KPM | 施肥制度调控长期连作罗布麻根腐病抗性的根际机制

罗布麻（Apocynum venetum）具有纤维、药用和盐碱地修复等多重价值。但随着连作年限增加，根腐病逐渐成为影响罗布麻生长和生产的重要问题。现有研究多集中于病原菌鉴定，施肥如何改变土壤环境和根际微生物，并进一步影响根腐病发生，仍有待明确。

近日，兰州大学段廷玉老师团队在《Industrial Crops & Products》发表研究论文，通过长期田间试验，系统分析了不同施肥制度对罗布麻生长、根腐病发生、土壤性质及根际微生物群落的影响。

速效养分过度积累，可能引发根系盐胁迫并降低根系活力；

较高的NO₃⁻-N和AP可能为病原微生物提供更多可利用养分；

根际微生物正向互作减少，群落网络的潜在稳定性下降；

潜在病害相关真菌类群富集，根际环境向易感病状态转变。

实验设计：研究团队依托新疆阿勒泰地区建植于2011年（截至采样时已连续种植13年）的罗布麻田间试验基地，设置了6种不同的施肥处理：

CK：不施肥对照；

J*2：营养期与初花期均施用有机肥；

NP*2：营养期与初花期均施用氮磷化肥；

JNP*2：两个时期均同时施用有机肥与氮磷化肥；

J-NP：营养期施有机肥，初花期施氮磷化肥；

NP-J：营养期施氮磷化肥，初花期施有机肥；

监测指标：株高、冠幅、生物量、土壤pH、SOM、TN、TP、AP、AK、NH₄⁺-N和NO₃⁻-N。并采用高通量测序技术（16S rRNA 和 ITS），分析根际细菌和真菌群落的组成、多样性及共现网络；

统计分析：利用单因素方差分析ANOVA、差异显著时Tukey HSD多重比较、以及结构方程模型（SEM）等方法进行分析；

值得一提的是，在根际土壤养分分析过程中，研究人员采用SmartChem 450全自动化学分析仪测定土壤TN和TP。土壤TN经酸消解后结合凯氏法分析，总磷经浓硫酸—高氯酸消解后采用钼蓝比色法测定。该仪器为不同施肥处理下土壤养分的标准化分析提供了可靠的数据支撑，有助于进一步解析土壤养分、根际微生物与罗布麻根腐病之间的关系。

图1.(a) 长期田间试验研究金缕梅根腐病及植物生长指标测定。罗布麻田间健康和患病症状。(b) 不同施肥处理下罗布麻的株高、冠幅、鲜重、干重、发病率和病害指数。

图2.不同土壤施肥处理的土壤养分水平：（a）TN；TP；AP；SOM；AK；NH₄⁺；NO₃⁻；pH；（b）AP、NO₃⁻和SOM与病害发生率变化的线性回归模型；以及株高与AK之间的回归模型。

图3.不同施肥处理下罗布麻根际微生物群落组成。

图4.不同施肥处理下罗布麻根际微生物群落的差异。

图5. 2024年7月田间试验中，罗布麻根际细菌和真菌的共现网络。不同门类以不同颜色显示。

图6. (a) 土壤养分水平与植物生长指标之间的斯皮尔曼相关性。(b) 结构方程模型展示了生物标志物、土壤性质和微生物之间的关系，以显著富集疾病指数。

🌿 多数施肥处理显著提高罗布麻株高与冠幅，促进植株生长；

🚨 连续施用氮磷肥使根腐病发生率和病情指数分别提高31.86%和28.12%，并造成生物量下降；

🛡️ 连续施用有机肥使根腐病发生率和病情指数分别降低42.16%和20.18%，有效兼顾生长与抑病；

🧪 不同处理间土壤TN、TP和pH无显著差异，但有效态养分和SOM发生明显变化；

📊 根腐病发生率与AP、NO₃⁻-N呈显著正相关，与SOM呈显著负相关；株高与AK呈显著正相关；

⚠️ NP*2处理使子囊菌门占比超过80%，并降低微生物网络的潜在稳定性，推动根际群落向易感病状态转变；

🤝 J*2处理显著富集潜在有益细菌，其中Candidatus-Entotheonella与株高和干重呈显著正相关，并增强细菌网络中的正向互作；

🔗 SOM可直接促进植株生长、降低根腐病发生率，并通过富集Candidatus-Entotheonella间接促进生长；AP可促进Novibacillus富集，并与根腐病风险升高显著相关。

这项在连续种植13年的罗布麻田中开展的研究表明，长期连作管理不能只追求养分投入，更应重视土壤有机质与根际微生态稳定。连续施用有机肥，或采用前期施氮磷肥、后期施有机肥的分阶段策略，更有利于兼顾植株生长与根腐病抑制。

维护土壤健康，比单纯追求短期增产更重要。未来仍需通过纯培养、宏基因组和接种试验，进一步验证关键微生物的功能，为罗布麻根腐病绿色防控提供依据。