木霉生物有机肥料通过调节根际微生物群以及杆菌辅助的植物激素调控机制，促进梨树砧木的生长

《Microbiological Research》：Trichoderma bio-organic fertilizer modulates the rhizosphere microbiome and Bacillus-assisted plant hormone regulation to promote pear rootstock growth

通过施加Trichoderma为基础的生物有机肥料（BOF）改善重粘土中容器栽培的 Pyrus calleryana幼苗生长，发现20% BOF处理使幼苗高度、根长度和生物量分别增加131%、160%和165%。BOF通过重塑根际微生物群落（Firmicutes/Actinobacteria丰度提升8.3倍）及调控植物激素（IAA/IP与ABA的平衡）协同促进根系发育，且Trichoderma与Bacillus的共接种效果优于单一接种。

　　本研究探讨了基于*Trichoderma*的生物有机肥料（BOF）对容器栽培的梨树（*Pyrus calleryana*）幼苗生长及根系激素平衡的影响。研究背景指出，容器栽培技术因其能提升幼苗根系发育、提高移栽成活率以及缩短适应期而在林业和果树生产中广泛应用。然而，在重黏土土壤中生长的容器幼苗常常面临根系微生物群落失衡和植物激素紊乱的问题，这些问题主要由基质压实、孔隙度低以及养分分布不均等环境因素引起，从而限制了根系的发育和生物量的积累。

针对这一挑战，本研究引入了基于*Trichoderma*的生物有机肥料，这种肥料富含功能微生物，能够通过多种机制促进植物生长并改善土壤健康。除了提供缓释养分外，这些微生物还能动态调节植物的内源激素，如生长素（IAA）、细胞分裂素（CTK）和脱落酸（ABA）。通过分泌激素前体、产生次级代谢产物以及诱导宿主激素合成等途径，这些微生物对根尖活性和侧根形成具有重要影响。此外，有益微生物还能通过调节植物激素通路来缓解非生物胁迫，例如干旱、盐碱和重金属污染等。

*Trichoderma*作为一种重要的有益微生物，因其快速的根系定殖能力、分泌多种次级代谢产物以及对真菌病原体的拮抗作用而备受关注。它不仅能够作为植物生长促进剂，还能充当生物防治剂，在多种作物中表现出良好的应用前景。然而，*Trichoderma*的作用并非孤立存在，而是与其他根际微生物协同作用，共同调节植物生长。在有机质丰富的环境中，*Trichoderma*与其它微生物之间的相互作用尤为复杂，这种相互作用对植物激素平衡和根系微生物群落的构建具有深远影响。

本研究选择*Pyrus calleryana*作为研究对象，因其在高湿度、重黏土土壤中的广泛种植。然而，该品种的根系生长缓慢，容易发生早衰，这对果园的建立效率和产量潜力构成了长期的限制。尽管已有研究尝试通过应用基于*Trichoderma*的生物有机肥料来改善梨树果园的土壤质量和微生物多样性，但关于*Trichoderma*、根际微生物和植物激素之间协同机制的研究仍较为有限。

为了填补这一知识空白，本研究设计了一项温室实验，从2022年6月至9月在江苏省农业科学院果树研究所进行。实验土壤取自丽水植物科学基地，初始特性包括有机质含量15.4 g·kg?1、碱解氮61.3 mg·kg?1、速效钾80.5 mg·kg?1以及pH值5.5。实验采用三种处理方式：对照（CK）、10% BOF和20% BOF，并设置四个生物重复。通过高通量测序技术，研究人员分析了不同处理对根际微生物群落结构和多样性的影响，同时评估了植物生长参数和根系激素水平的变化。

研究结果显示，不同剂量的BOF对*Pyrus calleryana*幼苗的生长具有显著促进作用。与对照组相比，10%和20% BOF处理显著提高了地上部分和地下部分的生长指标，其中20% BOF处理的效果最为明显。具体而言，在20% BOF处理下，幼苗高度、茎粗、叶片数量和鲜重分别增加了131%、52%、65%和165%。这表明，BOF的使用能够有效改善容器栽培条件下梨树幼苗的生长状况。

