不同种植模式与管理策略下健康根际土壤指标的跨系统普适性局限及西瓜枯萎病预测模型构建

本研究通过对比西瓜健康与枯萎病（Fusarium wilt）植株根际土壤特征，揭示了健康土壤指标在轮作/连作（CP）与生物炭/锦鸡儿粉添加（MS）等异质系统中缺乏普适性，但发现有效钾（AK）含量、微生物网络稳定性及毛霉属（Mortierella）相对丰度等关键共性指标，据此构建了准确率达85%的西瓜健康预测模型，为土传病害生态防控提供了新思路。

　　

Highlight

健康土壤在特定种植模式和管理策略下表现出显著的理化性质（如pH、EC）和生物群落结构差异，但跨系统共性特征极少。值得注意的是，健康土壤始终具有更高的有效钾（AK）含量。微生物网络分析显示，健康土壤具有更强的拓扑参数（如鲁棒性）和更低的脆弱性，且细菌-真菌网络的负内聚性（negative cohesion）显著增强。

关键发现

1. 1.

   健康土壤的钾元素优势：在所有系统中，健康土壤的AK含量显著高于病土（P<0.05），表明钾可能通过增强植物抗病性或调控微生物群落抑制病原菌。

2. 2.

   微生物网络的稳定性：健康土壤的微生物共现网络复杂度更高，其关键节点（如毛霉属Mortierella）可能通过竞争资源或分泌抗生素抑制镰刀菌（Fusarium）。

3. 3.

   跨系统预测模型：整合AK含量和两种毛霉属（Mortierella spp.）相对丰度的模型，对西瓜健康状态的预测准确率达85%，为田间早期预警提供了简易工具。

结论

本研究揭示了健康土壤指标在异质农业系统中的高度情境依赖性，强调了开发整合多维度特征（如AK-微生物互作）的普适性预测模型的重要性，为土传病害的生态防控策略优化提供了理论依据。