综述:增强印度尼西亚问题土壤战略作物生产力和可持续性的气候适应性根际微生物组工程

【字体: 时间:2025年07月28日 来源:Environmental and Sustainability Indicators 5.4

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  这篇综述深入探讨了气候适应性根际微生物组工程(CRRE)在改善印度尼西亚退化土壤中的关键作用,通过植物促生菌(PGPR)、丛枝菌根真菌(AMF)和有机改良剂等策略,系统性提升作物抗逆性(如干旱/盐胁迫)及土壤健康,为可持续农业提供创新解决方案。

  

气候适应性根际微生物组工程在问题土壤中的应用

根际微生物组与问题土壤

印度尼西亚约4.04百万公顷农业土壤面临有机碳低下(<1.5%)、高酸性和养分缺乏等问题。火山土、泥炭土等特殊土壤中,微生物群落通过分解有机质和养分活化发挥“外部消化系统”功能。例如,Bacillus subtilisPseudomonas fluorescens能溶解磷酸盐,而AMF可提升植物在胁迫下的水分吸收效率。

气候适应性工程策略

生物防治剂TrichodermaPseudomonas通过合成抗菌化合物(如吩嗪-1-羧酸)抑制病原体,同时诱导植物系统抗性(ISR)。
生物肥料Bradyrhizobium japonicum使大豆氮吸收提升40%,而硅(Si)纳米材料可增加根际细菌丰度,促进钾(K+)和磷(PO43?)释放。
有机改良剂:生物炭通过调节pH值(提升0.5-1.5单位)和孔隙度,显著改善细菌群落多样性。
基因编辑技术:CRISPR改造的Azospirillum brasilense固氮酶活性提高,使玉米产量增长20%。

案例与挑战

酸性土壤中,Bacillus velezensis通过分泌肉桂酸抑制病原体;盐渍土中,Pseudomonas stutzeri通过合成IAA(吲哚-3-乙酸)缓解渗透胁迫。然而,小农普及面临技术认知不足和供应链短板,需通过政策支持(如印尼有机标准SNI 6729:2016)和数字化推广解决。

未来展望

整合微生物组工程与本地知识(如堆肥改良),可协同实现SDG 2(零饥饿)目标。多组学技术(如代谢组学)将深化对根际代谢物(如肉豆蔻酸)与微生物互作的理解,推动精准农业发展。

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