进一步分析发现，BOF的使用显著提升了根际微生物群落的多样性，特别是*Bacillus*（芽孢杆菌）的丰度增加了8.3倍。这些结果表明，BOF不仅能够改善土壤环境，还能通过促进有益微生物的生长来增强植物的生理功能。此外，研究还发现，*Bacillus*的丰度与生长素（IAA）和异戊烯基腺嘌呤（IP）呈正相关，而与脱落酸（ABA）呈负相关。这一发现揭示了*Bacillus*在调节植物激素平衡方面的重要作用，同时也表明，这种细菌能够响应*Trichoderma*的存在，并通过其代谢活动来促进根系发育。

为了验证这些相互作用，研究人员进行了*Trichoderma*与*Bacillus*共接种实验。结果表明，共接种能够显著提高IAA和IP的水平，同时降低ABA的含量，这种激素平衡的变化进一步促进了幼苗的生长。与单一接种相比，共接种组的生长响应更为显著，说明*Trichoderma*和*Bacillus*之间存在协同效应。这种协同效应可能源于两者的相互作用，例如*Trichoderma*通过分泌某些物质促进*Bacillus*的生长，而*Bacillus*则通过调节植物激素水平来增强*Trichoderma*的生长促进作用。

研究还指出，*Trichoderma*和*Bacillus*的协同作用不仅限于激素调节，还可能涉及其他复杂的生理和生态机制。例如，*Trichoderma*可能通过改善土壤结构和提高养分有效性来间接促进*Bacillus*的定殖，而*Bacillus*则可能通过固氮、解磷和解钾等能力为植物提供额外的营养支持。此外，*Trichoderma*和*Bacillus*之间的相互作用可能还涉及到对病原微生物的拮抗，从而提高植物的抗逆能力。

在实际应用中，基于*Trichoderma*的生物有机肥料可以作为一种可持续的农业解决方案，用于改善重黏土土壤中的植物生长状况。这种肥料不仅能够减少化学肥料的使用，还能通过调节根际微生物群落和植物激素平衡来提高作物的产量和品质。特别是在容器栽培中，这种肥料的应用能够有效缓解土壤环境对植物生长的限制，提高幼苗的适应性和生长潜力。

研究的结论表明，基于*Trichoderma*的生物有机肥料在促进*Pyrus calleryana*容器幼苗生长方面具有显著效果。20% BOF处理显著提高了幼苗高度、根长、根表面积和生物量，增幅在130%至160%之间。这些结果不仅验证了BOF在改善植物生长方面的潜力，还揭示了其通过调节根际微生物群落和植物激素平衡来实现这一目标的机制。此外，研究还发现，*Trichoderma*与*Bacillus*的协同作用能够更有效地促进根系发育，这种协同效应可能为未来农业实践提供新的思路和方法。

本研究的成果对于优化容器栽培条件、提高梨树幼苗的生长效率具有重要意义。通过合理使用基于*Trichoderma*的生物有机肥料，不仅可以改善土壤环境，还能通过调节植物激素水平来增强幼苗的生长能力。这种肥料的应用有望在未来的农业发展中发挥重要作用，特别是在重黏土土壤地区，为提高作物产量和品质提供有效的技术支持。

此外，本研究还强调了微生物在农业生态系统中的关键作用。通过引入有益微生物，如*Bacillus*，可以有效提升土壤的肥力和稳定性，从而为植物提供更好的生长环境。这种微生物调控策略不仅有助于减少化学肥料的依赖，还能降低环境污染的风险，符合现代农业可持续发展的需求。因此，基于微生物的有机肥料应用具有广阔的发展前景，值得进一步研究和推广。

在研究过程中，研究人员还关注了不同处理方式对植物生长的具体影响。例如，20% BOF处理不仅提高了幼苗的生长参数，还显著改善了根系的结构和功能。这表明，适当增加BOF的使用剂量可以更有效地促进植物生长，同时对根系的发育和功能具有积极影响。然而，研究人员也指出，需要进一步探讨不同剂量对植物生长的长期影响，以及不同环境条件下BOF的最佳应用方式。

总的来说，本研究为理解基于*Trichoderma*的生物有机肥料在容器栽培中的作用提供了新的视角。通过揭示*Trichoderma*与*Bacillus*之间的协同机制，以及它们如何共同调节植物激素平衡来促进根系发育，本研究为未来农业实践中的微生物应用提供了理论依据和技术支持。这些发现不仅有助于提高梨树幼苗的生长效率，还可能为其他作物的容器栽培提供借鉴，从而推动农业可持续发展。