丛枝菌根真菌(AMF)对玉米/蚕豆和玉米/稗草互作体系植物生长的反馈调节

【目的】丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,简称AMF)对农田生态系统中作物的生长起着重要作用。不同宿主植物和作物种植方式对土壤中菌根真菌具有一定的选择性,从而影响菌根真菌对后茬植物生长的反馈效应。间作体系是农业生产中增产增效的一种重要的种植模式,明确AMF在间作体系中对植物生长的反馈作用,对理解间作体系地上-地下相互作用具有重要的意义。【方法】本试验采用三种常见的AMF(Funneliformis mosseae、Rhizophagus intraradices和Claroideoglomus claroideum)混合接种剂,在单作(玉米,蚕豆,稗草)和间作(玉米/蚕豆和玉米/稗草)条件下,通过两个阶段(AMF驯化及反馈)的反馈试验,模拟研究了三种植物在单作和间作中的反馈强度及AMF的调节作用。【结果】在驯化阶段,玉米/稗草间作体系中,与单作相比,间作玉米地上部生物量减少了64.0%,间作稗草地上部生物量增加了47.8%。玉米/蚕豆间作体系中,与单作相比,两者作物地上部生物量增量分别达21.7%和38.3%。反馈阶段中,单作时,与灭菌处理相比接种AMF后玉米、稗草和蚕豆的地上部生物量分别增加602.3%、 80.6%和21.1%; 间作时,与灭菌处理相比接种AMF后玉米地上部生物量平均增加613.1%,稗草增加80.7%, 蚕豆增加21.4%。单作玉米存在负到零反馈作用,与灭菌处理相比,接种AMF后玉米负反馈作用减弱至零反馈作用。从单作到间作,玉米的反馈作用由负变为零到正反馈作用。【结论】玉米和稗草之间是竞争关系,玉米处于竞争弱势稗草处于竞争优势。玉米对AMF的响应最为强烈,其次是稗草,最后是蚕豆。接种AMF或与其它植物间作后均减弱玉米的负反馈作用,表明丛枝菌根真菌可通过减弱单作玉米的负反馈实现间作增产。     

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。     

接种根瘤菌对蚕豆/玉米间作系统产量及结瘤作用的影响

通过田间试验,研究了不同施氮水平下蚕豆接种根瘤菌GS374对蚕豆/玉米间作系统产量及蚕豆结瘤作用的影响。结果表明,不施氮处理接种根瘤菌所获得的单作或间作系统产量与不接种但施N225kghm-2的相应系统产量相当,且施N225kghm-2处理接种仍能促进蚕豆的结瘤作用。统计分析表明,与不接种根瘤菌、蚕豆单作、不施氮相比,接种、蚕豆/玉米间作、施氮均极显著地提高了蚕豆生物学产量,但只有间作能显著增加其籽粒产量;施氮显著增加玉米生物量和籽粒产量。施N225kghm-2后,蚕豆接种、间作对玉米生物量无显著影响;但不施氮时蚕豆接种显著提高了与之间作的玉米籽粒和生物学产量,增幅分别为34.3%和25.6%。接种根瘤菌显著提高了不同氮处理以籽粒产量为基础计算的土地当量比和不施氮处理以生物学产量为基础计算的土地当量比。蚕豆接种根瘤菌与不接种相比,其单株根瘤数和根瘤干重均显著增加;间作与蚕豆单作相比对根瘤数的影响较小,但显著促进了蚕豆单株根瘤干重的增加。因此,本研究认为豆科作物接种合适的根瘤菌,是进一步提高豆科/禾本科作物间作系统间作优势的又一重要途径。     

