褐藻寡糖：显著促进小麦生长并改善根际土壤微生态

小麦是重要的粮食、工业原料作物，是中国仅次于水稻、玉米的第三大主粮作物，其产量的长期稳定关乎国计民生。

然而部分产区小麦产量与品质出现下滑迹象，其中，最重要因素为多年连作带来的土壤养分缺失、病虫害加剧，造成机体生长发育缓慢、代谢活动紊乱、作物产量与品质下降，严重时甚至会导致植物体死亡。

褐藻寡糖（AOS）作为一种高活性的海藻提取物，在农业生产领域受到广泛关注。相比于高分子量的多糖，褐藻寡糖具备性质稳定、易溶于水、安全无毒的优点。

褐藻寡糖对小麦幼苗生长的影响

褐藻寡糖处理对小麦幼苗的生长指标(株高,根长)影响显著(表1)。与对照组CK相比，褐藻寡糖对小麦的根长、株高生长均有显著促进效果(P<0.05)。

其中，在14、21、28d时，小麦幼苗经过AOS（褐藻寡糖）灌根处理后，相较于空白对照，株高分别增加了55.81%、48.37%、44.40%，根长分别增加了63.64%、61.54%、46.55%；

上述结果表明，褐藻寡糖溶液浇灌处理对小麦幼苗生长的促进作用十分明显，且生长前期作用效果明显优于后期生长。

褐藻寡糖对土壤理化性质的影响分析

褐藻寡糖对土壤理化性质的影响(表2)。与CK相比，AOS处理对土壤电导率没有显著影响。小麦灌施褐藻寡糖后，在7d时，土壤总氮、有机质、速效钾含量显著提升，而硝态氮、铵态氮、速效磷含量均未发生显著变化(P<0.05)。

在28d时，与CK相比较，AOS组中土壤总氮、硝态氮、铵态氮、有机质、速效磷以及速效钾含量分别增加了222.95%、90.31%、128.14%、93.75%、88.82%、112.99%。

此外，AOS处理结果显示，土壤总氮、硝态氮、铵态氮、有机质、速效磷以及速效钾含量随着时间推移，呈现先升高后稳定并略有下降的趋势，这可能与小麦植株对养分的吸收利用有关。

褐藻寡糖对根际土壤微生物多样性的影响

为了比较AOS和CK处理间的细菌组成差异，本实验共收集了12个根际土壤样品，并进行了16SrDNA扩增子测序(图1)。

基于Bray-Curtis不相似性指数的主坐标分析(PCoA)显示，处理组AOS与对照组CK间存在明显差异。其中，根际土壤样品中的PC1轴分离比率为38.34%，PC2轴分离比率为22.25%。

基于细菌16SrDNA的相似性，对处理组AOS与对照组CK的根际土壤细菌丰富度及多样性指数进行了Alpha分析(图2)。

与对照组CK相比，处理组AOS的细菌丰富度与多样性指数均有提升。其中，三个重要的丰富度与多样性指数Shannon、Ace、Chao1显著增加(P<0.05)。

上述结果表明，小麦根灌褐藻多糖溶液后，根际土壤微生态得到了显著改善。

从门水平上的分析可知(图3)，根际土壤样本中的优势细菌门为变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)以及拟杆菌门(Bacteroidota)，相对丰度分别为84.88%~85.76%、3.28%~4.68%、2.31%~2.72%、1.30%~1.65%。

其中，AOS处理组中的变形菌门、放线菌门以及拟杆菌门的相对丰度要高于对照组CK。

从细菌属水平上分析，总共鉴定的优势细菌属为嗜酸菌属(Acidovorax)、假单胞菌属(Pseudomonas)、申氏杆菌属(Shinella)、Simplicispira以及马赛菌属(Massilia)，相对丰度分别为7.02%~15.17%、6.37%~10.07%、2.33%~7.77%、4.52%~5.65%、2.49%~5.22%(图4)。

与对照组CK相比，处理组AOS中的嗜酸菌属、Simplicispira、固氮螺菌属(Azospira)相对丰度有所增加。

其中，固氮螺菌属含有多种固氮细菌，可以协助宿主植物进行氮循环，而AOS处理组中固氮螺菌属相对丰度的增加，可能正是AOS土壤中总氮、硝态氮、铵态氮含量显著提升的原因之一。

土壤理化性质与根际土壤微生物的关联分析

在本研究中，利用冗余分析(RDA分析)准确评估小麦根际土壤样品中细菌群落与土壤理化性质的关系(图5)。

RDA1、RDA2轴数值显示根际土壤样品中细菌群落变化率分别为27.74%、19.38%。特别地，土壤总氮、有机质以及速效钾含量受根际细菌群落影响最大，其次为速效磷与硝态氮，铵态氮受到影响最小。

AOS处理组样本分布于有机质、速效钾、总氮以及铵态氮指标周围，且远离起点，这表明AOS处理会对根际土壤细菌群落产生影响，进而显著影响到栽培土壤中总氮与铵态氮的转化。

另外，在全部根际土壤样本中，总氮含量与有机质、铵态氮与速效钾含量呈现正相关关系，但与速效磷、硝态氮含量呈现负相关。

结果表明，AOS（褐藻寡糖）处理可以显著提高小麦幼苗的株高、根长，其中在14d时，AOS（褐藻寡糖）处理对小麦幼苗的促生效果最为显著。

此外，AOS处理可以显著改善土壤营养结构，总氮、硝态氮、铵态氮、有机质、速效磷、速效钾含量均增加，提高了小麦根际细菌多样性，并显著富集固氮螺菌属(Azospira)，促进土壤养分的转化。

综上，褐藻寡糖在一定程度上可以显著促进小麦苗期生长、改善土壤营养构成，并提高根际细菌群落的多样性与丰富度。