利用磷矿来源的溶磷真菌提高磷被固定土壤中作物的产量和营养品质

《Plant and Soil》：Harnessing phosphate mine-derived phosphate-solubilizing fungi boosts plant yield and nutritional quality in phosphorus-immobilized soil

　　

摘要

背景

土壤中的磷（P）缺乏严重限制了植物生长和生态系统生产力。本研究测试了一种利用从废弃磷矿中提取的真菌来溶解土壤中固定态磷的有前景的策略。

方法

从中国昆明海口磷矿遗址筛选出优良的解磷真菌（PSF），构建合成菌群（SynCom），并探讨其对酸性磷固定土壤中植物的影响。

结果

共筛选了609株真菌分离物，其中69株表现出溶磷潜力。最终选择了3株菌株——Aspergillus sp. 5C-22、Diaporthe sp. 7C-37和Irpex sp. 9B-08，因其具有较高的溶磷效率、对不同pH和温度的适应性以及易于培养，组装成SynCom。SynCom显著促进了三种牧草物种（Pennisetum purpureum、Arundo donax和Zea mays）的生长，使地上部生物量增加了35.5%–85.2%。它还增强了植物磷的吸收，提高了牧草的营养品质，使粗蛋白（增加25.9%–38.5%）、粗脂肪和可溶性糖含量提高。这些效益源自一种协同机制，涉及直接溶解磷（P）和钾（K）以及与宿主特异性地调节根际环境。SynCom持续提高了关键土壤酶活性，包括酸性磷酸酶、脲酶和硝酸还原酶。然而，其对根际养分库和性质的净影响受到植物生理的联合调节，突出了功能植物-微生物相容性的重要性。

结论

本工作确立了废弃磷矿作为耐逆、多功能PSF宝贵来源的地位，通过调动土壤原生磷储备，为传统施肥提供了可持续的替代方案。

背景

土壤中的磷（P）缺乏严重限制了植物生长和生态系统生产力。本研究测试了一种利用从废弃磷矿中提取的真菌来溶解土壤中固定态磷的有前景的策略。

方法

从中国昆明海口磷矿遗址筛选出优良的解磷真菌（PSF），构建合成菌群（SynCom），并探讨其对酸性磷固定土壤中植物的影响。

结果

共筛选了609株真菌分离物，其中69株表现出溶磷潜力。最终选择了3株菌株——Aspergillus sp. 5C-22、Diaporthe sp. 7C-37和Irpex sp. 9B-08，因其具有较高的溶磷效率、对不同pH和温度的适应性以及易于培养，组装成SynCom。SynCom显著促进了三种牧草物种（Pennisetum purpureum、Arundo donax和Zea mays）的生长，使地上部生物量增加了35.5%–85.2%。它还增强了植物磷的吸收，提高了牧草的营养品质，使粗蛋白（增加25.9%–38.5%）、粗脂肪和可溶性糖内容物提高。这些效益源自一种协同机制，涉及直接溶解磷（P）和钾（K）以及与宿主特异性地调节根际环境。SynCom持续提高了关键土壤酶活性，包括酸性磷酸酶、脲酶和硝酸还原酶。然而，其对根际养分库和性质的净影响受到植物生理的联合调节，突出了功能植物-微生物相容性的重要性。

结论

本工作确立了废弃磷矿作为耐逆、多功能PSF宝贵来源的地位，通过调动土壤原生磷储备，为传统施肥提供了可持续的替代方案。