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。     

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。     

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。     

接种丛枝菌根真菌配合氮肥减施对辣椒–大豆间作体系氮素吸收的影响

【目的】叶菜及经济效益较高的茄果类如辣椒、番茄等占云南省设施蔬菜栽培面积的62.19%,蔬菜连作以及氮肥的大量施用制约了设施蔬菜高产优质,降低了土壤质量。研究接种丛枝菌根真菌(AMF)和氮水平对作物生长、土壤氮残留及生物相关特性的影响,为提高设施蔬菜产量,减少氮肥施用量,降低土壤氮残留提供理论依据。【方法】以大豆和辣椒间作为种植模式进行盆栽试验。设计了接种AMF、氮肥用量、种植模式三因素试验。在大豆、辣椒单作、大豆辣椒间作3个种植模式下,分别设3个施氮(N)水平：0、100、200 mg/kg土(N0、N1、N2);每个氮水平下,再设土壤不接种、接种AMF菌剂处理(NM、AMF),共组成18个处理。在蔬菜收获期,取样测定蔬菜生物量、根系长度、AMF侵染率,测定根际土壤硝态氮、铵态氮含量、氮代谢酶活性以及菌丝密度。【结果】接种AMF、施氮量、种植模式及三者的交互作用对辣椒和大豆根系AMF侵染率、植株生物量和根长的影响都达到显著水平(P<0.01)。N1处理显著增加了辣椒、大豆根系的菌根侵染率,且在间作条件下的增幅最高;N1处理下,接种AMF和间作均显著增加了辣椒、大豆植株生物量和氮...     

间作小麦和接种AM真菌协同提高蚕豆抗枯萎病能力和根际微生物碳代谢活性

【目的】接种丛枝菌根 (arbuscular mycorrhizal,AM) 真菌和间作均是防治蚕豆枯萎病的有效方法,从土壤微生物学角度研究两者协同减轻蚕豆枯萎病的机理,对控制蚕豆枯萎病传播具有重要意义。【方法】利用盆栽试验方法,进行了间作和接种AM真菌摩西管柄囊霉 (Funneliformis mosseae,Fm) 和扭形球囊霉 (Glomus tortuosum,Gt) 试验。设蚕豆单作对照 (MF)、蚕豆小麦间作 (IF)、蚕豆单作接种Fm (MFFm)、蚕豆小麦间作接种Fm (IFFm)、蚕豆单作接种Gt (MFGt)、蚕豆小麦间作接种Gt (IFGt) 6个处理。于蚕豆开花期 (生长70天) 取土壤样品,测定蚕豆幼苗生长、枯萎病发生、根际镰刀菌数量和微生物碳代谢活性。【结果】间作显著增加蚕豆幼苗干重93.0%、降低蚕豆枯萎病病情指数71.4%,接菌显著增加蚕豆幼苗干重55.3%、降低病情指数76.6%,其中接种Fm真菌对蚕豆幼苗干重的影响更大,对病情指数的抑制效果更好。间作接菌显著增加蚕豆幼苗干重100%、降低病情指数89.8%。Biolog微平板测试结果显示,间作提高根际微生物碳代谢活性32.3%;接菌提高微生物活性85.4%;间作接菌提高微生物活性122%。主成分分析结果表明,间作和接菌均明显改变了根际微生物的群落结构,并主要改变了对碳水化合物类、氨基酸和羧酸类碳源的利用。相关性分析结果显示,枯萎病发病率和病情指数与根际镰刀菌数量呈极显著正相关关系,与AWCD值、Shannon多样性指数和丰富度指数均呈极显著负相关。【结论】蚕豆与小麦间作和接菌对抑制蚕豆枯萎病和促进蚕豆生长均具有积极效应,间作显著提高了AM真菌的定殖率,二者协同提高了根际微生物活性,改变了微生物群落结构,并抑制了病原菌增殖,进而控制蚕豆枯萎病发生。     

干旱胁迫下丛枝菌根真菌对玉米生理生化特性的影响

在土壤有效磷含量较高的条件下,研究了接种丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungus, AMF）对不同水分处理梯度（田间最大持水量的70%、 45%和20%）条件下玉米生长和抗旱性的影响。结果表明,在三种不同水分处理条件下,接种AMF显著提高了玉米植株地上部的生物量,且对玉米地上部、 地下部全磷含量有显著提高作用。水分胁迫显著降低了玉米叶片水势,增加了玉米叶片脯氨酸、 丙二醛、 过氧化物酶和过氧化氢酶含量,而不同水分梯度条件下接种AMF均显著提高了植株叶片水势,降低了脯氨酸含量,提高了叶片保护酶（过氧化物酶和过氧化氢酶）活性从而减少丙二醛的积累,减轻植物叶片膜脂过氧化的伤害。由此说明,接种AMF在土壤有效磷含量较高的条件下能够与玉米根系形成良好的共生关系,提高玉米的抗旱性。     

