生物炭、解磷微生物和MgO纳米颗粒之间的协同作用提高了磷的有效性、土壤肥力以及固磷土壤（氧化土）中作物的抗逆性

《BMC Plant Biology》：Mechanistic synergy of biochar, phosphate-solubilizing microbes and MgO nanoparticle enhances phosphorus availability, soil fertility, and crop resilience in phosphorus-fixing soils (Oxisols)

磷固定是酸性/碱性土壤限制农业产出的关键问题。本研究通过整合生物炭（Biochar）、磷溶解微生物（PSMs）和氧化镁纳米颗粒（MgO-NPs），在氧化土中证实三者协同作用可显著提升土壤有效磷（+128%）、pH趋向中性、酸磷酸酶活性（+90%）及微生物生物量碳（+110%），最终使玉米生物量（+125%）、产量（+98%）和磷吸收（+155%）均达最优水平。

　　

摘要

在酸性和碱性土壤中，磷（P）的固定是全球农业生产力的主要限制因素，导致肥料使用效率低下和环境污染。单一的改良策略往往效果有限。本研究探讨了结合生物炭、磷酸盐溶解微生物（PSMs）和氧化镁纳米颗粒（MgO-NPs）的综合性土壤改良方法在减轻磷固定作用和提升作物表现方面的潜力。实验采用了一种具有固磷能力的酸性土壤（Oxisol）在温室中进行。实验设计包括七种处理方式：（1）对照组；（2）推荐氮磷钾肥（R-NPK）；（3）生物炭（B）；（4）磷酸盐溶解微生物（M）；（5）氧化镁纳米颗粒（N）；（6）生物炭+磷酸盐溶解微生物（BM）；（7）生物炭+磷酸盐溶解微生物+氧化镁纳米颗粒（BMN）。研究了玉米（Zea mays L.）的生长情况、产量和磷吸收量。对土壤样品进行了pH值、有效磷含量、微生物生物量碳（MBC）以及酶活性（酸性磷酸酶、脱氢酶）的检测。综合改良方案BMN的表现优于其他所有处理方式：与对照组和R-NPK处理相比，有效磷含量分别增加了128%和65%。同时，土壤pH值趋于中性，酸性磷酸酶活性增加了90%，微生物生物量碳（MBC）增加了110%。植物指标也反映了这些土壤改善效果：BMN处理组的植物生物量最高（比对照组增加125%），籽粒产量增加98%，磷吸收量增加155%。单独使用生物炭、磷酸盐溶解微生物或氧化镁纳米颗粒的效果较为有限，对大多数参数的影响不显著。生物炭、磷酸盐溶解微生物和氧化镁纳米颗粒的结合形成了一个协同作用系统，有效破坏了磷的固定过程。研究结论认为，生物炭为微生物提供了稳定的生存环境，氧化镁纳米颗粒直接与固定的磷化合物发生反应，而磷酸盐溶解微生物通过酶促作用释放磷。

图形摘要