来自巴西塞拉多地区的木霉菌菌株在半量磷肥条件下能够提高磷的利用率并促进玉米生长

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：Trichoderma Strains from the Brazilian Cerrado Enhance Phosphate Availability and Maize Growth Under Half-Rate Phosphorus Conditions

　　**摘要**
磷对植物生长至关重要，但其低可用性和在土壤中的快速固定给农业生产带来了挑战。一种有前景的解决方案是使用促进植物生长的真菌，如木霉（Trichoderma），它们可以溶解磷酸盐、产生植物激素和酶，并保护植物免受病原体侵害。本研究旨在探讨来自巴西塞拉多（Cerrado）地区的木霉菌株的溶磷能力和促进植物生长的潜力。筛选了22株木霉菌株，以评估它们溶解无机磷酸盐和商业肥料的能力。其中最有效的菌株进一步接受了酶生产（酸性磷酸酶、植酸酶）、铁载体、吲哚-3-乙酸的产生能力，以及对非生物胁迫（农药、盐度、干旱）的耐受性的评估，并进行了分子鉴定。在温室条件下，使用推荐磷肥用量的一半，测试了该菌株对玉米生长的影响。结果发现，Trichoderma G41在溶解Ca3(PO4)2（645.26 μg P/mL）、AlPO4（814.66 μg P/mL）、FePO4（132.76 μg P/mL）和商业肥料方面表现最为显著。该菌株能够产生酸性磷酸酶（4.37 U/mL）、植酸酶（1.51 U/mL）、铁载体（74%铁载体单位）和吲哚-3-乙酸（42.19 μg/mL），同时还表现出对农药、盐度和干旱胁迫的耐受性，并且能够有效定植于玉米根部而不影响发芽。在低磷条件下接种该菌株后，玉米的根系（47%）和地上部分（38%）生物量增加，叶绿素、类胡萝卜素、氨基酸和还原糖含量提高，土壤酶活性也得到增强。Trichoderma rifaii (G41) 作为一种高效的溶磷剂和植物生长促进剂，展示了减少肥料依赖性和提高巴西塞拉多地区玉米农业生产力的可持续策略。

**图形摘要**
（此处为图像的替代文本，可能由人工智能生成。）

**引言**
磷是植物生长所需的重要大量营养元素，在植物代谢中起着核心作用。它参与多种生物化学和生理过程，包括通过三磷酸腺苷（ATP）进行能量转移、通过信号传导途径调节细胞活动，以及核酸和磷脂的结构组成（Sang, 2022）。尽管磷在植物发育中至关重要，但由于其天然含量低且反应性强，它在农业系统中常常成为限制性营养素。这些特性导致磷容易与土壤颗粒结合，并在金属离子存在下沉淀（Prasad, 2023）。通常，只有0.1%到0.5%的土壤磷以游离磷酸盐离子（如H2PO4?、HPO42?和PO43?）的形式可供植物利用（Johan et al. 2021）。大部分土壤磷要么吸附在矿物表面，要么以植酸、磷脂、核酸和ATP等有机形式固定。这些形式需要特定微生物酶的作用才能被植物吸收（Sang, 2022; Garcia et al. 2025）。土壤中磷的缺乏促使了化学磷酸盐肥料的广泛使用，虽然有效，但带来了严重的环境风险。过量施肥会导致水生系统富营养化、地下水污染、土壤微生物群落破坏和pH值失衡（Vassileva et al. 2022; Prasad et al. 2023）。值得注意的是，磷来源于有限的矿物储备（Silva et al. 2023）。在巴西，大多数磷酸盐矿床由溶解度低且成分复杂的火成岩构成，这增加了开采和加工成本（Sasabuchi et al. 2023）。全球范围内，只有少数国家能够生产磷酸盐肥料，如中国、美国、摩洛哥和俄罗斯。这种集中导致了价格波动较大，并且容易受到地缘政治不稳定性的影响，例如最近俄乌冲突造成的供应中断（Nastari 2022）。

