低磷胁迫下马尾松无性系磷效率性状对氮沉降的响应

【目的】剖析不同类型低磷胁迫下马尾松应对大气氮沉降的生长表现和适应机制,为在大气氮沉降背景下选育营养高效利用的马尾松速生优质新品种提供理论依据。 【方法】以来自马尾松 (Pinus massoniana) 全同胞子代的 5 个优良无性系 1 年生扦插幼苗为材料,分别在同质低磷 (介质表层与深层均缺磷) 和异质低磷 (介质表层磷丰富、深层缺磷) 两种土壤磷素环境下设置两种浓度梯度的模拟氮沉降试验,以研究低磷胁迫下马尾松无性系苗木生长、根系发育及氮、磷效率对模拟氮沉降的响应差异和规律。 【结果】1) 不同类型低磷胁迫下马尾松苗高和干物质积累量均表现出显著的无性系变异,且在同质低磷下存在明显的无性系 × 氮交互效应 (P < 0.05)。2) 马尾松无性系在不同类型低磷胁迫下应对氮沉降的适应机制有所差异。同质低磷、高氮环境下,33-4 和 19-5 等生长势较强的无性系,其根系长度、根表面积以及根分泌的酸性磷酸酶活性显著高于生长势较弱的无性系,干物质积累量与酸性磷酸酶活性之间的相关性增强,表明根系可通过增加在土壤中的分布面积和提高酸性磷酸酶活性来应对高氮、低磷的外界环境;异质低磷下,生长势较强的无性系,其根系长度和表面积在高氮沉降下显著增加,但比根长反而显著下降,意味着根系在高氮下增加吸收面积的同时,降低自身内部消耗可能是马尾松高磷效率的重要生物学基础之一。3) 马尾松无性系的磷吸收效率受氮沉降影响较大,在不同氮、磷水平下,其磷吸收效率与氮吸收效率均呈极显著正相关 (P < 0.01),表明模拟氮沉降有利于马尾松无性系对土壤中磷素的活化吸收,但磷利用效率无显著差异。4) 马尾松无性系的干物质积累量、根系长度、根表面积以及根分泌的酸性磷酸酶活性等指标的变幅较大,且无性系重复力均达到 0.75 (P < 0.05) 以上,这为高氮、低磷环境下马尾松耐受型植株的选择提供了可能。 【结论】以马尾松根系形态和根分泌的酸性磷酸酶活性变异为突破口,选育氮沉降下具有高磷效率的马尾松无性系将有利于遗传效益的提高。     

磷高效马尾松种源磷效率的家系变异及苗期-大田回溯相关分析

从高磷效率的马尾松广东信宜种源中选择9个优良自由授粉家系,设置低磷和高磷两种养分环境,通过分析不同养分环境下植物生长量、干物质积累量和分配及磷效率（包括磷素吸收效率和利用效率）等指标,并结合5年生子代测定林生长状况的分析,研究马尾松广东家系对低磷胁迫的适应能力。结果表明:与一代种子园优良自由授粉家系相比,广东产地马尾松各家系总体上具有较好的适应低磷胁迫的能力,同时也存在着显著的家系变异。在参试的9个马尾松家系中,185,337,33和67家系表现较好,在苗高、地径和干物质量积累,以及根系参数和主要磷效率指标等方面都明显优于其他家系。在低磷胁迫环境下,337、185、67、336和33等高磷效率家系的根系主要参数也明显高于其他家系,表明整体根系参数的适应性变化是磷效率和生物量形成的决定因素。相关分析发现,这些性状之间具有显著或极显著的相关性,相关系数达到了0.700～0.999之间。通过苗期大田生长回溯相关分析发现,最重要的苗期磷效率指标干物质积累量,与大田条件下的树高性状均呈显著（p0.05）相关,而与材积性状仅达到0.10水平的相关（p0.1）。这一结果表明,通过马尾松家系的苗期磷效率指标,能预测大田生长条件下马尾松的部分生长性状,但尚不能较好地预测全部生长性状。本实验结果揭示,可以通过开展磷效率苗期盆栽试验来鉴定和筛选高磷效率马尾松家系,缩短林木遗传改良的选育周期,提高育种效率。     

