研究背景
随着全球气候变化和农业集约化带来的环境问题日益严重，如何实现农业的可持续发展成为全球关注的焦点。传统的集约化农业模式依赖大量化学肥料和农药，导致土壤功能退化、肥力下降，甚至引发土壤污染问题。为了应对这些挑战，农业科学家们开始探索更加生态友好的农业实践，其中作物-食用菌轮作作为一种创新的农业模式，逐渐受到关注。作物-食用菌轮作是一种将传统作物与食用菌交替种植的农业实践，其目的在于利用食用菌的生长和分解作用，来改善土壤结构、增加土壤有机碳含量，并提升农业生产力。这种轮作模式不仅能够减少化学肥料和农药的使用，还能通过食用菌对栽培料的分解作用，将农业废弃物转化为有机肥料，进一步促进土壤健康和生态平衡。
近日，中国科学院昆明植物研究所大型真菌种质资源与绿色发展专题攻关组在 Agronomy 期刊上发表了相关综述文章。该综述调研了在作物与食用菌轮作模式下食用菌菌丝与土壤碳与微生物之间的互作关系，重点阐述了作物-食用菌轮作在提高土壤有机碳含量、优化土壤微生物群落结构、促进资源循环等方面的多重效益 (图1)。文章还对作物-食用菌轮作大规模推广应用的前景和挑战进行了讨论
- 图1. 作物-食用菌轮作对土壤、微生物和环境的影响
综述内容
作物-食用菌轮作的多重效益
● 提高土壤有机碳含量
土壤有机碳 (SOC) 是土壤碳库的重要组成部分，对土壤肥力和全球碳循环具有重要影响。作物-食用菌轮作通过引入食用菌栽培基质 (如秸秆混合物)，显著增加了土壤有机碳的含量。研究表明，经过多次作物-食用菌轮作后，土壤有机碳含量比传统连续作物种植增加了约15%。并且食用菌菌丝在生长过程中分泌的酶能够分解复杂的有机物质，促进土壤碳的积累和稳定化，从而提升土壤的长期肥力。
● 改善土壤微生物群落结构
土壤微生物群落在养分循环、有机质分解和土壤健康维护中发挥着关键作用。作物-食用菌轮作通过引入食用菌菌丝和菌渣，显著改变了土壤微生物群落的结构。并且食用菌菌丝分泌的酶能够分解复杂的有机物质，释放出更多的可溶性碳，促进土壤微生物的生长和代谢活动 (图2)。不仅如此，食用菌菌丝与土壤微生物的协同作用也有助于抑制有害微生物的生长，进一步减少病虫害的发生。这种微生物活动的增强不仅改善了土壤结构，还提高了土壤的通气性和水分保持能力，为后续作物的生长创造了更加有利的环境。
- 图2. 大球盖菇栽培的益处
● 促进生态平衡与资源循环
作物-食用菌轮作不仅能够提升土壤肥力，还能促进农业废弃物的资源化利用。例如，水稻秸秆等农业废弃物可以作为食用菌栽培的基质，食用菌收获后的残余基质可以还田，作为有机肥料使用。这种循环利用模式不仅通过减少农业废弃物的焚烧降低了二氧化碳的排放，还借助食用菌的分解作用将秸秆中的碳转化为土壤有机碳，从而进一步促进了土壤的碳固存。
文章结论
作物-食用菌轮作作为一种创新的农业实践，通过将作物多样性与食用菌栽培相结合，显著提升了土壤质量、农业生产力以及生态系统的稳定性。这种轮作模式不仅能够增加土壤有机碳含量，改善土壤微生物群落结构，还能促进农业废弃物的资源化利用。尽管在推广过程中面临一些技术和经济挑战，但随着研究的深入和技术的进步，作物-食用菌轮作有望成为未来可持续农业的重要实践之一，为实现农业的生态友好和高效生产提供新的解决方案。
原文信息
Dou, T.; Zhang, K.; Shi, X.; Liu, W.; Yu, F.; Liu, D. Crop–Mushroom Rotation: A Comprehensive Review of Its Multifaceted Impacts on Soil Quality, Agricultural Sustainability, and Ecosystem Health. Agronomy 2025 , 15 , 563. https://doi.org/10.3390/agronomy15030563
Agronomy 期刊介绍
文章类型包括农学及农业生态学领域的研究型文章及综述，目前已被Science Citation Index Expanded (SCIE) 和Scopus等多个数据库收录。
