根际微生物组与土壤健康对人参生长表现及人参皂苷积累的影响

《Plant and Soil》：Rhizosphere microbiome and soil health effects on ginseng growth performance and ginsenoside accumulation

　　

摘要

目的

土壤养分失衡和土传病害是制约人参集约化栽培和质量提升的主要因素。然而，以往的研究主要集中在不同田块或不同栽培年份之间的比较上，同一田块内生长差异的潜在原因尚不清楚，尤其是土壤与人参根际微生物群之间的相互作用。本研究旨在阐明土壤养分结构和微生物功能如何共同影响人参的生长和品质形成。

方法

本研究在同一地块内调查了存活率不同的人参植株及其对应的土壤。通过分析土壤的物理化学性质、酶活性、养分有效性以及微生物群落特征来计算土壤健康指数（SHI），并运用偏最小二乘结构方程建模（PLS-SEM）来解析土壤-微生物-品质之间的相互关系。

结果

表现最好的人参植株所对应的土壤中，有效磷和钾的含量相对较低，而碱氮、镁、钙和锌的含量较高，同时具有较强的碳源利用能力。该土壤中还富集了多种有益微生物，包括真菌 Mortierella 和 Guehomyces，以及细菌 Sphingomonas、Candidatus Udaeobacter 和 RB41。功能预测显示，这些微生物具有增强的内生真菌功能，降低了外生菌根和纤维素分解潜力，同时增强了甲基营养和甲烷氧化功能。土壤健康指数的变化与人参皂苷含量及综合土壤-微生物特征一致。PLS-SEM 进一步证明，土壤 pH 值、电导率以及养分（P、K、N、Ca 和 Zn）对人参品质具有显著的正面直接影响。

结论

总体而言，本研究从土壤养分-微生物相互作用的角度阐明了人参品质形成的生态机制，为人参栽培中的土壤健康管理提供了理论依据。