近日，资环所土壤改良与功能肥料创新团队在国际知名期刊《Biochar》（中科院一区Top，IF：13.5）上发表了研究论文“Particle size influences biochar-mediated control of pepper Phytophthora blight: linking released compounds to soil microbial disease suppression”。针对集约化种植土壤微生物学性状恶化、土传病害发生普遍发生和防治等难题，研究团队系统探究了生物炭这一典型土壤改良剂在重构根际微生物区系、提升土壤微生物抑病性的时效性规律，为开发靶向炭基土壤改良产品提供了理论支撑。

研究团队基于“生物炭可脱离物（BRCs）释放动力学”视角，首次阐明了生物炭粒径如何通过调节BRCs释放速率，进而动态塑造土壤根际微生物的抑病功能。研究发现，细粒径生物炭具有极强的“速效性”，能通过早期爆发式释放BRCs迅速改善土壤微生物性状，诱导木霉、假单胞菌等有益微生物种群快速增长，在种植初期强力压制辣椒疫病病原菌丰度并维持较低病情指数；而粗粒径生物炭则凭借其优异的“缓释”模式持续提升土壤微生物抑病性，展现出更持久的土壤抑病潜力。

通过模拟试验进一步证实了生物炭释放的矿物质和活性有机碳是驱动土壤抑病性增强的核心营养因子，这些BRCs通过重塑根际微生物群落的结构与功能，显著提升了细菌与真菌拮抗菌的整体占比。此外，模型解析显示BRCs提升微生物群落整体拮抗性，尤其是改善细菌性状对病原菌的压制贡献高于真菌性状。这一机制的发现不仅揭示了生物炭调控土壤微生物过程，更为后续筛选和改进生物炭材料提供了科学依据，即通过精细化调控生物炭理化参数，可研制出更具针对性的土壤改良剂及功能肥产品，实现对土壤微生物群落的精准干预和抗病功能的靶向提升。

资环所土壤改良与功能肥料创新团队王光飞副研究员为论文第一作者，资环所马艳研究员、中国农业科学院张建峰研究员为通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金项目和国家重点研发计划的资助。

论文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s42773-025-00566-9