接种丛枝菌根真菌和施用磷石膏对烤烟生长及砷累积的影响

为了探讨丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizalfungi,AMF）对烤烟生长及磷石膏农用安全的影响,通过盆栽模拟试验研究了磷石膏（Phosphogypsum,PG）不同添加量[0、40mg·g^-1（PG0、PG40）1和接种两种AMF[Glomus massecle（GM）、G．aggregatum（GA）】对烤烟（KRK26）苗期生长及其磷（P）、硫（S）、砷（As）吸收的影响。试验结果表明：无论是否接种AMF,磷石膏的添加均显著增加了KRK26地上部生物量及其植株s含量、吸收量及吸收效率;除不接种处理（NM）的烤烟根系外,PG40处理显著增加了KRK26植株P含量、吸收量及吸收效率,并显著降低了NM处理的地上部As含量及吸收量,进而增加了磷砷吸收比。相同PG添加水平下,与不接种相比,接种GM和GA均显著增加了KRK26植株的生物量。除PGO处理的烤烟根系外,接种GM显著增加了KRK26植株P、S含量与吸收量及吸收效率,以及植株As含量及吸收量,并显著增加了PG40处理的植株磷砷吸收比;接种GA也显著增加了KRK26植株P、S含量及吸收量,并显著降低了PG0处理地上部As含量及吸收量。所有复合处理,以添加磷石膏40mg·g^-1和接种GA处理对KRK26的生长促进效果较好,对磷石膏施用造成的As污染有一定抵御作用。     

接种丛枝菌根真菌(AMF)对施磷石膏云烟87的生长以及砷污染的影响

【目的】丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)能够促进作物养分的吸收及生长,且对土壤砷污染有一定的抗性。磷石膏(phosphogypsum,PG)因含有丰富的磷、硫等养分可以为作物生长提供必要的养分,同时也可能带来砷污染的风险。【方法】为了探讨接种AMF对云烟87生长的影响以及磷石膏农用可能引起的砷污染风险,通过盆栽模拟试验研究了不同PG添加量(0和40 g/kg以PG0、PG40表示)和接种不同AMF[不接种None mycorrhizal(NM)、接种G.mosseae丛枝菌根真菌(GM)、接种G.aggregatum丛枝菌根真菌(GA)]对云烟87苗期生长及其磷、硫、砷吸收的影响。【结果】试验结果表明:无论接种与否,PG40处理的云烟87植株磷含量、吸收量及吸收效率均显著增加,其地上部硫含量及吸收量也显著增加;除NM处理外,添加PG均显著增加了云烟87根系的硫含量、硫吸收量及吸收效率,并显著增加了其植株的生物量。相同PG添加水平下,与NM处理相比,接种GM显著增加了云烟87根系的磷、硫吸收效率和植株的磷、硫含量及吸收量,另外,GM处理显著降低了其地上部砷含量及吸收量但显著增加了其植株的磷砷吸收比。在PG0处理下,接种GA显著增加了云烟87植株的磷含量及吸收量,并显著增加了其地上部硫含量及吸收量。在PG40处理下,接种GA显著增加了云烟87根系的硫含量和吸收量以及植株的生物量。无论是否添加PG,接种GA不同程度地降低了云烟87地上部砷含量和吸收量从而增加了其地上部的磷砷吸收比。【结论】在所有复合处理中,以添加磷石膏40 g/kg和接种GM对云烟87生长的促进效果较好,对施用磷石膏造成的砷污染有一定程度的抵御作用。     

丛枝菌根真菌促进植物摄取土壤磷的作用机制

磷在土壤中易被固定沉淀,在植物磷利用率低的情况下,过度施肥会造成磷肥浪费,可能通过地表径流、地下水溶解等方式,造成水体富营养化产生面源污染,对人类生产生活造成较大影响。丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)和植物结合所形成的共生菌根可以显著增强植株对磷的吸收利用。通过AMF可以提高宿主植株对磷的吸收转运的特性,从AMF促进植株对磷元素的摄取机制、AMF促进植物磷摄取分子机理、AMF作用下根系分泌物对植株磷利用的影响与根际微生物对AMF磷元素利用的影响4个方面的研究进展进行分析总结。AMF可以通过改变宿主植株的根系形态和菌丝网络的形成,扩大植株对养分吸收范围;释放有机酸、磷酸酶和质子等根系分泌物改变土壤结构和理化性质,与根际微生物共同作用降解土壤中难溶性磷酸盐;诱导相关磷转运蛋白基因的特异性表达,提高植株对磷的转运能力而促进其吸收。     

