揭示繁茂枝状霉根在有机碳富集、球囊霉素积累及土壤理化性质方面的潜力

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：Unravelling the Potential of Rhizophagus proliferus Towards Organic Carbon Enrichment, Glomalin Accumulation, and Soil Physicochemical Properties

　　

摘要

目的

丛枝菌根真菌（AMF）会分泌一种耐热糖蛋白——球囊霉素，该物质有助于结合有机质并形成稳定的土壤团粒结构。Rhizophagus proliferus据报道具有腐生活性，能够增强养分有效性并改善土壤肥力。本研究评估了R. proliferus对土壤有机碳（SOC）、球囊霉素积累以及土壤养分的影响，并探讨了热休克蛋白（HSPs）与球囊霉素之间的关系。

方法

在活体条件下，对比了R. proliferus接种与未接种水稻植株的土壤。在30、60、90和120天分别测量总氮（N）和有效氮、总磷（P）和有效磷、总钾（K）和有效钾、土壤pH值、电导率（EC）以及SOC。同时评估了团粒稳定性、含水量和菌丝生物量，并在第120天通过Bradford比色法及傅里叶变换红外光谱（FTIR）检测土壤蛋白。通过计算机模拟分析探索了热休克蛋白与球囊霉素之间的结构关系。

结果

R. proliferus接种土壤中养分有效性和生化特性均得到改善。第120天时，处理组土壤相较于对照组表现出更低的pH值（6.15 vs. 6.93）、更高的EC值（292.1 vs. 208.6 μS cm?1）和更高的SOC含量（1.9% vs. 0.6%）。团粒稳定性、含水量和菌丝生物量均更高，土壤蛋白沉积与球囊霉素积累一致，该结果通过Bradford比色法测定并经FTIR支持。此外，计算机模拟探索发现R. proliferus中存在保守的热休克蛋白，表明其在分子水平上具有抵御外界环境胁迫的能力，可能有助于稳定球囊霉素的积累。

结论

本研究揭示了R. proliferus作为生物接种剂改善土壤特性的潜力，为共生条件下球囊霉素积累、土壤肥力恢复及可持续农业发展提供了新的见解。

图形摘要