堆肥改良盐碱土壤的真菌多样性结构与功能调控机制及其农业应用价值

针对盐碱化土壤严重制约农业生产的问题，本研究通过高通量测序技术探究堆肥(compost)对盐碱土真菌群落结构及功能的调控作用。研究发现堆肥添加显著提升Ascomycota等有益菌门丰度，降低病原菌Gibberella比例，并通过提高有机质(OM)和土壤酶活性(SCAT/SUE)改善土壤质量。该成果为微生物菌肥改良盐碱地提供了理论依据，发表于《Current Research in Microbial Sciences》。

　　

土壤盐碱化已成为威胁全球粮食安全的严峻挑战。据UNESCO和FAO统计，全球盐渍化土地达9.54亿公顷，中国占9913万公顷，且每年以1%速度扩张。当土壤电导率(ECe)超过4 dS/m时，作物生长即受抑制。传统改良方法存在成本高、效率低、二次污染风险，而堆肥(compost)作为环境友好型改良剂，其对盐碱土微生物群落的影响机制尚不明确。

为探究堆肥对盐碱土真菌群落的影响，研究人员开展了系统的堆肥发酵和盆栽实验。通过设置不同盐碱土添加比例(MA:0.8kg, MB:4kg, MC:8kg)的堆肥处理组，结合454高通量测序技术分析ITS1F_ITS2R区序列，并运用FUNGuild功能预测和冗余分析(RDA)等生物信息学方法。盆栽实验以萝卜为模式作物，监测90天生长期内土壤理化性质与真菌群落动态。

3.1 堆肥过程中真菌群落多样性演变
堆肥过程分为升温期(S)、高温期(G)、降温期(J)和腐熟期(F)四个阶段。Shannon指数分析显示高温期真菌多样性最低，腐熟期显著回升。高温期优势菌Pseudombrophila在50℃以上仍保持活性，而腐熟期以Myceliophthora和Mycothermus为主，这些嗜热真菌能促进腐殖质形成。电导率(EC)检测证实所有处理组均低于安全阈值4 mS/cm，符合堆肥成熟标准。

3.2 堆肥添加对盐碱土真菌群落结构的影响
NMDS分析显示堆肥显著改变真菌β多样性。在门水平上，Ascomycota相对丰度提升至60%以上，而Mortierellomycota和Basidiomycota降低。属水平上，病原菌Gibberella(26.29%)和Kernia(22.13%)在对照组占主导，而堆肥组促生菌Mycothermus丰度提升至51.63%。LEfSe分析鉴定出Myceliophthora、Thermomyces等作为生物标志物，这些菌株与有机质降解和植物生长促进相关。

3.3 堆肥对盐碱土真菌功能的调控
FUNGuild预测显示堆肥使腐生营养型(Saprotroph)真菌占比提升，其中粪腐生型(Dung Saprotroph)增幅最大。植物病原菌功能群减少20%，而动物病原-内生真菌互作功能增强。值得注意的是，堆肥引入的Mycothermus不仅能抑制土传病原菌，还可通过调节植物激素增强宿主抗逆性。

3.4 环境因子与真菌群落的关联分析
RDA揭示有机质(OM)、土壤碳氮(SCAT)、pH和脲酶(SUE)共同解释61.16%的群落变异。Mycothermus与OM/SCAT呈正相关，而Gibberella与pH正相关。堆肥通过产酸菌降低pH值0.5-1个单位，同时脲酶活性提升促进有机氮转化，这种"降碱-增肥"协同效应是改良的关键机制。

该研究首次系统阐明了堆肥通过"真菌群落重构-功能优化-环境因子调控"三位一体机制改良盐碱土的途径。实践层面，建议按MB组(4kg盐碱土添加量)比例配制堆肥，可在保证Mycothermus等有益菌定殖的同时控制EC值在安全范围。理论层面，发现Ascomycota作为盐碱环境"先锋菌门"的生态位优势，为微生物菌肥研发提供了新靶点。未来研究可结合宏基因组学进一步解析关键代谢通路，推动盐碱土改良从经验模式向精准调控转变。