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荧光假单胞菌的溶磷机制及其在杨树菌根际的定殖动态*

2021-04-10吴小芹叶建仁

林业科学 2021年3期

刘 辉 吴小芹 叶建仁 陈 丹

1.南京林业大学林学院 南方现代林业协同创新中心 南京 210037; 2.安徽师范大学生态与环境学院 芜湖 241002)

土壤磷素存量大,但其中约95%不能被植物直接吸收利用,溶磷微生物(phosphate-solubilizing microorganisms, PSM)是一类参与土壤磷循环的重要微生物类群,其可将土壤磷库中的难溶性磷酸盐转化为可溶性磷,从而显著提高土壤有效磷含量,促进植物生长和发育(Kuceyetal., 1989; 陈哲等, 2009)。目前,学者们已对 PSM 的种类、溶磷能力和应用效果等开展了广泛而深入的研究(Oliveriaetal., 2009; Wangetal., 2017; Chenetal., 2019)。有研究发现,许多在离体条件下表现出明显溶磷能力的 PSM 在实际应用中效果并不理想(Collavinoetal., 2010; 张英等, 2015)。影响 PSM 应用效果的因素很多,分析其原因主要有2方面: 一方面是由于 PSM 种类较多,溶磷过程十分复杂,其潜在机制也因 PSM 种类和菌株不同而有所区别(Antoun, 2012),当前对 PSM 溶磷机制认识的局限性制约了该类菌肥的研发和推广应用进程; 另一方面是由于磷在土壤中的移动性较小,PSM 释放到土壤中的磷必须在植物可以吸收的范围内(根际)才能被利用(朱培淼等, 2007)。Gupta 等(2011)研究发现,产气肠杆菌(Enterobacteraerogenes)10208 的溶磷能力是唐菖蒲伯克氏菌(Burkholderiagladioli)10216 的 13.8 倍,但对甜叶菊(Steviarebaudiana)促生效应和地上部磷吸收量之间的差异并不显著,分析其原因发现可能是 10216 菌株在甜叶菊根际定殖数量比 10208 菌株高1个数量级造成的。可见,PSM 能否在植物根际成功定殖也是影响其应用效果的关键因素(Mamtaetal., 2010)。在自然和半自然生态系统中,植物的根部常常被菌根真菌侵染,根际的概念已扩大到包括菌根真菌部分而被称作菌根际(Mycorrhizosphere)(Johanssonetal., 2004)。……

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