黑水虻幼虫粪肥与几丁质改良土壤微生物群落对抑制莴苣尖孢镰刀菌的作用机制研究

本研究揭示了黑水虻幼虫(BSFL)粪肥和几丁质通过重塑土壤微生物群落（含Mortierellales、Trichoderma等生防菌）显著抑制莴苣尖孢镰刀菌(Fol)的机制。4个月预培养的BSFL粪肥处理使Fol种群密度降低46.39%，病害严重度(AUDPCs)下降50%，同时促进莴苣生物量增长216%。该研究为开发替代化学熏蒸的可持续土壤改良策略提供重要依据。

　　

微生物群落变化与土壤抑病性机制

1 引言
全球20-40%的农作物因土传病原体遭受损失，其中尖孢镰刀菌莴苣专化型(Fol)引发的枯萎病难以根除。传统化学熏蒸剂如甲基溴因环境风险被禁用，促使研究者转向开发基于有机改良的抑病土壤。富含几丁质的黑水虻幼虫(BSFL)粪肥因其含幼虫蜕皮外骨骼几丁质(含量达0.2%)，展现出抗真菌特性。前期研究表明BSFL粪肥对番茄枯萎病(Fol)、灰霉病(Botrytis cinerea)等具有抑制效果，但其对Fol的抑病机制及微生物群落动态尚未阐明。

2 材料与方法
试验设置5种处理：未改良土壤(NAS)、堆肥(SCo)、几丁质(SCh)、堆肥+几丁质(SCoCh)、BSFL粪肥(SBSFL)，分预培养4个月(试验1)和未预培养(试验2)两组。采用Buttercrunch莴苣品种(对Fol敏感)，通过病害严重度评分(0-5级)和标准化病情进展曲线下面积(AUDPCs)评估抑病效果。微生物群落分析采用16S rRNA(细菌)和ITS(真菌)测序，通过NMDS和SIMPER解析关键OTUs。

3 结果
3.1 土壤理化性质
预培养后SBSFL处理电导率(EC)最高(1148.67 μS/cm)，pH最低(6.28)。几丁质处理(SCh)使莴苣干重增加295%(3.00 g vs NAS 0.76 g)，且无 phytotoxicity。

3.2 抑病效果
预培养组中，SCh和SBSFL处理的AUDPCs分别降低37%和42%，Fol种群密度下降53%(SCh)和48%(SBSFL)。未预培养组无显著差异，证实长期培养对激活抑病性的必要性。

3.3 微生物群落
真菌群落中Mortierellales(OTU22)在SCh处理相对丰度提升12倍(12.20% vs NAS 0.94%)，Trichoderma atroviride(OTU120)增加167%。细菌群落中Streptomyces(OTU7132)在SBSFL处理富集162倍，Bacillus(OTU2465)占比达22.46%。NMDS显示BSFL处理形成独特菌群结构(Bray-Curtis差异>25%)。

4 讨论
4.1 真菌生防机制
Mortierellales通过分泌几丁质酶降解病原菌细胞壁，其与Trichoderma协同作用可降低Fol侵染效率达60%。Chaetomium globosum产生的苯并噻唑对Fol菌丝生长抑制率达72%。

4.2 细菌生防机制
Bacillus通过竞争铁载体(siderophore)使Fol孢子萌发率降低41%。Streptomyces激活植物系统抗性(ISR)，相关防御基因PR-1表达量提升3.2倍。

5 结论
4个月预培养的BSFL粪肥通过富集Mortierellales(相对丰度+11.26%)、Streptomyces(+3.23%)等生防菌群，建立持续抑病土壤环境。未来需优化粪肥添加比例(建议2%干重)与培养周期，并探究关键菌株的田间应用潜力。