紫苏秸秆还田对老参地土壤微生物群落结构及核盘菌相对丰度的影响

为解决人参连作导致的土壤微生态失衡和土传病害问题，研究人员开展紫苏秸秆还田对老参地土壤微生物群落结构及核盘菌(Sclerotinia)丰度影响的研究。通过高通量测序技术分析16S rRNA和ITS序列，发现紫苏还田显著提高微生物OTUs数量和多样性，降低病原菌Sclerotinia相对丰度达41.78%-66.04%，同时促进有益菌Trechispora和norank_Micropepsaceae增殖。该研究为缓解人参连作障碍提供了新型轮作策略的理论依据。

　　

在传统中药材中，人参(Panax ginseng)被誉为"百草之王"，其根部富含多种药用成分，具有抗炎、抗肿瘤和心血管保护等功效。然而这种珍贵药材面临严峻的种植困境——连续栽培会导致土壤微生态失衡，表现为微生物多样性下降、病原菌富集和土壤理化性质恶化。更棘手的是，经人参种植后的土地需要长达30年的休耕期才能恢复，这严重制约了产业发展。面对这一难题，延边大学的研究团队将目光投向了具有抗菌特性的药食两用植物紫苏(Perilla frutescens)。

研究人员创新性地提出紫苏-人参轮作体系，通过将紫苏秸秆还田来改善土壤环境。他们选择已种植三年人参的实验田，设置继续种植人参(RS)、休耕(CK)和紫苏还田(ZS)三种处理组，采用Illumina高通量测序技术对细菌16S rRNA和真菌ITS区域进行测序分析。研究特别关注不同采样时间点(3个月T1、12个月T2和15个月T3)的微生物群落变化，通过α多样性指数、β多样性分析和物种注释等方法评估处理效果。

微生物群落分析显示，紫苏还田处理展现出最显著的生态改善效应。在OTUs（操作分类单元）水平上，T1-ZS组（紫苏还田3个月）的真菌和细菌OTUs数量均显著高于其他处理(p<0.05)，表明短期干预就能快速增加微生物多样性。值得注意的是，病原菌核盘菌(Sclerotinia)在人参连作土壤T2-RS和T3-RS中相对丰度分别高达41.78%和66.04%，而在紫苏处理组中其丰度显著降低。同时，紫苏还田促进了担子菌门(Basidiomycota)和norank_Micropepsaceae等有益菌群的增殖。

在群落结构方面，研究发现了有趣的时间动态特征。紫苏还田12个月和15个月的样品(T2-ZS和T3-ZS)真菌群落相似性较高，而人参样品T1-RS与T3-RS的细菌群落结构更为接近。在门水平上，变形菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteriota)是优势细菌类群，其中鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)相对丰度最高。真菌群落则以担子菌门和被孢霉门(Mortierellomycota)为主。

该研究通过多角度验证了紫苏还田的生态调节作用：首先提高微生物α多样性指数（Chao1和Shannon指数），优化群落结构；其次显著抑制土传病原菌Sclerotinia和镰刀菌(Fusarium)的增殖；更重要的是，这种改良效应在短期内（3个月）即可显现。这些发现为破解人参连作障碍提供了切实可行的解决方案，同时也为其他药用植物的可持续栽培提供了理论参考。

这项发表在《Physiological and Molecular Plant Pathology》的研究，不仅阐明了紫苏活性成分（如迷迭香酸、紫苏精油和紫苏醛）通过调节土壤微环境抑制病原菌的分子机制，更创新性地建立了"药用植物-土壤微生物互作"的研究范式。未来研究可进一步解析紫苏特异性代谢产物与关键微生物类群的互作网络，为开发靶向土壤改良剂奠定基础。该成果对保障中药材质量安全、提高土地利用率具有重要实践价值，也为生态农业的发展提供了新思路。