近日，上海市农业科-太阳集团城网2018生态环境保护研究所施肥技术团队围绕高投入蔬菜种植体系养分资源管理与土壤调控等方面的研究取得了新进展。团队通过详细解析添加秸秆后土壤微生物与根系过程以及作物磷吸收的动态变化，揭示了在低磷条件下增添秸秆碳通过启动微生物磷周转，诱导根系的快速生长，显著提高了蔬菜作物磷吸收，该研究为利用农田固体废弃物促进蔬菜种植体系养分资源的高效利用提供了坚实的理论基础。相关研究发表在土壤科学期刊Soil Biology and Biochemistry(1区TOP, IF2022=8.546)上。

研究结果表明添加秸秆促进了前23天细菌和真菌包括携带phoD、phoC和pqqC基因的溶磷微生物的增生，增加了29天前的微生物量磷。随后，细菌和真菌的丰度开始下降，微生物量磷逐渐降低。土壤中携带phoD、phoC和pqqC基因的溶磷微生物与微生物磷释放促进了土壤有效磷（CaCl2-P）的增加。

图1 添加秸秆56天内土壤细菌、真菌和phoD、phoC、pqqC基因丰度的变化

图2 添加秸秆56天内土壤微生物量磷和CaCl2-P的变化

低磷土壤添加秸秆后的前29天，微生物增生导致供试植物上海青与番茄根系变短，根际有机酸分泌降低；添加秸秆40天后，上海青根长和有机酸低于不加秸秆处理，番茄根长高于不加秸秆处理，上海青和番茄根系/根际过程的变化与微生物介导的磷活化显著相关。

图3 添加秸秆56天内植物根系长度和根际有机酸含量的变化

图4 土壤微生物与根系磷吸收策略相互关系的动态变化

微生物增生诱导的短根和低有机酸的分泌造成作物磷吸收的降低；而后期微生物介导的有效磷的增加以及作物根系的快速伸长，促进了番茄地上部磷吸收的增加。微生物-根系互作决定了低磷协同秸秆增添条件下作物的生长。

图5 添加秸秆后微生物-根系互作以及作物生长的协同过程

上海市农业科-太阳集团城网2018生态环境保护研究所施肥技术组副研究员张德闪、诸海焘、蔡树美、徐四新以及学生李洪亮、澳大利亚西澳大学Zed Rengel教授、德国哥廷根大学Yakov Kuzyakov教授、美国杜克大学张玉强博士、沙特阿拉伯国王大学Alharbi Almwarai Sulaiman博士共同参与了此项研究。该研究得到了国家自然科学基金青年基金（31801946）、国家重点研发计划（2017YFD0200200）等项目的资助。