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Effects of Microbial Agents on Growth and Fungal Community Structure of Watermelon in Sand-reclaimed Land
ZHAOPei, WURendun, WANGXue, KANGPingzhi
Chin Agric Sci Bull ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (21) : 1-9.
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Abbreviation (ISO4): Chin Agric Sci Bull
Editor in chief: Yulong YIN
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Effects of Microbial Agents on Growth and Fungal Community Structure of Watermelon in Sand-reclaimed Land
To investigate the effects of four composite microbial inoculants on growth of watermelon and soil amelioration in continuous cropping sandy degraded land, root dipping and root irrigation methods were adopted in this study. High-throughput sequencing was further applied to characterize the influences of the inoculants on the structure and diversity of rhizosphere fungal communities of watermelon; soil physiochemical properties and plant growth indices were also quantified. The results revealed that the relative abundances of pathogenic genera including Fusarium, Gibberella, and Neocosmospora, were effectively inhibited by all four inoculant treatments, whereas the relative abundances of beneficial genera such as Penicillium and Talaromyces increased markedly. Physiochemical analysis demonstrated that all four inoculants significantly elevated soil total phosphorus, available nitrogen, available phosphorus and available potassium contents. Among all treatments, inoculant X4 exhibited the most pronounced improvement, with increases of 28.17% in total phosphorus, 46.15% in available nitrogen, 136.68% in available phosphorus, and 18.75% in available potassium. Moreover, all inoculants significantly promoted vine length, leaf number, branch number and single-fruit weight of watermelon plants. In conclusion, application of the four composite microbial inoculants optimizes rhizosphere fungal community composition, improves soil physiochemical traits, and exerts growth-promoting effects on watermelon. Comprehensive comparison indicates that inoculant X4 delivers the optimal regulatory performance, and can be deployed to facilitate high-quality watermelon production in continuously cropped sandy degraded land.
watermelon / microbial agents / fungal community structure / soil physical and chemical properties / high-throughput sequencing / continuous cropping obstacle
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李靖宇, 张肖冲, 田兴国, 等. 压砂地硒砂瓜自根苗/嫁接苗不同连作方式土壤微生物群落结构比较[J]. 生态学杂志, 2021, 40(11):3608-3619.
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郭松, 杜慧莹, 刘声锋, 等. 中卫市退砂土地农作物复垦的可行性分析研究[J]. 中国农学通报, 2024, 40(29):80-86.
本研究旨在分析宁夏中卫市沙坡头区退砂地的土壤质量提升及农作物种植适宜性。通过连续3年的田间试验，收集并分析了8种宁夏地区广泛栽培的耐旱作物对土壤理化性质的影响及其经济效益。分析了退砂耕地适生农作物对当地土壤质量的影响及经济效益。结果表明，朝天椒和红葱在退砂地上表现出较高的产量和产值，且投入产出比大，是退砂地优先选择的作物。此外，玉米和小杂粮等作物轮作种植也显示出改良土壤结构和提高肥力的潜力。本研究为退砂地的科学利用提供了理论依据和实践指导，有助于推动中卫市经济社会可持续发展。
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袁杭杰, 粟贵俊, 杨文叶, 等. 不同微生物菌剂与土壤消毒剂配施对土壤微环境的影响[J]. 中国农学通报, 2025, 41(10):109-114.
选取杭州市连作障碍较为严重的设施蔬菜种植地块为试验地，研究设施蔬菜种植模式下不同微生物菌剂与土壤消毒剂配施对土壤微环境的改善效果，以及对小白菜根肿病防治和产量的影响。结果表明，3种微生物菌剂与土壤消毒剂配施均可降低小白菜根肿病的发病率，改善土壤环境，提高土壤理化性质，提升小白菜的产量，其中配施1号微生物菌剂（有效活菌≥5亿CFU/mL）能更好地改善土壤养分，配施2号微生物菌剂（有效活菌≥5亿CFU/mL）对根肿病防治效果更优，配施3号微生物菌剂（有效活菌≥2亿CFU/mL）对小白菜生物和经济产量提升最为显著。综合可得，土壤消毒剂配施3号微生物菌剂具有更好的效果。
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魏云飞, 宋克光, 王策, 等. 微生物菌剂调控连作番茄生长和养分吸收的效应[J]. 山东农业科学, 2024, 56(5):110-115.
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曹麟, 王宇龙, 卜俊文, 等. 微生物菌剂对绞股蓝药效成分及根际细菌群落的影响[J]. 微生物学报, 2024, 64(7):2323-2336.
