菌根与间作对紫色土-水界面氮流失的削减效应

揭示土著丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)与间作对紫色土-水界面各形态氮流失的削减效应,可为保护水环境、减缓紫色土坡耕地氮流失带来的农业面源污染提供理论依据。通过自然降雨条件下的径流模拟试验,设置不同种植模式(单作玉米、玉米/大豆间作、单作大豆)和不同菌根处理(抑菌、未抑菌),在雨季不同时间采集7次径流和侧渗水样,分析比较各不同处理下径流及侧渗各氮形态变化迁移特征。研究结果表明,侧渗即壤中流为紫色土-水界面氮素流失的主要途径,硝态氮为紫色土-水界面氮素流失的主要形态。随取样时间后延,径流总氮、硝态氮浓度均呈现出波浪式上升的趋势,而铵态氮浓度整体表现出先上升再下降的趋势;侧渗总氮浓度趋势则呈现先下降后上升再下降的趋势,硝态氮浓度整体表现出下降后趋于平缓的趋势,铵态氮浓度则表现出先上升后下降并趋于平缓的趋势。所有复合处理中,未抑菌—间作处理的径流、侧渗及总流失量中总氮、铵态氮浓度均最低,且其径流、总流失量中硝态氮浓度也明显低于其他处理。在未抑菌处理下,与单作玉米、单作大豆处理相比,间作处理使径流和侧渗总氮浓度分别下降约13.4%、20.3%和56.5%、48.7%,总流失量中总氮浓度分别下降约50.1%和43.5%;使径流和总流失量中的硝态氮浓度分别降低约10.0%、16.7%和51.3%、42.9%;并使径流和总流失量中铵态氮浓度分别显著降低约10.5%、26.0%和21.7%、30.2%,侧渗铵态氮浓度也相应降低约29.6%和33.7%。可见土著菌根真菌与玉米/大豆间作体系对协同削减紫色土-水界面氮素的流失表现出了较大的潜力。     

接种丛枝菌根真菌对不同类型盐碱胁迫下向日葵生长及盐离子积累的影响

目的 探讨接种丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal, AM)真菌对不同类型盐碱胁迫下向日葵生长和盐分离子积累的影响,为不同类型盐碱地的利用与生物修复提供基础数据和技术支持。方法 采用温室盆栽的方式,研究接种AM真菌摩西斗管囊霉Funneliformis mosseae处理对不同类型盐碱胁迫(CK、NaCl、NaCl+Na₂SO₄、NaCl+NaHCO₃)下向日葵Helianthus annuus菌根侵染率、生物量、营养元素吸收、C∶N∶P化学计量比、Na⁺吸收积累、光合作用以及细胞膜透性的影响。结果 3种类型盐碱胁迫使得接种AM真菌F. mosseae向日葵菌根侵染率降低29.53%~47.31%。3种类型盐碱胁迫处理均在一定程度上抑制了向日葵的生长,抑制效果的顺序为NaCl+Na₂SO₄>NaCl+NaHCO₃>NaCl。接种AM真菌使得NaCl、NaCl+Na₂SO₄、NaCl+NaHCO₃盐碱胁迫下向日葵的总干质量分别增加了19.58%、42.15%和60.35%。接种AM真菌使CK、NaCl和NaCl+NaHCO₃处理茎叶P质量分数分别增加了82.50%、71.11%和74.47%,使CK和NaCl+NaHCO₃处理根系P质量分数分别增加了61.54%和88.37%;使CK和NaCl+NaHCO₃处理茎叶和根系C∶P和N∶P显著降低,使NaCl处理茎叶C∶P和N∶P显著降低。接种AM真菌使NaCl+NaHCO₃处理茎叶和根系Na⁺积累量增加了33.76%和82.25%,使NaCl+Na₂SO₄处理根系Na⁺积累量增加了74.20%。接种AM真菌使NaCl和NaCl+NaHCO₃处理叶片蒸腾速率(Tr)增加了11.67%和10.12%,使NaCl+NaHCO₃处理叶片气孔导度(Gs)增加了20.00%,使3种类型盐碱胁迫处理下叶片的净光合速率(Pn)均呈增加的趋势;使NaCl+NaHCO₃处理叶片细胞膜透性降低了51.49%。结论 AM真菌可在一定程度上缓解盐碱胁迫处理对向日葵生长的毒害作用,但接种效应在不同类型盐碱胁迫间存在显著差异。     

