埃塞俄比亚提格雷地区豌豆根瘤土著根瘤菌的分离鉴定及其作为生物接种剂对Bursa品种生长的促生潜力研究

《Discover Agriculture》：Isolation and biochemical characterization of Indigenous rhizobia from root nodules of field pea (Pisum sativum L.) and assessment of their bio-inoculants potential on the growth of Bursa variety in Tigray, Ethiopia

本研究针对过度使用化肥导致的土壤退化、环境污染和农作物减产等问题，从埃塞俄比亚提格雷地区豌豆根瘤中分离土著根瘤菌，通过形态学、生化特性及体外植物促生特性分析，筛选出7株高效菌株进行盆栽试验。结果表明，接种根瘤菌显著提高了Bursa品种的株高、根长、生物量和叶绿素含量，其中Rhizobia-RS4表现最佳。该研究为开发环保型生物肥料替代化学肥料提供了理论依据和实践支撑。

　　

在绿色革命推动农业高产的同时，化学肥料的过度使用已引发一系列连锁问题——土壤健康恶化、生物多样性减少、环境污染加剧，甚至通过食物链威胁人类健康。在埃塞俄比亚，数十年来尿素和DAP（磷酸二铵）肥料的单一使用导致土壤养分失衡，据国家土壤信息系统（EthioSIS）显示，主要农田普遍缺乏氮、磷、钾、硫、锌等多种元素。更严峻的是，化学肥料依赖不可再生的石油资源，价格波动使小农负担沉重。面对这些挑战，生物肥料特别是根瘤菌（Rhizobia）作为环境友好型替代方案，展现出巨大潜力。这类微生物能与豆科植物共生固氮，将空气中的氮气转化为植物可用的氨，减少化肥依赖，提升土壤肥力。

豌豆（Pisum sativum L.）作为埃塞俄比亚第四大种植豆类，在轮作系统中扮演“破茬作物”角色，能有效改善土壤结构。然而其平均产量仅1.7吨/公顷，品种改良和配套技术缺失是重要限制因素。Bursa作为新释放的豌豆品种，其与土著根瘤菌的互作效应尚未明确。为此，Samson Zemikael Haftu团队在《Discover Agriculture》发表研究，旨在从提格雷地区豌豆根瘤中分离高效根瘤菌，评估其作为生物接种剂（Bioinoculants）对Bursa品种的促生效果。

研究人员采用酵母甘露醇琼脂（YMA）培养基从50份根瘤样本中分离菌株，通过革兰氏染色、酮乳糖试验等形态与生化指标初筛，并体外评估其产吲哚-3-乙酸（IAA）、解磷、产氨等植物促生特性。最终选取7株菌落形成单位达10⁸ cfu/mL的菌株进行盆栽试验，以未接种组为对照，测定株高、根长、生物量、结瘤数等指标。

菌株分离与特性鉴定

从两地农户田间采集的根瘤样本中，21株菌在含刚果红的YMA平板上形成白色菌落，镜检均为革兰氏阴性杆菌。

生化试验显示，多数菌株具催化酶、氧化酶活性，12株能水解尿素，14株可降解淀粉。尤其关键的是，18株菌能溶解磷酸三钙，20株产氨，17株分泌IAA，这些特性直接关联其促生能力。

植物促生特性体外评估

所有菌株均能产氨，为共生固氮奠定基础；IAA检测中除RS10、TS2、TS4外均呈阳性，表明其分泌的植物激素可促进细胞分裂与根系发育；解磷试验中18株菌在平板上形成透明圈，证实其能将难溶性磷转化为可吸收形态。

盆栽试验验证接种效果

接种根瘤菌显著提升Bursa品种各项生长指标（p<0.05）。其中Rhizobia-RS4表现最优：株高33.55厘米、根长18.08厘米，较对照组提升110%；叶绿素含量达3.19毫克，结瘤数26个，而对照组无一结瘤。

生物量方面，RS4接种组的鲜重与干重均最高，鲜重达3.47克/株，较对照组增长189%。

所有接种处理均形成根瘤，而对照组无结节，证实土著根瘤菌与Bursa品种具有高度亲和性。

结论与展望

本研究成功筛选出7株具高效固氮与促生能力的土著根瘤菌，其中Rhizobia-RS4可作为开发生物接种剂的核心种质资源。接种这些菌株能显著促进豌豆生长，减少对化学肥料的依赖，为可持续农业提供技术支撑。未来需开展分子鉴定明确菌种分类，并通过大田试验验证其在不同土壤类型中的稳定性，最终推动其商品化应用。