浒苔多糖通过调控酸性土壤微生物群落促进烟草生长的机制研究

推荐：针对酸性土壤抑制作物生长的问题，研究人员开展浒苔多糖(PUP)对烟草(Nicotiana tabacum L.)促生作用的研究。通过微宇宙实验发现300 mg/L PUP处理显著提升烟草生物量24%-70%，改善土壤pH、有效钾(S-AK)、有效磷(S-AP)等指标，并富集Gemmatimonadaceae、Bacillus等有益菌群。该研究为藻类多糖在酸性土壤改良中的应用提供理论依据。

　　

土壤酸化是制约现代农业可持续发展的重大环境问题，长期不合理耕作导致土壤pH下降、养分流失，直接影响作物产量。作为重要经济作物的烟草，其主产区土壤酸化现象尤为严重，造成根系发育受阻、病害频发。传统石灰改良法易引发土壤板结，而生物刺激素因其环境友好特性成为研究热点。浒苔(Ulva prolifera)作为绿藻门资源，富含具有生物活性的多糖物质，但其在酸性土壤改良中的作用机制尚不明确。

中国山东农业大学的研究团队在《Industrial Crops and Products》发表研究，通过设置100/300/500 mg/L三个PUP浓度梯度，采用盆栽实验结合16S rRNA测序等技术，系统解析浒苔多糖对烟草生长及土壤微生态的调控作用。研究采集青岛胶东半岛酸性土壤(pH<6.12)和K326烟草品种，通过测定植物生理指标、土壤理化性质及微生物组学分析，发现PUP处理显著提升土壤pH(最高达7.57)和有机碳(S-OC)含量。关键技术包括：分光光度法测定叶绿素、ELISA检测植物激素(IAA/ABA等)、连续流动分析仪测定土壤硝态氮(S-NN)、Illumina MiSeq平台进行微生物测序，以及网络分析等生物信息学方法。

研究结果显示：在生长指标方面，PUP-300处理使烟草鲜重增加62.61%，根活力提升59.68%，叶绿素a(Chla)和类胡萝卜素含量显著提高。在生理调控层面，PUP上调生长素(IAA)和赤霉素(GA₃)含量，同时降低脱落酸(ABA)水平，激活SOD/POD/CAT抗氧化酶系统，使丙二醛(MDA)含量降低50%。土壤改良方面，PUP-300使有效磷(S-AP)增加166%，脲酶(S-UR)活性提升283%，并特异性富集Gemmatimonadaceae(与土壤pH正相关)和硝化细菌Nitrospira。微生物功能预测显示，PUP处理增强碳代谢、氨基酸合成等通路，且300 mg/L处理形成包含221条边的复杂菌群网络，显著高于对照组的95条。

该研究首次阐明浒苔多糖通过"土壤改良-微生物调控-植物响应"三重机制缓解酸胁迫：在土壤层面，多糖的多孔结构吸附养分提高pH；在微生物层面，优化菌群结构增强养分循环；在植物层面，激活抗氧化系统和激素信号。特别值得注意的是，300 mg/L浓度在促进烟草生长、改善土壤质量方面表现出最佳效果，更高浓度(500 mg/L)并未带来额外增益，这为精准施用藻类多糖提供科学依据。研究成果不仅为酸性土壤生物修复提供新策略，也为藻类资源在可持续农业中的应用开辟新途径。