在全球環(huán)境變化和資源枯竭的背景下，果園-藥用植物間作系統(tǒng)作為一種可持續(xù)的農(nóng)林發(fā)展模式，通過(guò)優(yōu)化果樹與藥用植物的時(shí)空配置，有效緩解了果林投資周期長(zhǎng)和土地資源利用效率低的問(wèn)題。這一模式對(duì)喀斯特等生態(tài)脆弱區(qū)域的綠色發(fā)展尤為重要，因?yàn)檫@些地區(qū)普遍存在土壤磷匱乏現(xiàn)象。雖然果藥間作系統(tǒng)已被證實(shí)能提高土壤碳氮利用效率和農(nóng)民收入，但不同藥用植物間作對(duì)土壤磷生物有效性的微生物調(diào)控機(jī)制尚不清楚。

中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園(以下簡(jiǎn)稱“版納植物園”)農(nóng)林復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)研究組劉成剛研究員與廣西植物研究所等單位合作，以廣西漓江流域喀斯特果藥間作系統(tǒng)為研究對(duì)象，探討了土壤磷生物有效性的變化規(guī)律及其微生物調(diào)控機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)：1)與單作果園(Prunus salicina)相比，果藥間作系統(tǒng)總體上降低了土壤生物有效磷組分含量(除CaCl2-P外)，但增加了微生物生物量磷含量，潛在地提高了有機(jī)磷的臨時(shí)儲(chǔ)存。這些變化促進(jìn)藥用植物從根際土壤中吸收無(wú)機(jī)磷，表現(xiàn)在磷素活化、供應(yīng)能力和獲取策略的積極響應(yīng)。2)果藥間作系統(tǒng)顯著改變了phoD細(xì)菌群落的組成和結(jié)構(gòu)，但對(duì)其多樣性無(wú)影響。同時(shí)，稀有phoD類群(如假單胞菌Pseudomonas)對(duì)土壤氮磷比、pH和水分的變化更為敏感，成為調(diào)控磷生物有效性的關(guān)鍵;而豐富類群(如慢生根瘤菌Bradyrhizobium)作用較弱。3)果藥間作系統(tǒng)通過(guò)藥用植物特異性影響稀有phoD細(xì)菌，將土壤磷利用策略從“無(wú)機(jī)磷獲取”轉(zhuǎn)向“有機(jī)磷暫存”，提高了磷素利用效率;其中，李樹 金絲桃(Hypericum monogynum)和李樹 黃花倒水蓮(Polygala fallax)間作系統(tǒng)表現(xiàn)較優(yōu)。這些發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了藥用植物選擇對(duì)優(yōu)化喀斯特土壤磷循環(huán)的重要性，并表明在果藥間作系統(tǒng)中定向施磷可以提高喀斯特土地生產(chǎn)力。建議后續(xù)研究應(yīng)結(jié)合不同藥用植物根系功能特征和優(yōu)化磷肥施用策略來(lái)探究根際磷循環(huán)的動(dòng)態(tài)機(jī)制，以實(shí)現(xiàn)果藥間作系統(tǒng)的可持續(xù)管理。

相關(guān)研究結(jié)果以“Rare rather than abundant phoD-harboring bacteria shape soil phosphorus bioavailability in karst orchard–medicinal plant intercropping systems”為題發(fā)表于Agriculture,Ecosystems and Environment上。該研究在測(cè)試中得到了版納植物園公共技術(shù)中心的支持，并得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、廣西重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃及中國(guó)科學(xué)院等項(xiàng)目的資助，在此一并致謝。

圖1.不同果藥間作系統(tǒng)土壤phoD群落差異

圖2.土壤phoD群落、磷組分及基本理化特性的相關(guān)性