利用几内亚草根际微生物移植提升辣椒和稻米产量并调控根际微生物组的品种与生长阶段依赖性研究

推荐：为解决化学肥料过度使用导致的土壤退化及生态失衡问题，研究人员开展基于几内亚草（Panicum maximum）根际微生物移植（RMT）的生物肥料研究。通过田间试验证实，根际冲洗液（RW）和丛枝菌根真菌（AMF）接种可显著提高辣椒和稻米品种Suwadel的产量，并富集有益微生物类群（如Bacillaceae、Aspergillaceae），为可持续农业提供低技术门槛解决方案。

　　

研究背景与意义

现代农业面临化学肥料过度使用引发的土壤退化、水体富营养化及温室气体排放等问题，而小农户对低成本可持续技术的需求尤为迫切。根际微生物移植（Rhizosphere Microbiome Transplant, RMT）作为一种新兴的植物微生物组工程策略，通过移植适应性强的杂草（如几内亚草Panicum maximum）根际微生物群落，有望减少化肥依赖并提升作物抗逆性。然而，其田间应用效果及生态影响尚缺乏系统研究。

研究方法与技术

斯里兰卡国际合作团队设计田间试验，以辣椒（Capsicum annuum）和两个本地稻米品种（Suwadel和Kuruluthuda）为对象，对比根际冲洗液（RW）和丛枝菌根真菌（AMF）接种的促生效果。研究结合递减剂量化肥（50%-100%），通过16S rRNA和ITS扩增子测序分析根际微生物组动态，并采用PERMANOVA和差异丰度分析评估群落结构变化。

研究结果

3.1 作物产量提升

• 辣椒：RW+50%化肥（RW50）处理果实重量显著高于对照组（NoFert），与全量化肥（Fert100）无统计学差异（图1A）。
• 稻米Suwadel：RW和AMF单独处理使谷物重量达到Fert100水平，而AMF+化肥反而降低效果（图1B）。
• 稻米Kuruluthuda：RMT效果较弱，可能与品种特异性微生物招募有关。

3.2 微生物组重塑

• 关键类群富集：RW和AMF处理在开花期显著增加Firmicutes（如Bacillaceae）和Actinobacteriota（如Micrococcaceae），降低Planctomycetota（图3-5）。
• 真菌群落变化：Eurothiomycetes（如Aspergillaceae）在开花期占比提升，可能与植物促生相关（图3E-5E）。

结论与讨论

该研究首次在田间证实RMT可替代50%化肥用量，且效果依赖作物品种与生长阶段。微生物组分析揭示RW和AMF通过招募Bacillaceae等有益菌群（图6）及Trichocomaceae等真菌促进生长。尽管长期生态影响需进一步验证，但该技术为小农户提供了一种低成本的可持续农业方案。论文发表于《Applied Soil Ecology》，为RMT的规模化应用奠定基础。

（注：全文细节均基于原文，未添加非原文信息。）