丛枝菌根真菌对植物氮素吸收作用的研究进展

氮素是植物生长发育的必需元素,同时也是植物体内众多化合物的重要组成元素,对植物生长发育有着重要的意义。丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizas fungi, AMF)可以与80%的陆生维管植物形成互利的丛枝菌根共生结构,丛枝菌根真菌一方面通过寄主植物获得碳源,另一方面根外菌丝的存在增加了氮素的吸收范围,有效增强了土壤—丛枝菌根—植物三者之间氮素的交流,提高了植物对外界胁迫的适应能力,并且促进了生态系统中的氮循环。因此,以丛枝菌根共生体作为传输媒介,探索其在整个共生系统间氮素的吸收、转运及代谢机制成为生态学以及农业生产中的热点。本文从菌丝氮代谢、氮素的吸收形态以及共生体对氮素转运、交换三个方面,对丛枝菌根共生体氮素吸收循环机制的研究进展进行了一个系统的阐述,揭示了丛枝菌根氮素的利用特点及其在氮素循环中的重要作用,并提出了关于丛枝菌根共生体氮循环中的一些需要深入研究的科学问题。     

丛枝菌根真菌对有机栽培黄瓜生长、产量和品质的影响

试验以津优2号黄瓜品种为材料,研究了接种丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal Fungi,AMF）摩西球囊霉（Glomus mosseae Nicolson ＆ Gerdemann）对有机栽培黄瓜生长、产量和品质的影响。结果表明,接种AMF处理明显提高了黄瓜的生长势,较对照的株高、茎粗、叶片数、叶面积分别增加了19．1％,24．6％,10．8％,26．7％。接种AMF处理明显地促进了黄瓜叶片的光合能力,较对照的叶绿素含量、光合速率、蒸腾速率分别增加了14．4％,13．7％,12．3％。黄瓜接种AMF处理较对照的产量、可溶性固形物含量、维生素C含量分别增加了26．9％,16．0％,2．7％,而硝酸盐含量下降了31．3％。接种AMF处理黄瓜的株高、茎粗、叶面积、产量、果实的硝酸盐含量较对照差异达极显著水平。     

设施条件接种丛枝菌根真菌对紫色土上玉米/大豆生长及氮素利用的影响

为了阐明紫色土上接种丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungus,AMF）和不同间作方式对提高间作玉米（Zea mays L.）、大豆（Glycine max L.）的氮素利用和减少土壤氮残留的贡献。本试验在设施盆栽条件下,采用根系分隔模拟装置研究玉米/大豆间作体系中根系不分隔、尼龙网分隔、塑料膜分隔3种方式和不同AMF处理[不接种AMF（NM）、接种Glomus mosseae（GM）]对玉米、大豆植株生长、氮素累积与利用的影响。研究结果表明：接种GM不同程度提高了间作玉米和大豆根系菌根侵染率、株高、植株生物量及氮含量,而显著降低了玉米和大豆种植土壤的碱解氮含量。其中,GM-根系不分隔处理玉米、大豆的菌根侵染率最高。无论是否接种AMF,大豆生物量和植株氮含量均以根系分隔处理显著高于不分隔处理,而玉米生物量和植株氮含量却刚好相反。此外,GM处理条件下,玉米、大豆根际土壤碱解氮含量均以尼龙网分隔和不分隔处理显著低于塑料膜分隔处理。在所有复合处理中,以GM-根系不分隔处理对玉米生长及氮素累积的促进作用最好;GM-尼龙网分隔处理对大豆生长及氮素累积的促进效果最佳,并更能显著降低玉米、大豆根际土壤的碱解氮残留,可望减轻土壤氮流失而降低氮素流失对地表水体的污染风险。     

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...     

丛枝菌根真菌根外菌丝对紫色土中的氮素利用状况

摘 要：本研究采用修改后的Hawkins and George（1999）的装置,并以中性紫色土壤为基质模拟自然生长环境,研究根外菌丝对土壤中的氮素的利用状况。结果表明：接种Glomus intraradices发挥了较好的菌根效应,相对不接种处理,普遍提高了玉米地上部和根系的氮、磷营养状况;根外菌丝能扩大根系对氮素的吸收范围,扩大的吸收范围应不小于5cm;而根外菌丝利用的氮素形态主要是无机态的氮。     

