有机无机配施通过调控土壤微生物广布类群提升作物品质的机制研究

《Applied Soil Ecology》：Strategic fertilization enhances crop quality index via changes in soil microbial generalist communities

本综述系统阐释了长期有机无机配施（MF）通过改善土壤碳氮磷循环、优化微生物群落结构（如增加PGPB、降低FON病原菌），显著提升西瓜品质（糖度、单果重等）的作用机制。研究揭示了MF促进r-策略广布微生物增殖，并通过结构方程模型验证了土壤养分-微生物互作对作物品质的协同调控，为可持续农业提供了理论依据。

　　

Highlight

基于八年连作试验，我们发现虽然MF和CF处理最初西瓜产量相当，但第四年枯萎病爆发后出现了基于恢复力的分化，MF表现出更强的恢复能力，并在第八年产量达到CF的三倍。这种卓越表现可归因于战略性MF制度下土壤性质和微生物群落的长期适应性变化。

Discussion

我们的八年连作试验表明，战略性施肥（MF）通过改变土壤化学性质和微生物群落组成，显著提升了西瓜品质。MF处理提高了土壤有机质（SOM）和总氮（TN），而CF则导致更高的速效钾（AK）。CF中高AK与低碳氮水平的组合可能解释了病原真菌密度较高的原因。相反，MF促进了土壤细菌生长，增加了植物促生菌（PGPB）如芽孢杆菌（Bacillus）和假单胞菌（Pseudomonas）的丰度，同时将尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum sp. niveum, FON）减少了0.65–0.88倍。MF还改善了碳氮循环的土壤功能，这有助于提高作物品质指数。此外，MF下土壤有机质和氮的升高有利于r-策略的广布微生物，支持了对植物健康至关重要的有益微生物群落。结构方程模型识别出微生物群落（如PGPB、核糖体拷贝数和有益广布菌）以及土壤碳氮是改善西瓜品质的关键驱动因素。这些发现突出了MF作为一种可持续农业方法，通过调节有益微生物和改善土壤多功能性来提升作物品质。

Conclusion

施肥实践显著影响土壤化学性质、微生物组成和作物品质。MF增加了SOM和TN，而CF导致更高的AK。CF中高AK和低碳氮水平可能解释了较高病原真菌密度的原因。另一方面，MF增强了土壤细菌生长，增加了PGPB的丰度，改善了碳氮循环的土壤功能，从而贡献了更高的作物品质指数。这些发现强调了有机无机配施在促进土壤健康和支持可持续作物生产方面的潜力。