缺磷对不同耐低磷玉米基因型酸性磷酸酶活性的影响

【目的】酸性磷酸酶活性与土壤及植株体内有机磷的分解和再利用有着密切的关系。本研究以不同耐低磷玉米自交系为材料,研究低磷胁迫下玉米叶片、根组织内以及根系分泌酸性磷酸酶活性的变化及基因型差异,探讨酸性磷酸酶与玉米耐低磷之间的关系,以期更深入地了解玉米耐低磷的生理机制。【方法】以5个典型耐低磷自交系99180T、99239T、99186T、99327T、99184T和2个磷敏感自交系99152S、99270S为试验材料,采用营养液培养方法,设正常磷和低磷两种处理,分别于缺磷处理3、8和12 d时调查取样,测定地上部干重、根干重、叶片中无机磷(Pi)含量、根和地上部磷累积量、根系分泌APase活性以及叶片中APase活性,并于缺磷处理12 d测定根系内APase活性。【结果】1)缺磷使玉米地上部干重下降,根干重、根冠比增加,随着缺磷处理(3 d→8 d→12 d)时间的延长,根干重、根冠比增加幅度增大,且耐低磷自交系根干重增加幅度普遍大于敏感自交系。2)低磷条件下,玉米自交系磷吸收、利用效率存在基因型差异,耐低磷自交系99239T、99180T和99327T磷吸收效率较高,99186T和99184T磷利用效率高,敏感自交系99152S、99270S磷吸收和利用效率均较低。3)低磷处理使玉米自交系叶片无机磷(Pi)含量显著下降,耐低磷自交系99184T、99327T和99239T下降幅度较小,相对叶片无机磷含量较高。4)缺磷诱导玉米根系分泌的APase活性升高。耐低磷自交系99184T和99186T根系分泌APase活性升高幅度较大,其余3个耐低磷自交系未表现出明显优势。缺磷处理3 d、8 d,玉米根系分泌APase活性与磷累积量显著正相关,而12 d时相关性不显著;根系分泌APase活性与磷利用效率在缺磷处理12d时达显著正相关。说明玉米根系分泌APase活性与磷吸收、利用效率相关关系不稳定。5)缺磷处理12 d,各玉米自交系根组织内APase活性与根系分泌APase活性变化情况较一致,两者相关系数r=0.755(P0.05)。6)缺磷条件下各玉米自交系叶片组织内APase活性均有升高趋势,并表现出明显的基因型差异。缺磷处理8 d,耐低磷自交系99184T和99239T叶片组织内APase活性升高幅度最大,其次是99327T和99186T,99180T、99270S和99152S升高幅度较小;缺磷处理12 d,各玉米自交系叶片APase活性仍继续增加,99239T、99184T、99327T和99186T的相对APase活性均较高,99270S和99152S的相对APase活性较低。相关性分析表明,缺磷条件下玉米自交系叶片中相对APase活性与叶片中相对无机磷(Pi)含量显著正相关,与磷吸收、利用效率不显著相关。【结论】低磷诱导玉米叶片、根组织和根系分泌APase活性升高,根组织和根系分泌APase活性的大小与玉米耐低磷能力不完全相关,叶片APase活性与玉米耐低磷能力有较好的一致性。     