分室磷添加下菌根对滇池流域红壤间作玉米生长及磷素利用的影响

随着全球范围内磷矿资源短缺问题的日益严重,间作或菌根技术强化作物对土壤磷(P)的利用及增产增收的效应受到越来越多的关注。通过三室隔网盆栽模拟试验研究了分室磷处理[不添加磷(P0)、添加有机磷(OP50)、添加无机磷(IOP50)]和根室不接种(NM)、根室接种丛枝菌根真菌Glomus mosseae(GM)对与大豆间作的玉米的生长及磷素利用的影响。研究结果表明:所有复合处理中,以间作?GM?IOP50组合处理下的玉米根系最短和地上部生物量最高;OP50处理下,间作玉米的菌根侵染率显著高于单作处理。间作条件下,无论分室磷添加与否,接种GM处理的玉米地上部生物量明显高于NM处理;接种GM处理的玉米根系生物量和株高均显著高于NM处理,且根系生物量以间作?GM?OP50组合处理下最高。接种GM条件下,P0、IOP50、OP50处理下的间作植株生物量较单作处理分别提高45.98%、111.33%、33.56%。单作条件下,无论分室磷添加与否,接种GM处理的玉米地上部磷含量均显著高于NM处理;无论何种种植模式及分室磷添加与否,接种GM处理的植物根系磷含量均显著高于NM处理。无论磷添加与否,间作?GM组合条件下的玉米地上部磷吸收量均显著较高,其中IOP50处理下的地上部磷吸收量显著高于OP50处理。间作?GM组合条件下,IOP50处理玉米根系的磷吸收效率均显著高于OP50处理。可见,接种GM、分室磷添加和间作各自在一定程度上促进了玉米的生长。综合菌根侵染、生物量及磷含量与吸收量、磷吸收效率等指标,所有复合处理中以间作?GM?IOP50组合对玉米地上部的促生作用最好,玉米磷素吸收最多,可望有效强化滇池流域红壤坡耕地磷素的利用。     

Bt基因导入对侵染丛枝菌根真菌的玉米生长生理及磷转运基因表达的影响

为了分析Bt玉米与常规玉米对接种丛枝菌根真菌响应的异同,本文在接种摩西球囊霉(Funneliformis mosseae)和不接种的条件下,对比分析了两个Bt玉米品种‘5422Bt1’(Bt11)和‘5422CBCL’(Mon810)以及同源常规玉米品种‘5422’根系中丛枝菌根真菌侵染率、磷转运基因的表达量、生长和养分利用状况。结果表明:生长50 d和80 d时,Bt玉米‘5422Bt1’和‘5422CBCL’根系丛枝菌根真菌侵染率显著高于常规玉米‘5422’,分别比‘5422’高13.54%、11.24%和9.83%、6.70%;50 d取样时,接菌和不接菌处理玉米‘5422Bt1’、‘5422CBCL’和‘5422’根系内的磷转运基因表达量均没有显著差异;接菌和不接菌处理下玉米‘5422Bt1’的干重显著高于‘5422CBCL’相应的处理,而与‘5422’没有显著差异;80 d取样时,不接菌处理玉米‘5422Bt1’的根长、根表面积和根体积显著高于‘5422’和‘5422CBCL’不接菌处理。Bt基因的导入主要影响了两个Bt玉米品种(‘5422Bt1’和‘5422CBCL’)苗期(50 d)和成熟期(80 d)的氮素吸收利用,与常规玉米品种‘5422’相比,合成Bt蛋白消耗了部分氮素和磷;3个玉米品种对接种AMF的响应不同,接菌处理提高了‘5422Bt1’和‘5422CBCL’苗期(50 d)和成熟期(80 d)的氮素吸收利用。在磷养分条件满足玉米生长需要的条件下,接种丛枝菌根真菌对Bt玉米磷转运基因表达量和磷的吸收利用没有显著影响。Bt基因的导入以及接种F.mosseae对Bt玉米生长和养分利用的影响与不同转化事件形成的品种特性相关。     

