中国农业大学卢奕丽团队npj Biofilms Microbi.：微生物重塑土壤水汽吸附交叉学科领域取得新进展

背景：土壤水分是维持生态系统功能的核心要素，干旱胁迫下细菌通过分泌胞外聚合物（EPS）形成生物膜以增强环境适应能力，但极端干旱条件下生物膜对土壤水汽吸附的调控作用尚不明确。研究目的：中国农业大学卢奕丽团队通过选取不同质地土壤，接种野生型及EPS缺陷型菌株，结合高精度水汽吸附动态分析技术，系统解析极端干燥区间（-400MPa至-10MPa）内生物膜介导的土壤水汽吸附等温线及其滞后特征。结论：研究发现，极端干燥土壤中细菌仍可维持活性与稳定生物膜结构，并通过双重核心机制重塑土壤水汽吸附行为：一是将水汽吸附量提升10%–49%；二是在低水活度区间（aw<0.6）发生滞后反转，即吸附过程含水量高于解吸过程。机制上，EPS富含亲水官能团，通过氢键与静电作用强化水分子结合，并通过吸胀效应改变土壤颗粒表面能。该研究首次从定量层面揭示生物膜对极端干燥条件下土壤水分动态的主导调控作用，提出了生物膜作为“生物海绵”的新概念，为干旱地区土壤水分管理提供了新理论依据。