郑州大学农业与生物制造学院焦浈教授团队在等离子体活化水防治小麦茎基腐病方面取得新进展

近日，郑州大学农业与生物制造学院焦浈教授团队在低温等离子体活化水（PAW）绿色防控土传病害领域取得新进展。研究揭示了PAW通过调控根际微生物群落防治小麦茎基腐病（Fusarium crown rot）并促进小麦可持续生产的作用机制。相关研究成果以“Plasma-activated water regulates rhizosphere microbiota for Fusarium crown rot control and sustainable wheat production”为题，发表于国际期刊《Industrial Crops & Products》。

PAW 防治小麦茎基腐病结果图

小麦茎基腐病是由假禾谷镰刀菌（Fusarium pseudograminearum）引起的一种世界性土传病害，可导致小麦分蘖枯死、茎基褐变和产量下降，严重威胁粮食与饲料安全。长期依赖化学杀菌剂易引发病原菌抗药性、农药残留及土壤微生态失衡等问题，亟需绿色高效的替代防控技术。PAW作为一种富含活性氧氮粒子的新型绿色农业投入品，在土传病害防控方面展现出独特优势。该研究系统评价了PAW在接种物前处理组、预防组和治疗组三种施用策略下对小麦茎基腐病的防控效果，并深入解析了其作用机制。结果表明，体外条件下PAW-3可完全抑制病原菌孢子萌发与菌丝生长，其机制在于诱导氧化损伤、破坏细胞膜完整性并引发胞内核酸与蛋白泄漏。盆栽试验中，治疗组PAW-2表现最为均衡：病情指数显著降低38.5%，株高和地上部生物量分别提升11%和19.3%，土壤硝态氮含量提高约3倍，ORP显著升高，同时维持土壤 pH 接近中性；微生物组分析进一步揭示，PAW处理显著富集了Funneliformis和Pseudeurotium等有益关键类群，降低了Fusarium 等病原菌丰度，增强了根际微生物网络的复杂性与稳定性，实现了对小麦茎基腐病的有效防控与植株生长的促进。该研究为 PAW 作为多功能土壤改良剂应用于小麦可持续生产提供了理论依据。

该论文第一作者为河南省农科院蔬菜研究所杨凡副研究员和郑州大学朱育攀助理研究员，马若男教授和张世洁讲师为通讯作者。郑州大学焦浈教授、瑞典农业科学大学詹家绥教授、哈尔滨工业大学郑州研究院等相关团队在研究中提供指导。