Improvement of phosphorus uptake, phosphorus use efficiency, and grain yield of upland rice (Oryza sativa L.) in response to phosphate-solubilizing bacteria blended with phosphorus fertilizer - ScienceDirect

摘要

土壤中的磷（P）限制是作物生产力的主要问题。然而，使用化肥对环境有害且成本高昂。因此，使用磷酸盐溶解细菌（PSB）是可持续农业系统的一种环保方法。在本研究中，连续两年进行了一次田间试验，以研究分离的三种PSB菌株，地衣芽孢杆菌、分散泛球菌和葡萄球菌，以及不同的磷肥用量对水稻磷吸收、磷利用效率（PUE）和粮食产量的影响。还研究了土壤酶活性与PSB处理的关系。对产量和生化参数的比较分析表明，接种PSB联合体可以减少水稻栽培中推荐磷剂量的近50%。与未接种的对照组相比，三种PSB菌株与50%P剂量组合最有效，P摄取和PUE增加最高。此外，与2018年和2019年未接种对照相比，PSB联合体与50%的P剂量分别提高了50.58%和35.64%的产量。在PSB处理下，土壤脱氢酶、碱性磷酸酶和酸性磷酸酶的活性也显著增加。

实验设计

有四种不同水平的磷肥（推荐剂量45 kg P₂O₅ ha^-1的0%、50%、75%和100%）。

对于每个P水平，有九种PSB接种处理：

T1，未接种对照；

T2、PSB1；

T3、PSB2；

T4、PSB3；

T5、PSB1和PSB2；

T6、PSB1和PSB3；

T7、PSB2和PSB3；

T8、PSB1、PSB2和PSB3；

T9，标准菌株（Pseudomonas putida MTCC2476）。

表1 从采集自印度北阿坎德乌德哈姆·辛格·纳加尔区潘特纳加尔的大田水稻根际土壤中分离出的具有最高磷酸盐增溶指数（PSI）值的三种细菌菌株的鉴定

图1 2018年和2019年种植季节（6月至11月）的天气条件，位于印度塔拉伊平原的试验点。这些数据是从位于印度潘特纳加尔的Govind Ballabh Pant农业与技术大学诺曼·E·博洛格作物研究中心的气象观测站获得的。T=温度；Tmax=最大值

图2 在含有磷酸三钙的Pikovskaya琼脂上分离物形成的透明圈。箭头显示了磷酸盐溶解细菌（PSB）形成的盐带，表明溶解了磷酸三钙。PSB1=地衣芽孢杆菌；PSB2=分散泛藻；PSB3=葡萄球菌。；标准=恶臭假单胞菌。

表2 在印度塔拉伊平原进行的2018年和2019年kharif季节（6月至11月）的田间试验中，在不同的施磷率（推荐剂量45 kg P₂O₅ ha^-1的0%、50%、75%和100%）下，接种溶磷细菌（PSB）对水稻开花期茎和叶中磷吸收的影响

表3 在印度塔拉伊平原进行的2018年和2019年kharif季节（6月至11月）的田间试验中，在不同的磷施用量（推荐剂量45 kg P2O5 ha−1的0%、50%、75%和100%）下，接种溶磷细菌（PSB）对成熟期水稻茎、叶和籽粒中磷吸收的影响

表4 在2018年和2019年印度塔拉伊平原进行的田间试验中，在不同磷施用量（推荐剂量45 kg P2O5 ha−1的0%、50%、75%和100%）下，接种溶磷细菌（PSB）对水稻产量（GY）、生物产量（BY）和收获指数（HI）的影响

表5 2018年在印度塔拉伊平原进行的野外实验的水稻磷吸收（Pu）、磷利用效率（PUE）、表观回收效率（ARE）、农艺效率（AE）、生物产量（BY）、粮食产量（GY）和收获指数（HI）与土壤有效磷含量（AP）、酸性磷酸酶活性（ACP）、碱性磷酸酶活性（ALP）、脱氢酶活性（DHG）、微生物计数（MC）的相关性

表6 2019年在印度塔拉伊平原进行的野外实验的水稻磷吸收（Pu）、磷利用效率（PUE）、表观回收效率（ARE）、农艺效率（AE）、水稻生物产量（BY）、谷物产量（GY）和收获指数（HI）与土壤有效磷含量（AP）、酸性磷酸酶活性（ACP）、碱性磷酸酶活性（ALP）、脱氢酶活性（DHG）、微生物计数（MC）的相关性

表7 在2018年和2019年印度塔拉伊平原进行的田间试验中，在不同磷施用量（推荐剂量45 kg P2O5 ha−1的50%、75%和100%）下，接种溶磷细菌（PSB）对水稻磷利用效率（PUE）、表观回收效率（ARE）和农艺效率（AE）的影响

图3 磷酸盐增溶细菌（PSB）接种对脱氢酶（DHG）、酸性磷酸酶（ACP）、乳酸脱氢酶（LDH）活性的影响，在印度塔拉伊平原进行的田间试验中，在2018年和2019年的kharif季节（6月至11月），在不同的磷施用量（推荐剂量45 kg P2O5ha−1的0%、50%、75%和100%）下，水稻开花期土壤中的碱性磷酸酶（ALP）。条形图是平均值的标准误差（n=3）。误差条上方的不同字母表示基于Duncan多量程试验的平均值之间的显著差异（P<0.05）。T1=未接种对照；T2=地衣芽孢杆菌（PSB1）；T3=分散泛藻（PSB2）；T4=葡萄球菌（PSB3）；T5=PSB1+PSB2；T6=PSB1+PSB3；T7=PSB2+PSB3；T8＝PSB1+PSB2+PSB3；T9=标准PSB菌株恶臭假单胞菌。TPF=三苯基甲松；PNP=对硝基苯酚。

表8 2018年和2019年，在印度塔拉伊平原进行的田间试验中，在不同的施磷率（推荐剂量45 kg P2O5 ha−1的0%、50%、75%和100%）下，接种溶磷细菌（PSB）对水稻开花期土壤微生物数量和土壤有效磷的影响