间作栽培对生姜产量及其根际土壤丛枝菌根真菌的影响

为探究间作栽培模式缓解生姜连作障碍的可行性及作用机制,以生姜单作为对照,研究生姜间作玉米栽培模式对连作生姜根际土壤理化性质、AM真菌种群以及生姜产量的影响。结果表明:间作种植模式下生姜根际土壤水解性氮、全氮和有机质含量显著低于生姜单作,土壤p H高于生姜单作;间作栽培模式影响生姜根际土壤AM真菌的种群结构;在间作栽培模式的生姜根际土壤中分离得到12种类型的AM真菌孢子,而对照生姜的根际土壤中只有9种类型的AM真菌孢子。间作模式影响生姜产量,表现在姜块鲜重、株高、单株分枝数都高于单作生姜。因此,间作生姜明显能维持较稳定的产量,是一种有利于改善生姜连作栽培根际微生态环境、缓解连作障碍的栽培模式。     

氮肥运筹对旱地糜子籽粒产量及氮素吸收的影响

为了解决宁夏旱地糜子生育前期大量氮素流失的面源污染和生育后期土壤氮肥供应不足,导致植株早衰和减产等问题。在施氮量135 kg/hm²水平下,根据基肥∶拔节肥∶穗肥的比例设计了5个氮肥运筹处理,基肥∶拔节肥∶穗肥的比例分别为6∶2∶2(N1,氮肥前置)、6∶0∶4(N2,常规氮肥运筹)、2∶4∶4(N3,前氮后移)、4∶6∶0(N4,前氮后移)、4∶0∶6(N5,前氮后移)、不施氮肥处理(CK),通过研究氮肥后移对糜子干物质积累、籽粒产量及氮素吸收利用效率的影响,旨在探索糜子最佳的氮肥施用时期和施用量。结果表明,不同生育期内氮肥运筹对糜子干物质积累、籽粒产量及其构成因素、氮肥利用效率的影响达到显著差异,均显著高于CK。各处理籽粒产量分别比CK增加了18.9%,26.6%,30.8%,22.1%,23.3%;各处理氮素积累量表现为穗>茎>叶>根,且显著高于CK。氮肥利用效率均显著高于CK,氮肥后移处理(N3、N4、N5)比氮肥前置处理(N1)依次提高了4.75,3.08,2.99百分点。基于主成分和相关性分析,得出N3(基肥∶拔节肥∶抽穗肥比例为2∶...     

菌根真菌对植物氮素利用影响研究进展

氮素是植物生长发育的必需元素,是陆地生态系统初级生产力的主要限制因子,对植物生长发育有重要意义。菌根真菌与植物形成共生关系,促进植物从土壤中吸收氮素,减少氮素对植物生长的限制,增强土壤-菌根真菌-植物三者之间的氮素交流,在氮循环中起重要作用。从菌根真菌对不同形态氮素的利用、菌根真菌影响植物氮代谢、菌根真菌对土壤氮循环的生态学意义等方面进行了综述。基于当前菌根真菌对植物氮素利用影响的研究现状,建议结合基因组学、转录组学、蛋白组学及环境基因组学技术,重点研究菌根真菌—植物共生体的氮转运机制,解析菌根真菌—植物—土壤间氮素交流的主要路径及基因互作网络,以期促进植物氮素利用率,减少氮肥的施用,促进农业可持续发展。     

接种丛枝菌根真菌对麦秆分解和旱稻生长的影响

为探究丛枝菌根真菌对还田秸秆分解和作物生长的作用,以旱稻和麦秆为试验材料,利用盆栽试验研究接种AM真菌对麦秆分解率、氮素释放率、土壤酶活性以及旱稻叶绿素含量、根系活力、生物量的影响。结果显示:AM真菌的菌根定殖率为27.17%～28.53%。与秸秆还田不接菌处理相比,还田同时接种AM真菌处理显著促进了麦秆的分解率和氮素释放率,而且土壤蛋白酶、脲酶和纤维素酶的活性显著增加;秸秆还田同时接种AM真菌显著提高了旱稻第60天的根系活力和第90天叶片的总叶绿素含量,显著促进了地上部分和根系生物量的累积。在旱稻田接种AM真菌能有效促进麦秆的分解和土壤酶的分泌、增加旱稻的根系活力,有利于旱稻生物量的积累。     

