苇种群的恢复和重建效果。“苇-菇-肥”模式有助于黑土区盐碱芦苇湿地生态功能提升和区域绿色发展,对黑土区盐碱湿地生态屏障功能发挥具有辅助作用。
“苇-菇-肥”模式示意图
苇基食用菌生长示意图
苇基菌糠化学成分冗余分析
相关研究结果发表在Science of the Total Environment, Journal of Food Composition and Analysis等期刊上,中科院东北地理与农业生态研究所李晓宇研究员为第一作者,以上研究得到中国科学院战略性先导科技专项(XDA28110400)等项目资助。
论文信息:
(1)Xiaoyu Li, Miao Wang, Bolong Wen, Qilin Zhang, Junze Chen, Xiujun Li, Yu An*. Reed-mushroom-fertilizer ecological agriculture in wetlands: Harvesting reed to cultivate mushroom and returning waste substrate to restore saline-alkaline marshes. Science of the Total Environment, 2023. 878. 162987.http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.162987.
(2)Xiaoyu Li, Guoshuang Chen, Xiujun Li, Fangjie Yao*. Three Pleurotus mushroom cultivated by Phragmites australis mixed substrate has different nutrient utilization capacity. Journal of Food Composition and Analysis, 2023. 115. 104924. https://doi.org/10.1016/j.jfca.2022.104924
(3)Xiaoyu Li*, Guoshuang Chen*, Anastasia Ngozi Ezemaduka, Nana Luo, Han Yu, Miao Wang. The yields and quality of golden oyster mushroom cultivated on common reed substrates. Journal of Food Composition and Analysis, 2023. 121. 105331. https://doi.org/10.1016/j.jfca.2023.105331