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“生物炭+木霉”能否助力鹰嘴豆抗病增产?

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Credit: Prashant PAVEEN1 , Vipul KUMAR1,‡ , Prahlad MASURKAR1 , Devendra KUMAR1 , Amine ASSOUGUEM2 , Chandra Mohan MEHTA1 , Rachid LAHLALI2,‡

在印度的农田里,鹰嘴豆不仅是该国素食人口重要的蛋白质来源,更占据全球总产量的70%。得益于农业技术进步和国家粮食安全计划等政策推动,印度鹰嘴豆产量从2014-2015年的730万吨跃升至2021-2022年的1400万吨。但这种作物正面临一种由核盘菌引发的菌核病(俗称“白霉病”)的严重威胁,在适宜温湿度下可导致50%以上的减产,其病菌通过土壤中的菌核长期存活,传统防治手段难以彻底解决。生物炭是生物质在缺氧条件下高温热解形成的多孔碳材料,其丰富的孔隙能为微生物提供“庇护所”,高碳含量还能为有益菌提供能量。而木霉作为一类广泛应用的生防真菌,能通过竞争营养、分泌抗菌物质等方式抑制病原菌,同时促进植物根系发育。那么,生物炭能否作为木霉的优质载体,在抑制核盘菌的同时,又能促进作物的生长呢?

来自印度拉夫里科技大学的Vipul Kumar和摩洛哥梅克内斯国立农业学院的Rachid Lahlali等联合发表于《农业科学与工程前沿》(英文)的一项研究,为这一问题提供了答案(DOI: 10.15302/J-FASE-2024598)。

本研究选取硬木、厨余垃圾、麦秆三种常见的生物质制备生物炭,系统比较了它们的理化特性,如碳氮含量、孔隙结构等,并结合不同浓度和粒径,观察木霉在生物炭上的生长情况,以及对核盘菌的抑制效果。田间试验则进一步验证了这些组合对鹰嘴豆生长和病害的实际影响。

结果发现,硬木生物炭在多个关键指标上表现出色:其木质素和纤维素含量最高,形成的孔隙结构更利于木霉定殖;6周后,硬木生物炭上的木霉数量达到33.5×105 CFU/克,显著高于其他类型生物炭。更关键的是,硬木生物炭与木霉的组合展现出“双重功效”——既能抑制核盘菌生长,又能促进鹰嘴豆根系发育,同时将病害严重度降低了36.5%。

这相当于为木霉打造了一个“宜居社区”,让有益菌更高效地对抗病原菌,同时改善土壤环境。研究人员指出,硬木生物炭不仅是木霉的“载体”,其自身的碱性、多孔特性也能直接抑制核盘菌存活,而木霉的增殖又进一步强化了这种抑制作用。田间数据显示,施用硬木生物炭+木霉的处理组,鹰嘴豆叶片中的酚类物质含量显著提升,表明植株自身抗病能力也被激活。

这项研究明确了生物炭作为生防菌载体的最佳参数:硬木来源、4%添加浓度、150微米粒径。这为实际农业应用提供了可操作的技术方案,有望减少化学农药使用,同时提升鹰嘴豆产量和品质。


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