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朱诗君, 王丽丽, 金树权, 等. 微生物菌剂菌肥对西瓜连作障碍的缓解作用[J]. 中国农学通报, 2023, 39(28):48-53.
为明确微生物菌剂菌肥对西瓜连作障碍方面的作用，设置普通有机肥+灭活微生物菌剂(CK)、普通有机肥+微生物菌剂(T<sub>1</sub>)、生物有机肥+灭活微生物菌剂(T<sub>2</sub>)、生物有机肥+微生物菌剂(T<sub>3</sub>)共4个处理，追踪西瓜的生长、产量品质以及土壤生物学特性的变化趋势。结果表明，T<sub>3</sub>能有效促进西瓜生长发育，对比西瓜幼苗期到膨果期的生长指标变化率，T<sub>3</sub>的主蔓长、茎粗以及叶绿素较CK分别提高18.04%、17.21%与20.09%。T<sub>3</sub>对西瓜蔓枯病与枯萎病有明显抑制作用，防效分别达到12.81%与9.32%。T<sub>3</sub>提高各批次西瓜果实产量，较CK分别提高18.59%、19.11%，使西瓜果实的可溶性固形物提高10.67%、13.26%，使维生素C提高6.42%、5.32%。此外，微生物菌剂菌肥还有利于改善土壤的生物学特性，相较于试验前，T<sub>3</sub>处理的酸性磷酸单酯酶高6.65%、脲酶活性高9.61%、过氧化氢酶活高3.23%、蔗糖酶活高3.43%。同时提高土壤细菌与放线菌生物量，降低真菌生物量，区系特征由真菌型向细菌型转变。综上所述，以生物有机肥底肥并追施微生物菌剂，可以促进西瓜生长，提高西瓜产量品质，抑制土传病害，同时改善土壤生物学特性，对西瓜连作障碍的缓解有一定的积极作用。
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危潇, 曹春霞, 黄大野, 等. 木霉菌生防作用机制及协同防病的研究进展[J]. 中国农业科技导报, 2024, 26(11):126-135.
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张晓丽, 王国丽, 常芳弟, 等. 生物菌剂对根际盐碱土壤理化性质和微生物区系的影响[J]. 生态环境学报, 2022, 31(10):1984-1992.
为明确微生物菌剂在内蒙古河套地区中度盐碱土壤改良中的作用，可为盐碱土壤质量提升提供技术支撑。采用大田随机区组试验设计方法，以空白处理（CK）为对照，设置3种微生物菌剂处理，包括丹路牌微生物菌剂（DL）、自主研发的复合微生物菌剂BZ1T/1-15（由芽孢杆菌、芽单胞菌和草炭组成），其使用量分别为570 kg·hm-2（BL1）和1140 kg·hm-2（BL2）。分析不同处理措施下的土壤盐分、养分以及细菌群落结构组成和多样性的变化特征。结果表明：施用微生物菌剂（DL、BL）均可显著降低土壤盐分和pH值，其中BL2处理对降低土壤盐分的效果最显著，与CK、DL、BL1相比分别降低了14.0%、4.2%、7.4%（P<0.05）。同时，施用BL1和BL2微生物菌剂对提高根际土壤的碱解氮、速效钾和有效磷含量有显著作用，其中BL1、BL2处理的碱解氮含量较CK和DL分别显著提高26.4%和11.67%、50.94%和33.33%，BL2处理的速效钾含量较CK、DL和BL1分别显著提高24.1%、24.7%和11.1%（P<0.05）。高通量测序结果表明，BL2处理的丰富度指数（ACE、Chao1）显著高于其他处理，还可显著提升放线菌门、厚壁菌门和蓝细菌门的优势菌群丰度，另外BL1和BL2处理显著降低了酸杆菌门、芽单胞菌门、拟杆菌门、硝化螺旋菌门和浮霉菌门细菌菌群的相对丰度（P<0.05）。相关性分析结果显示，放线菌门与土壤pH值、碱解氮分别呈显著负相关、正相关（r分别为-0.581*、0.595*）；土壤速效钾与变形菌门、酸杆菌门和绿弯菌门分别呈极显著负相关、正相关和正相关（r分别为-0.753**、0.503*和0.569*）。因子分析结果表明，有机质、盐分和养分等是影响土壤细菌群落结构的主控环境因子，因为其总共解释了67.0%的群落变化；它们的贡献率依次为：土壤有机质>盐分>速效钾>pH>有效磷>碱解氮。另外，BL1和BL2菌剂的施用对提高向日葵的产量有显著作用，且作物产量与养分含量呈极显著正相关关系。因此，施用微生物菌剂不仅可以降低土壤盐分和pH值，而且还可显著提高土壤养分含量和作物产量，改善细菌菌群结构。该研究可以为微生物菌剂在内蒙古河套灌区盐碱土壤改良方面提供试验基础和参考。
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杨海君, 谭周进, 肖启明, 等. 假单胞菌的生物防治作用研究[J]. 中国生态农业学报, 2004, 12(3):163-166.