间作作物菌根菌丝对红壤磷形态的影响

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)在植物与土壤系统中扮演着重要的角色,能促进寄主植物对养分尤其是磷(P)的吸收。间作在提高土壤P素利用及增产增收等方面具有重要作用。本研究通过三室隔网分室盆栽模拟试验,在玉米/大豆间作种植体系下,对菌丝室进行不同形态P处理[不施P(P0)、施用无机磷(IOP50)、施用有机磷(OP50)],同时在根室进行不同AMF处理[不接种(NM)、接种Funneliformis mosseae(FM)],研究了不同外源形态P添加和AMF处理下,菌根作物对菌丝室红壤中不同形态P吸收利用的影响。结果表明:与单作-FM-IOP50处理相比,间作-FM-IOP50处理下的玉米P吸收量显著增加150.2%,大豆P吸收量增加24.5%;除大豆单作-P0处理外,接种FM均明显降低菌丝室土壤有效磷含量。除大豆单作-FM处理外,施用IOP50使土壤有效磷含量在单作条件下最高,而在间作条件下则最低。对红壤P形态的分级结果表明,接种AMF均一定程度增加了Ca_2-P、Al-P、Org-P、O-Al-P、Ca_(10)-P的含量,而间作则显著提高了作物对土壤Ca_2-P、Fe-P的吸收;相比其他处理,土壤Ca_2-P、Org-P、O-Al-P含量在间作-FM-IOP50组合处理下较高(P0.05)。相关分析显示,Ca_2-P与玉米植株P吸收量呈显著负相关,而O-Al-P与大豆植株P吸收量呈显著负相关。总之,接种FM、磷肥施用与间作均在一定程度上促进了宿主作物对P的吸收累积。其中间作-FM-IOP50组合是促进间作玉米生长、P素吸收及Ca_2-P、Org-P、O-Al-P增加的最佳组合,通过促进无机磷的活化而改善作物对P素的吸收利用,有效削减土壤P素的残留,若将其应用于滇池流域,可望减少P素的流失。     

低磷环境下接种丛枝菌根真菌促进紫花苜蓿生长和磷素吸收的机理

  【目的】  磷极易被土壤吸附和固定,导致土壤中磷有效性较低。研究接种丛枝菌根真菌 (arbuscular mycorrhizal fungi, AMF) 和低磷处理两者交互对紫花苜蓿生长和磷吸收的影响,为提高碱性土壤中磷肥利用率提供理论依据。  【方法】  以黄绵土和紫花苜蓿 (Medicago sativa) 为试验材料进行盆栽试验。在施磷0、5、20 mg/kg (P0、P5、P20) 3个水平下,分别设接种和不接种丛枝菌根 Glomus mosseae BGC YN02 (+AMF、–AMF) 处理。植物生长120天后测定植株生物量、磷吸收量、AMF侵染率以及根际和非根际土壤的pH、土壤碱性磷酸酶活性、土壤有效磷含量、土壤微生物生物量磷,分析根际有机酸的组成与含量。  【结果】  +AMF处理中植物根系被AMF侵染,且施磷水平对侵染率没有显著影响;施磷和+AMF处理显著提高了植株地上部、地下部生物量以及磷含量,其中P20+AMF处理生物量和磷含量最高;根际有机酸总量随施磷水平上升而显著降低,但+AMF处理有机酸总量高于–AMF处理,其中柠檬酸和乙酸含量的变化较为明显;施磷和+AMF显著降低土壤碱性磷酸酶活性,增加土壤有效磷含量和微生物生物量磷,且低磷环境 (P0、P5) 下根际土壤碱性磷酸酶活性和微生物生物量磷均显著高于非根际土;P20处理显著降低磷利用效率和磷肥利用率,+AMF处理显著提高磷肥利用率。  【结论】  碱性土壤 (黄绵土) 中,AMF和紫花苜蓿根系能建立较好的共生关系,低施磷水平 (施磷量 ≤ 20 mg/kg) 对AMF侵染率没有显著影响。施磷和接种AMF均可以显著促进紫花苜蓿生长和磷吸收。低磷环境下,接种AMF可以扩大植物根系吸收范围,同时增强根际土壤碱性磷酸酶活性,促进根系分泌有机酸,特别是乙酸和柠檬酸,从而提高磷肥利用率。     

