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南繁种业所在蔗田土壤微生物影响磷转化方面取得新进展

发布时间:2022年11月17日来源:植物健康与逆境治理研究室

中国蔗区主要分布于广西、云南、广东和海南等省区,土壤类型以红壤、赤红壤为主,这些土壤通常有机质和养分含量较低,速效磷缺乏尤为明显。施磷是提高土壤磷素养分的有效措施,但同时也会改变土壤微生物群落结构。针对低磷甘蔗土壤,探明不同施肥模式下土壤微生物和磷转化的关系有助于科学调控磷水平从而保证甘蔗的优质高产。

图1 不同施肥处理下甘蔗产量及农艺形状

近日,南繁种业所栽培中心在 Frontiers in Plant Science 在线发表了题为 Long-term fertilization has different impacts on bacterial communities and phosphorus forms in sugarcane rhizosphere and bulk soils under low-P stress 的研究论文。

本研究依托大田定位实验,比较分析了不同施肥模式(化学氮钾肥(NK)、氮磷钾肥(NPK)以及氮磷钾配施蔗叶(NPKS))对甘蔗根际和非根际土壤中磷形态与微生物群落的影响,并进一步探究了微生物与磷转化的相关性。与NK处理相比,NPK和NPKS处理显著提高了甘蔗的产量和品质性状(P<0.05),尤其是NPKS处理。同时,施磷显著提高了根际和非根际土壤的有效磷、可溶性无机磷和难溶性无机磷含量,但仅显著提高了非根际土壤的Chao1指数和Shannon指数;所有这些指标,根际组均明显高于非根际组。施磷也显著改变了土壤细菌群落组成,其中根际土壤变化较大,非根际土壤变化较小。甘蔗根际富集的细菌属主要有Bradyrhizobium, Rhodanobacter, Pseudolabrys, Conexibacter, and Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia,其中大部分菌属对植株生长有潜在促进作用。


图2 不同施肥处理下微生物群落结构特征

此外,与NK相比,施磷显著增加或减少了参与碳、氮、硫循环的功能群丰度。许多细菌种类的相对丰度与土壤磷形态显著相关。综上,长期施磷改变了缺磷甘蔗土壤细菌的结构和功能,有助于土壤磷的循环和供给。研究结果为通过施肥措施来激发微生物的活性,进而提高土壤养分和作物产量提供了有用信息。  

图3 不同施肥处理下养分循环功能群及细菌与磷形态的关系

吴启华为该文的第一作者,敖俊华研究员为通讯作者。该研究得到国家重点研发计划专项、国家糖料产业技术体系项目和广东省科学院建设国内一流研究机构专项资金项目资助。


论文信息:

Wu Q, Chen D, Zhou W, Zhang X and Ao J (2022) Long-term fertilization has different impacts on bacterial communities and phosphorus forms in sugarcane rhizosphere and bulk soils under low-P stress. Front. Plant Sci. 13:1019042. doi: 10.3389/fpls.2022.1019042(https://doi.org/10.3389/fpls.2022.1019042