黄芪幼苗丛枝菌根形成过程研究

盆栽灭菌条件下,研究了黄芪Astragalus membranaceus与摩西球囊霉Glomus mosseae形成丛枝菌根的过程及细胞结构变化情况。结果发现,黄芪接种34 d时,真菌菌丝开始侵染根表皮;44 d时菌丝在皮层细胞内逐渐增多,并且细胞间有极少量泡囊产生,形状为椭圆形;54 d时细胞内大量菌丝扩展;63 d时有大量真菌孢子萌发;84 d时细胞间有大量泡囊形成,呈圆形、近圆形或椭圆形,部分泡囊开始收缩衰老,同时皮层细胞内有少量丛枝并存。生长期间,菌根侵染率和孢子密度的变化与丛枝菌根的发育状况密切相关。     

同时接种解磷细菌与丛枝菌根真菌对低磷土壤红三叶草养分利用的影响

【目的】研究解磷细菌和丛枝菌根真菌同时接种,对低磷土壤养分利用的影响。【方法】采用盆栽试验,通过测定生长于石灰性低磷土壤上红三叶草地上部的生物量及氮、磷营养吸收和根际酸性磷酸酶活性,研究丛枝菌根真菌、4种解磷细菌(编号分别为B1、B2、B3和B4)单独接种及同时接种对石灰性低磷土壤植物生长及氮、磷养分利用的影响。【结果】在石灰性低磷土壤条件下,4种解磷细菌单独接种对红三叶草植株地上部的生长和总吸磷量均无促进作用;单独接种丛枝菌根菌或不同解磷细菌与丛枝菌根真菌同时接种,均能显著提高红三叶草地上部干质量和总吸氮、磷量;在同时接种处理中,解磷细菌B4与丛枝菌根真菌间的相互作用对红三叶草的生长和氮、磷营养吸收具有明显的协同效应,能显著提高红三叶草地上部干质量、总吸氮和吸磷量及红三叶草根际酸性磷酸酶的活性。【结论】在石灰性低磷土壤中,解磷细菌与丛枝菌根真菌同时接种,对植物的氮、磷养分吸收具有明显的互作效应,但这种互作效应与解磷细菌和丛枝菌根真菌的种类有关,解磷细菌B4与丛枝菌根菌同时接种效果最佳。     

菌根对板栗幼苗生长及抗旱性的影响

通过在板栗上接种菌根真菌 ,证明几种真菌能与板栗形成不同共生程度的菌根 ,菌根对板栗幼苗生长有不同程度的促进作用 以Rhizopogensp .和Lycoperdonfuscum对菌根苗株高和地径的促进作用大 ,土壤灭菌后接种效果明显优于未灭菌的处理 具有菌根的板栗幼苗在PEG脱水处理后 ,暂时萎蔫出现晚 ,萎蔫系数小 ;菌根苗的细胞膜透性和SOD酶活性相对低 菌根的存在可显著地提高幼苗对干旱胁迫的抗性     

Arbuscular mycorrhizae in a long-term field trial comparing low-input (organic, biological) and high-input (conventional) farming systems in a crop rotation

 Arbuscular mycorrhizal (AM) root colonization was studied in a long-term field trial in which four farming systems currently in use in Switzerland were continuously applied to a randomized set of plots at a single field site from 1978 till 1993. There were two low-input farming systems (organic and bio-dynamic) and two high-input (conventional) farming systems (according to Swiss guidelines of integrated plant production with and without farmyard manure). The systems had an identical 7-year crop rotation and tillage scheme and differed essentially only in the amount and type of fertilizer supplied and in plant protection management. The percentage of root colonization by AM fungi was determined in field samples 2–3 times over the growing season in crops in the rotation, namely in winter wheat (Triticum aestivum L. cv. Sardona), vetch-rye and grass-clover. We found the percentage of root length colonized by AM fungi to be 30–60% higher (P≤0.05) in the plants grown in soils from the low-input farming systems than in those grown in conventionally farmed soils. Approximately 50% of the variation of AM root colonization was explained by chemical properties of the soils (pH, soluble P and K, exchangeable Mg), the effect of soluble soil P being most pronounced. The potential of the field soils from the differently managed plots to cause symbiosis with AM fungi was tested in a glasshouse experiment, using wheat as a host plant. Soils from the low-input farming systems had a greatly enhanced capacity to initiate AM symbiosis. The relative differences in this capacity remained similar when propagules of the AM fungus Glomus mosseae were experimentally added to the soils, although overall root colonization by AM fungi was 2.8 times higher. Received: 27 August 1999     