盐渍条件下丛枝菌根真菌对番茄营养吸收及离子毒害的影响

为探究盐渍条件下丛枝菌根真菌对番茄营养吸收及离子毒害的作用,采用盆栽试验研究了不同浓度NaCl(0.5％和1％)胁迫下,接种丛枝菌根真菌Glomus mosseae-2对番茄营养吸收的影响.结果表明:在盐胁迫下,番茄接种Glomus mosseae-2,显著提高了地上部及根系N、P、K+和Ca2的含量,显著降低Na+含量,对Cl-含量虽有减少但无显著影响.接种后还显著影响盐胁迫下植株的营养吸收及平衡,增加地上部及根系K+/Na+、P/Na+、Ca2+/Na+及根系P/Cl-值.这些比值与植株总干质量均呈显著正相关,其中与K+/Na+、P/Na+、Ca2 +/Na+相关性最大.接菌番茄耐盐性提高与AMF改善植株营养状况尤其是提高K、P含量,保持较高K+/Na+、P/Na+、Ca2 +/Na+比值、降低植株Na+含量从而降低Na+对植株的毒害作用有关.     

宽幅播种对强筋小麦籽粒产量、品质和氮素吸收利用的影响

宽幅播种与适宜种植密度合理组配能够提高小麦籽粒产量和氮素利用率。然而,在协同改善产量和氮素利用率的同时,宽幅播种对籽粒品质有何影响未见报道。本研究于2018—2019和2019—2020连续2个生长季,选用藁优5766、济麦44、泰山27、洲元9369等4个强筋小麦品种,设置宽幅播种和常规条播2种播种方式,研究了宽幅播种对强筋小麦籽粒产量、品质和氮素吸收利用的影响。结果表明,宽幅播种条件下,主要得益于单位面积穗数的增加, 4个强筋小麦品种的单位面积粒数平均增加13.16%,籽粒产量相应提高13.39%。与此同时,宽幅播种强化了整个生育期特别是花后氮素的吸收,整个生育期小麦植株氮素积累量平均增幅为10.29%,花后氮素吸收量平均增幅为36.83%,进而提高了氮素吸收效率和氮素利用率,平均增幅分别为12.73%、13.39%。整个生育期特别是花后氮素吸收的增加,保障了籽粒氮素供应,提高了单位面积籽粒氮积累量,且其提高幅度(平均增幅为13.38%)与单位面积粒数(平均增幅为13.16%)和籽粒产量(平均增幅为13.39%)的提高幅度相近,籽粒单粒含氮量和蛋白质含量得以保持不变,籽粒蛋白质构成...     

矿区复垦土壤接种丛枝菌根对玉米生长及营养吸收的影响

采用盆栽试验方法,研究了不同培养基质条件(10cm土5cm尾矿、8cm土7cm尾矿、5cm土10cm尾矿)下,接种丛枝菌根真菌和不接种丛枝菌根真菌(对照)两种处理对玉米生物量及植株中营养元素吸收的影响。结果表明,无论接种与否,植株的生物量都随覆土厚度增大而增大;与非菌根植物相比,接种菌根真菌的植株可以吸收更多的营养元素,而向地上部运移的Na较少,抑制了植株积累过量的Na盐;地上部Zn和Cu的含量受接种菌根的影响不大,而接种菌根降低了地上部Mn的含量。植株生物量及其植株体内的营养元素含量,接种菌根真菌后,覆土少的(覆5cm厚的土壤于10cm厚的尾矿上)相应高于不接种且覆土厚(覆10cm厚的土壤于5cm厚的尾矿上)的,说明接种菌根可以抵消由于覆土少而导致的植株生物量降低,并且对尾矿充填复垦土壤的植被重建具有重要作用。     

宿主不同对丛枝菌根真菌扩繁效应的影响

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)在土壤生态系统中发挥着巨大作用,但目前AMF还不能纯培养,只能通过与宿主植物共生的方式扩繁.为研究不同宿主植物对AMF的扩繁效应,本研究选择玉米(Zea mays)、高粱(Sorghum bicolor)、黑麦草(Lolium perenn...     

干旱胁迫下丛枝菌根真菌对水稻生长的影响

通过控制水稻的水分供给模拟干旱胁迫,对比接种丛枝菌根真菌和未接种的水稻在营养生长方面的差异,探究干旱胁迫下丛枝菌根真菌对水稻生长的影响。结果发现,在干旱胁迫下,接种过丛枝菌根真菌的水稻植株的根长、侧根数、叶片数和生物量都显著高于未接种过的水稻植株,丛枝菌根真菌提高了水稻在营养生长期的耐旱能力。     