溶磷微生物作为一种环保策略，有助于提高土壤中磷的生物有效性。然而，关于来自高度风化热带生物群落（如巴西塞拉多）的本地木霉菌株在低磷输入和非生物胁迫条件下的表现信息仍然有限（Galeano et al. 2025）。这些微生物通过产生有机酸、质子离子（H+）和铁载体等多种机制将不可溶性磷转化为可溶性形式（López et al. 2020）。酶促矿化对于将有机磷转化为无机磷酸盐至关重要，这一过程由酶复合体介导（Alori et al. 2017）。非特异性磷酸酶是释放有机磷的关键酶之一，根据反应的pH值可分为酸性磷酸酶和碱性磷酸酶（Bononi et al. 2020）。另一种重要酶是植酸酶，它能从植酸中释放磷，而植酸是植物中主要的磷储存形式（Li et al. 2023）。多项研究表明，细菌（如芽孢杆菌和假单胞菌，Ducousso-Détrez et al. 2024; Amri et al. 2023）以及木霉属真菌（Prasad et al. 2023）和丛枝菌根真菌（Assis et al. 2020）在促进磷酸盐溶解和增强植物生长方面具有有效性。特别是真菌，因其能分泌多种有机酸（如乳酸、柠檬酸、醋酸和2-酮戊二酸）并在酸性条件下保持酶活性而受到关注（Alori et al. 2017; Hassan et al. 2019）。这些特性使它们在以酸性为主的热带和亚热带土壤中特别有效。

巴西塞拉多地区的土壤由于Al3?和Fe3?等阳离子浓度高而高度风化和呈酸性。这些阳离子与其他元素结合，降低了养分的有效性（Alovisi et al. 2020; Santos et al. 2025）。然而，通过持续施用肥料和碱性改良剂，一些地区已适合农业生产（Procópio et al., 2021）。塞拉多生物群落拥有丰富的生物多样性，从其土壤中分离出了许多微生物（Távora et al. 2025）。其中，木霉属菌株在研究和商业应用中表现出多重优势。田间试验表明，接种T. viride、T. longibrachiatum和T. reesei并结合使用推荐磷肥用量的一半，可以促进大豆的生长和产量（Galeano et al. 2025）。巴西致力于采取可持续策略，在保护塞拉多生物群落的同时提高农业产量。溶磷真菌作为一种生物解决方案，有望减少对合成肥料的依赖并促进可持续农业实践。作为生物接种剂，它们可以改善养分循环、减轻环境影响，并促进更具韧性和多样性的土壤微生物群落。玉米是巴西最重要的作物之一，尤其是在中西部地区，那里的大规模生产依赖于塞拉多地区的条件。仅马托格罗索杜苏尔州（Mato Grosso do Sul）的玉米产量每季就超过1200万吨，凸显了该作物系统对可持续养分管理策略的需求。

基于这些考虑，本研究调查了来自巴西塞拉多生物群的木霉菌株的溶磷和促进植物生长特性。最具有潜力的菌株进一步接受了在胁迫条件下的溶磷能力、对发芽的影响以及体外根系定植能力的评估。最后，通过温室实验评估了其在全量及半量磷肥条件下促进玉米生长和土壤质量的能力，基于这样的假设：木霉菌株在低磷施肥条件下仍能保持溶磷能力和促进植物生长的特性。

**材料与方法**
2.1 微生物来源和接种物制备
本研究中使用的木霉菌株来自巴西马托格罗索杜苏尔联邦大学（UFMS）生物科学研究所的真菌培养收集库，位于坎波格兰德（Campo Grande）。这些菌株由Galeano等人（2024）从大豆根际分离得到。评估了22株属于木霉属的菌株。这些真菌在含有马铃薯葡萄糖琼脂（PDA）培养基的培养皿中继代培养，并在28°C下、12小时光照周期的生物需氧培养箱中培养7至10天。培养后，将真菌储存在4°C的冰箱中，并在30天内使用。