隔根与接种 FM 对红壤上玉米/大豆植株生长及氮素利用的影响

【目的】探讨接种摩西管柄囊霉 (Funneliformis mosseae，FM) 和不同隔根处理对红壤上间作植株生长、植株氮吸收量和土壤氮的影响。【方法】采用盆栽模拟试验，设不同菌根处理[不接种 (NM)、接种 (FM)]与玉米/大豆不同隔根处理 (根系不分隔、部分分隔、完全分隔)。【结果】接种 FM 的玉米、大豆根系均有一定的侵染，菌根侵染率在部分分隔处理下最低。间作根系的分隔处理对玉米和大豆的菌根依赖性产生了明显影响，大豆的菌根依赖性随间作交互作用强度的加大而增加。无论何种隔根处理，接种 FM 均显著增加了玉米植株生物量，其地上部生物量高出 NM 处理 11.7%～81.4%，根系生物量高出 NM 处理 18.8%～166.7%。根系分隔处理下，接种 FM 均显著降低了大豆生物量。同一隔根方式下，接种 FM 明显提高了玉米的植株氮吸收量和根系氮吸收效率。在不分隔处理下，接种 FM 显著增加了大豆的地上部氮吸收量，但在部分分隔和完全分隔处理下则反而有所下降；在部分分隔处理下，接种 FM 显著降低了大豆根系的氮吸收量，在不分隔和完全分隔处理下亦呈下降趋势。在部分分隔处理下，接种 FM 显著提高了大豆根系氮吸收效率，在完全分隔处理下反而有明显下降，且在 NM–不分隔处理下的大豆根系氮吸收效率最低。相关分析显示，玉米、大豆植株氮吸收量与土壤碱解氮含量呈显著负相关。【结论】接种丛枝菌根真菌 (AMF) 和隔根方式的组合能不同程度地影响玉米和大豆对氮的吸收利用及间作植株的生长，并能对土壤有效氮产生较大影响。所有的复合处理中，AMF和间作根系部分分隔处理组合对玉米和大豆生长及氮素利用的促进作用较好，并能有效降低土壤碱解氮的残留。     

土壤中丛枝菌根真菌对宿主植物磷吸收作用机制综述

由于贫瘠土壤不能供给植物足够磷素,而丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)在促进植物生长和吸收利用磷方面发挥着重要的作用。评述了国内外丛枝菌根真菌吸收土壤磷、根际环境与AMF共同作用对土壤磷的影响、AMF储磷机理、磷从菌丝到根系转移和植物吸收利用磷机制的研究进展,为今后应用AMF改善土壤肥力和深刻了解接菌土壤中磷的迁移转化规律奠定基础。     

砷胁迫条件下接种丛枝菌根真菌对番茄生长和磷吸收的影响

采用盆栽法研究了砷(As)污染条件下(As 0,50,100和200 mg·kg-14个水平)丛枝菌根真菌(AMF)接种对全生育期番茄植株生长及其磷(P)营养的影响。试验中各接种处理均成功侵染,侵染率在11.79%~34.36%之间。砷胁迫显著影响番茄植株的生物量,植株生长过程中各个时期地上部和根系干重均随As添加水平的升高而显著下降。本试验同时发现As 50 mg·kg-1是不接种番茄植株忍受砷毒害的上限,而接种丛枝菌根真菌后,番茄忍受砷毒害的上限上调到100 mg·kg-1;但200 mg·kg-1已达番茄忍受砷毒害的极限。基质中添加砷对番茄植株不同生长时期地上部和根部磷含量有显著影响。除开花期地上部与其不接种处理根部磷含量外,幼苗期和坐果期植株地上部磷含量与根部磷含量均随着砷添加量的增加而呈大致递增趋势。番茄植株生长的各个时期(幼苗期、开花期和坐果期)地上部和根部磷吸收量随砷添加水平的增加呈明显下降趋势。砷污染条件下,接种丛枝菌根在一定程度上促进了植株生长及其对磷的吸收,缓解了砷对植株生长的胁迫。     