低分子量有机酸对土壤磷组分影响的Meta分析

【目的】过量施用磷肥导致土壤磷素累积,全磷含量升高,但是有效磷含量往往较低。低分子量有机酸能活化土壤难溶性磷、提高土壤磷素有效性,已成为研究热点之一。为探索提高土壤磷素有效性的途径,本文综合分析了低分子量有机酸对不同类型土壤磷组分的影响,为低分子量有机酸的合理施用和土壤有效磷的提升提供理论依据。【方法】通过收集近30年 (1990—2018年) 来国内外发表的低分子量有机酸活化土壤磷的文章,建立了831组包含“有效磷 (available-P)”相关内容的数据库。基于Meta分析 (Meta-analysis),定量研究了不同土壤pH、全磷、有效磷含量、不同培养方式和培养时间及不同酸种类 (苹果酸、柠檬酸及草酸等) 和浓度等条件下,低分子量有机酸对土壤有效磷含量的影响。【结果】检索论文中的低分子量有机酸添加浓度在0～1 mol/L范围内。与不施低分子量有机酸的对照相比,低分子量有机酸可使土壤中钙磷、铝磷、铁磷、闭蓄态磷和有机磷含量分别降低27.1%、21.3%、15.5%、8.22%、5.42%,有效磷含量增加213%。石灰性土壤中,低分子量有机酸可将难溶性八钙磷 (Ca₈-P)、十钙磷 (Ca₁₀-P) 转化为可吸收态的二钙磷 (Ca₂-P),Ca₈-P、Ca₁₀-P含量分别降低8.36%、11.8%,而Ca₂-P含量增加7.90%。在全磷含量 < 1 g/kg和有效磷含量 < 20 mg/kg的低磷土壤中,低分子量有机酸分别能使有效磷含量增加331%和343%,增磷效果分别比对应的全磷含量 ≥ 1 g/kg、有效磷 ≥ 20 mg/kg的高磷土壤高107%和189%。在酸性 (pH < 6) 和中性 (pH 6～8) 土壤中,低分子量有机酸分别能提高土壤有效磷含量329%和320%,在碱性 (pH > 8) 土壤中其增磷效果仅为56.9%。低分子量有机酸活化难溶性磷具有速效性和时效性,培养第1天土壤有效磷含量可增加257%,之后持续增加,在第10～20天达到最高值372%,20天后增磷效果持续减弱。振荡培养试验条件下,低分子量有机酸能使土壤有效磷含量增加334%,高于常规培养试验294%。当低分子量有机酸的添加浓度低于90 mmol/L时,酸浓度越高,其提升土壤磷有效性的效果越好。在所用的低分子有机酸中,草酸和柠檬酸提升磷有效性的效果较好,分别能增加有效磷含量288%和185%。【结论】低分子量有机酸活化土壤难溶性磷的效果受到土壤pH、全磷和有效磷含量的影响,也与添加的有机酸类型和浓度及添加的时间有关。低分子量有机酸提升土壤磷有效性的效果,在酸性和中性且全磷含量较低的土壤中较好。在低分子量有机酸添加量 < 90 mmol/L范围内,提升效果随添加量的增加而增加。作用的最佳效果出现在添加后的10～20天。添加草酸和柠檬酸对土壤有效磷的提升效果较好。     

菌根植物适应低磷胁迫的分子机制

丛枝菌根 (AM) 真菌能够和绝大多数陆生植物建立共生体系,对于植物适应低磷胁迫具有重要作用。已有很多研究从不同角度揭示了宿主植物和AM真菌协同适应低磷胁迫的生理机制,并已深入到分子和信号水平。本文归纳了近年来相关研究成果,从磷胁迫信号感知、有机酸分泌、磷酸酶与激素合成相关基因、磷酸盐转运蛋白基因、转录因子与小分子物质miRNA等若干方面讨论了菌根共生体系响应和适应磷胁迫的分子机理,重点介绍了1) 环境磷浓度作为营养信号诱发菌根植物的生理响应过程及其在共生体系建立中的关键作用;2) AM真菌调节植物激素平衡进而影响植物生长发育和根系构型的生理机制;3) 丛枝菌根涉及的植物、真菌以及菌根特异诱导植物产生的磷酸盐转运蛋白基因在磷酸盐摄取中的特殊作用及可能调控机制;4) 转录因子作为感知磷胁迫信号和调控转录表达水平的枢纽,在增强植物适应磷胁迫能力方面的重要贡献。这些因素既单独作用又相互关联,共同构成菌根植物适应磷胁迫的分子调控网络。未来需要着重加强菌根共生界面的磷转运机制、菌根植物适应低磷胁迫的转录因子调节,以及各调控因子相互作用研究,从而全面揭示菌根植物适应低磷胁迫的分子调控网络,为发展和应用菌根技术调控植物磷营养奠定理论基础。     