2.2 木霉菌株的溶磷能力
通过Pikovskaya（PVK）肉汤（Pikovskaya 1948）评估木霉菌株的溶磷能力。调整pH值至7.0，然后向培养基中添加0.5%的磷酸盐来源或商业肥料溶液：三钙磷酸盐（Ca3(PO4)2）、铝磷酸盐（AlPO4）、铁磷酸盐（FePO4）、热磷酸盐（14% P2O5）、颗粒热磷酸盐（17% P2O5）、Fort Tal Qual热磷酸盐11%（P2O5）、MV27（27% P2O5）（Morro Verde, Brazil）和单过磷酸钙（18% P2O5）。从每个真菌培养物中收集三个直径为5毫米的菌丝团，接种到含有50毫升培养基的Erlenmeyer烧瓶中，每个处理重复三次。培养物在30°C下、110转/分钟的旋转培养箱中培养5、7和10天。未接种的烧瓶作为对照组。培养结束后，通过Whatman 1号滤纸进行真空过滤，并以8600 × g离心10分钟。收集上清液并分析最终pH值和可溶性磷酸盐浓度。可溶性磷酸盐的测定采用Murphy和Riley（1962）描述的抗坏血酸法。使用SpectraMax? Plus 384微孔板读数仪（Molecular Devices, USA）在880 nm处读取吸光度。使用KH2PO4(200 μM)溶液构建校准曲线。磷浓度以μg P/mL表示。

2.3 酸性磷酸酶和植酸酶的产生
评估真菌产生植酸酶和酸性磷酸酶的能力。实验在50毫升的Trichoderma液体酶培养基中进行，重复三次（Ramada et al. 2016）。添加了农业中常用的牧草基底物，如稻壳、玉米秸秆和甘蔗渣，作为碳源，浓度为1%。在28°C和100转/分钟下培养7天后，进行真空过滤并离心8600 × g 10分钟。酸性磷酸酶活性根据Leit?o（2010）的方法，以对硝基苯酚（p-NPP）为底物进行测定。1单位（U）的酸性磷酸酶活性定义为每分钟释放1 μmol对硝基苯酚的酶量。植酸酶活性根据Heinonen（1981）的方法，以植酸为底物进行测定。量化时，1单位植酸酶活性定义为每分钟释放1 μmol磷酸的酶量。

2.4 有机酸的定性测定
为了定性分析，将菌株点接种在PVK琼脂上并在28°C下培养4天。菌落周围的透明晕圈表明通过有机酸产生了磷酸盐，通过溴甲酚绿（Dezam et al. 2017）检测。此外，还在PVK肉汤中以110转/分钟的速度培养菌株，以确定最终pH值。

