自治区农科院吐鲁番试验站研究揭示了外源添加物调控西瓜连作根际微生态的作用机制

日期: 2026-05-13 浏览次数:

近日,新疆维吾尔自治区农业科学院吐鲁番试验站吐鲁番盆地作物耐热高效栽培团队在《Microorganisms》(IF=4.2)发表了题为“Comparative Effects of Exogenous Organic Amendments on Rhizosphere Microbial Communities and Soil Properties in Continuous Cropping Watermelon”的研究论文。该研究系统揭示了不同外源有机添加物(有机肥、葡萄糖、有机酸、氨基酸等)在缓解西瓜连作障碍中的差异化调控机制,整合了土壤理化性质、酶活性变化及根际微生物群落响应等多维度证据,为新疆西瓜绿色可持续生产提供了理论依据。

西瓜是新疆的重要经济作物,吐鲁番作为全国早熟西瓜主产区,在长期连作种植模式下,由根际微生态失衡引发的连作障碍已成为制约产业可持续发展的关键瓶颈。外源添加物被广泛用于调控土壤健康,但不同类型添加物(如有机肥、简单碳源、有机酸、氨基酸)的作用机制异同尚缺乏系统比较。

为此,研究团队在吐鲁番连作西瓜田设置8个处理:不施肥(CK)、单施化肥(NPK),以及化肥分别配施有机肥(NPKM)、葡萄糖(NPKG)、草酸(NPKOA)、氨基酸(NPKGA)、柠檬酸(NPKCA)、乙酸(NPKAA)。通过土壤理化分析、果实品质评价及高通量测序,系统评估各处理效果。研究发现:1.有机肥(NPKM)综合效果最优:土壤有机质提升13.91%、全氮提升23.08%、单果重提升35.75%,同时降低土壤pH,富集Chitinophagaceae等有益菌群。2.有机酸与氨基酸各具特色:草酸(NPKOA)激活碱性磷酸酶作用最强;氨基酸(NPKGA)提升过氧化氢酶活性,单果重较CK提高33.06%;柠檬酸(NPKCA)富集生防菌绿针假单胞菌,具抑病潜力。3.微生物响应机制:有机肥和乙酸显著重塑菌群结构。土壤有机质和全氮与有益菌Dokdonella正相关,与病原菌Alternaria负相关。4.化肥单施存在风险:单施化肥虽提高速效养分,但导致水溶性盐分积累至2.17 g/kg,存在次生盐渍化风险。该研究系统阐释了不同外源添加物“处理——土壤因子——关键微生物——作物表现”之间的内在联系,为西瓜连作障碍的根际生态调控提供了多层次的技术选择。

新疆维吾尔自治区农业科学院吐鲁番试验站吐鲁番盆地作物耐热高效栽培团队潘雯为论文第一作者,吴海波研究员为通讯作者。该研究得到新疆现代农业产业技术体系及新疆农业科技创新稳定支持专项的资助。

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