利用耐逆性、有益于植物的根际细菌，在缺水灌溉条件下促进小麦的生长和产量

《Scientific Reports》：Enhancing wheat growth and yield under deficit irrigation using stress-tolerant plant-beneficial rhizobacteria

　　

摘要

干旱是全球限制农业生产力的主要非生物因素，在巴基斯坦尤为严重。利用能够适应干旱环境的促进植物生长的根瘤菌（PGPR）为在水资源受限条件下维持小麦（Triticum aestivumL.）的生产提供了一种有前景的策略。在本研究中，从生长在巴基斯坦极度干旱的乔利斯坦沙漠中的小麦根际分离出了19株根瘤菌，并系统地检测了它们对多种非生物胁迫的耐受性，包括PEG诱导的干旱（高达20%）、盐度（高达15% NaCl）、高温（高达43°C）和碱性pH值（高达11）。进一步研究了这些菌株在正常和胁迫条件下促进植物生长的特性（如IAA的产生、磷酸盐和锌的溶解、固氮作用以及铁载体的生成）。最终选出了两种具有高度多耐性状的菌株RF5和RZ7，并分别对其进行单独评估以及联合使用试验。在巴基斯坦三个不同的农业生态区进行了多点田间试验，试验采用缺水灌溉方案（推荐灌溉量的50%或完全不灌溉）。将RF5 + RZ7联合菌株接种到小麦上，并同时施用推荐氮磷钾肥量的80%，结果发现小麦的生长和产量显著提高。特别是与未接种菌株的对照组相比，在相同的低肥料施用量下，籽粒产量增加了18–24%；同时，多个关键指标（如地上生物量、叶绿素含量和籽粒养分吸收）的表现与全量施肥处理相当或更好。这些积极效果在不同小麦品种和环境条件下都得到了验证。研究表明，适应沙漠环境的PGPR菌株联合体能够有效缓解干旱胁迫、提高养分利用效率，并支持干旱和半干旱地区在低投入条件下的可持续小麦生产。