2.5 铁载体的产生
铁载体分析采用Schwyn和Neilands（1987）的方法，稍作修改的铬 azurol S（CAS）测定法进行。所有玻璃器皿用6 mM HCl清洗以去除铁残留。含有50毫升改良无铁Czapec肉汤（1% w/v葡萄糖、0.1% w/v酵母提取物、0.1% w/v K2HPO4和0.05% w/v MgSO4）的Erlenmeyer烧瓶中接种三个直径为5毫米的菌丝团。培养物在28°C下、110转/分钟下培养7天。未接种的烧瓶作为对照组。**2.10 T. rifaii (G41) 接种对玉米种子发芽和根系定植的影响**
为了接种玉米种子，首先用无菌蒸馏水刮取真菌培养物的表面，制备孢子悬浮液。通过将1毫升悬浮液稀释到9毫升羧甲基纤维素溶液（0.5% w/v）中，调整孢子浓度至1×10^8个孢子/mL。然后将玉米种子（B2741PWU）浸泡在70%乙醇中1分钟，接着在3%次氯酸钠中浸泡4分钟。之后用无菌蒸馏水冲洗种子五次。实验设置了两种处理方式，每种处理方式重复四次，每次处理五粒种子。处理方式如下：T1为未接种的对照组（仅含CMC）；T2为接种了T. rifaii (G41)的种子。接种时，每100克种子用2.0毫升真菌悬浮液处理，静置30分钟。随后将种子播种在琼脂水培养板上，并在28°C、12小时光照条件下培养7天。根据Al-Mudaris（1998）的方法，每天统计发芽时间和发芽速度指数。播种7天后，按照前述方法对幼苗进行消毒。将根系切成小段，转移到含有PDA培养液的培养皿中，每种处理方式使用三个培养皿，每个培养皿放置五段根系。培养5天后，根据Cortés-Rojas（2021）的方法测量根系定植情况，并以百分比表示。溶解能力根据磷酸盐来源的不同而有所差异，其中Ca3(PO4)2和AlPO4通常能产生较高浓度的可溶性磷，而FePO4则产生较低浓度的可溶性磷。例如，在FePO4存在下培养7天后，G41仅溶解了477.59 μg P/mL的磷。图1：该图像的替代文本可能是使用人工智能生成的。全尺寸图像：显示了在Ca3(PO4)2、AlPO4或FePO4存在下，Trichoderma菌株在5天、7天和10天培养后磷酸盐溶解的热图。结果为三次重复实验的平均值。对照组为未接种样品。

3.3 商业磷酸盐肥料在Trichoderma菌株作用下的溶解效果
还使用了农业生产中常用的商业肥料进行了测试（图2）。在热磷酸盐存在下，GT32（13.71 μg P/mL）、G41（12.89 μg P/mL）和G43（13.06 μg P/mL）的溶解效果显著高于未接种的对照组（5.01 μg P/mL）（图2A）。

3.4 Trichoderma菌株产生的磷酸循环酶
图3展示了Trichoderma菌株产生磷酸矿化酶的结果。这些菌株能够以玉米秸秆为碳源产生酸性磷酸酶（图3A），其中GT32（7.22 U/mL）和G50（7.38 U/mL）的产量显著高于G43和G41（p < 0.05）。在植酸酶方面（图3B），Trichoderma菌株在所有测试的碳源上均表现出高效的酶生产能力。特别是GT32在稻壳上的植酸酶活性非常高（1.61 U/mL），而G50在玉米秸秆上的活性也为1.65 U/mL，这与其他菌株有显著差异（p < 0.05）。

3.5 Trichoderma菌株产生的有机酸、铁载体和IAA
GT32、G41、G43和G50菌株在48小时内产生了有机酸，导致培养基颜色发生变化（图4A）。最终pH值范围在3.45到4.29之间（图4B）。GT32产生的有机酸最多，将pH值降至3.45，其次是G41，将其降至3.71。此外，三种Trichoderma菌株均具有产生IAA的能力：GT32产生32.62 μg IAA/mL，G41产生44.27 μg IAA/mL，G50产生43.48 μg IAA/mL（图4C）。值得注意的是，G43菌株未产生可检测到的IAA水平。如图4C所示，GT32、G41、G43和G50产生的铁载体含量分别为75%、74%和57%。

3.6 Trichoderma菌株对农用化学品的耐受性
通过评估这些菌株在这些化合物存在下的生长情况来评估其对农用化学品的耐受性。阿特拉津（除草剂）和Curbix（杀虫剂）并未抑制任何菌株的生长，其平均生长率分别为89%和88%（图5）。相比之下，在G-铵或ZAPP存在下，没有任何菌株能够生长。补充材料中展示了每种农用化学品处理下真菌生长的代表性图像（图S1）。

3.7 Trichoderma G41的分子鉴定
由于Trichoderma G41具有溶解磷酸盐的能力和多种促进植物生长的特性，因此选择其进行进一步研究。通过测序tef1a基因对该菌株进行了分子鉴定。使用MEGA软件和邻接法推断出其进化关系，结果显示Trichoderma G41与Trichoderma rifaii属于同一类群（支持度为100%）（图6）。

