近日，重庆市畜牧科学院草业研究所栽培草地管理与利用团队开展了腐熟牛粪对豆科植物根瘤促生效应研究，揭示了碳氮比是促生豆科牧草根瘤生长的关键机制，为豆科牧草快速形成根瘤并促生生长提供了新方法。该研究的相关结果发表在国际top期刊Frontiers In Microbiology（IF=6.064）。
  根瘤是豆科植物进行共生固氮的特殊器官，其形成是植物-微生物共同作用的结果。根瘤将植物通过光合作用获得的碳提供给根瘤菌，根瘤菌可以通过固氮酶固定氮，为豆类提供铵。前期发现，施用腐熟牛粪后的紫花苜蓿人工草地植物根瘤会显著增大。基于此，研究者以紫花苜蓿为实验材料，将腐熟牛粪浸提，对比全牛粪、粪渣、浸提液（不同养分与化学计量比）对紫花苜蓿根瘤的促生效果，结果表明粪渣添加后的根瘤在单株根瘤数、根瘤重及最大根瘤重等指标上显著高于其他处理。对不同处理下植株根际微生物高通量测序结果与基质进行相关性分析，主成分分析结果表明，全牛粪处理和粪渣处理的基质化学性质沿第一轴方向明显分离，解释了总变异的53.7%，而浸提液和对照的化学性质在38.1%之间。根际各部位细菌群落组成结构同环境因子的冗余分析（RDA）结果表明，细菌群落在第一轴上被不同的处理所分离，所检测的环境因子对土壤固氮微生物群落结构差异解释量为 21.98%，RDA1 和 RDA2 解释量分别为18.76%和 3.22%。碳氮比(C/N)和AP是影响细菌群落沿第一轴扩散的主要因素，我们由此确定特定的OTU与植物培养基质的化学性质有显著的相关性。  群落结构组成结果表明，粪渣（高C/N）添加处理后的豆科植物根际具有较高的细菌群落丰富度和多样性，共生网络的拓扑属性最大。通过分子生态网络(MENA)分析，粪渣处理下根际微生物中共生网络的平均路径距离和直径较其他网络短，节点和边缘数量较多，微生物共生网络相对复杂，暗示其应对环境变化的稳定性较好。以上结果表明，高C/N有机肥可调控豆科植物根际微生物，主导植物根际微生物群落结构、特定细菌类群及其与根瘤菌大小的关系。这些显著变化可用于评价人工草地系统的土壤肥力和肥料管理，而根际微生物群落的潜在生物学指标将在未来的生态农业中发挥重要作用。
  该研究得到重庆市科研院所绩效激励引导专项项目畜牧科学院人才启动经费（22525）等项目的资助。