光照驱动花生间作系统根际细菌群落结构演变和产量提升机制的研究

为探明间作体系中光照条件对矮杆作物产量及根际微生物群落影响的因果关系,本研究依托江苏省农业科学院玉米/花生间作长期试验平台,通过带状间作行朝向设置低光(LL)与高光(HL)条件,利用同位素标记和高通量测序技术,研究不同光照条件下矮杆花生根际光合碳分泌对根际细菌群落结构及作物产量的影响。结果表明：①提高花生冠层光截获增加了花生根际光合碳分配；②光照条件差异引起了花生根际细菌群落结构及关键细菌类群变化；③高光照条件通过改变间作花生根际功能细菌群落提升花生产量。研究结果为优化间作种植管理措施,增加高矮作物间作体系产量提供了新思路。     

多样化培肥模式调控丛枝菌根真菌促进玉米磷素吸收

利用丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）从农田生态系统获取养分，是红壤作物吸收土壤磷（P）素的有效途径。针对我国南方红壤生物功能退化、P素生物有效性低、作物产量低等问题，如何调控作物根际AMF群落，优化其与宿主的互惠共生关系，是打破红壤区作物P摄取瓶颈的关键。本研究结合红壤旱地生态间作与有机（秸秆、猪粪、生物肥）无机肥料配施的4种多样化培肥措施，基于作物产量和红壤磷素活化水平，筛选最优培肥模式。进一步利用扩增子高通量测序和显微观察等技术，解析红壤旱地最优培肥措施调控AMF群落组成，揭示优化的AMF群落激发宿主玉米P素摄取机理。结果表明，花生/玉米间作结合秸秆/生物肥的有机无机配施（In+NPKSB）相较于其他培肥方式使红壤旱地全磷（TP）提高29.07%、有效磷（AP）提升1.35倍，且增强了玉米根内AMF群落科水平间的联系。该措施AMF定殖率是传统培肥措施的2.24倍，提高玉米根际酸/碱性磷酸酶（ACP/ALP）活性32.18%和41.66%，玉米生物量提高34.98%，产量提高67.27%。本研究证实红壤旱地花生/玉米生态间作结合秸秆/生物肥有机无机配施的培肥措施可通过优化玉米根内AMF群落组成，促进土壤P素活化，为在红壤旱地因地制宜推广可持续农业发展的集成应用提供理论依据。