3.8 T. rifaii（G41）在压力条件下的磷酸盐溶解能力评估
在盐（NaCl）和渗透压（PEG 6000）压力下评估了T. rifaii（G41）的磷酸盐溶解能力。该菌株在10天内的溶解能力保持稳定，在300 mM NaCl条件下第7天时达到1155.17 μg P/mL（图7A）。在渗透压压力下（-0.5和-1.0 MPa），溶解能力逐渐增加，在-1.0 MPa条件下10天后达到498.27 μg P/mL（图7B）。

3.9 T. rifaii（G41）对玉米种子发芽和根系定植的影响
评估了T. rifaii（G41）对玉米种子发芽和早期生长的影响（图8）。与对照组（仅使用CMC）相比，接种T. rifaii（G41）并未影响种子的初始发育。T. rifaii（G41）显著提高了发芽率和发芽速度指数（GSI）（p < 0.0001）。平均发芽时间没有显著差异。

3.10 T. rifaii（G41）在温室条件下促进玉米生长
在温室实验中，使用ADV9339玉米品种，评估了T. rifaii（G41）的促生长潜力（图9）。在半量施肥条件下，接种T. rifaii显著增加了根长（13%）和茎长（9%）（图9A和图9B）。此外，接种处理还显著增加了根鲜重（47%）和茎鲜重（38%）（图9C和图9D），与未接种处理（T1）有显著差异（p < 0.05）。

3.11 T. rifaii（G41）对玉米生物化学成分的影响
分析的生物化学参数包括总叶绿素、类胡萝卜素、黄酮类化合物、酚类物质和总还原糖（图9）。半量磷酸盐施肥结合T. rifaii接种处理使总叶绿素增加了41%（图10A），类胡萝卜素增加了32%（图10B），总游离氨基酸增加了86%（图10E），总还原糖增加了47%（图10F）。在满量施肥条件下，与未接种处理（T3）相比，接种处理使黄酮类化合物含量提高了32%（图10C）。值得注意的是，T. rifaii（G41）接种处理在满量和半量磷条件下均提高了还原糖含量（图10F）。

3.12 土壤中植酸酶、酸性磷酸酶和微生物活性的量化
在两种施肥条件下，接种T. rifaii（G41）的处理中，土壤酸性磷酸酶活性增加了16%（图11A）。在半量施肥条件下，T. rifaii（G41）处理的植酸酶活性增加了25%；在满量施肥条件下增加了8%（图11B）。

4 讨论
Trichoderma属真菌在养分循环中起着关键作用，尤其是磷元素。磷对植物生长和发育至关重要，支持农业生产并促进可持续的农业生态系统（Bononi等人，2020；Galeano等人，2025）。GT32、G41、G43和G50菌株在溶解Ca3(PO4)2和热磷酸盐方面表现出有效性。在先前的研究中，Gongronella butleri的溶解能力为417.33 μg P/mL（Doilom等人，2020），而Trichoderma gamsii的溶解能力为328.4 μg P/mL（Amperes等人，2022）。