丛枝菌根真菌对不同番茄品种幼苗素质的影响

采用盆栽试验的方法,于两个番茄品种旭日与金龙粉王育苗时分别接种G.mosseae,以明确该AM真菌在培育壮苗中的潜力。结果表明,G.mosseae显著的改善了两个番茄品种幼苗的素质,但是金龙粉王较旭日的接种效应明显。旭日与金龙粉王接种G.mosseae后,壮苗指数分别为相应不接种处理的2.38倍与3.49倍。菌根化幼苗的健壮生长在一定程度上依赖于G.mosseae对氮、磷养分吸收的显著促进作用。G.mosseae对氮吸收的菌根效应分别为47.50%与87.52%,对磷吸收的菌根效应分别为23.08%与64.74%。结果表明,将该AM真菌作为潜在的生物肥料引入设施番茄生产培育健壮幼苗是可行的。     

不同丛枝菌根真菌对切花菊生长的影响

在温室盆栽条件下,对切花菊品种‘神马’（Chrysanthemum morifolium ‘Jinba’）接种5种不同的丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）,分别在苗期和花期,通过测定相关形态及生理指标,研究AMF对切花菊生长的影响。结果表明：与未接种对照相比,5种AMF均能不同程度地侵染切花菊根系,增加植株株高、叶片数、根长和花瓣面积等,促进切花菊生长。接种AMF能够增强切花菊根系活力,提高根系、叶片和花瓣中的可溶性糖含量（Glomus mosseae除外）,从而改善渗透调节。综合分析,最终筛选出G. intraradlces是对切花菊生长促进效果最好的菌种。     

丛枝菌根真菌和植物寄生线虫的相互作用

丛枝菌根是土壤里的一类真菌和植物根系形成的共生体。本文综述了丛枝菌根真菌和植物寄生线虫之间的相互作用,一般说来,丛枝菌根真菌可以抑制植物寄生线虫的发生,而植物寄生线虫也会反过来影响丛枝菌根的侵染和产孢;并指出了丛枝菌根真菌在不同接种时间、不同接种势、是否土著、以及土壤环境中的磷水平均会对植物寄生线虫产生不同影响。深入研究这些相互关系,有助于正确理解菌根抗线虫病的作用,从而为其用于生物防治提供理论依据。     

覆膜和施肥对玉米大豆间作体系作物氮素吸收和产量的影响

探究间作下覆膜和施肥对作物产量和氮肥利用率的影响,为旱地栽培增产增效提供依据。本研究采用大田试验,设置4个处理：不覆膜不施肥(non-F+CK)、不覆膜施肥(non-F+NP)、覆膜不施肥(F+CK)和覆膜施肥(F+NP),研究覆膜和施肥对玉米、大豆地上部干物质积累、氮素吸收和产量的影响。结果表明：施肥条件下,覆膜处理玉米和大豆各时期干物质量增加了3.5%～20.3%和24.4%～132.8%,氮素吸收量增加了4.9%～51.7%和10.6%～123.9%,不覆膜条件下玉米和大豆产量分别为9785.8 kg/hm²和1087.5 kg/hm²,覆膜后显著增产10.4%和28.6%(P<0.05);不施肥条件下,覆膜提升了播后66 d和95 d玉米和大豆的干物质量和氮素吸收量,但收获时玉米显著降低了19.3%和25.1%(P<0.05),大豆稍有降低但差异不显著,玉米产量为3102.6 kg/hm²,较不覆膜显著减产30.4%,覆膜对大豆产量影响不显著。覆膜不同程度地提高了玉米和大豆的氮肥利用率,其中玉米的表观...     

氮肥后移对超高产夏玉米产量及氮素吸收和利用的影响

采用田间试验研究了氮肥后移对超高产夏玉米产量、氮素吸收积累和氮肥效率的影响,旨在了解超高产夏玉米(≥ 12 000 kg hm^-2)的氮素吸收和转运特性,为实现夏玉米超高产合理施肥提供依据。结果表明,夏玉米施氮显著增产,增产幅度为9.62%~15.95%,氮肥后移比习惯施氮增产2.27%~5.33%。超高产夏玉米吐丝后氮素吸收积累量占总积累量的40.30%~47.78%,保证后期氮素养分充足供应对于夏玉米达到超高产水平至关重要;氮肥后移可促进超高产夏玉米后期的氮素吸收积累,降低夏玉米茎和叶片氮素的转运率,显著增强灌浆期夏玉米穗位叶硝酸还原酶活性,提高灌浆期叶片游离氨基酸含量,增加蛋白质产量;氮肥后移比习惯施氮的氮肥利用率提高1.88%~9.70%、农学效率提高0.96~2.21 kg kg^-1,以“30%苗肥+30%大喇叭口肥+40%吐丝肥”方式施用氮肥的产量和氮肥利用效率最佳。