藻酸盐–壳聚糖–黄嘌呤水凝胶与盐单胞菌的组装改善盐碱胁迫下保护地作物生长的土壤质量

《Molecules》：The Assembly of Alginate–Chitosan–Xanthine Hydrogel and Halomonas Improves Soil Quality of Protected Crop Growth Under Saline–Alkali Stress

　　摘要土壤盐碱胁迫已成为一大风险，导致作物产量显著下降，尤其在设施农业中，过量施肥的威胁更为突出。因此，迫切需要开发环境友好的策略来改善盐碱土质量。微生物接种剂在缓解土壤胁迫方面具有广阔的应用前景，但其在作物根际的定殖能力往往受限。为提高微生物接种剂的效率，本研究借助人工Homs结合蛋白（Schx）的辅助，构建了耐盐细菌卤单胞菌（Halomonas，简称Homs）与由海藻酸钠、壳聚糖和黄原胶组成的水凝胶的组装体系。通过盆栽实验，系统评估了该Homs + Schx组装体在盐碱胁迫下对作物生长及根际微生态的影响。结果表明，施用Homs + Schx提高了根际细菌群落的Shannon多样性指数，并增加了与生物膜形成和氮循环相关的关键细菌属（如曲杆菌Curvibacter和硝螺菌Nitrospira）的相对丰度。此外，Homs + Schx增强了土壤脲酶、过氧化物酶和蔗糖酶的活性，降低了钠离子含量，提高了钾离子含量，并有效降低了土壤pH值和含盐量。从生理层面来看，该处理诱导了根部渗透调节响应，表现为脯氨酸含量升高和丙二醛含量降低。因此，Homs-Schx促进了盐碱土中番茄和小麦的生长。本研究为增强植物促生细菌的根际定殖能力、调节微生物群落结构以及借助绿色材料策略提升作物抗逆性提供了新的思路。