梁嘉平,何彦名,闫朝辉,李娜,李悦,杨启良.生物炭调控土壤生境提升作物根腐病抗性的研究进展[J].干旱地区农业研究,2025,(5):298~312
生物炭调控土壤生境提升作物根腐病抗性的研究进展
Research progress on biochar regulating soil habitat to improve crop root rot resistance
  
DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2025.05.30
中文关键词:  生物炭  根腐病  土壤-根系互作  病原菌  作物抗性
英文关键词:biochar  root rot  soil\|root interaction  pathogenic bacteria  crop resistance
基金项目:国家自然科学基金青年基金 (52209055);云南省“兴滇英才支持计划”青年人才专项项目(KKXX202423032);云南省基础研究计划项目 (202301AU070061);云南省野外科学观测研究站建设项目 (202305AM070006);云南省农业水资源高效利用与智慧管控重点实验室项目(202449CE340014);云南省磷资源技术创新中心项目 (202305AK340002)
作者单位
梁嘉平 昆明理工大学现代农业工程学院云南 昆明 650500季节干旱区水-土-作物系统云南省野外科学观测研究站云南 昆明 650500云南省农业水资源高效利用与智慧管控重点实验室云南 昆明 650500云南省磷资源技术创新中心云南 晋宁 650600 
何彦名 昆明理工大学现代农业工程学院云南 昆明 650500季节干旱区水-土-作物系统云南省野外科学观测研究站云南 昆明 650500云南省农业水资源高效利用与智慧管控重点实验室云南 昆明 650500云南省磷资源技术创新中心云南 晋宁 650600 
闫朝辉 昆明理工大学现代农业工程学院云南 昆明 650500季节干旱区水-土-作物系统云南省野外科学观测研究站云南 昆明 650500云南省农业水资源高效利用与智慧管控重点实验室云南 昆明 650500云南省磷资源技术创新中心云南 晋宁 650600 
李娜 昆明理工大学现代农业工程学院云南 昆明 650500季节干旱区水-土-作物系统云南省野外科学观测研究站云南 昆明 650500云南省农业水资源高效利用与智慧管控重点实验室云南 昆明 650500云南省磷资源技术创新中心云南 晋宁 650600 
李悦 昆明理工大学现代农业工程学院云南 昆明 650500季节干旱区水-土-作物系统云南省野外科学观测研究站云南 昆明 650500云南省农业水资源高效利用与智慧管控重点实验室云南 昆明 650500云南省磷资源技术创新中心云南 晋宁 650600 
杨启良 昆明理工大学现代农业工程学院云南 昆明 650500季节干旱区水-土-作物系统云南省野外科学观测研究站云南 昆明 650500云南省农业水资源高效利用与智慧管控重点实验室云南 昆明 650500云南省磷资源技术创新中心云南 晋宁 650600 
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中文摘要:
      作物土传病已成为限制我国土壤健康、粮食安全和农业可持续生产的关键因素。土传病害的发生主要是由农业生产过程中大量化肥、农药投入以及单一化作物种植导致土壤环境恶化而引起的,引发“土壤-根系”互作负反馈生理生态效应。该负反馈效应的形成机制如下:(1)恶化的土壤性质会通过限制作物根系对水分和养分的吸收,进而抑制作物根系的生长发育;(2)恶化的土壤性质会造成根际土壤微生物(真菌和细菌)多样性和群落结构失衡,并为土传病原菌的繁殖和生长提供良好的生存环境,导致生长发育不良的作物根系极易受病原菌的感染与入侵,致使作物根部腐烂,甚至整株死亡。生物炭在提升土壤健康、促进作物生长、抑制作物根系病害方面展现出巨大的潜力。生物炭通过改善土壤物理、化学、微生物等特性,包括降低土壤容重、提高土壤孔隙度、增强土壤保水性、调节土壤pH值、减少养分淋溶损失、提高土壤有机碳含量以及降低土壤镰刀菌属的丰度,从而降低作物根系病害。未来的研究方向应重点围绕“生物炭-土壤-微生物-根系病害”体系,探究生物炭介导植物产生抗性的机理。
英文摘要:
      Crop soil\|borne diseases have become a key factor limiting soil health, food security, and sustainable agricultural production in China. The occurrence of soil\|borne diseases is mainly caused by the deterioration of the soil environment caused by a large amount of chemical fertilizer, pesticide input, and single\|crop planting in the process of agricultural production, which leads to the negative feedback physiological and ecological effects of “soil\|root” interaction. The formation mechanism of this negative feedback effect is as follows: (1) Deteriorated soil properties will inhibit the growth and development of crop roots by limiting the absorption of water and nutrients by crop roots; (2) Deteriorated soil properties can cause an imbalance in the diversity and community structure of inter\|root soil microorganisms (fungi and bacteria) and provide a favorable environment for the propagation and growth of soil\|borne pathogens, resulting in weak and stunted crop roots being highly susceptible to infection and invasion of pathogens, leading to root rot and even death of the entire crop. Biochar has shown great potential in improving soil health, promoting crop growth, and inhibiting crop root diseases. Biochar improves soil physical, chemical, and microbial properties, including reducing soil bulk density, increasing soil porosity, enhancing soil water retention, adjusting soil pH, reducing nutrient leaching loss, increasing soil organic carbon content, and reducing soil abundance of Fusarium species, thereby reducing crop root diseases. Future research directions should focus on the “biochar\|soil\|microorganisms\|root disease” system, exploring the mechanism of biochar\|mediated plant resistance.
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