《Scientia Horticulturae》：Microbial inoculants and organic amendments facilitate cutting establishment of dragon fruit (
Selenicereus spp.) through enhanced microbial populations and activities
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本研究针对火龙果(Selenicereus spp.)扦插繁殖效率低的问题，系统评价了五种有机改良剂与四种微生物菌剂组合对红白肉品种生根建植的影响。研究发现蚯蚓粪与解淀粉芽孢杆菌P-72组合(T2S5)实现100%萌芽率，根系生物量提升110%，土壤脱氢酶活性提高75%。该研究为火龙果育苗提供了可显著提高成活率的生物强化技术方案。
火龙果（Selenicereus spp.）作为一种新兴的高价值水果作物，以其独特的外观、丰富的营养价值和良好的环境适应性，在全球范围内受到越来越多种植者的青睐。这种原产于墨西哥和中美洲的仙人掌科植物，现已在中国、越南、泰国等30多个国家成功栽培，其中越南更是以超过5.5万公顷的种植面积成为全球最大的火龙果生产国和出口国。随着市场需求的不断增长，如何提高火龙果的繁殖效率成为产业发展的重要课题。
尽管火龙果可以通过种子繁殖，但商业种植普遍采用茎段扦插的方式，因为这种方法不仅能保持品种的一致性，还能将结果期从种子繁殖的3-4年缩短至6-9个月。然而，扦插繁殖的成功率受到基质物理、化学和生物学特性的显著影响。在实际生产中，种植者经常面临扦插成活率不稳定、根系发育不良、幼苗长势弱等问题，这些问题严重制约了火龙果产业的健康发展。
为了解决这些难题，印度园艺研究所的研究团队开展了一项创新性研究，系统评估了有机改良剂与微生物菌剂组合对火龙果扦插繁殖的影响。该研究近期发表在《Scientia Horticulturae》期刊上，为火龙果的高效育苗提供了重要的科学依据和技术支持。
研究人员采用双因子完全随机设计，对红肉和白肉两种火龙果品种进行了详细研究。五个有机改良剂处理包括常规实践（T1，土:沙:农家肥）、蚯蚓粪（T2）、禽粪（T3）、印楝饼（T4）和水黄皮饼（T5），均按1:1:1的比例与土壤和沙混合。四个微生物接种剂处理包括不接种对照（S1）、Arka微生物复合菌剂（S2，含固氮菌、溶磷菌和解钾菌）、Arka放线菌增效剂（S3，含三种链霉菌）以及丛枝菌根真菌（S4）和解淀粉芽孢杆菌P-72（S5）。研究团队在为期六个月实验中，系统监测了扦插苗的生长指标、土壤微生物种群数量和酶活性变化，并运用主成分分析、热图和相关性分析等多元统计方法，深入解析了各处理组合的效果。
3.1 营养生长对有机和微生物处理的响应
研究结果显示，有机改良剂、微生物接种剂及其互作对两个品种火龙果的营养生长参数均产生了显著影响。在红肉品种中，蚯蚓粪（T2）表现出最强的促生作用，其产生的枝条数比水黄皮饼（T5）多130%以上。在微生物接种剂中，解淀粉芽鲍杆菌（S5）促进新梢萌发的效果最好，其与蚯蚓粪的组合（T2S5）使新梢数比效果最差的处理（T5S4）增加了三倍以上。在白肉品种中，农家肥（T1）处理的新梢数比禽粪（T3）高约50%，而解淀粉芽鲍杆菌（S5）的新梢出现率比S2高约35%。这些发现突出了蚯蚓粪与高效微生物接种剂，特别是解淀粉芽鲍杆菌和Arka放线菌增效剂在促进火龙果营养生长方面的互补作用。
3.2 有机改良剂和微生物接种剂对根系发育的影响
根系发育同样表现出显著的品种特异性反应。在红肉品种中，印楝饼（T4）与解淀粉芽鲍杆菌（S5）组合产生的根数最多，而蚯蚓粪（T2）与解淀粉芽鲍杆菌（S5）处理则形成了最长的根系。T2S4（蚯蚓粪+AM真菌）组合实现了最长的根长。在白肉品种中，农家肥（T1）和Arka放线菌增效剂（S3）的效果最好，而T1S5组合的根长比表现最差的处理（T5S1）长近40%。这些结果证实，虽然不同品种的反应程度存在差异，但蚯蚓粪和农家肥能持续促进根系生长，而解淀粉芽鲍杆菌和Arka放线菌增效剂能有效改善育苗条件下的根系发育。
3.3 处理对萌芽行为、成功率和死亡率的影响
