多株植物促生真菌的分离及其对非粮化土地水稻生长的改良作用

本研究从非粮化土地中分离出15株具有溶磷、产铁载体和合成吲哚乙酸（IAA）能力的植物促生真菌（PGPF），鉴定为 Aspergillus tubingensis 和 Talaromyces veerkampii 等6个物种。通过温室试验证实，接种菌株 TL-B31f 和 FY-R41f 可显著提高水稻株高（15.30%、13.84%）、根长（33.62%、43.31%）及生物量，并提升土壤有效磷（AP）含量42.52%-48.51%。高通量测序揭示其通过调控土壤微生物群落（如增加 Aspergillus 和 Talaromyces 相对丰度）改善土壤健康，为开发新型生物肥料提供理论支撑。

　　

引言

粮食安全是国家稳定的基石，但耕地非粮化种植（如果树、竹木等）导致土壤退化与生态问题。浙江省正推动非粮化耕地复耕，而植物促生真菌（PGPF）通过溶磷、产铁载体和植物激素等机制，成为改良土壤与作物生长的绿色解决方案。

方法

从浙江6地非粮化土地采集108份土壤样本，分离纯化真菌后，通过NBRIP培养基评估溶磷能力（测量透明圈直径11.91-31.65 mm），CAS培养基检测铁载体（橙色晕圈17.09-24.66 mm），Salkowski法测定IAA产量（8.79-96.50 μg/mL）。筛选出的菌株接种水稻（品种秀水131），55天后测定生长指标及土壤性质（pH、有机质SOM、总磷TP、有效磷AP），并利用Illumina MiSeq平台分析根际微生物群落（16S rRNA和ITS测序）。

结果

PGPF特性：15株菌中，JD-L31f溶磷能力最强（31.65 mm），YH-R21f产铁载体最佳（24.66 mm），TL-B31f在1.0%色氨酸下IAA产量达95.29 μg/mL。

促生效果：TL-B31f使水稻株高增加15.30%，FY-R41f使根长提升43.31%，CA-R11f鲜重增幅达95.09%。

菌种鉴定：结合形态学与多基因（ITS/TUB/CaM/RPB2）系统发育分析，鉴定出 Aspergillus tubingensis（如TL-B31f）、Talaromyces veerkampii（FY-R41f）等6个物种。

土壤与微生物：接种TL-B31f和FY-R41f后，土壤AP提升42.52%-48.51%，真菌Chao1指数显著变化（+16.49%）。微生物群落中，Ascomycota（73.80%-76.11%）和 Pseudomonadota 为优势菌门，且 Aspergillus 相对丰度增加264.68%，Talaromyces 增加1328.35%。冗余分析（RDA）显示，SOM和AP是驱动微生物群落变化的关键因子（r²=0.74）。

讨论

菌株潜力：A. tubingensis 和 T. veerkampii 通过多重机制（如溶磷、调控微生物互作）改善土壤肥力，其中 T. veerkampii 的农业应用为首次报道。

生态意义：PGPF重构微生物群落，如抑制 Curvularia（与AP负相关），促进 Mortierella（与养分吸收正相关），形成利于作物生长的微环境。

结论

本研究为开发基于 PGPF 的生物肥料提供了优质菌种资源，尤其为非粮化土地复耕的土壤改良与可持续农业实践提供了新策略。