林地秸秆种植皱环球盖菇（Stropharia rugosoannulata），可有效实现秸秆生物降解，可防止秸秆资源浪费和环境污染，产生经济效益。然而，目前仍缺乏对输入林地的蘑菇菌糠（The spent mushroom substrate，SMS）的系统评估，例如土壤特性和微生物演替。
实验设计
图1 实验设计及研究思路
主要结果
用S. rugosoannulata菌丝降解秸秆后，测定了SMS的理化指标，并比较了不同处理方式对其影响。结果表明，SE处理组中AN、AP、木质和纤维素含量最高，而TK、AK和总糖含量最低，表明在该处理下未被分解的秸秆较多，可能与环境微生物生长有关。此外，SMS显著促进了林地养分积累，通过菌丝体降解20-30kg/m2秸秆产生的SMS可以更好地增加土壤养分积累，从而促进树木生长。
图2 SMS处理后林地土壤中理化因子指标的变化
图3 年际和土壤深度森林土壤样品的细菌和真菌群落的alpha多样性和beta多样性
通过对细菌和真菌的相对丰度与检测率的相关性分析，发现两者之间存在显著相关性。零模型结果表明，确定性过程主要影响森林土壤样品中的细菌群落的组成，而随机过程主导真菌群落，这与细菌群落的敏感性相一致。不同处理下细菌和真菌的生态过程比较表明，SMS处理增加了细菌同质选择的比例，降低了真菌漂移的比例。
图4 零模型分析揭示了森林土壤样品中细菌群落和真菌群落的组装机制
4、土壤养分和微生物群落对SMS的响应
图5 基于线性混合效应模型（LMMs）的微生物组间SMS处理的影响
构建的真菌-细菌共发生网络具有模块性，5种细菌类型与土壤有机质（SOM）、土壤有机碳（SOC）、有效钾（AK）、有效磷（AAP）和有效氮（AN）水平显著相关。结构方程模型（SEM）表明，细菌多样性对土壤养分变化的响应高于真菌多样性。总体而言，30 kg/m2秸秆分解和2年连续栽培有利于土壤健康。
图 6 森林土壤微生物群落和养分积累的细菌(A)和真菌(B)线性回归、共发生网络(C)、Zi-Pi图(D)和Spearman相关分析(E)
总结
本研究通过细菌、真菌多营养级联合分析策略，研究表明了在秸秆降解过程中，由S. rugosoannulata的菌丝产生有机质，提高了土壤养分的有效性和微生物的多样性，同质选择决定了土壤中细菌的组成，而生态漂移则严重影响了真菌群落的演替。虽然SMS可以增强土壤养分，但长期的输入会对林地微生物多样性造成损害，并对林地生态系统产生负面影响，需要限制栽培时间和秸秆输入重量来达到最佳效果。本研究结果为在原生森林生态系统中引入食用菌降解秸秆系统的效果提供了实验证据。
Effects of an efficient straw decomposition system mediated by Stropharia rugosoannulata on soil properties and microbial communities in forestland. Science of the Total Environment, 2024.
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