酸性土壤中丛枝菌根真菌菌剂多样性对玉米产量及其磷钾吸收的影响

【目的】明确酸性土壤中丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizae fungi,AMF）菌剂多样性在玉米籽粒产量和磷、钾养分吸收方面的作用,能够为农田微生物肥料配施、养分利用率提高等方面提供理论依据。【方法】2019和2020年玉米生育期,选用4种不同种丛枝菌根真菌类型（摩西斗管囊霉Funneliformis mosseae,A;扭形球囊霉Glomus tortuosum,B;地表球囊霉Glomus versiforme,C;地斗管囊霉Funneliformis geosporum,D）,设置不接菌处理（CK）,接种单一AMF菌剂、2种AMF混合菌剂、3种AMF混合菌剂和4种AMF混合菌剂共16个处理,研究玉米籽粒产量、植株各器官生物量及其磷、钾累积量对不同菌剂类型以及菌剂多样性的响应。【结果】与对照相比,两个试验年度所有接菌处理均能增加玉米籽粒产量及其磷、钾累积量,其中接种A、B、C、D 4种单一菌剂处理的玉米籽粒产量均值分别增加57.9%,26.9%,40.5%和32.9%;磷累积量增加77.8%,48.2%,26.2%和75.8%;钾累积量增加85.5%,62.1%,59.0%和63.5%。随AMF菌剂多样性增加,两个试验年度玉米籽粒产量呈增加趋势,表现为4种混合菌剂>3种混合菌剂>2种混合菌剂>单一菌剂,其中4种混合菌剂处理籽粒产量比单一菌剂处理均值高12.3%;籽粒磷累积量表现为2种混合菌剂>4种混合菌剂>3种混合菌剂>单一菌剂,其中2种混合菌剂处理籽粒磷累积量比单一菌剂高23.2%;但AMF菌剂多样性处理之间玉米籽粒钾累积量差异不显著。【结论】在酸性土壤条件下玉米接种不同类型丛枝菌根真菌均能显著增加籽粒产量及其磷、钾累积量,其中Funneliformis mosseae改善玉米籽粒产量及其磷钾累积量的作用最佳。丛枝菌根真菌菌剂多样性增加能显著提高玉米籽粒产量和磷累积量,其中4种混合菌剂处理的增产效果较好,而2种混合菌剂处理的养分吸收积累量较高。生产上应根据高产优质不同目的,选择接种合适的丛枝菌根真菌类型并进行菌剂之间合理的搭配。     

丛枝菌根真菌对玉米生育期土壤N2O排放的影响

【目的】明确丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）影响玉米生育期土壤氧化亚氮（N₂O）排放的机制,为增加玉米产量、提高氮素利用效率、减少温室气体排放提供理论依据。【方法】采用分室（生长室和菌丝室）箱体装置,盆栽设置氮肥用量（N1：180 kg N·hm^-2;N2：360 kg N·hm^-2）和丛枝菌根真菌（M0：作物根和AMF均不能从生长室进入菌丝室;M1：只有丛枝菌根真菌能从生长室进入菌丝室;M2：作物根和丛枝菌根真菌均能从生长室进入菌丝室）双因素试验,测定玉米生长期间植株生物量、植株氮素积累量、N₂O排放量;采用Illumina平台Hiseq 2500 PE250高通量测序技术分析土壤细菌群落结构和多样性对丛枝菌根真菌的响应。【结果】氮肥用量和丛枝菌根真菌均显著影响玉米产量、植株生物量、植株氮素积累量和N₂O排放量。不同氮肥用量条件下接种丛枝菌根真菌均显著增加玉米籽粒产量、植株生物量和氮素积累量。与M0相比,N1条件下M1和M2处理产量均值分别增加38%和82%,地上部氮素积累量增加30%和52%,无机氮含量减少26%和65%;N2条件下M1和M2处理籽粒产量分别增加16%和48%;地上部氮素积累量增加9%和33%,无机氮含量减少34%和55%。与M0相比, N1条件下M1和M2处理N₂O累积排放量分别降低17%和40%,N₂O排放强度分别降低41%和67%;而N2条件下N₂O累积排放量降低26%和45%,排放强度分别降低28%和57%。NMDS 分析表明,施肥和丛枝菌根真菌均对细菌群落结构有较大影响。与N1均值相比,N2处理门水平变形菌门（Proteobacteria）和芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）相对丰度分别降低6%和15%,而放线菌门（Actinobacteria）增加32%;属水平链霉菌（Streptomyces）增加27%,芽单胞菌属（Gemmatimonas）降低8%。与M0相比,N1条件下M1和M2处理的Streptomyces分别增加64%和205%,Gemmatimonas细菌丰度分别增加31%和53%;N2条件下M1和M2处理的Streptomyces分别增加10%和93%,M1处理的Gemmatimonas细菌丰度降低2%,M2处理Gemmatimonas细菌丰度增加56%。土壤中Streptomyces和Gemmatimonas与N₂O排放量呈显著负相关,而与玉米产量呈显著正相关。【结论】不同氮肥水平玉米接种丛枝菌根真菌均能显著降低土壤N₂O排放量,这种影响主要通过提高玉米氮素的吸收利用和改善土壤细菌群落组成实现的,其中主要增加了土壤链霉菌属和芽单胞菌属的相对丰度。     