接种G41菌株7天后，培养基的pH值从7.0显著降低到3.0。这一现象可能与有机酸的产生、质子释放以及真菌呼吸过程中的气体交换（O2/CO2）有关（Rawat等人，2020）。有机酸对于使磷可供真菌生长和发育至关重要，这解释了它们在提高磷生物利用度方面的作用（Kelly等人，2023）。真菌和细菌在磷酸盐溶解中都起着重要作用。真菌特别有效，因为它们能够产生多种有机酸（如葡萄糖酸、苹果酸和草酸），而细菌产生的有机酸种类有限（Alori等人，2017）。然而，一些细菌属，如假单胞菌和芽孢杆菌，也被认为是有效的磷酸盐溶解剂（Ducousso-Détrez等人，2024；Amri等人，2023；Alori等人，2017）。GT32和G41产生的有机酸最多，分别将pH值降低了7.0到3.45和3.71。Dezam等人（2017）研究了35种真菌菌株的有机酸产生情况，发现最有效的属于曲霉菌属。Chaudhary等人（2023）也观察到pH值降低，并且在接种了曲霉菌和Lecanicillium属的固体培养基中形成了黄色晕圈。曲霉菌属（Aspergillus）在工业界因其能够产生有机酸而广为人知（Yang等人，2017年）。本研究证明，木霉属（Trichoderma spp.）也可以成为有机酸生产的可行替代品。除了作为生物控制剂的成熟应用外，木霉属还可能在提高养分生物可利用性方面具有更广泛的应用，特别是通过溶解磷酸盐（Sang等人，2022年）、钾（Jiao等人，2024年）和锌（Chaudhary等人，2023年）。微生物对磷酸盐的溶解效果是一个日益受到关注的研究课题。Mendes等人（2020年）报告称，虽然硫酸可以从磷灰石岩中溶解出9毫克磷/升（P2O5含量为3.9%），但由磷酸盐溶解真菌产生的草酸在评估条件下可达到18毫克磷/升的溶解水平。这些结果表明，真菌产生的有机酸可以提高特定矿物来源中磷酸盐的溶解效率。在本研究中，木霉分离株展示了溶解不同来源磷酸盐的能力，如Ca3(PO4)2、AlPO4和FePO4。值得注意的是，这种溶解多种磷酸盐来源的能力对于塞拉多（Cerrado）土壤的应用尤为重要，因为这些土壤通常富含铝。这些分离株能够溶解铝结合和钙结合的磷酸盐，表明它们在多种土壤类型中都具有广泛的适用性，包括碱性土壤（Liu等人，2021年；Procópio等人，2021年）。

磷酸盐的溶解效率受微生物生长、底物可用性和培养基pH值的影响（Alori等人，2017年）。在本研究中，G43分离株的溶解值明显高于Adhikari等人（2019年）报道的青霉菌属（Penicillium spp.）的分解值，这突显了塞拉多来源的木霉菌株的强大磷酸盐溶解潜力。尽管两项研究都使用了比色法来量化可溶性磷，但在解释这一比较时，应考虑培养温度、接种物制备和培养条件的差异。除了对不同磷酸盐来源的溶解效率外，真菌的另一个显著特点是它们的溶解速率远高于细菌。Sánchez-Gonzalez等人（2023年）报告称，假单胞菌（Pseudomonas）和芽孢杆菌（Bacillus）在8天后分别只能从Ca3(PO4)2中溶解出225和274微克磷/毫升。相比之下，木霉分离株在更短的时间内溶解了更高的量。例如，GT32在仅3天后就从Ca3(PO4)2中溶解出了747.70微克磷/毫升。木霉分离株还能够从不同释放速率的商业肥料中溶解磷，表明它们在多种施肥策略下都能提高磷的可用性。这种多功能性对于塞拉多土壤尤为重要，因为那里的肥料效率往往较低。

Qarni等人（2021年）的研究中，草酸青霉菌（Penicillium oxalicum）从岩石磷酸盐（P2O5含量为28%）中释放出了693.16微克磷/毫升。同样，Tubingensis曲霉菌（Aspergillus tubingensis）在岩石磷酸盐存在下达到了510.2毫克磷/升，并使最终pH值降至3.0（López等人，2020年）。Galeano等人（2025年）的研究中，T. viridie、T. longibrachiatum和T. reesei显示出高效的养分和肥料溶解能力。作者提出使用木霉属真菌来促进减少磷酸盐肥料施用的可持续种植系统。微生物生物量对养分循环至关重要。它作为有机磷的储存库，有助于其矿化，并增强无机磷的溶解（Basílio等人，2022年）。这一过程中的关键酶包括非特异性磷酸酶和植酸酶。在高微生物活性的土壤中，磷酸酶水平通常较高，而植酸酶负责从植酸中释放有机磷，植酸是土壤中丰富的磷来源（Bononi等人，2020年；Li等人，2023年；Galeano等人，2024年）。有趣的是，木霉菌株在三种不同的碳源存在下都能产生这些酶。例如，G50分离株在玉米秸秆上产生了7.38单位/毫升的酸性磷酸酶和1.65单位/毫升的植酸酶。Zhao等人（2015年）分析了Aspergillus asperellum的酶产生情况，发现其最大植酸酶活性为0.17单位/毫升，最大磷酸酶活性为7.15×10^-3单位/毫升。也就是说，本研究中分析的分离株表现出更高的酶产生能力。

