作者:马 莹,曹梦圆,石孝均,李振轮,骆永明
单位:西南大学资源环境学院;中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室(南京土壤研究所)
PGPB是一类有益的微生物,能够有效促进植物的生长。它们存在两种主要的生活方式:一种是根际生活,存在于植物根系周围的土壤中,并与其他微生物竞争资源;另一种是内生生活,生存于植物组织内部,表现出更强的适应外部环境变化的能力。在这两种生活方式下,均有丰富多样的菌属,具备各种功能特性,成为农业微生物技术的重要资源。
PGPB能够通过各种机制直接或间接地提高作物产量、品质以及土壤肥力。其中,直接作用机制包括产生植物激素以调节植物生长、改善植物营养供应(例如固定大气中的氮元素、溶解土壤中难溶性磷和分解含钾矿物等);而间接作用机制则指生物控制,如诱导植物系统抗性,通过合成抗生素和几丁质酶对抗植物病原体,竞争根际的生态位或土壤中的有效铁。图1详细描述了PGPB的作用机制(包括直接机制与间接机制)、功能(主要包括合成植物生长调节物质、固氮和活化营养物质、缓解非生物胁迫、防止或消除生物胁迫、调控根系构型、调节根际微生物群落结构)以及其在农业中的应用。
Fig.1 Functions of plant growth-promoting bacteria (PGPB) and their applications in agriculture
未来,为了成功应用PGPB,需要进行三个主要方面的准备工作,即选择适宜的PGPB菌株、确定合适的接种方式,以及评估PGPB菌株在实际应用中的效果,从而推动农业朝着可持续发展的方向迈进。
本文阐述了PGPB促进作物生长的作用机制,PGPB菌剂的制备和施用方式,以及在现代农业中的应用研究。这为进一步研究土壤-植物-微生物在根际圈的相互作用提供了重要基础。尽管如此,今后的研究仍需加强以下几个方面:
(1)深入研究PGPB与植物、其他功能微生物以及外部环境因素之间的复杂互作关系;
(2)研发更多绿色、高效、经济的新型复合固定化载体,以提高PGPB的效能和稳定性;
(3)探究关于PGPB的微生物组,找出重要核心微生物,并在农业中广泛应用。
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