等氮量条件下有机肥替代化肥对玉米农田温室气体排放的影响

[目的]明确大田等氮量条件下,有机肥替代化肥对玉米农田土壤温室气体(N20和Co2)排放及其增温潜势的影响,为稳定作物产量、减少化肥投入、减少氮肥流失、提高氮肥利用效率提供理论依据.[方法]2018和2019年大田采用静态箱-气相色谱法,以不施肥(CK)为对照,比较等氮量条件下常规单施化肥(NPK)、有机肥替代30％(...     

秸秆分解对两种类型土壤无机氮和氧化亚氮排放的影响

[目的]明确作物秸秆分解对土壤无机氮和氧化亚氮(N2O)排放的影响,为不同土壤类型采用合理的氮肥用量,促进秸秆分解、增加土壤可利用养分、减少N2O等温室气体排放提供理论依据.[方法]室内采用尼龙网袋法,设置秸秆类型(小麦和玉米)、土壤类型(潮土和砂姜黑土)和氮肥用量(N0:0,N1:180 kg N·hm-2,N2:3...     

不同形态氮肥下丛枝菌根真菌对玉米灌浆期生理特性及产量和品质的影响

明确不同形态氮肥条件下丛枝菌根真菌(ArbuscularMycorrhizalFungi,AMF)对灌浆期玉米生理特性及籽粒产量和品质的影响,为合理配施农田生物肥料、提高产量和改善籽粒品质提供理论依据。2018年和2019年2个玉米生育季,采用分室(生长室和菌丝室)箱体装置,设置氮肥形态和丛枝菌根真菌双因素试验,测定灌浆期籽粒和穗位叶氮代谢关键酶活性以及籽粒产量、植株生物量、植株氮素积累量和根系特性等性状。结果表明,AMF可增加玉米灌浆期叶片叶绿素含量和叶面积,促进光合作用进行,调节氮代谢关键酶活性,从而提高玉米产量,改善籽粒品质,且在不同氮肥形态下影响不同。与M0处理均值相比,铵态氮肥处理下M1产量和籽粒氮素积累量分别增加85%和140%;硝态氮肥处理下产量和籽粒氮素积累量分别增加36%和81%。与M0处理均值相比,铵态氮肥处理下M1粗蛋白含量、粗淀粉含量和赖氨酸含量分别增加9%、6%和7%,粗脂肪含量减少19%;硝态氮肥处理下粗蛋白含量和赖氨酸含量分别增加10%和8%,粗脂肪含量减少32%。本研究表明,在不同氮肥形态下接种AMF均能够提高玉米产量,增加玉米籽粒粗蛋白含量和赖氨酸含量...