木霉分离株的另一个宝贵特性是通过色氨酸依赖途径产生IAA的能力。IAA是一种植物激素，可以刺激根系生长，调节根系结构，并改善水分和养分的吸收（Sanó等人，2022年）。Abdenaceur等人（2022年）报告称，Trichoderma harzianum产生的IAA量为21.15微克/毫升，表明它是一种有效的生物肥料。本研究中评估的木霉分离株产生的IAA量几乎是前者的两倍，其中T. rifaii（G41）产生了44.27微克IAA/毫升。这种更高的IAA产生在温室实验中得到了体现，因为接种的植物表现出更重的根系和更长的根长。铁载体（siderophores）是低分子量且具有强金属螯合特性的分子，通过限制病原生物对铁的利用来帮助修复金属污染的土壤。此外，铁载体通过与铁磷酸盐和铝磷酸盐等复合金属结合，使磷可供植物吸收（Etesami等人，2021年）。先前的研究报道了不同微生物产生的铁载体，如Penicillium chrysogenum（48%铁载体单位）（Galeano等人，2023年）、Aspergillus sp.（63.7%铁载体单位）和Lecanicillium sp.（60.6%铁载体单位）（Chaudhary等人，2023年）。相比之下，T. rifaii（G41）的铁载体产生量更高，达到了74%。

对农用化学品的耐受性是农业生物投入的重要特性。先前的研究报告称，在杀菌剂存在下，木霉的生长受到不同程度的抑制，但总体而言，它们的耐受性支持其与传统作物管理的兼容性（Limdolthamand等人，2023年；Widmer等人，2019年）。这一特性表明，这类分离株可以整合到现有的农业实践中。尽管评估真菌在非生物胁迫条件下的存活和孢子形成情况将提供重要的补充信息，但未来的研究应探讨真菌在农用化学品存在下的活力、孢子形成和持久性。农业集约化、过度使用土壤、农用化学品的应用以及其他人为活动可能导致农业土壤盐分过高和水分短缺。这些非生物胁迫影响微生物生长、养分的生物可利用性，从而影响养分的吸收（Tandon等人，2019年）。T. rifaii（G41）能够克服这些挑战。盐分对其磷酸盐溶解能力没有影响，而水分胁迫虽然降低了可溶性磷的水平，但并未完全停止这一过程。相反，A. tubingensis和Talaromyces islandicus暴露于3% NaCl时，可溶性磷浓度显著降低至495.1毫克/升（López等人，2020年）。值得注意的是，渗透胁迫对T. rifaii（G41）的影响比盐分或干旱胁迫更为显著。PEG 6000被证明是磷酸盐溶解的强抑制剂。Tandon等人（2019年）对Trichoderma koningiopsis也报告了类似的现象。T. rifaii（G41）在溶解多种磷酸盐来源和产生植酸酶、酸性磷酸酶、IAA和铁载体方面表现出高效。该菌株还与田间广泛使用的农用化学品兼容，并在盐分和干旱胁迫条件下保持了其磷酸盐溶解能力，显示出抗性和适应性。此外，Galeano等人（2024年）的先前研究报道，T. rifaii（G41）具有强烈的抗真菌活性，对Macrophomina phaseolina（54.4%）、Sclerotinia sclerotiorum（70%）和Fusarium solani（76.3%）有显著的抑制作用。这些抗真菌特性使其成为对抗重要植物病原体的有力候选者。尽管T. rifaii（G41）提高了发芽率和发芽速度指数（GSI），并成功定植于根系，但需要在更复杂的土壤条件下进一步研究以确认是否会出现类似的相互作用。温室实验表明其能够促进植物生长，进一步证实了其作为更可持续和高效农业系统生物投入的潜力。

