生物堆肥与根际Luteimonas菌协同增强番茄耐盐性的机制研究

针对盐胁迫制约番茄生产的难题，研究人员通过接种耐盐菌群(H1/H2)制备生物堆肥(C-H1/C-H2)，发现其可显著提升番茄光合能力(25.6%-56.0%)、抗氧化酶活性(SOD/POD/CAT最高提升137.4%)，并特异性富集根际Luteimonas菌(相对丰度达1.96%)。该研究为盐碱地农业提供了微生物-堆肥联合改良新策略。

　　

全球约11.25亿公顷耕地受盐渍化威胁，中国存在1000万公顷潜在可垦盐碱地。番茄作为重要经济作物，其生长受盐胁迫严重抑制——Na⁺
离子毒害导致光合效率下降、氧化应激加剧。传统有机堆肥虽能部分缓解盐害，但微生物调控机制不明。针对这一难题，研究人员开展了一项创新研究，揭示了生物堆肥通过调控根际菌群增强番茄耐盐性的双途径机制，成果发表于《Waste Management Bulletin》。

研究采用两组耐盐菌群（H1：Bacillus methylotrophicus等；H2：Brevibacillus parabrevis等）加速堆肥进程，通过气候箱实验比较普通堆肥(C)与生物堆肥(C-H1/C-H2)效果。关键技术包括：16S rRNA基因测序分析根际菌群动态、抗氧化酶活性检测(SOD/POD/CAT)、Luteimonas菌分离鉴定及功能验证。

结果解析

1. 堆肥过程优化
   耐盐菌群使堆体温度提前3天达峰值(提升93.4%)，但最终堆肥品质（总碳/氮、有效磷钾）与对照组无显著差异，证实其仅加速降解而不改变产物性质。

2. 番茄表型改善
   C-H1处理下番茄茎粗增加56.0%，叶绿素含量提升43.5%，根系活力提高87.9%。盐胁迫标志物丙二醛(MDA)含量虽升高276.3%，但伴随SOD(67.6%)、POD(76.9%)、CAT(137.4%)活性协同增强，形成氧化应激防御网络。

3. 根际菌群重塑
   生物堆肥特异性富集Luteimonas(相对丰度0.15% vs 对照0.05%)，且其丰度与堆肥中该菌含量呈正相关(r=0.82)。共现网络分析发现模块11(含21个OTU)在C-H1处理早期显著活跃，提示多菌群协作抗盐机制。

4. 功能菌株验证
   分离的Luteimonas marina No266在0.4% NaCl下使番茄根长增长29.9%。该菌在C-H1堆肥中丰度达1.96%，证实耐盐菌群可定向增殖功能微生物。

结论与意义
该研究首次阐明生物堆肥通过双重途径增强番茄耐盐性：1) 激活植物内源抗氧化系统(SOD/POD/CAT)；2) 招募根际有益菌Luteimonas形成保护性菌群。相比传统堆肥，生物堆肥使番茄生物量提升超50%，为盐碱地改良提供了"微生物肥料-植物抗逆"协同解决方案。未来可进一步开发Luteimonas菌剂与堆肥的复合产品，推动盐碱地农业可持续发展。