萌芽行为、成功率和死亡率在两个品种中均受到有机改良剂、微生物接种剂及其互作的显著影响。在红肉品种中，蚯蚓粪（T2）能最早促进萌芽，比基于农家肥的基质（T1）早约25%。在所有处理中，T2S2（蚯蚓粪+Arka微生物复合菌剂）组合的萌芽时间最短。红肉品种的成功率在蚯蚓粪（T2）处理下达到100%，而水黄皮饼（T5）的成活率最低（约83%）。涉及蚯蚓粪与微生物接种剂的所有组合（T2S1–T2S5）均表现出完全的萌芽成功率。死亡率趋势与此相反：T2处理在两个品种中均导致0%死亡率，而T5的死亡率最高（达23%）。T2S4和T2S5组合完全消除了死亡率，这强调了基于蚯蚓粪的基质与特定的微生物接种剂（特别是丛枝菌根真菌和解淀粉芽鲍杆菌）在促进火龙果插条快速萌芽、提高建植率和优越成活率方面的有效性。
3.4 处理对土壤微生物种群的影响
有益土壤微生物（细菌、真菌和放线菌）的种群数量受到有机改良剂、微生物接种剂及其互作的显著影响。在红肉品种中，蚯蚓粪（T2）改良的土壤中细菌种群数量最高，而水黄皮饼（T5）的细菌数量最低。在微生物接种剂中，Arka放线菌增效剂（S3）最能促进细菌增殖，而丛枝菌根真菌（S4）的细菌数量最低。T2S5互作产生了最大的细菌种群（37.3 × 108CFU/g土壤）。真菌种群也表现出处理依赖性模式。在红肉品种中，蚯蚓粪（T2）的真菌数量比禽粪（T3）高约30%。在微生物接种剂中，Arka微生物复合菌剂（S2）的真菌丰度最高。这些结果表明，有机改良剂类型和微生物接种剂选择共同影响了土壤微生物群落，蚯蚓粪和印楝饼有利于细菌和真菌的增殖，而基于放线菌的接种剂进一步增强了火龙果根际的微生物多样性和活性。
3.5 有机改良剂和微生物接种剂对土壤酶活性的影响
土壤酶活性作为微生物功能和养分循环的关键指标，受到有机改良剂类型、微生物接种剂及其互作的显著影响。在红肉品种中，蚯蚓粪（T2）支持的脱氢酶活性最高，而水黄皮饼（T5）的活性最低。在微生物接种剂中，Arka微生物复合菌剂（S2）的活性最高，丛枝菌根真菌（S4）的活性最低。T2S2互作表现出强烈的协同效应，其脱氢酶活性比表现最差的组合（T5S4）高约75%。β-葡萄糖苷酶活性在两个品种中遵循相似的趋势。酸性磷酸酶活性也差异显著。在红肉品种中，农家肥（T1）和Arka放线菌增效剂（S3）产生的酸性磷酸酶活性最高。与其他酶相反，脲酶活性在两个品种中均以水黄皮饼（T5）为最高，表明其在通过尿素水解促进铵释放方面的作用。酶活性的增强与土壤有机碳和速效氮磷钾的增加呈正相关，表明在有机和微生物管理下，微生物活性、养分周转和土壤肥力恢复之间存在密切联系。
3.6 多元和相关性分析
热图分析揭示了不同品种对有机改良剂和微生物接种剂的特异性响应。在红肉品种中，T2S5（蚯蚓粪+解淀粉芽鲍杆菌）组合成为最有效的处理，在营养生长、根系性状、微生物种群和土壤酶活性方面均表现出优越性能。它与其它高效组合（T2S4, T2S3）聚在一起，表明能持续促进枝条和根系发育以及萌芽成功率。相反，白肉品种中，T4S2、T4S1和T4S4（印楝饼处理）表现出更强的性能，特别是在微生物活性和酶表达方面。主成分分析（PCA）进一步揭示了品种特异性的响应。在红肉品种中，T2S5、T2S4和T2S3（蚯蚓粪+解淀粉芽鲍杆菌）与枝条和根系生长、酶活性（脱氢酶、β-葡萄糖苷酶）和繁殖成功率的向量紧密聚集，突出了其优越的多元表现。相反，在白肉品种中，T4S4、T4S2和T4S1（印楝饼处理）显示出与真菌和细菌种群、酶活性和成功率的强烈关联，而蚯蚓粪处理表现出中等效应。相关性分析强调了根系性状和微生物活性在成功繁殖中的关键作用。在两个品种中，死亡率几乎与所有性能性状均呈负相关（r = -0.6至-1.0），强调增强的微生物-根系协同作用和酶功能对于降低早期损失和确保基因型间均匀建植至关重要。
本研究结论表明，整合有机改良剂与微生物接种剂能显著提高火龙果的繁殖效率。蚯蚓粪被证明是最有效的改良剂，能改善红肉和白肉品种的枝条萌发、根系发育和成活率。其与解淀粉芽鲍杆菌（T2S5）的组合产生了最佳的整体响应，实现了高达310%的枝条萌发增加和100%的萌芽成功率，同时提高了根际微生物活性。与丛枝菌根真菌类似的协同效益进一步凸显了生物强化基质的价值。这些结果证实，有机-微生物整合可以提高繁殖效率，降低死亡率，并促进可持续、低投入的苗木生产。这项研究不仅深化了对火龙果根-根际相互作用的理解，而且为在生产中推广高质量种植材料提供了实用、可扩展的策略，对推动火龙果产业可持续发展具有重要意义。未来研究应在田间条件下验证这些发现，评估其对产量和品质的长期影响，并探索分子和经济学维度，以支持在干旱和半干旱种植系统中更广泛地应用该技术。