丛枝菌根真菌和不同形态氮对杉木幼苗根际土壤氮磷养分含量及其相关酶化学计量比的影响

目的 探究丛枝菌根真菌(AMF)和不同形态氮(NH4+-N、NO3−-N)对杉木根际土壤氮(N)与磷(P)养分含量、相关酶活性及其化学计量比的影响,为杉木人工林的可持续经营管理提供理论依据与数据支持。 方法 本研究以1年生杉木幼苗为研究对象,采用盆栽实验,研究杉木幼苗在接种摩西球囊霉(G. mosseae, Gm)和添加不同形态N(NH4+-N、NO3−-N)后根际土壤N、P养分含量及其相关酶活性与化学计量比的变化。 结果 (1)AMF接种提高了土壤有效P含量,降低了土壤中硝态氮、铵态氮、可溶性有机氮以及全P含量,与NH4+-N处理相比,NO3−-N处理下AMF对土壤N、P养分的调节作用更显著(p<0.05);(2) AMF和不同形态N添加提高了土壤中酸性磷酸酶(AP)、脲酶(URE)、N-乙酰-β-D葡萄糖苷酶(NAG)活性,其中,NH4+-N处理下AMF更有利于提高URE活性,NO3−-N处理下AMF更有利于提高NAG活性。(3)接种AMF降低了土壤URE:AP、PRO:AP以及NAG:AP的比值(p<0.05),且在NO3−-N处理下土壤URE:AP、PRO:AP的化学计量比的下降幅度高于NH4+-N处理。 结论 AMF接种通过提高土壤中氮磷相关转化酶的活性,降低氮磷转化酶的化学计量比来提高杉木土壤P有效性,促进土壤中有效N、P向植物体内的转移,维持土壤N、P平衡,且NO3−-N处理下AMF对土壤N、P平衡的调节效果强于NH4+-N处理。     

3种丛枝菌根真菌对任豆生长和抗旱性的影响研究

选用摩西球囊霉、幼套球囊霉、根内球囊霉3种丛枝菌根真菌,通过接种丛枝菌根和盆栽控水模拟自然干旱研究其对任豆生长和抗旱性的影响。结果表明：摩西球囊霉对任豆的侵染率最高,达96.7%;接种3种丛枝菌根真菌后,幼苗株高、地径的生长、生物量的积累和叶绿素的合成变化显著。接种摩西、根内及幼套球囊霉的菌根苗较CK在株高方面增长19.0%、4.3%和2.3%,地径增长了18.6%、4.3%和6.1%,叶绿素含量提高了37.5%、11.2%和10.8%。干旱条件下,菌根苗叶片相对含水量、可溶性糖含量显著高于CK,相对电导率、丙二醛含量显著低于CK。可见,菌根苗叶片脱水相对较少,细胞膜受损程度较轻,同时产生更多的渗透调节类物质。接种丛枝菌根真菌能提高植物的光合同化能力和水分利用效率,减轻光合反应中心的伤害程度,增强光能利用率,提高苗的抗旱性,其中接种摩西球囊霉的菌根苗抗旱效果最佳。     

蒺藜苜蓿LysM类受体激酶的研究进展

LysM类受体激酶属于多基因家族,其胞外域直接参与几丁质、肽聚糖和脂壳寡糖等糖化合物的感知,从而激活植物免疫或共生信号转导。豆科模式植物蒺藜苜蓿中第1个LysM受体基因LYK3的功能于2003年被表征。此后,越来越多的LysM类受体激酶的功能相继被鉴定。本文总结了蒺藜苜蓿LysM类受体激酶家族基因功能特征,综述了蒺藜苜蓿LysM类受体激酶家族分别在根瘤共生、菌根共生和免疫感知等方面的研究进展。研究发现,蒺藜苜蓿LysM类受体激酶家族基因数量的扩张导致了功能分化,但也存在部分基因间功能冗余现象。此外,研究还揭示了免疫与共生信号在LysM类受体激酶介导的受体感知层面存在着密切的交联,为后续研究蒺藜苜蓿中LysM类受体激酶家族基因提供有效参考。     

丛枝菌根对矿区环境修复的生态效应

针对煤矿区生态环境修复过程中存在的主要问题,通过定位监测菌根的生态来探索菌根生物技术在矿区环境治理的效应与推广模式.菌根对植物生长具有明显的促进作用,接种菌根6个月后杨树和白蜡的胸周和株高分别较对照明显增加,菌根侵染率达到80%以上,菌根与植物共生作用好.接种菌根菌6个月后,菌根际菌丝长度远远高于对照,产生的孢子数量也明显增加,接种菌根菌对于降低煤矿区环境修复成本以及增加未来生态收益具有很大的潜力,维持了矿区生态系统的稳定.