Humalite调控小麦根际土壤微生物组：改变群落结构、多样性及网络稳定性以促进土壤健康

本研究针对化肥过度使用导致的土壤微生物失衡问题，通过5种Humalite(腐殖质)梯度与NPK配施，采用16S rRNA和ITS2测序技术，发现Humalite能显著增加Flavisolibacter、Trichoderma等有益菌丰度，降低Fusarium等病原菌，并提升微生物网络稳定性，为可持续农业提供新型土壤改良策略。

　　

土壤健康的微生物密码：腐殖质如何重塑小麦根际生态

现代农业过度依赖化肥导致土壤微生物群落失衡，这一"隐形危机"正威胁着全球粮食安全。化学肥料虽然能短期提高产量，却会破坏土壤微生物的天然屏障——那些肉眼看不见的细菌和真菌军团，本是土壤养分的"转化工程师"和作物健康的"守护者"。更棘手的是，病原微生物趁机肆虐，而维系生态平衡的微生物网络也变得支离破碎。面对这一困境，来自加拿大阿尔伯塔大学的Pramod Rathor团队将目光投向了腐殖质(Humalite)——这种源自加拿大南部矿藏、富含腐殖酸且重金属含量低的天然物质，或许能成为破解土壤微生物失衡的钥匙。

研究团队设计了一套严谨的实验方案：在温室控制条件下，将小麦种植于添加5种Humalite浓度(0-1600 kg/ha)与推荐量NPK肥料配施的土壤中，8周后采集根际土壤样本。通过16S rRNA基因和ITS2区域扩增子测序技术，结合QIIME2生物信息学分析平台，系统解析了细菌和真菌群落的结构变化。差异丰度分析采用DESeq2算法，并利用FAPROTAX和FUNGuild进行功能预测，最后通过Gephi构建微生物共现网络。

微生物群落的"权力更替"

研究揭示Humalite能显著改变微生物群落结构。细菌中，酸杆菌门(Acidobacteriota)和放线菌门(Actinomycetota)等有益菌丰度提升，而拟杆菌门(Bacteroidota)等减少；真菌中，子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)占据主导。特别值得注意的是，具有植物促生功能的Flavisolibacter、Sphingomonas等细菌属，以及具有生防潜力的Clonostachys、Trichoderma等真菌属显著增加，而致病性Fusarium等则受到抑制。

多样性悖论与功能平衡

有趣的是，Humalite处理呈现"细菌多样性降低但真菌多样性升高"的现象，尤其在800和1600 kg/ha剂量下更为明显。功能预测显示，参与氮循环的微生物类群发生显著变化——拥有nosZ基因的Gemmatimonadota等菌门丰度增加，可能有助于将温室气体N₂O还原为N₂；同时硝酸盐还原菌群减少，暗示Humalite或能降低氮素损失风险。

微生物的"社交网络"升级

共现网络分析揭示了Humalite对微生物互作关系的深远影响。处理组网络密度和中心性提高，而模块性降低，表明微生物群落形成更紧密、稳定的互作网络。特别在800 kg/ha处理中，细菌-真菌正相互作用比例提升，展现出更强的生态协同效应。

这项发表在《Applied Radiation and Isotopes》的研究首次系统阐释了Humalite对小麦根际微生物组的调控机制。研究不仅证实Humalite能优化微生物群落结构，促进有益菌增殖并抑制病原菌，更重要的是揭示了其通过重塑微生物网络稳定性来增强土壤生态功能的机制。这些发现为开发基于腐殖质的"微生态调控"农业技术提供了理论依据，对减少化肥依赖、实现可持续种植具有重要实践价值。尤其值得注意的是，400-800 kg/ha的中等剂量展现出最佳调控效果，这一"黄金区间"为实际应用提供了重要参考。未来研究需进一步验证田间条件下Humalite的长期效应，并深入解析其活性成分与特定微生物群的分子互作机制。