基于生物膜的微藻 - 细菌肥料在酸性和碱性土壤减施化学肥料条件下维持番茄生长

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：Biofilm-Based Microalgal-Bacterial Fertilizer Maintains Tomato Growth Under Reduced Chemical Fertilization in Acidic and Alkaline Soils

　　

摘要

土壤 pH 值是决定养分有效性和微生物肥料性能的关键因素。本研究评估了藻类生物膜肥料（ABF）在酸碱性截然不同的土壤中，在减少矿物肥料施用条件下，能否维持番茄生长和养分吸收。在生物膜反应器中制备了源自小球藻的生物膜基质，并接种了植物生长促进细菌（乳链球菌、甲基营养芽孢杆菌和维氏固氮菌）。进行了温室试验，使用酸性土壤（铁铝土，pH 6.11）和碱性土壤（初育土，pH 7.36），处理组包括全量施肥、减量 50% 施肥、仅施 ABF 以及 ABF 与减量施肥组合。分析了土壤化学性质、植物生长参数和养分组成，并使用主成分分析评估处理模式。单独施用 ABF 未能始终匹配全量施肥下获得的植物生物量。然而，ABF 结合 50% 的肥料减量，使生物量和养分吸收量保持在统计学上可比的水平（p < 0.05）。在碱性土壤中，与对照相比，ABF 处理组与土壤有机质和钾素有效性的增加相关。多变量分析显示，碱性条件下的处理响应结构更强，PC1 和 PC2 分别占总方差的 45.13% 和 17.60%，而酸性土壤中分别为 33.95% 和 21.13%。基于生物膜的微生物施肥主要提高了养分利用率，而不是作为直接的营养来源。在碱性土壤中观察到的更强响应表明，生物膜介导的微生物稳定性可能会在养分限制条件下提高肥料效率。这些发现表明，基于生物膜的微生物制剂可以作为减少施肥策略中的补充投入。

图文摘要