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何淑平, 吴兴彪, 谢依涵, 等. 木霉菌复合菌剂对辣椒和茄子生物量及土壤相关酶活性的影响[J]. 黑龙江八一农垦大学学报, 2022, 34(3):21-26.
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农倩, 张雯龙, 蓝桃菊, 等. 一株抗香蕉枯萎病DSE菌株的筛选鉴定及抗病机理初探[J]. 热带作物学报, 2017, 38(3):559-564.
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郭晗玥, 王东升, 阮杨, 等. 西瓜连作根际土壤微生物群落演替特征[J]. 中国农业科学, 2023, 56(21):4245-4258.
【目的】研究连作对西瓜根际土壤中细菌、真菌群落构建和潜在功能的影响，明确根际微生物对环境变化的适应性，为西瓜连作障碍的生态防治和农田土壤的健康保持提供理论基础。【方法】以未连作（对照）、连作2茬和连作 6茬的西瓜根际土壤为研究对象，利用16S rRNA和ITS高通量测序技术解析西瓜连作对根际土壤细菌、真菌群落特征和演替的影响。【结果】随着连作茬次的增加，西瓜根际土壤中细菌多样性指数呈现先下降后上升趋势，真菌多样性指数显著下降。在细菌属水平，多茬次的连作降低了西瓜根际土壤中鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）和溶杆菌属（Lysobacter）的相对丰度；在真菌属水平，镰刀菌属（Fusarium）相对丰度随连作茬次增加呈增加趋势。与对照相比，连作的网络复杂度更高，但网络结构稳定性低。此外，相比于对照，连作6茬显著减少有害物质的生物降解途径以及氨基酸的代谢途径的相对丰度，并且在连作6茬后真菌群落中病原真菌相对丰度显著增多。在群落演替过程中，随机性过程主导连作下西瓜根际细菌群落构建，而确定性过程主导连作下西瓜根际真菌群落构建。【结论】连作引起根际细菌和真菌的群落特征、功能组成和演替过程变化，细菌群落关键功能的减少、病原真菌相对丰度的增加以及微生物群落网络稳定性的减小可能是导致西瓜连作障碍发生的重要因素。
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赵光绪, 杨合同, 邵晓波, 等. 一株高效溶磷产红青霉培养条件优化及其溶磷特性[J]. 生物技术通报, 2023, 39(9):71-83.
为了减少农业生产中化学肥料的使用，本研究利用无机磷培养基对富磷的茶树（Camellia sinensis L.）根际微生物进行筛选，获得一株对磷酸三钙具有高效降解能力的真菌菌株JL-1，经鉴定为产红青霉（Penicillium rubens）。通过检测菌株JL-1在溶磷过程中发酵液的pH值、磷含量和有机酸含量变化发现，该菌株在无机磷培养基中，发酵液pH值与葡萄糖酸含量、pH值与磷含量以及葡萄糖酸与磷含量分别呈显著负相关、显著负相关和显著正相关，且在电子显微镜下观察到磷酸三钙颗粒表面存在被侵蚀痕迹，深入分析发现菌株JL-1通过分泌葡糖糖酸实现侵蚀磷酸三钙与溶磷的目的。通过单因素试验、Plackett-Burman设计试验、最陡爬坡试验和中心组合试验等一系列试验对培养条件进行优化发现，菌株JL-1溶解磷酸三钙的最佳碳源和氮源分别是葡萄糖和硫酸铵。葡萄糖含量、磷酸三钙含量和温度是影响菌株JL-1溶磷能力的主要因素，在葡萄糖29.8 g/L，磷酸三钙7.1 g/L，温度31.9℃的条件下，菌株JL-1在无机磷培养基中的溶磷能力达到最佳，溶磷量达到1 194.15 mg/L，是初始值的近3倍。在缺磷土壤中，该菌株能显著促进小麦（Triticum aestivum L.）生长，其根长、株高和总鲜重分别提高57.9%、36.4%和42.9%，进一步说明产红青霉JL-1具有良好的解磷、促生功能。菌株JL-1优良的溶磷特性与溶磷能力为其在生物肥料方向的开发和应用提供了参考。
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