生物炭与PGPR（植物生长促进菌）的结合通过调节植物生理机能和根际微环境，提高了马尾松（Pinus massoniana）幼苗的抗旱能力

《Plant and Soil》：Biochar–PGPR combination modulates physiology and rhizosphere microenvironment to improve drought resistance of Pinus massoniana seedlings

马尾松幼苗通过生物炭与植物促生菌（Bacillus thuringiensis IP3）协同应用显著提升抗旱性，机制涉及生理响应（如40.1%相对含水量增加、7.4倍光合速率提升）和根际微环境调控（微生物组成改变、养分改善及代谢通路激活）。

　　

摘要

背景与目的

马尾松（Pinus massoniana）是中国南方主要的造林针叶树种，但干旱影响了其幼苗的培育。尽管促植物生长的根际细菌（PGPR）已被广泛用于促进植物生长，且生物炭已被证明既能作为微生物的栖息地，又能作为缓释养分库，从而提高PGPR的定殖能力和植物的抗逆性，然而PGPR与生物炭对马尾松抗旱性状的协同作用机制仍不甚明了。

方法

本研究首先制备了一种基于PGPR的生物炭制剂，随后结合宏基因组学与植物生理分析，阐明了该制剂如何调节马尾松幼苗的抗旱性——即将根际微环境的变化转化为地上部分的生理响应。

结果

椰壳生物炭有效固定了耐旱的PGPR菌（Bacillus thuringiensis IP3），在储存30天后细胞密度增加了20%。生物炭与PGPR的联合使用在干旱胁迫下使幼苗的相对含水量比对照组提高了40.1%，同时降低了膜脂质过氧化、相对电解质泄漏和针叶损伤。该生物炭-PGPR制剂增强了茎部和根部的生长，在干旱胁迫下使净光合速率提高了7.4倍，过氧化氢酶（POD）活性提高了74.2%，过氧化氢酶（CAT）活性提高了66.3%，脯氨酸含量提高了40.3%。此外，该制剂还显著改善了土壤养分状况，改变了根际微生物组成和功能，促进了土壤中的氨基酸和脂质代谢途径，并增加了与养分循环和生物膜形成相关的基因的相对丰度。

结论

生物炭与PGPR的联合应用通过调节植物的生理响应和根际微环境，增强了马尾松幼苗的抗旱性。