施苯菌灵抑制丛枝菌根真菌对污染土壤-玉米系统镉迁移的影响

【目的】为探讨土壤丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对污染土壤-作物系统Cd迁移行为的影响。【方法】采用云南兰坪铅锌矿周边重金属污染的土壤,开展室内试验,施杀真菌剂 (苯菌灵) 特异性抑制土壤土著AMF,研究抑制AMF对玉米生长、Cd含量与累积量、土壤Cd淋溶流失的影响。【结果】结果表明:(1)施苯菌灵显著抑制土壤AMF生长,导致AMF侵染率、孢子数、土壤球囊霉素相关蛋白(Glomalin related soil protein,GRSP)含量显著降低;并显著影响玉米生长与矿质营养,导致玉米地上部生物量、叶绿素与磷含量增加,而地上部氮钾含量降低。(2)施苯菌灵促进Cd向玉米根部和地上部迁移,主要富集在玉米地上部,导致玉米地上部的Cd含量和累积量显著增加。(3)施苯菌灵导致10 cm和20 cm壤中流的Cd浓度显著增加。此外,土壤GRSP含量与玉米地上部Cd累积量和壤中流的Cd流失浓度均呈极显著负相关。【结论】研究结果表明,土壤土著AMF有助于抑制土壤Cd向植株地上部迁移,减少壤中流Cd的流失浓度,降低污染土壤-作物系统Cd的环境迁移。     

丛枝菌根真菌(Glomus caledonium)对铜污染土壤生物修复机理初探

利用盆栽试验,研究了丛枝菌根真菌(Glomus.caledonium)在不同程度铜污染土壤上对玉米苗期生长的影响。结果表明,即使在土壤施铜量达150mg/kg时,菌根真菌对玉米仍有近55%的侵染率;接种菌根真菌,能显著促进玉米根系的生长。菌根玉米的根系生物量和根系长度,平均较未接种处理分别提高108.4%和58.8%;接种处理的植株地上部生物量达到每盆(3株)10.58g,显著高于不施铜的非菌根玉米。这些结果表明,丛枝菌根真菌对铜污染具有较好的抗性;并且由于菌根的形成,使宿主植物明显地改善了对磷的吸收和运输,并能通过抑制土壤酸化、降低土壤可溶态铜的浓度等机制,增强宿主植物对铜污染的抗(耐)性。在150mg/kg施铜水平时,与非菌根玉米相比,菌根玉米地上部和根系铜浓度分别降低24.3%和24.1%,吸铜量分别提高了28.2%和60.0%,表明菌根植物对铜污染土壤具有一定的生物修复作用。     

菌根化育苗对玉米生长和养分吸收的影响

【目的】丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)侵染作物根系形成菌根共生体系对于作物吸收磷具有重要作用,但该结果大多来源于室内受控试验,有限的田间试验因环境条件、试验材料与接种技术等差异致使AMF菌剂应用效果不一。本研究通过玉米菌根化育苗和田间移栽,分析了接种AMF对玉米生长、养分吸收、籽粒产量及养分含量的影响,以期推进菌根技术的实际生产应用。【方法】以自交品系玉米B73为供试作物,于2018年5月至10月在北京市延庆区进行了田间试验。田间小区设置基施磷(+P)和不施磷(–P)处理。供试AMF为Rhizophagus irregularis Schenck&Smith BGC AH01。玉米种子催芽后,分别播入加入AMF菌剂(+M)和菌剂过滤液(–M)的育苗钵内,培养两周后移栽至田间。玉米在田间条件下生长至拔节期时,使用便携式光合仪测定叶片光合速率与气孔导度,取样测定地上部与根部干重和养分元素含量,同时测定菌根侵染率;在玉米完熟期取样,测定籽粒百粒重、籽粒产量及养分含量。【结果】无论田间施磷与否,接菌植株根系的菌根侵染强度和丛枝丰度均显著高于不接菌植株。不施磷情况下,+M处理显著提高了玉米根系干重,玉米生长的菌根依赖性(163.7%)显著高于施磷情形(124.1%)。–P–M处理玉米叶片的光合速率和气孔导度显著低于其他3个处理。–P+M处理玉米叶片的光合参数、玉米地上部和根部磷含量与+P+M均无显著差异。与–P–M处理相比,–P+M显著提高了玉米籽粒产量和百粒重,同时也提高了籽粒中锌、锰、镁等矿质养分的含量,且与+P+M处理相比均无显著差异。【结论】玉米幼苗接种AMF后再移栽到田间,可以显著提高拔节期玉米根系的菌根侵染率,促进玉米地上部和根部对磷及锌、锰和镁的吸收,进而促进玉米的生长,提高籽粒产量和养分含量。本试验条件下,菌根化育苗可以达到与施磷同样的效果,在保障作物不减产的前提下减少磷肥施用量。     

