最早由美国学者J.W.克勒珀[注]和M.N.施罗特[注]在20世纪70年代后期提出。根际促生菌主要包括假单胞菌属、黄色杆菌属、产碱杆菌属、醋杆菌属、芽孢杆菌属、拜叶林克菌属、固氮螺菌属、根瘤菌属、伯克菌属、肠杆菌属、草螺菌属等20多个种属。
根际促生菌
能够促进植物对矿质营养的吸收和利用,或者产生促进植物生长的代谢物,甚至抑制有害微生物的根际细菌。接种到种子后在植物根部定居并促进植物生长的土壤细菌。
- 英文名称
- plant growth-promoting rhizobacteria;PGPR
- 所属学科
- 农业资源与环境
根际促生菌通过直接(促生作用)和间接(生防作用)的方式促进植物生长,其机理主要包括:①合成分泌植物促生物质,如植物激素(生长素、细胞分裂素、赤霉素)、维生素、氨基酸、1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶、其他活性有机小分子及衍生物等。②改善植物根际的营养环境,为植物提供养分,提高养分的可利用性,促进植物对营养物质的吸收,如根际促生菌旺盛的代谢作用可以加强根际土壤中有机物的分解,增加养分供应,根际联合固氮菌通过生物固氮作用增加氮素供给;溶磷细菌通过产生有机酸和磷酸酶溶解难溶性磷和分解有机磷,硅酸盐细菌通过释放铝硅酸盐矿物中的钾素,从而提高营养物质的有效性;产生铁载体来促进营养物质的运输。③对豆科植物结瘤的促生作用,如某些根际促生菌的存在,可促进根瘤菌在豆科植物结瘤数量及瘤干重的增加。④对植物病害的生物控制作用,根际促生菌可通过产生抗生素、胞外溶解酶、氰化物和铁载体,改变根际微环境生态平衡、诱发植物抗性、与病原菌竞争养分等来阻止有害菌的定殖与入侵,从而减轻、降低许多作物病害发生,起到生物保护作用。⑤降解污染物,如对三氯乙烯、芳香族化合物及除草剂的降解。⑥提高宿主植物抗逆性,如抗旱性,抗盐碱性,抗极端温度、湿度和pH,抗重金属毒害能力,提高宿主植物的逆境生存能力。
将根际促生菌作为生物肥料的接种剂,与化肥相比具有成本低、使用安全、持续效果好、增产稳定、非再生能源消耗少,对环境、食品安全,经济效益高等特点;同时,可改善土壤结构,提高土壤有机质含量,改良盐碱地,保持农牧业生态系统的平衡,实现农牧业生产的可持续发展。根际促生菌应用中的突出问题表现在具广谱效能和适应能力强的菌种匮乏;根际促生菌作用效果不太稳定,促生作用机理和条件不清楚。由于植物种类或品种的差异、田间土著菌的竞争、根际有害微生物和土壤环境因子(温度、土壤含水量、pH、表面电荷、各种元素和离子等)的影响,都会干扰被引入的根际促生菌繁殖和活性,使其效果不稳定或不明显。
扩展阅读
- 胡江春, 薛德林, 马成新, 等.植物根际促生菌(PGPR)的研究与应用前景.应用生态学报,2004,15(10):1963-1966.
- VESSY K J.Plant growth promoting rhizobacteria as biofertilizers.Plant and Soil,2003,255(2):571-586.