近日，山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院種質(zhì)資源所在《Soil & Tillage Research》期刊上發(fā)表題為“Maize/peanut intercropping alleviates continuous peanut cropping stress via root exudate–and rhizosphere bacteria– mediated mechanisms”的研究成果。該研究基于長達(dá)十年的田間定位試驗(yàn)與解耦盆栽實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)揭示了玉米根系分泌物與根際細(xì)菌在緩解花生連作障礙中的雙重協(xié)同機(jī)制。山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院種質(zhì)資源所聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生李子正為第一作者，崔利副研究員為共同第一作者，萬書波研究員和郭峰研究員為通訊作者。

花生連作障礙源于根際微生態(tài)退化，表現(xiàn)為土壤肥力下降、酸化加劇及微生物群落從有益主導(dǎo)型向病原富集型轉(zhuǎn)變，并通過根系分泌物介導(dǎo)的負(fù)向植物-土壤反饋進(jìn)一步惡化，最終導(dǎo)致嚴(yán)重減產(chǎn)。玉米/花生間作能夠有效緩解花生連作障礙，但其根系分泌物（MRE）與根際細(xì)菌（MRM）的相對貢獻(xiàn)尚不明確。該研究系統(tǒng)解析了二者對花生生長的調(diào)控機(jī)制。

與花生連作相比，玉米/花生間作使花生增產(chǎn)，并顯著降低爛果數(shù)，其驅(qū)動(dòng)因子在于土壤有效磷和有效鉀的提升，以及細(xì)菌多樣性與網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性的增加。通過解耦試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，玉米根系分泌物（MRE）與玉米根際微生物群（MRM）通過兩種不同的途徑協(xié)同作用。MRE通過“營養(yǎng)-酶驅(qū)動(dòng)”機(jī)制，富集Dyella等特定菌群并分泌有機(jī)酸，增強(qiáng)酶活以活化磷鉀；而MRM則通過“結(jié)構(gòu)-生理優(yōu)化”途徑，富集慢生根瘤菌等功能菌群，優(yōu)化根系結(jié)構(gòu)以提高氮素利用效率。MRE路徑中，2-methylsuccinic acid等酚酸和有機(jī)酸的積累是激活土壤養(yǎng)分的關(guān)鍵；MRM路徑則通過富集N-acetyl-L-glutamine等信號代謝物并減少自毒物質(zhì)，同時(shí)構(gòu)建一個(gè)精簡但高效的根際細(xì)菌網(wǎng)絡(luò)，以提升過氧化物酶活性和堿解氮水平。