基于植物-土壤反馈的不同绿肥驯化微生物对玉米生长的影响

孟鹏飞; 郭涛; 刘文

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基于植物-土壤反馈的不同绿肥驯化微生物对玉米生长的影响

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【背景】在农田生态系统中,土壤微生物与植物互作的机制仍不清楚。【目的】进一步加强对植物-微生物互作的认识,筛选出引起不同反馈作用的关键微生物或微生物类群。【方法】采集豆科绿肥救荒野豌豆(Vicia sativa,V)、十字花科绿肥油菜(Brassica napus,N)和荒坡土壤(remnant prairie,R)驯化的田块土壤0-20 cm作为菌剂在温室进行植物-土壤反馈(plant-soil feedback,PSF)试验。土壤菌剂的接种量为10%,即有90%理化性质一致的灭菌土壤作为背景土,同时设置灭菌土壤菌剂作为对照(CK),种植玉米。每组土壤菌剂处理均分为50 mg/kg高磷(high phosphorus,HP)和5 mg/kg低磷(low phosphorus,LP)两个磷浓度处理。玉米收获后,测定产量和植株地上部磷含量,并取土壤样品进行高通量测序,解析不同养分供给情况下微生物对作物生长的反馈效应。【结果】高磷和土壤反馈效应均促进了玉米的生长。在低磷水平下,V、N和R处理的玉米地上部生物量均高于CK处理,但N处理的玉米地上部生物量增加最多(38%),且增幅显著高于V处理(28%)和R处理(16%);在高磷条件下,V、N和R处理的玉米生物量与CK之间无明显区别。低磷条件下,3种土壤菌剂处理的玉米地上部磷含量显著高于对照处理;高磷条件下,各处理的玉米地上部磷含量并无显著差异。各处理门水平主要物种组成存在差异,N处理富集更多的变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidota)。KEGG代谢通路分析表明,N处理中磷养分活化相关的功能基因phoB、phoA、phoR、phnA和glpR含量显著上升。【结论】土壤反馈实验表明,十字花科绿肥驯化的土壤微生物能够提高玉米的吸磷能力,促进其生长;十字花科绿肥富集更多和解磷相关的微生物和功能基因。

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来源
《微生物学通报》 |2023年第3期|1111-1122|共12页
作者
孟鹏飞; 郭涛; 刘文;
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作者单位

西南大学资源环境学院;

重庆400716;

西南大学含弘学院;

重庆400715;

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正文语种 chi
中图分类玉米（玉蜀黍）;土壤微生物学;
关键词
植物-土壤反馈(PSF); 土壤养分; 土壤微生物; 果园绿肥;

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