土著AMF与氮形态对辣椒||菜豆间作系统植株氮利用及其影响因素研究

近年来设施辣椒连作障碍日益突出,其中氮肥的大量不合理施用和高残留是限制辣椒高产、优质栽培的主要因素之一。研究土著丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)与间作体系强化蔬菜对不同形态氮(N)的利用并结合土壤菌丝密度、N形态及酶活性的反馈作用,可为设施土壤N素的高效利用和降低土壤N残留提供依据。本研究采用盆栽试验,设置辣椒||菜豆间作和各自单作种植模式,不同AMF处理[不接种(NM)、接种土著AMF]和不同形态N处理[不施N(N0)、无机氮(碳酸氢铵120mg·kg~(-1),ION)和有机氮(谷氨酰胺120 mg·kg~(-1),ON)],探讨了设施条件下接种土著AMF、施用不同形态N与间作对辣椒、菜豆根围土壤菌根建成、酶活性及N利用的影响。结果表明,与NM相比,接种土著AMF使设施辣椒、菜豆植株生物量及N吸收量显著增加(除菜豆单作-ON处理),显著降低土壤NH_4~+-N、NO_3~--N含量。无论施用何种形态N,均显著增加辣椒、菜豆植株生物量(除菜豆单作-AMF处理)及N吸收量,表现为ONION。与单作-ON-AMF处理相比,间作-ON-AMF处理下的辣椒N吸收量显著增加39.9%、菜豆N吸收量显著增加93.0%。对N利用影响因子的分析结果表明,间作协同接种土著AMF较大程度上增加了土壤有机质含量及蛋白酶、脲酶、硝酸还原酶活性。相关性分析显示,辣椒、菜豆植株N吸收量与AMF侵染率呈极显著正相关关系,而土壤NH_4~+-N和NO_3~--N含量则与AMF侵染率呈现一定的负相关关系。此外,土壤蛋白酶、脲酶和硝酸还原酶活性与辣椒、菜豆植株N吸收量呈正相关关系。可见,所有复合处理中,以间作体系接种土著AMF与施用适量有机氮的组合明显促进了设施辣椒、菜豆生长和N素利用。     

丛枝菌根真菌对玉米和续断菊间作镉吸收和累积的影响

通过盆栽试验,利用分室隔网培养方法,模拟研究接种丛枝菌根真菌(AMF)对玉米-续断菊(Sonchus asper L.Hill)间作体系Cd吸收和累积的影响。结果表明:1无论Cd添加到A室还是B室,玉米的侵染率都要比续断菊高出6.3%~38.35%。接种AMF之后,都不同程度地提高了玉米和续断菊的生物量,但对玉米和续断菊吸收Cd的影响有所不同。2Cd添加到A或者B室,AMF均会促进该侧植物对Cd的吸收,降低另一侧植物对Cd的吸收。3接种AMF后,续断菊对Cd的转运系数降低,玉米对Cd的转运系数有的升高有的降低。总之,AMF改变了间作条件下玉米和续断菊对Cd的吸收,菌丝在两者之间可能起着非常重要的作用。     

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。     

大豆/玉米间作体系中接种AM真菌和根瘤菌对氮素吸收的促进作用

利用大豆和玉米之间根系不同分隔方式的盆栽试验,研究了在玉米/大豆间作体系中接种大豆根瘤菌、AM真菌Glomus mosseae和双接种对间作体系氮素吸收的促进作用。结果表明,双接种处理显著提高了大豆及与其间作玉米的生物量、氮含量,双接种大豆/玉米间作体系总吸氮量比单接AM菌根、根瘤菌和不接种对照平均分别增加22.6%、24.0%和54.9%。大豆促进了与其间作玉米对氮素的吸收作用,在接种AM真菌和双接种条件,间作玉米的AM真菌侵染率提高,大豆根瘤数增加; 接种AM真菌处理,不分隔和尼龙网分隔比完全分隔玉米吸氮量的净增加量是未接种对照的1.8、2.6倍,双接种处理分别是对照的1.3和1.7倍。说明在间作体系中进行有效的根瘤菌和AM真菌接种,发挥两者的协同作用对提高间作体系土壤养分利用效率,进一步提高间作体系的生产力有重要的意义。     