蔬菜地土壤磷饱和度及其对磷释放和水质的影响

为了解蔬菜地土壤磷素的积累对水环境的影响,我们在浙江省选择了33个代表性蔬菜地,采集和分析了土壤、地表水和地下水样的磷素状况,从土壤磷饱和度的角度,研究了浙江省主要蔬菜土壤磷积累状况及其对地表和地下水水质和土壤磷释放潜力的影响。结果表明,半透膜渗析法测得的磷释放量与土壤磷积累呈正相关,磷释放量随土壤磷饱和度的提高而增加。蔬菜地土壤磷饱和度的增加可显著提高地表水体和地下水中磷的浓度,当土壤磷饱和度小于25%左右时,水体中磷浓度随土壤磷饱和度增加较为缓慢;但当磷饱和度大于25%时,水体中磷浓度随土壤磷饱和度提高迅速上升。地表水中磷浓度主要与表层土壤磷饱和度有关;地下水中磷浓度主要受深层土壤磷饱和度的影响,与表层土壤磷饱和度的相关性较小。土壤磷饱和度可很好地表征土壤磷释放和对环境的潜在影响。     

不同施肥条件下覆膜对玉米干物质积累及吸磷量的影响

为了探明覆膜对不同施肥条件下玉米生长及磷素吸收的影响,采用田间试验法,研究了覆膜对不同施肥条件下玉米全生育期干物质积累、地上部磷含量、吸磷量、磷分配以及磷收获指数的影响。结果表明:1）覆膜处理能够显著增加玉米不同生育期地上部干重,其中苗期和拔节期玉米地上部干重增加幅度最大,达24.9%～126.3%。覆膜对单施磷肥条件下玉米苗期生长的促进作用较明显,而生长后期则对氮、磷、钾配施条件下的促进作用较明显。2）覆膜处理显著提高玉米生长前期,尤其是苗期地上部含磷量、磷素累积量,且单施磷肥处理效果强于其他施肥处理;覆膜后,单施磷肥处理玉米苗期地上部含磷量、磷素累积量分别较不覆膜增加56.3％和253.0％。覆膜对不同施肥条件下玉米磷素收获指数影响不显著。     

氮磷配施对苹果幼苗生长、土壤无机磷形态和磷素利用的影响

以矮化苹果砧木M9T337幼苗为试材,设置4个氮水平(N 0,150,300,450 mg/kg,分别以N0、N1、N2、N3表示)和2个磷水平(P_2O_5 100,200 mg/kg,分别以P1、P2表示),研究了氮磷配施对苹果砧木幼苗生长、土壤无机磷形态转化和磷素吸收利用的影响,以期为果园磷肥高效利用提供参考依据。结果表明,不同氮磷配施显著影响M9T337幼苗生物量及根系形态,以N2P2处理效果最佳,其次为N1P2处理。植株磷素积累量及磷肥利用率分别在N2P2、N2P1处理下达到最大值,同一磷水平下适量增氮可促进幼苗对磷素的吸收,有效提高植株磷肥利用率。高氮处理(N3P1、N3P2)显著抑制幼苗对土壤磷素的吸收,不利于砧木幼苗的生长。土壤有效磷(Olsen—P)含量主要受施磷量的影响,在N2P2处理下达到最大,为27.86 mg/kg;土壤碱性磷酸酶活性则在N2P1处理下最大,为2.12 mg/(g·d)。与单施磷肥相比,氮磷配施增加土壤中可供植物吸收利用的Ca_8—P、Al—P所占土壤磷库的比例,降低植物难以吸收利用的Ca_(10)—P比例,Ca_2—P的比例也有所降低;随施氮量的增加,Ca_8—P、Al—P呈现先增加后减小的趋势,均在N2P2处理下达到最大值,Ca_(10)—P随施氮量的增加呈现逐渐降低的趋势,而Fe—P、O—P含量在不同施氮量下则无明显变化趋势。合理的氮磷配施可通过改变土壤无机磷库组成,提高土壤磷素有效性,促进砧木幼苗的生长和对土壤磷素的吸收。     

甘蓝型油菜幼苗体内磷组分差异与磷高效关系的研究

利用盆栽土培和营养液培养的方法,研究了甘蓝型油菜磷高效品种97081和磷低效品种97009在正常磷和低磷胁迫下幼苗植株生长、磷的吸收累积、植物磷组分以及酸性磷酸酶活性的差异。结果表明,缺磷条件下,97081品种的干物质重和磷累积量分别比97009高85.7%和50.0%,并且单位磷含量可以生产较多的干物质,具有较强的磷的吸收和利用效率。两品种中不可溶性有机磷、可溶性有机磷和无机磷含量都随着营养液磷水平的增加而提高。低磷胁迫时,根部不可溶性有机磷含量97009显著下降。两品种可溶性有机磷占总磷的比例均表现为下部叶＞上部叶;97081根和下部叶可溶性有机磷含量及其比例均高于97009。97081根部无机磷含量高于97009,但其所占全磷比例却较低。缺磷处理,上部叶酸性磷酸酶（APase）活性两品种无显著差异;但根中和下部叶APase活性97081显著高于97009。这与甘蓝型油菜高效品种具有较强的磷吸收和再利用能力密切相关。     

