鹰嘴豆对不同磷肥施用的反应揭示了其在磷利用效率及根际微生物群落方面的农艺生理与基因型差异

《BMC Plant Biology》：Chickpea responsiveness to contrasting P fertilization reveals agro-physiological and genotypic variability in P use efficiency and rhizosphere microbial communities

　　

摘要

背景

磷（P）对包括鹰嘴豆在内的豆科作物至关重要，但鹰嘴豆在共生关系及生长过程中的磷利用效率（PUE）在很大程度上取决于其基因型差异以及对不同磷条件（如来源、有效性和施用率）的响应能力。本研究选取了三种摩洛哥冬季种植的鹰嘴豆品种（Arifi、Bochra和Taounate），在0、40、80和120公斤P₂O₅每公顷的不同施用量下，检测了它们在可利用的“正磷酸盐”和不可利用的磷源（岩石磷）条件下的生长状况、磷利用效率以及根际土壤微生物群组成。

结果

在正磷酸盐施肥条件下（120公斤/公顷），鹰嘴豆的茎干干重、叶面积指数、分枝数和株高等生长指标均有所提升。而在岩石磷施肥条件下（120公斤/公顷），与未施肥处理相比，鹰嘴豆的荚果干重和收获指数分别达到了最高值，分别为108%和55%。其中Taounate品种的表现最为优异，其荚果干重为2.33克/株，荚果数为9.5个/株，叶面积指数为321，同时由于根系生物量、长度和表面积的提升，该品种的磷利用效率及磷收获指数也较高。相比之下，Bochra品种对岩石磷的反应更为积极，在40、80和120公斤/公顷的施用量下磷利用效率较高，但根系指标相对较低。此外，鹰嘴豆品种和磷源还会影响根际微生物群落，Bochra品种在岩石磷条件下根际中放线菌数量较多，而Taounate品种在正磷酸盐条件下壶菌门微生物较为丰富；另外，Bochra和Arifi品种在正磷酸盐条件下则基菌门和 Mortierellomycota类微生物更为常见。

结论

研究结果表明，接受正磷酸盐施肥的Taounate品种以及接受岩石磷施肥的Bochra品种不仅具有较高的磷利用效率，还表现出更优的农艺生理性能，同时其根际微生物群也发生了特定变化。这种基因型与磷源相互作用的模式表明，鹰嘴豆对磷肥的响应存在差异，这反映出鹰嘴豆的基因型多样性、对磷的响应能力以及根际微生物群的调节之间存在密切关联，这些关系仍需进一步深入研究。