基因型影响磷镁互作下大豆生长及根瘤和菌根性状

  【目的】  明确施加镁肥在不同磷处理的土壤上对不同基因型大豆生长及根瘤和菌根性状的影响。  【方法】  田间试验采用三因素试验设计,设置施P₂O₅ 40 kg/hm2 (P40)和100 kg/hm2 (P100)两个水平,施MgO 0 kg/hm2 (Mg0)和75 kg/hm2 (Mg75)两个水平,磷高效基因型粤春03-3 (YC03-3)和磷低效基因型本地2号(BD2)两个大豆基因型。测定了大豆植株干重、单株结荚数、根系性状、根瘤性状、菌根侵染率以及植株氮、磷、镁含量。  【结果】  P100处理显著增加了两个大豆基因型的植株干重、单株结荚数、总根长、根表面积和体积以及植株氮、磷、镁积累量。施用镁肥,YC03-3在P40和P100处理下植株干重、单株结荚数、植株氮和镁积累量均显著增加,在P100条件下植株磷积累量以及根表面积、根体积、根平均直径显著增加;BD2在P40和P100处理下植株镁积累量显著增加,P40条件下植株氮积累量显著增加。磷和镁处理显著影响大豆与有益微生物的共生。P40条件下,两个大豆基因型的根瘤数和根瘤干重在Mg0和Mg75处理间无显著差异;P100条件下Mg75处理BD2和YC03-3的根瘤数分别较Mg0处理增加了135%和178%,根瘤干重分别增加了308%和197%。Mg0条件下P40处理YC03-3的菌根侵染率较P100增加了31.6%;Mg75条件下P40处理的BD2菌根侵染率较P100增加了15.0%。P40条件下,Mg75提高了BD2菌根侵染率16.3%;P100条件下,Mg75提高了YC03-3菌根侵染率32.1%。主成分分析发现,P100条件下,Mg0与Mg75处理之间差异显著,而P40条件下镁处理之间差异不明显。  【结论】  增施磷肥显著促进了两个大豆基因型的生长,改善了植株氮、磷、镁养分状况。增施镁肥可增加磷高效大豆基因型YC03-3的地上部和根部干重、单株结荚数、植株氮积累量,对磷低效型基因BD2没有显著作用。YC03-3的根瘤密度对施磷和施镁响应较BD2显著。BD2的菌根侵染率在低磷条件下对施镁的反应敏感,而YC03-3的菌根侵染率在P100条件下对施镁反应敏感。由此可见,磷和镁养分之间的互作效应受到大豆基因型的影响。     

菌根对紫色土上间作玉米生长及磷素累积的影响

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)在土壤与植物系统的磷素循环中发挥着关键的作用。本文通过盆栽模拟试验研究了不同AMF接种状况[不接种(NM)、接种Glomus mosseae(GM)、接种G.etunicatum(GE)]和玉米/大豆间作体系不同根系分隔方式(不分隔、尼龙网分隔、塑料膜分隔)对间作玉米植株生长及磷素吸收累积的影响。研究结果表明:GM处理下的间作玉米根系侵染率在不同根系分隔方式之间的差异不显著,而GE处理则在塑料膜分隔处理下对玉米的侵染率最高。接种不同AMF对间作玉米促生效果不同,GM和GE处理在不同根系分隔情况下表现出各自的优势,与未接种处理相比,GM处理能使玉米生物量、株高有一定程度增加并在根系不分隔处理下玉米磷吸收较多、生长较好;GE处理能使植株生物量有一定程度增加并在尼龙网分隔处理下的玉米磷吸收较多、生长较好。间作体系不同根系分隔方式对玉米的影响也不同,其中玉米地上部生物量在根系分隔处理下普遍小于不分隔处理,但根系生物量的大小情况则刚好相反。另外,无论何种接种状况,玉米根系磷含量及吸收量均以尼龙网分隔处理显著较高。而根系磷吸收效率则以接种G.mosseae且不分隔根系处理显著高于分隔处理。所有复合处理中,以接种G.etunicatum与尼龙网分隔根系组合处理对间作玉米的生长及磷素累积的促进作用最好,若应用于滇池流域,可望有效控制坡耕地土壤磷素的迁移。     

