长期有机肥替代化肥协同改善纽荷尔脐橙果实-土壤-细菌系统的机制研究

为解决中国柑橘产业因过量施用化肥导致的土壤退化与果实品质下降问题，研究人员通过8年田间试验探究有机肥替代化肥对纽荷尔脐橙果实-土壤-细菌系统的长期影响。结果表明，50%有机氮替代可显著提升根际土壤活性碳组分（DOC、MBC等）、微生物多样性（以变形菌门Proteobacteria为主）及果实品质（可溶性固形物、维生素C和总糖含量），为柑橘绿色栽培提供了优化施肥方案。

　　

中国是全球最大的柑橘生产国，但长期过量施用化肥导致土壤酸化、微生物失衡和果实品质下降等问题日益突出。以纽荷尔脐橙为代表的"赣南脐橙"虽享誉全球，却也面临土壤肥力与果实品质同步衰退的困境。如何通过施肥策略优化根际微生态环境，成为实现柑橘产业绿色发展的关键科学问题。

赣南师范大学生命科学学院/国家脐橙工程技术研究中心的研究团队在《Scientia Horticulturae》发表了一项历时8年的田间试验成果。研究人员以发酵菜籽饼肥为有机肥源，设置不同比例有机氮替代化肥处理（0%-100%），系统分析了根际土壤性质、细菌群落与果实品质的协同响应机制。研究采用土壤碳组分分析（SOC、DOC、MBC等）、宏基因组测序（Illumina Novaseq 6000平台）、果实糖代谢基因检测（RT-qPCR）等技术，结合结构方程模型(SEM)揭示了有机替代的生态效应。

研究结果显示，50%以上有机氮替代（T3-T5处理）使根际土壤pH提升0.29-0.43单位，活性碳组分含量增加1.86-2.57倍。宏基因组分析发现变形菌门(Proteobacteria)相对丰度显著提高，其通过增强糖苷水解酶(GH)和糖基转移酶(GT)活性，促进碳代谢通路（EMP途径和TCA循环）运转。果实品质检测表明，T3处理的可溶性固形物、维生素C和总糖含量分别较单施化肥(T1)提高21.9%、11.2%和19.4%，且糖代谢基因（SUS2、CitSWEET10等）表达显著上调。

通过结构方程模型解析发现，土壤活性碳组分（尤其是MBC和DOC）对果实品质的标准化直接效应达0.68，显著高于其他因子。研究首次提出50%有机氮替代是优化"果实-土壤-细菌"系统的关键阈值，该比例下根际Proteobacteria通过调控碳水化合物活性酶网络，协同提升碳利用效率与果实糖分积累。这项研究为柑橘产业的减肥增效提供了理论依据，对实现中国柑橘产区的可持续发展具有重要实践意义。