经济作物抑病型土壤微生物区系调控技术创建与应用

获 奖 者：沈其荣 李  荣 韦  中 黄启为 沈宗专 凌  宁 张  楠 徐阳春 王东升 袁  军 阮云泽 杨兴明 冉  炜 孙兴祥 徐丽萍 刘红军 王世梅 沈  标 王  浩 黄忠阳

获奖单位：南京农业大学，海南大学，南京市蔬菜科学研究所，盐城市蔬菜研究所，东台市农业农村局，南京市六合区农业技术推广中心耕地质量保护站

成果简介：

土传病害系经济作物在同一块地上连年种植所致，其关键原因是正常的土壤微生物区系被破坏、微生物种群间平衡被打乱。我国经济作物种植区由于长期过量施用化学氮肥，导致土壤酸化和板结、土壤微生物种群严重失衡、土壤养分不平衡，使经济作物土传病害的发生更加严重。

本成果抓住影响土传病害发生的核心要素，即土壤微生物区系这个关键问题，首先研发出能有效调控土壤微生物区系的全元生物有机肥产品，并通过大量田间试验创制了控制不同程度土传病害发生的靶标技术途径，在此基础上阐明了抑病土壤微生物区系特征及抑病机制，主要技术内容与创新点如下：

1、首次研发出全元生物有机肥制造技术工艺和系列产品，田间应用效果显著，制定了标准，填补了国内外空白通过可培养微生物库的建立，获得了一批防病和促生关键微生物菌株。发明了芽孢杆菌生物有机肥二次固体发酵技术工艺与设备。发现了产品pH过高是导致生物有机肥中功能菌含量不达标的根本原因；牵头负责在江苏省、技术支撑在湖南省制定了全元生物有机肥地方标准；发明了依据不同原料腐熟堆肥添加酸解氨基酸液、实现调控物料pH和添加氨基酸（促进芽孢杆菌繁殖）的双重目标，确保芽孢杆菌在二次固体发酵中大量繁殖；建立了滚筒式连续微生物有机肥二次固体发酵技术工艺，并研发出相应设备。研制出全元生物有机肥产品4个，土传病害防控率超过70%，产量显著提高，农产品质量和风味明显改善。

2、在国际上率先研发出通过调控土壤微生物区系、实现防控和防治土传病害的技术体系，为经济作物土传病害提供了靶标防控策略对于新植土壤，在第一季作物种植时就足量施用全元生物有机肥，在提高土壤肥力的同时，培育抑病型土壤微生物区系，生物有机肥除投入外源功能微生物外，激发了土著功能菌（假单胞菌、溶杆菌等），从而显著提高所移栽作物根际抑病能力。

对于低发病土壤，发明了通过营养钵育苗和大田接力施用全元生物有机肥，有效遏制低发病土壤土传病害爆发速度的技术。采用育苗营养钵中添加高量（2%）全元生物有机肥，让作物在苗期根表面繁殖大量拮抗菌，移栽到大田后，这些拮抗菌随着根系的生长而不断扩大，使营养钵育苗根际有益菌与土体有益菌在移栽后汇合组成“集团军”，共同遏制香蕉、黄瓜、西瓜、香草兰等作物病原菌。

对于中发病土壤，发明了轮作+营养钵育苗和大田接力施用全元生物有机肥防控土传病害技术。发现菠萝或茄科类作物轮作，能有效防控香蕉等作物土传枯萎病，其机制是通过轮作作物激发特异有益微生物和降低有害微生物，并结合营养钵育苗和大田接力施用全元生物有机肥，增强土壤抑病能力。

对于高发病土壤，发明了土壤绿色熏蒸+营养钵育苗和大田接力施用全元生物有机肥防治土传病害的技术。通过土壤熏蒸使原有土壤微生物数量降低2-3个数量级，并通过营养钵育苗和大田接力施用全元生物有机肥培育外源和土著有益微生物区系，实现防治土传病害目标。

对于果园土壤，发明了专用全元生物有机肥田间制作及其施用技术，田间连续强化和培育果园土壤有益微生物群落，显著促进根系生长、抑制树体因化肥过量而过早老化现象，使老果园短期内恢复生产力，并显著改善果品质量。

3、揭示了抑病型土壤微生物区系特征与互作机制，为经济作物土传病害高效防控提供了理论依据揭示了自然形成抑病型土壤和长期定位点低发病土壤微生物区系特征，发现了抑病型或低病型土壤中的关键微生物（芽孢杆菌、假单胞菌、溶杆菌等）和核心微生物菌群，是构成土壤拮抗或抑制土传病原菌的关键生物基础，并首次解析了抑病或低病土壤抵御土传病原菌入侵的群体对抗作用机制。

本项目获授权国际发明专利（PCT）专利3件、中国发明专利18件，受理中国发明专利3件；发表论文158篇，其中SCI收录论文100篇；专利技术被25家企业转化，获转让费6703万元；成果第一完成人获中华农业英才奖、中国有机肥行业突出贡献人物等称号，有机肥与土壤微生物团队获中华农业科技奖优秀创新团队奖。第三方评价单位（中国农学会）评定本成果整体处于国际领先水平。