Soil Phosphorous Status and Phosphorus Cycling as Influenced by Soybean Genotypes on an Acidic Low-Phosphorus Soil of Southern China

Low soil phosphorus (P) availability is the primary limiting factor to soybean production in southern China. Field experiments with P-efficient (BX10 and BX11) and P-inefficient (BD2 and GD3) soybean genotypes were conducted to study the effects of soybean cultivation on P status and budget. The results showed that after four seasons of cultivation (2003–5), zero application of P resulted in a decrease of soil-available P and total P but high-P (80 kg ha^?1) treatment resulted in an increase; there were no significant differences among genotypes. All genotypes had deficit of P under zero application of P, P-efficient genotypes had a larger deficit, and there was significant difference between BX10 and BD2. There was surplus P under high-P application, but there were no significant differences among soybean genotypes. These findings imply that it is necessary to apply P fertilizer for P-efficient genotypes although they can better adapt to low-P soil.     

土壤中芦笋生长最大需磷量对接种丛枝菌根真菌的响应特征

Fertilizer application efficiently increases crop yield, but may result in phosphorus（P） accumulation in soil, which increases the risk of aquatic eutrophication. Arbuscular mycorrhizal fungi（AMF） inoculation is a potential method to enhance P uptake by plant and to reduce fertilizer input requirements. However, there has been limited research on how much P application could be reduced by AMF inoculation. In this study, a pot experiment growing asparagus（Asparagus officinalis L.） was designed to investigate the effects of AMF inoculation and six levels of soil Olsen-P（10.4, 17.1, 30.9, 40.0, 62.1, and 95.5 mg kg^-1for P0, P1, P2, P3, P4 and P5treatments, respectively） on root colonization, soil spore density, and the growth and P uptake of asparagus. The highest root colonization and soil spore density were both obtained in the P1treatment（76% and 26.3 spores g^-1 soil, respectively）. Mycorrhizal dependency significantly（P 〈 0.05） decreased with increasing soil Olsen-P. A significant correlation（P 〈 0.01） was observed between mycorrhizal P uptake and root colonization, indicating that AMF contributed to increased P uptake and subsequent plant growth.The quadratic equations of shoot dry weight and soil Olsen-P showed that AMF decreased the P concentration of soil required for maximum plant growth by 14.5% from 67.9 to 59.3 mg Olsen-P kg^-1. Our results suggested that AMF improved P efficiency via increased P uptake and optimal growth by adding AMF to the suitable P fertilization.     

Inoculum effect of arbuscular mycorrhizal fungi on soybeans grown in long-term bare-fallowed field with low phosphate availability

ABSTRACT

Inoculation with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) can increase the growth of host plants, especially under condition of low phosphate (P) availability. Although this effect is shown relatively easily in simplified systems such as pot experiments, it is often hard to show in the field because of complicating factors such as competition with indigenous AMF. We conducted an AMF inoculation experiment with three Japanese soybean cultivars (Enrei, Misuzudaizu, and Akishirome) in an allophanic (Umbric Silandic) Andosol field under the long-term selective application of major nutrients (NPK and -P) and bare fallow. In the inoculation plots, introduced AMF were well colonized in soybean roots at flowering stage. In the -P plots, inoculation tended to increase the shoot dry weight of all the three soybean cultivars; this effect remained until harvest. Although a significant difference is not recognized, there was a tendency of residual effect on Enrei in the following year. In the NPK plots, inoculation did not significantly increase the shoot dry weight. We thought that in the -P plots, the long-term selective application of N and K and the long-term maintenance of bare fallow created the soil conditions of low P availability and poor native AMF. Thus, introduced AMF can benefit soybean growth and yield in the soil with low competitor AMF density and low phosphate availability.     