氮、磷供给水平对丛枝菌根真菌生长发育的影响

为了研究营养元素氮、磷对丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungus）生长发育的影响,以黄瓜、番茄为宿主植物,采用半液培的方式,在LAN营养液的基础上,设置不同氮、磷供给水平的处理。结果显示,同一N、P处理水平条件下,接种处理对黄瓜植株地上部和根系的生物量未产生显著影响。不同N、P供应水平对菌根生长发育显著影响。提高供氮水平显著增加了菌根结构的数量,同时降低了植株地上部的磷含量;而磷处理对侵染结构的影响因不同供氮水平而有所差异,供N 0.3 mmol/L时,提高磷供给水平显著降低了侵染结构的数量,而当把供氮水平提高到N 3 mmol/L时,随着供磷水平的增加,菌根侵染结构数量显著增加。在此条件下,基于氮对菌根真菌和植株磷营养状况的影响的一致性,氮对菌根结构的作用可能源于氮、磷之间的交互作用。     

马尾松连栽对其幼林生长的影响

试验研究表明，马尾松在其迹地上造林，成活率比在荒山造林的低２０．９％，其一、二年生幼林的高生长比松一代分别低１３．４％和１５．２％。用荒山土、马尾松连栽（即松二代）土、松成林土与杉松轮栽土，经灭菌与不灭菌处理培育马尾松苗试验，其苗高、主根长、单株鲜重与干重及菌根的形成，均以荒山上显著高于松二代上和松成林土；尤其是菌根形成数，灭菌的荒山土比松二代土与松成林土高８０％以上。灭菌后已排除微生物的影响，这种差异可能是松二代土与松成林上含有抑制菌根形成的植物毒素所致。从土壤分析结果表明，松二代上与松成林土的养分含量、ｐＨ值、代换性的Ｃａ２＋／Ａｌ３＋都低；土壤微生物总数以及细菌、好气固Ｎ菌、氨化细菌的数量都减少，而真菌、放线菌和分枝杆菌的数量都增加；土壤的蛋白酶、蔗糖酶与过氧化氢酶的活性降低，但多酚氧化酶的活性却增高。所有这些都与马尾松连栽生产力下降有关。     

不同种植密度下丛枝菌根真菌对玉米磷吸收的影响

【目的】利用土著丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AM真菌)与作物形成互惠互利的共生关系提高作物对土壤磷的利用效率是解决农业生产中磷供需矛盾的主要途径之一,本研究在大田玉米不同种植密度条件下,研究AM真菌对玉米根系的侵染及磷吸收作用,为揭示集约化玉米高效获取磷的机理提供理论依据。【方法】以大田作物玉米的两种种植密度(5104 plants/hm2和9104 plants/hm2)体系为研究对象,在田间原位埋设PVC管装置,通过测定菌丝生长室中的菌丝密度和有效磷耗竭来确定不同种植密度体系条件下AM真菌对玉米磷吸收的作用。【结果】相对于低密度种植群体,高密度群体显著降低了玉米拔节期土壤有效磷的耗竭量,同时增加了玉米地上部的磷含量,即磷吸收效率,增幅达20%; 在玉米拔节期,增加种植密度使根际的根外菌丝生物量(菌丝密度)降低了4%,而非根际土壤中的根外菌丝生物量(菌丝密度)增加了37%; 高密度玉米种植密度群体中AM真菌的根外菌丝对土壤有效磷耗竭的贡献增加了22%。【结论】集约化玉米生产中土著AM真菌依然帮助植株从土壤中吸收有效磷; 高密度体系下玉米对磷的吸收更加依赖于AM真菌。高密度种植增加AM真菌对玉米的侵染、 根外菌丝量和对土壤有效磷的吸收。     