温室实验强调了T. rifaii（G41）作为植物生长促进剂的效率，这与文献中报道的其他微生物的效果一致。Hussain等人（2024年）观察到接种黑曲霉（Aspergillus niger）后根长增加了12%。在这里，T. rifaii（G41）的接种使根长增加了13%。此外，在半量磷酸盐施肥条件下，T. rifaii（G41）处理提高了根的新鲜重量（47%）和茎的新鲜重量（38%），这可能是由于真菌增强了土壤中的C/P平衡。同样，Pleurotus ostreatus在岩石磷酸盐施肥下促进了玉米生长，导致新鲜重量、根长和茎长的增加（Maharana等人，2020年）。Baron等人（2018年）的研究表明，当仅施用推荐肥料量的50%时，Aspergillus brasiliensis和Aspergillus sydowii提高了植物中的磷浓度。因此，即使在减少磷酸盐施肥的情况下，真菌也能通过有效溶解土壤中的磷来促进植物生长。总体而言，这些发现强调了这些微生物提高养分生物可利用性的能力，为防止过度使用化学肥料提供了有效策略。除了根和茎的重量和长度有所改善外，其他相关参数似乎也受益于真菌接种。根和茎的发育改善可能增强了水分和养分的吸收（Zhang等人，2020年）。在本研究中，接种T. rifaii（G41）的玉米显示出总还原糖的增加，表明在减少磷酸盐施肥的情况下光合作用性能得到提升（Malik等人，2022年）。在两种施肥率下，土壤中的酸性磷酸酶活性增加了16%，而在半量施肥和结合T. rifaii（G41）接种的情况下，植酸酶活性分别增加了25%和8%。FDA水解显示微生物活性更高（半量施肥下为63%，全量施肥下为11%），支持了磷的矿化和植物生长。Trichoderma和Aspergillus物种也报告了类似的结果，强调了微生物酶在生物地球化学循环和可持续农业中的关键作用。

本研究中观察到的综合机制表明，在磷的动员和植物生长促进方面存在协同作用。有机酸的产生可能有助于降低pH值，从而增强无机磷的溶解，而磷酸酶和植酸酶活性则支持了有机磷形式的矿化。此外，铁载体的产生可能通过螯合高度风化的塞拉多土壤中的Fe和Al离子来促进磷的释放。同时产生的吲哚-3-乙酸（IAA）可能刺激了根系发育，增加了根表面积并提高了养分吸收效率。这些机制共同解释了在减少磷酸盐施肥条件下观察到的玉米生长改善，将体外功能特性与温室表现联系起来。木霉属真菌因其其在生物控制过程中的有效性而在巴西扩展了可用有益微生物的范围，市场上也有许多商业产品（Macena等人，2020年）。然而，仍需要研究具有磷酸盐溶解潜力的新型木霉分离株，以扩大巴西国内可用的有益微生物范围。随着生物投入在农业中使用的增加，目标是推广对环境危害较小的做法，并符合生态和生物经济原则，特别是在应对全球变暖带来的挑战时。

结论：本研究展示了木霉菌株的磷酸盐溶解和促进植物生长的能力。表现最好的分离株G41被鉴定为T. rifaii，它具有多种促进植物生长的能力，如从肥料中溶解磷酸盐、合成IAA、产生铁载体、磷循环酶和有机酸。即使在盐分和干旱条件下，磷酸盐溶解能力也得以保持。接种该分离株影响了多个变量，在半量磷酸盐施肥条件下促进了玉米生长。结果表明，这种菌株有望减少肥料的使用并保护塞拉多土壤。