葡萄园施用菌渣提升土壤多功能性与微生物群落结构的协同机制研究

针对葡萄园土壤功能退化问题，南京农业大学团队通过两年田间试验，探究杏鲍菇(PE)与双孢菇(AB)菌渣不同施氮量(975-2250 kg ha?1 yr?1 )对土壤的影响。研究发现PE菌渣高剂量处理使土壤多功能性提升48.04%，通过降低容重、提高酶活性和养分含量实现，同时显著改变微生物网络结构并减少59.96-64.76%病原真菌，为农业废弃物资源化利用提供科学依据。

　　

葡萄种植作为全球重要的农业产业，长期依赖化肥导致土壤退化问题日益严峻。中国作为世界最大的蘑菇生产国，每年产生约4113万吨菌渣(SMS)，这些富含木质纤维素的农业废弃物如何变废为宝成为关键科学问题。南京农业大学的研究团队发现，传统葡萄园土壤面临三大挑战：过度施肥造成的养分流失、微生物功能失衡以及潜在重金属累积风险。而前期研究表明，菌渣可能通过其独特的孔隙结构和营养成分改善土壤健康，但不同类型菌渣对葡萄园生态系统的影响机制尚不明确。

研究团队在江苏灌南县的"阳光玫瑰"葡萄园开展两年田间试验，采用高通量测序分析微生物群落，结合土壤理化性质检测和共现网络分析。通过设置双孢菇(AB)与杏鲍菇(PE)两种菌渣的三个氮水平梯度(975/1575/2250 kg ha^?1
yr^?1
)，系统评估其对土壤多功能性、重金属积累及微生物组的影响。

土壤性质变化
数据表明PE菌渣高剂量处理使土壤容重降低14.17%，有机质含量提升38.63-71.18%。值得注意的是，PE处理显著提高芳烃降解菌丰度，同时使病原真菌相对丰度下降64.76%，这种双重效益在AB处理中未观察到。

微生物群落重构
通过共现网络分析发现，PE处理使细菌网络关键物种(module hubs)增加4.40%，主要富集在变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)。真菌群落中腐生营养型(saprotroph)增加3.14%，与木质素降解相关的漆酶活性提升52.54%。

重金属动态
尽管Cu和Cd含量上升7.92-52.54%，但PE菌渣的微孔结构使Pb有效态降低59.96%。这种元素特异性钝化效应与微生物金属抗性基因表达呈正相关(r=0.82, p<0.01)。

结论与展望
该研究首次阐明杏鲍菇菌渣通过"物理结构-化学组分-生物功能"三级调控机制提升葡萄园土壤健康：其微孔结构改善土壤通气性，高木质素含量驱动腐生菌增殖，而特定微生物类群(如链霉菌属Streptomyces)通过代谢芳香化合物间接抑制病原菌。尽管存在重金属累积风险，但PE菌渣展现出的生态功能优化潜力，为发展"以废治污"的循环农业模式提供理论支撑。论文发表于《Applied Soil Ecology》，为有机废弃物在特色经济作物系统的精准施用提供重要范式。