通过Pseudomonas E sp017968885优化磷肥的应用策略，以提高辣椒的磷肥利用率

《Frontiers in Agronomy》：Optimizing the application strategy of phosphorus fertilizer by Pseudomonas E sp017968885 to increase phosphorus yield of pepper

辣椒种植中磷肥优化与微生物菌剂协同增效研究。采用盆栽实验，接种Pseudomonas E sp017968885并施加不同磷肥量（1.17-1.96g/pot），发现该菌剂显著提升土壤有效磷（Olsen-P增加66.36%-102.08%）和辣椒磷吸收量（32.67%-84.06%），增产23.98%-65.80%。基因分析表明其含pqq、gdh等磷活化相关基因，及T2SS蛋白分泌系统、抗生素合成基因簇和铁载体合成基因，证实其通过有机酸分泌和磷酸酶表达实现磷活化。研究表明合理磷肥施用量（P1-P3）与菌剂协同可提升磷利用效率至79.94%，同时改善土壤氮素循环，为可持续农业提供新策略。

　　本研究探讨了微生物菌株 *Pseudomonas E* sp017968885 在不同磷肥施用量下的表现，重点分析了其对土壤性质和辣椒产量的影响。研究旨在为优化磷肥施用策略，推动可持续农业发展提供科学依据。随着农业生产的不断扩展，土壤中磷元素的利用率问题日益受到关注。磷是植物生长发育过程中不可或缺的营养元素，尤其在开花和结果阶段，充足的磷供给对产量形成和品质提升具有重要意义。然而，许多地区土壤中的有效磷含量较低，无法满足辣椒生长的需求。此外，磷肥的施用往往存在过量问题，导致资源浪费和环境污染。因此，研究如何提高磷肥的利用效率，减少对化学肥料的依赖，成为当前农业研究的重要课题。

本研究通过盆栽实验，分析了不同磷肥施用量与菌株 *Pseudomonas E* sp017968885 的协同作用对土壤中难溶性磷的活化效果及其对辣椒产量的影响。实验设置了五组接种处理（P1+H50至P5+H50）和一组未接种对照组。通过对土壤和作物指标的测定，研究者评估了菌株在不同磷肥条件下对土壤养分转化、辣椒磷吸收以及产量提升的具体作用。研究发现，接种该菌株的处理组在辣椒结果阶段，土壤中的有效磷（Olsen-P）含量比对照组提高了66.36%至102.08%。此外，P2+H50 处理组的土壤酸性磷酸酶（S-ACP）活性比对照组提高了16.79%，表明该菌株能够有效促进土壤中磷的释放。在磷吸收方面，接种处理组的辣椒磷吸收量比对照组增加了32.67%至84.06%，同时辣椒产量也提高了23.98%至65.80%。这些结果表明，菌株 *Pseudomonas E* sp017968885 在提升磷肥利用效率方面具有显著效果。

从分子层面来看，该菌株的基因表达与磷活化密切相关。研究发现，与磷活化相关的基因（如 pqq、gdh）在接种处理组中表现出显著的表达增强，这与土壤中磷相关指标的变化趋势一致。此外，菌株还具备合成次级代谢产物、分泌蛋白质和合成铁载体的能力，这些特性为其在土壤环境中的适应性和生态竞争能力提供了分子基础。铁载体能够帮助菌株获取铁元素，从而在土壤中增强其生存能力和对其他微生物的竞争优势。

土壤中磷活化过程主要依赖于微生物的代谢活动。一些土壤微生物能够通过分泌有机酸和胞外酶来分解土壤中的难溶性磷，使其转化为植物可利用的形式。有机酸如草酸、柠檬酸和葡萄糖酸能够与土壤中的金属离子（如 Al、Fe 和 Ca）结合，降低磷的吸附性，提高其可溶性。此外，某些微生物还能通过产生水解酶，如磷酸酶和植酸酶，促进有机磷的矿化，从而释放更多的磷供植物吸收。这些机制可以同时作用于同一种微生物，使其在土壤中发挥多重功能。

然而，需要注意的是，实验室中磷活化能力与实际田间表现可能存在差异。这主要是由于土壤环境的复杂性，包括微生物与原生土壤微生物之间的竞争、土壤结构的差异以及营养元素之间的相互作用等因素。因此，虽然某些菌株在实验室条件下表现出较强的磷活化能力，但在实际应用中仍需进一步验证其效果。此外，磷肥的施用量也会影响微生物的活化效率。研究表明，在合理的磷肥施用量范围内，菌株 *Pseudomonas E* sp017968885 的磷活化能力表现最佳，而过量磷肥可能导致其功能减弱，甚至使磷活化能力转向与氮元素相关的代谢途径。

本研究还关注了土壤中氮素的转化和利用情况。在辣椒生长过程中，土壤中的氮含量变化较大，尤其是在结果阶段，氮的利用效率显著提高。实验发现，接种处理组的氮素利用效率明显优于对照组，表明该菌株能够促进氮的吸收和转化，提高其在辣椒生长中的可用性。这可能与菌株分泌的某些酶类有关，这些酶能够促进氮的转化，使其更容易被植物吸收。此外，研究还发现，土壤中的总氮（TN）和总磷（TP）含量在不同生长阶段表现出不同的变化趋势，表明菌株对土壤养分的调节作用具有动态特征。

通过基因组分析，研究者进一步揭示了菌株 *Pseudomonas E* sp017968885 的分子特性。其基因组总长度为6,715,831 bp，共预测出5,892个基因，基因组长度占比为88.34%。这些基因主要涉及代谢、环境适应、信号传导、蛋白质分泌等多个方面。其中，与磷活化相关的基因（如 pqq、gdh）以及与次级代谢产物合成、铁载体生成等相关的基因簇被鉴定出来。这些基因簇的存在表明，菌株不仅具备磷活化能力，还具有较强的环境适应性和生态竞争力。此外，菌株还含有与抗生素合成相关的基因（如 bacC、tycC、ituB），这可能有助于其在土壤中与其他微生物竞争资源，从而增强其生存能力。

在实验设计方面，研究采用了多阶段采样方法，以全面评估菌株对土壤和辣椒生长的影响。土壤样本在不同生长阶段（播种期、开花期、结果期、收获后）进行采集和分析，同时对辣椒的产量、磷吸收量以及磷肥利用效率等指标进行测定。研究发现，土壤的电导率（EC）在不同处理组中表现出显著的变化趋势，表明菌株对土壤盐分的调控能力较强。这一特性可能对改善土壤质量、提高农业生产力具有重要意义。

研究还通过统计分析和图示化手段，展示了不同处理组在土壤理化性质和辣椒生长指标上的差异。例如，通过Tukey’s HSD检验，研究者发现不同处理组在多个指标上存在显著差异，而某些指标则在不同生长阶段表现出一致性变化。这些分析结果为理解菌株在不同磷肥条件下的作用机制提供了依据。

综上所述，菌株 *Pseudomonas E* sp017968885 在提高磷肥利用效率、促进辣椒生长以及改善土壤质量方面表现出良好的应用前景。其对土壤中磷活化和氮素转化的促进作用，不仅有助于提高作物产量，还能减少对化学肥料的依赖，从而推动可持续农业的发展。未来的研究将进一步通过高效液相色谱（HPLC）分析该菌株分泌的有机酸种类和浓度，以验证其磷活化能力。同时，研究者还计划在田间进行更大规模的试验，以验证实验室成果在实际农业生产中的可行性。