不同氮素形态比例条件下接种AMF对玉米氮同化关键酶的影响

以珍珠岩为基质,通过供应3种不同的NH4+∶NO3ˉ比例营养液,研究了接种丛枝菌根真菌对玉米氮同化关键酶活性的影响。结果看出,与不接种的玉米植株相比,接种Glomus intraradices和Glomus mosseae分别在NH4+∶NO3ˉ=3∶1和NH4+∶NO3ˉ=1∶3形态下提高了植物叶片的硝酸还原酶活性;接种AMF对叶片谷氨酰胺合成酶活性（GS）影响不大,但在NH4+∶NO3ˉ=3∶1形态下接种3种AMF处理均显著提高了根系GS活性,相对提高了铵态氮在地下部的同化比例。在铵态氮比例较高时,接种AMF的促生效应较好,且AMF提高根系GS活性作用较大。表明丛枝菌根真菌在促进宿主植物对铵态氮的利用作用较大。     

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。     

外源磷与AMF对间作玉米种植红壤无机磷形态的影响

通过三室隔网分室盆栽模拟试验,研究了分室不同磷(P)源[无机磷(磷酸二氢钾)和有机磷(大豆卵磷脂),P添加量均为50 mg·kg-1]添加和根室接种不同丛枝菌根真菌(AMF)[Glomus mosseae(GM)、Glomus etunicatum(GE)]对间作玉米种植红壤无机磷形态的影响。结果表明:无论接种与否,间作处理使根室土壤有效磷含量显著降低,说明间作能够促进玉米植株对土壤有效磷的吸收,且有效磷的耗竭从根际土壤开始。除OP50-单作玉米处理的Org-P外,接种AMF均一定程度增加了各形态无机磷含量。此外,根室土壤有效磷的主要组分为Ca2-P、Al-P和Org-P,其中Org-P与土壤有效磷有着极显著的负相关关系。     

玉米||大豆间作对AMF时空变化的影响

为探究农田生态系统中不同种植模式下丛枝菌根真菌(AMF)生长发育及产生孢子和球囊霉素状况,本试验设置两种结构的间作模式(6M6S:6行玉米与6行大豆间作; 3M3S:3行玉米与3行大豆间作)以及单作玉米(CKM)和单作大豆(CKS)4个处理,分析不同种植模式对AMF生长时空变化的影响。结果表明:菌根侵染率、侵染密度和菌丝密度随着AMF与作物共生期延长逐渐增加,丛枝丰度呈现先增加后减少的趋势。两年试验中,玉米乳熟期(大豆鼓粒期), 3M3S处理的菌根侵染率、侵染密度和丛枝丰度,土壤孢子密度、易提取球囊霉素含量和总球囊霉素含量均显著高于单作。在作物生育期内, AMF的孢子密度从269.40个·(100g)~(-1)增加至1 484.20个·(100g)~(-1),易提取球囊霉素含量从430.88μg·g~(-1)增加至600.78μg·g~(-1),总球囊霉素含量从942.59μg·g~(-1)增加至1 304.03μg·g~(-1)。玉米乳熟期,间作边行玉米的菌丝密度、孢子密度、易提取球囊霉素和总球囊霉素含量最高;大豆鼓粒期,间作边行大豆的菌丝密度和易提取球囊霉素含量最高,孢子密度最低。相关性分析表明,总球囊霉素和易提取球囊霉素与菌丝密度呈极显著正相关,相关系数分别达0.71和0.73;孢子密度和菌丝密度与侵染率呈极显著正相关,相关系数分别达0.72和0.75。因此,农田生境中AMF能与根系建立良好的共生关系,并随着季节变化和作物生长呈现周期性变化。间作促进了AMF的侵染,增加了球囊霉素和孢子的产量,间作处理中AMF与各行作物共生表现出边际效应。3M3S处理是最有利于AMF生长的种植模式。