磷素生物有效性提升：从酸性土壤中筛选高效解磷放线菌及其在指状粟中的应用

《BMC Plant Biology》：Isolation, characterization and screening of phosphate (P) solubilizing actinomycetes and exploring its potency in finger millet (Eleusine coracana L.)

本研究聚焦于酸性土壤中磷素生物有效性问题，通过筛选高效解磷放线菌（PSMs），探索其在指状粟（Eleusine coracana L.）中的应用潜力，为提升磷肥利用效率、促进作物生长提供新思路，具有重要的生态和农业意义。

　　在全球农业可持续发展的背景下，酸性土壤中磷素生物有效性不足一直是限制作物生长的关键因素之一。磷素作为植物生长的必需营养元素，其在酸性土壤中的固定问题亟待解决。为了应对这一挑战，来自印度奥里萨邦的奥里萨农业大学（OUAT）的研究人员开展了一项关于从酸性土壤中筛选高效解磷放线菌并探索其在指状粟中应用潜力的研究。该研究不仅成功筛选出具有显著解磷能力的放线菌菌株，还通过盆栽试验验证了其在提升指状粟磷素吸收和生长表现方面的显著效果，为酸性土壤条件下作物磷素营养管理和可持续农业发展提供了有力支持，研究成果发表在《BMC Plant Biology》上。

研究人员采用了一系列科学严谨的技术方法来开展这项研究。首先，从印度奥里萨邦不同地区的酸性土壤中收集样本，通过 Pikovskaya 培养基筛选出具有解磷能力的放线菌菌株，并对其进行了形态学和生化特性鉴定，包括革兰氏染色、扫描电子显微镜观察等。接着，通过定量和定性分析磷溶解指数（Solubilizing Index, SI）、磷含量测定以及吲哚乙酸（Indole Acetic Acid, IAA）产量测定等方法，评估了筛选菌株的解磷能力和植物生长促进潜力。此外，还利用 16S rRNA 基因测序技术对表现优良的菌株进行了鉴定，并通过盆栽试验，以指状粟为试验作物，研究了不同处理下放线菌菌株对作物生长、磷素吸收以及土壤酸性磷酸酶活性的影响。

研究结果显示，从 54 个放线菌菌株中筛选出 6 个具有解磷能力的菌株，其中 S16、S18 和 S19 三个菌株表现最为优异。在磷溶解指数测定中，S18 菌株的 SI 值最高，达到 3.66 ± 0.11，表明其解磷能力最强。在磷含量定量测定中，S18 菌株的磷含量也最高，为 76.94 ± 4.34 μg ml?1。此外，S18 菌株的 IAA 产量同样最高，为 23.61 ± 0.51 ppm，这表明其具有较强的植物生长促进潜力。通过 16S rRNA 基因测序鉴定，这三个菌株分别被确定为 Streptomyces longiwodensis（S16）、Streptomyces cellostaticus（S18）和 Streptomyces durhamensis（S19）。

盆栽试验结果表明，施用解磷放线菌菌株能够显著提高指状粟的生长表现和磷素吸收。与未施用磷肥的对照组相比，施用 S18 菌株与 75% 推荐剂量无机磷肥组合处理的指状粟植株，其株高达到 72.89 ± 1.43 cm，根长为 65.44 ± 2.89 cm，根干重为 13.96 ± 0.78 g，地上部干重为 13.80 ± 1.68 g，叶绿素含量（SPAD 值）为 28.24 ± 0.13，地上部磷吸收量为 30.15 ± 6.31 mg pot?1，根部磷吸收量为 13.80 ± 2.65 mg pot?1，均显著高于其他处理组。此外，施用解磷放线菌菌株还能显著提高土壤中有效磷含量和土壤酸性磷酸酶活性，其中 S18 菌株处理组的土壤有效磷含量最高，达到 19.73 ± 0.50 kg ha?1，酸性磷酸酶活性也最高，为 301.00 ± 8.15 μg p-nitrophenol g?1 soil 1 h?1。

综上所述，该研究成功筛选出具有高效解磷能力的放线菌菌株，并证实其在酸性土壤条件下能够显著提升指状粟的磷素吸收和生长表现。这一发现为酸性土壤中磷素生物有效性提升提供了新的微生物资源，也为开发新型生物肥料、实现农业可持续发展提供了科学依据。通过施用解磷放线菌菌株，有望减少无机磷肥的使用量，降低农业生产成本，同时减轻因过量施用磷肥而导致的环境污染问题，具有重要的生态和经济效益。未来，研究人员可以进一步探索这些解磷放线菌菌株在其他作物和土壤类型中的应用潜力，以及其在田间条件下的长期效果和作用机制，为推动全球农业的绿色、可持续发展贡献力量。