Effect of arbuscular mycorrhizal fungi on rhizosphere organic acid content and microbial activity of trifoliate orange under different low P conditions

ABSTRACT

Arbuscular mycorrhizal (AM) fungi can improve plant phosphorus (P) uptake; however, information about how AM fungi affect rhizosphere organic acid and microbial activity to alleviate citrus low P stress is limited. Here, a pot experiment was conducted to evaluate the effect of AM fungi (Rhizophagus intraradices, Ri) inoculation on rhizosphere organic acid content, microbial biomass (MB) and enzyme activity of trifoliate orange (Poncirus trifoliata L. Raf.) seedlings grown under three low P conditions. The results showed that mycorrhizal seedlings all recorded higher P concentrations, plant biomass and better root morphology with more lateral and fine roots, but lower root mass ratios, irrespective of P conditions. Mycorrhizal P absorption contribution did not differ significantly among three P conditions. Mycorrhizal seedling rhizosphere soil exhibited lower organic acid content, soil organic P content and ratio of MB-carbon (C)/MB-P, but higher MB and enzyme activity. Additionally, the main organic acids showed a negative relationship with mycorrhizal colonization rate and hyphal length; however, phosphatase and phytase activity had a significantly positive relationship with MB. Therefore, the results suggest that AM fungi inoculation may help citrus to efficiently utilize organic P source by improving microbial activity under low available P conditions.     

Mycorrhizal community structure,microbial biomass P and phosphatase activities under Salix polaris as influenced by nutrient availability

Low supply of the nutrients nitrogen (N) and phosphorus (P) limit plant growth and spreading, and increase the plant-microbial nutrient competition in subarctic and arctic regions. We investigated the mycorrhizal community structure of a polar shrub willow (Salix polaris) and the microbial turnover in its rhizosphere to explore the adaptation of a mycorrhizal plant in the subarctic tundra. The ectomycorrhizal colonisation ranged from 35 to 64% of the fine root tips and decreased with an increasing soil C/N ratio. In total, 16 ectomycorrhizal morphotypes were found under S. polaris (eight to 13 morphotypes per site, five morphotypes at all four sites). Cenococcum sp. was the most common EM fungus (32% of the ectomycorrhizal fine roots). The abundance of Cenococcum sp. increased with an increasing organic matter content and N/P ratio in the soil. Arbuscular mycorrhizal colonisation of S. polaris was absent or less than 1% of the fine root length. Microbial biomass P accounted for 21–75% of the organic soil P and 6–49% of the total soil P. Microbial biomass P, alkaline and acid phosphatase activities in the rhizosphere increased with increasing soil N concentration. We conclude that a higher N supply decreases the diversity in the mycorrhizal community on polar willows and increases the role of P turnover from the soil microbial biomass for the nutrient supply.     

Ectomycorrhizal Association Enhances Al Tolerance by Inducing Citrate Secretion in Pinus densiflora

To investigate the effects of ectomycorrhizal association on the aluminum (Al) tolerance of Pinus densiflora Sieb. & Zucc., seedlings with or without ectomycorrhizal association with the fungus Pisolithus tinctorius (Pers.) Coker & Couch were exposed to 1 mM Al. Association with P. tinctorius alleviated Al-induced inhibition of root elongation and biomass growth in the mycorrhizal seedlings. Secretion of malate and citrate, both low-molecular-weight organic acids that could detoxify Al by the formation of stable complexes, was investigated in P. tinctorius mycelia and in pine roots with and without P. tinctorius association. Citrate secretion from the P. tinctorius mycelia in vitro was stimulated by Al. Citrate secretion from the roots of the ectomycorrhizal seedlings was also stimulated by Al, but was not detected in the non-mycorrhizal seedlings. These results suggest that citrate secreted from the roots of the ectomycorrhizal seedlings was produced in the hyphae of P. tinctorius. Citrate secretion may play a role in enhancing the Al tolerance of host seedlings.     