Variation of Wheat Genotypes in Calcareous Soil as Affected by Root Growth and Mycorrhizal Hyphae– A Mechanistic Modeling Approach

ABSTRACT

This experiment aimed to study phosphorus efficiency of six wheat genotypes (Triticum aestivum) inoculated with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and to quantify the contribution of root and mycorrhizal hyphae length to P uptake by using NST 3.0 model. The results showed that all wheat genotypes with AMF (except V4) attained more than 80% of the maximum shoot yield. NST 3.0 predicted approximately 49% and 30% of observed P uptake for V4 with and without mycorrhizae, respectively, at the lowest P level. Additionally, the predicted values of P uptake increased rapidly with increasing P levels by up to 90% and 89% with and without mycorrhizae, respectively, at the highest P level. The model predicted 58% and 43% of the observed P uptake for V6 with and without mycorrhizae, respectively, at the lowest P level and increased up to 98% and 95% respectively at the highest P level. Soil P depletion zones of plants without mycorrhizal fungi (V4 and V6) did not extend as far as those of plants with mycorrhizal fungi. In conclusion, we recommend that V6 (Gemmeiza12) is suitable for growth in calcareous soil with or without mycorrhizal fungi inoculation (highly P efficient). The results of this study suggest that root growth and mycorrhizal hyphae length are the main parameters suitable for selecting P-efficient wheat genotypes, especially under limited P supplies. The current study clearly shows that (NST 3.0) model provide useful tools for studying the role of (AMF) and root length in plant P uptake.     

蚯蚓与菌根提高玉米生长和氮磷吸收的互补效应

【目的】蚯蚓和丛枝菌根真菌处于不同的营养级,但在促进植物生长和提高土壤肥力等方面却都发挥着积极作用。研究蚯蚓菌根互作及其对玉米吸收土壤中的氮、磷养分的影响,可为提升土壤生物肥力及促进农业的可持续发展提供理论依据。【方法】本研究采用田间盆栽方式,以玉米为供试作物,研究蚯蚓(Eisenia fetida)与丛枝菌根真菌(Glomus intraradices)互作及其对玉米养分吸收的影响。试验设置P 25和175 mg/kg两个水平。每个磷水平进行接种与不接种菌根真菌以及添加与不添加蚯蚓,共8个处理。调查了玉米生长、养分吸收以及真菌浸染和土壤养分的有效性。【结果】两个磷水平下,蚯蚓和菌根在增加玉米地上部和根系生物量方面有显著正交互作用(P0.05)。接种菌根真菌的各处理显著增加了玉米的侵染率及泡囊丰度、根内菌丝丰度等菌根指标。同时添加蚯蚓和接种菌根真菌的处理(AM+E)显著提高了菌根的侵染率、菌丝密度、丛枝丰度和根内菌丝丰度但是泡囊丰度有所下降。两种磷水平下,AM+E处理玉米地上部和地下部含氮量和含磷量均显著高于其他三个处理。在低磷条件下,地上部氮磷总量的增加分别是添加蚯蚓和接菌的作用;而地下部磷总量的增加主要是菌根真菌的作用。在高磷条件下,单加蚯蚓显著增加玉米氮磷的总量,而接种菌根真菌对玉米氮磷吸收的影响未达显著性水平。在高磷条件下,单加蚯蚓的处理显著提高玉米地上地下部生物量(P0.05),而单接菌的处理效应不显著,蚯蚓菌根互作通过提高土壤微生物量碳、氮实现对玉米生长和养分吸收的调控。在低磷条件下,单接菌显著提高了玉米的生物量(P0.05),单加蚯蚓的处理具有增加玉米生物量的趋势。菌根真菌主要促进玉米对磷的吸收,蚯蚓主要矿化秸秆和土壤中的氮磷养分增加土壤养分的有效性,蚯蚓菌根互作促进了玉米根系对土壤养分的吸收并形成氮磷互补效应。【结论】无论在高磷还是低磷水平下,蚯蚓菌根相互作用都提高了玉米地上地下部生物量、氮磷吸收量同时提高了土壤微生物量碳、氮。蚯蚓菌根相互作用对植物生长的影响取决于土壤养分条件。在高磷条件下(氮相对不足),蚯蚓菌根互作通过调控土壤微生物量碳、氮调控玉米生长和养分吸收。低磷条件下,菌根主要发挥解磷作用,蚯蚓主要矿化秸秆和土壤中的氮素,蚯蚓和菌根互补调控土壤中氮、磷,从而促进植物的生长和养分吸收。