有机与菌肥配施对甘蓝特性及根际土壤微生物的影响机制研究

针对温室蔬菜生产中化肥过量使用导致的土壤退化及品质下降问题，研究人员通过有机肥（OF）、生物炭（BC）与液态/固态菌肥（LB/SB）的组合试验，发现OF+BC+SB处理可同步提升甘蓝产量（16.6 kg/m2）和维生素C含量（48.4 mg/kg），并优化根际微生物群落。该研究为化肥减量替代提供了科学依据。

　　

研究背景与意义

中国设施蔬菜产量占全球50%以上，但化肥使用强度（307.7 kg/ha）远超国际安全线（225 kg/ha），导致土壤退化、蔬菜风味下降。作为典型十字花科作物，甘蓝（Brassica oleraceavar. capitata）的可持续生产亟需化肥替代方案。有机肥（OF）、生物炭（BC）和微生物肥料虽被证实能改善土壤-植物系统，但三者协同作用对甘蓝品质及根际微生态的影响机制尚不明确。

关键技术方法

研究在浙江湖州温室开展为期5个月的田间试验，设置5种处理：T1（OF+BC+LB）、T2（OF+BC+SB）、T3（OF+LB）、T4（OF+SB）、T5（OF对照）。通过测定甘蓝生物量、维生素C（Vc）、总糖及挥发性有机物（VOCs），结合土壤理化性质分析和16S rRNA测序，评估不同施肥策略的效果。

研究结果

3.1 甘蓝生物量与品质变化

T1处理（OF+BC+LB）产量最高（16.68 kg/m²），较单施OF（T5）增产16.6%。T2处理（OF+BC+SB）的Vc含量达45.75 mg/kg，显著高于其他组。雷达图综合评价显示T2在产量、Vc和总糖的均衡性最佳。

3.2 土壤性质响应

OF与菌肥联用（T3/T4）显著提升土壤有机质（OM）和全氮（TN），但BC添加（T1/T2）降低速效钾（AK）和全磷（TP）。T3处理的OM含量达47.82 g/kg，比T1高150%。

3.3 根际微生物群落

BC处理降低变形菌门（Proteobacteria）丰度，而OF+LB（T3）增加ACE指数（117.1），表明菌肥促进微生物多样性。液态菌肥（LB）对细菌均匀度的提升效果优于固态（SB）。

3.4 风味物质特征

GC-IMS检测发现醛类（如4-甲基苯甲醛）在T1中富集，而酯类（2-甲氧基苯乙酸酯）在T5中占优。T1/T2特有的2,4,5-三甲基噻唑可能与BC的芳香碳结构相关。

3.5 根系形态重塑

显微扫描显示T1/T2的根尖数量比T5增加162-216%，根系表面积扩大31-36%，印证了BC改善土壤通透性的作用。

结论与展望

研究首次阐明OF+BC+SB组合能协同提升甘蓝产量、品质及根际微生态，其中BC通过物理结构优化促进养分吸收，菌肥则调控微生物驱动的代谢通路。该成果为设施蔬菜的绿色生产提供了可量化技术方案，未来需进一步解析BC-微生物-植物三方互作分子机制。