十万大山北坡土壤条件对马尾松高生长影响的初步分析

回归分析结果表明,广西十万大山北坡土壤条件与马尾松高生长间的关系属非线性关系。母岩(母质)、海拔、土壤有机质、土壤质地与马尾松高生长间正相关显著;土壤紧实度与马尾松高生长间负相关显著;而土壤全氮、碱解氮、速效磷、速效钾与马尾松高生长间相关未达到显著水平。各土壤条件对马尾松高生长相关程度的大小顺序为:母岩(母质)>海拔>土壤质地>土壤紧实度>土壤有机质>土壤全氮>土壤速效磷>土壤速效钾>土壤碱解氮。以母岩(母质)、海拔、紧实度、有机质、质地与马尾松平均高所建立的相应一元非线性回归方程,X~2检验无显著差异,对该地区马尾松高生长有较高的预测精度。     

Effects of nitrogen feeding for extraradical mycelium of Rhizophagus irregularis maize symbiosis incorporated with phosphorus availability

In terrestrial ecosystems, plants are frequently in symbiosis with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) with mineral nutrients and photosynthesis carbon exchanges in between. This research sought to identify the effects of phosphorus (P) levels on the nitrogen (N) uptake via extraradical mycelium (ERM) and the mycorrhizal growth response (MGR) of maize plants within the AMF symbiosis. Pots were separated into root compartments and hyphae compartments (HCs) with two layers of a 30‐μm mesh membrane and an air gap in between, where only hyphae could pass through, to avoid both N diffusion and root growth effects. Maize plants were inoculated with Rhizophagus irregularis with different N fertilization in HCs under two different P fertilization levels. Our results indicated that a strong increase in MGR with low‐P fertilization. The same tendency was not observed with high‐P fertilization, although both had a large increase in P concentration as a potential source of growth in shoot tissue of mycorrhizal plants. Substantial effects (10.5% more N) were observed in the case of high‐P availability for the host plants from ERM fed with N, whereas under low‐P conditions ERM may prioritize P uptake rather than N uptake. The AM fungi increase the uptake of N and P, which are most limiting in the soil with fewer forces from soil resources. In addition, there was still more P accumulated than N due to the high N for ERM with high‐P supply. Low N in HCs corresponded with a lower colonization rate in roots but with high hyphae density in HCs; this result suggest that N and P availability might change the ratio of extraradical to intraradical hyphae length.     

蚕豆任米问作接种AM真菌与根瘤菌对其吸磷量的影响

盆栽试验研究不同根系分隔方式蚕豆/玉米间作接种AM真菌和根瘤菌对其吸收有机磷影响结果表明,接种AM真菌均显著促进玉米和蚕豆吸收有机磷,与对照相比吸P量分别增加138.1%和82.3%;接种AM真菌和根瘤菌对蚕豆吸收有机磷有协同促进作用,蚕豆根瘤数、根瘤重和菌根侵染率显著增加,并改善与其间作玉米的营养状况,明显促进玉米生长。     

Morphological and physiological studies on densely branched lateral roots triggered by localized phosphate in Sesbania cannabina

Densely branched lateral roots (DBLRs) in Sesbania cannabina are formed in response to patchily distributed phosphorus (P) in volcanic soils. Little attention has been paid to morphological and physiological responses of DBLRs. Here, we investigated the relation between plant growth and DBLR development, enzymatic activities involved in P acquisition, and the influence of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), which contribute to P uptake, to clarify the function of DBLRs. We investigated DBLR development induced by localized application of P fertilizer and we compared the activities of phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPCase) and acid phosphatase (APase) between DBLRs and non‐DBLRs. Additionally, plants were grown with or without AMF to investigate the effect of AMF colonization on the numbers of DBLRs and plant P uptake, and we compared AMF colonization between DBLRs and non‐DBLR roots. Secondary to quaternary lateral DBLRs were produced after the primary lateral roots passed near P fertilizer. P_i content per DBLR increased as DBLRs developed, promoting higher shoot growth. Under P deficiency, PEPCase and APase activities increased in non‐DBLR, but were significantly lower in DBLRs in the same plants. AMF inoculation changed the root system architecture by significantly decreasing the number of DBLRs, and AMF colonization was lower in DBLRs than in non‐DBLRs. Our results indicate that DBLR formation is a P‐coacquisition strategy of S. cannabina grown in P‐deficient andosolic soil. Roots that form DBLR are clearly different from non‐DBLR roots in morphological and biochemical response and AMF symbiosis.