丛枝菌根真菌与蚯蚓协同调控生长素促进柑橘生长并通过土壤球囊霉素增强有机碳固存

本研究针对土壤有机碳(SOC)固存机制不明的问题，通过探究丛枝菌根真菌(AMF)和蚯蚓对柑橘生长及碳循环的交互作用，发现两者协同提升植物生长素(IAA/IBA)水平，并通过球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)的CEG/CDG组分显著促进SOC固存。该成果发表于《Scientia Horticulturae》，为生态农业碳汇管理提供了新策略。

　　

土壤作为陆地生态系统中最大的碳库，其固碳能力对缓解气候变化至关重要。然而，微生物与土壤动物如何协同驱动有机碳转化仍是未解之谜。柑橘作为全球重要经济作物，其根系依赖丛枝菌根真菌(AMF)共生，而蚯蚓活动常见于果园土壤，两者在碳循环中的交互作用尚未阐明。针对这一科学空白，国内研究人员通过控制实验揭示了AMF（Funneliformis mosseae）与蚯蚓（Pheretima guillemi）对柑橘砧木（Poncirus trifoliata）生长和碳固定的协同机制。

研究采用盆栽实验设计，通过AMF接种（80g含1840孢子的菌剂）和蚯蚓引入（3条/盆）构建四种处理组合。关键技术包括：1) 湿筛法测定土壤水稳性团聚体(WSA)和球囊霉素(GRSP)提取；2) 高效液相色谱(HPLC)定量生长素(IAA/IBA)；3) 元素分析仪测定叶片/根系总碳及GRSP碳含量(C_EG/C_DG)；4) Li-6400光合仪测量气体交换参数。

3.1 菌根共生状态变化
蚯蚓使AMF根定殖率提升9.6%，但土壤菌丝长度和孢子密度分别降低49.8%和45.2%，表明其通过物理扰动重构了菌根资源分配。

3.2 生长表现改变
AMF+蚯蚓处理使株高、叶片数、生物量达最高值（较对照增加60-191%），但根生物量降低，伴随三级侧根数量激增，显示碳分配向地上部的策略性转移。

3.3 叶片气体交换
协同处理使光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)分别提升78%、161%和360%，远超单一处理效果，印证生理功能的协同增强。

3.4 生长素调控
AMF显著提升叶片和根系IAA（162.8%）与IBA（499.2%）水平，蚯蚓仅增加叶片IAA（7.7%），而协同处理产生超叠加效应，揭示生长素通路是协同作用的核心靶点。

3.7 SOC固存机制
AMF+蚯蚓使SOC增加40%，其中GRSP碳(C_EG/C_DG)贡献率提升27-122%，证实其通过球囊霉素介导的"菌根途径"和蚯蚓粪的"动物途径"共同锁定碳元素。

该研究首次阐明AMF-蚯蚓-植物三方互作通过生长素-C_EG/C_DG双通路协同增效的机制。实践层面，为果园生态管理提供了"生物共生强化碳汇"的新范式；理论层面，揭示了土壤生物互作驱动碳循环的生态化学计量学机制。未来研究需拓展至自然土壤系统，并采用¹³C标记等技术追踪碳流向。