枯草芽孢杆菌负载生物炭调控花生根际微生态缓解镰刀菌枯萎病的机制研究

为解决化学杀菌剂导致的土壤污染和病原菌抗性问题，研究人员开展枯草芽孢杆菌(B.subtilis)BT菌株负载生物炭(BTBC)防控花生枯萎病的研究。结果表明，BTBC使根际B.subtilis丰度提升2.7倍，根系定殖量增加65.3倍，显著降低镰刀菌(F.oxysporum)94.7%的侵染，使发病率下降75%，同时提升土壤有机质和速效钾含量。该研究为生物炭载体增强生防菌效价提供了新策略。

　　

花生作为全球重要的油料作物，长期连作导致的土壤病害和肥力下降严重制约产业发展。由镰刀菌(Fusarium spp.)引起的枯萎病可造成30%产量损失，传统化学防治面临环境污染和抗药性难题。中国热带农业科学院的研究团队创新性地将具有广谱抑菌活性的西沙群岛源枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)BT菌株负载于秸秆生物炭，通过土壤盆栽实验揭示其调控根际微生态的机制。

研究采用扫描电镜(SEM)表征生物炭载体结构，通过qPCR定量根际微生物动态，结合高通量测序解析菌群互作网络。结果发现：生物炭5-10μm的多孔结构为B.subtilis提供理想定殖位点，X射线光电子能谱(XPS)显示其表面羧基与菌体形成氢键结合；BTBC处理使花生根系B.subtilis拷贝数达对照(FO)的65.3倍，根际F.oxysporum丰度降低94.7%，病害防控效果显著优于单独施用菌剂(BT)或生物炭(BC)。16S rRNA测序显示BTBC提升放线菌门(Actinobacteria)相对丰度3.2倍，增强微生物网络抗干扰性。

在机制层面，研究证实BTBC通过三重效应发挥作用：生物炭载体延长B.subtilis存活周期，其分泌的脂肽类抗生素直接抑制病原菌；改良后的土壤环境（有机质提升21.3%，速效钾增加18.7%）促进植物抗性；重塑的根际核心菌群（如链霉菌属Streptomyces）产生协同抑菌效应。该成果发表于《Aquaculture》，为发展"载体-菌剂-土壤"协同调控的绿色防控模式提供理论依据。

主要技术方法包括：①从西沙群岛土壤分离鉴定拮抗菌株B.subtilis BT；②通过对峙实验筛选对F.oxysporum抑制率>70%的菌株；③采用SEM-XPS联用技术表征生物炭-菌剂复合体；④建立盆栽体系（湛江试验站病土）评估防效；⑤qPCR定量关键微生物动态。

研究结果：

1. 载体特性：SEM显示生物炭褶皱结构形成微生物"避难所"，XPS证实C=O键与菌体结合；

2. 防病效果：BTBC处理组发病率较对照降低75%，花生荚果干重增加31.2%；

3. 微生态调控：根际细菌α多样性指数(Shannon)提升1.8倍，病原菌互作网络节点减少62%；

4. 土壤改良：有效钾含量达186.7 mg/kg，较初始土壤提高2.1倍。

结论表明，B.subtilis负载生物炭通过"载体保护-营养供给-菌群调控"的多重机制，实现花生枯萎病的绿色防控。该技术兼具生防菌剂高效性和生物炭环境友好性，对推动农业可持续发展具有重要意义。