长期营养缺失施肥与化学减量配施火烧土对木薯产量及根际微生物组的调控机制

为解决长期施肥失衡对热带作物系统的持续影响，研究人员通过30年定位试验揭示不同营养缺失施肥(NPK、PK、NK、NP、-NPK)和化学减量配施火烧土(FNPK)对木薯产量及微生物组的影响。研究发现FNPK可维持产量稳定(P=0.480)，改善土壤pH(提升13.6%)和养分有效性，调控关键功能菌群(RB41、MND1)并降低致病菌(Melanconiella)，为热带农业可持续发展提供微生物组学依据。

　　

在热带农业生态系统中，木薯(Manihot esculenta)虽以耐瘠薄著称，但持续三十年的营养缺失施肥对其产量和根际微生物组的影响仍不明确。研究人员设计六种处理：全量施肥(NPK)、缺氮(PK)、缺磷(NK)、缺钾(NP)、不施肥(-NPK)以及减量化肥配施火烧土(FNPK)，通过高通量测序技术揭示微生物群落变化规律。

令人惊讶的是，营养缺失处理导致木薯产量显著下降21.3%-61.6%，其中缺氮(PK)和缺钾(NP)处理减产幅度达38%以上(P<0.05)。特别值得注意的是，仅施用50%化肥并配施火烧土的FNPK处理不仅维持了产量稳定性(P=0.480)，还使土壤pH值提升13.6%，有效缓解了单施氮肥导致的酸化问题(pH降低6.0%)。

微生物组分析显示，FNPK处理显著提高了细菌α多样性，并引起β多样性显著改变。该处理使酸杆菌门(Acidobacteriota)的RB41属和变形菌门(Proteobacteria)的MND1菌株丰度激增，同时将优势真菌从子囊菌门(Ascomycota)转变为担子菌门(Basidiomycota)。更关键的是，FNPK处理显著降低了与枯萎病相关的Melanconiella属丰度。

功能预测表明，FNPK处理显著增强了化能异养(chemoheterotrophy)和丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal)等有益功能基因的丰度。这些发现为理解长期施肥制度下"土壤-微生物-作物"互作机制提供了新视角，证明将传统火烧土与现代施肥技术结合，可有效改善热带农业生态系统功能。