综述:推动果树种植系统的可持续性发展:间作对生长、土壤健康、微生物动态及产量稳定性的影响

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Physiological and Molecular Plant Pathology 2.8

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  (编辑推荐)本综述系统分析了2000-2025年间果树间作体系的研究进展,揭示谷物-豆科(cereal-legume)间作通过提升土壤有机碳(SOC)、丛枝菌根真菌(AMF)定殖及磷酸酶活性等机制,显著改善果树营养状态(N、P、K+ )、果实生化品质(TSS、花青素)及产量稳定性,为应对土壤退化(soil sickness)提供可持续解决方案。

  

Abstract

长期单一栽培导致果园土壤退化、生物多样性丧失等严峻问题。谷物-豆科间作通过生物固氮(BNF)和磷钾活化(PSB/KSB)等机制,显著提升土壤有机碳(SOC)储量(+15-30%)和丛枝菌根真菌(AMF)丰度(+40%),进而改善果树叶片营养指数(N增加18%,Pi
提升22%)和果实糖酸比(+1.5倍)。

Introduction

全球到2050年需增产60-70%食物的压力下,苹果园单作引发的"土壤病"(soil sickness)现象促使转向多样化种植。紫花苜蓿(Medicago sativa)与燕麦(Avena sativa)等间作组合通过根系分泌物(如柠檬酸)降低pH 0.3-0.5单位,同时刺激磷酸酶活性(+35%),破解单作导致的磷固定难题。

微生物动态

豆科植物根瘤菌(Rhizobium)与PSB(解磷菌)协同作用使有效磷提升50%,而深根系作物促进钾(K+
)的深层动员。高通量测序显示间作系统细菌α多样性指数(Shannon)提高1.2倍,其中放线菌门(Actinobacteria)占比增加显著,与木质素降解酶(纤维素酶+28%)呈正相关。

果实品质

苹果-蚕豆间作系统果实花青素含量提升40%,归因于根际微生物诱导的系统抗性(ISR)和改善的钙镁比(Ca2+
/Mg2+
≈2:1)。有趣的是,间作果园的产量变异系数(CV)降低至12%,显著优于单作(CV>25%)。

Limitations

当前研究存在三大空白:热带果园数据不足(仅占研究样本15%)、AMF-根系互作机制不明、以及缺乏超过10年的长期观测数据。未来需结合宏基因组学(metagenomics)和根系成像技术(Rhizotron)深化机制研究。

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