不同農(nóng)業(yè)措施對(duì)叢枝菌根真菌群落結(jié)構(gòu)和侵染效應(yīng)的影響.pdf

1、叢枝菌根(Arbuscularmycorrhiza,AM)是植物根系與AM真菌(AMfungi，AMF)形成的一種互惠共生體，是自然生態(tài)系統(tǒng)中一個(gè)重要的組成成分。AMF能促進(jìn)植物養(yǎng)分吸收，改善植物水分代謝，增強(qiáng)植物抗逆性，改善土壤理化性狀，提高植物產(chǎn)量。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中AMF多樣性豐富，并以獨(dú)特的群落結(jié)構(gòu)發(fā)揮其功能。田間AM的形成與作用發(fā)揮的好壞，與相關(guān)的農(nóng)業(yè)管理措施，如耕作方式、種植方式以及肥料施用等密切相關(guān)。本研究針對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)措施對(duì)資

2、源、環(huán)境和糧食安全等造成不利影響的現(xiàn)狀，利用菌根微生態(tài)理論和技術(shù)，對(duì)現(xiàn)代不同農(nóng)業(yè)措施條件下（如保護(hù)性耕作、水稻旱作、無(wú)害化有機(jī)肥）的AMF群落結(jié)構(gòu)和侵染效應(yīng)的影響進(jìn)行研究分析，旨在為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)管理措施的推廣應(yīng)用提供理論指導(dǎo)，從而更好地發(fā)揮AM在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的增產(chǎn)潛力，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。主要研究結(jié)果如下:
　　1.分析了位于江蘇鹽城的長(zhǎng)期水稻旱作栽培條件下的AMF群落結(jié)構(gòu)特征，發(fā)現(xiàn)其AM真菌可分3個(gè)屬，18個(gè)種，其中球囊霉屬（Glo

3、mus）有11個(gè)種，無(wú)梗囊霉屬（Acaulospora）有2個(gè)種，盾巨孢囊霉屬（Scutellospora）有1個(gè)種，尚有4個(gè)未知種;三個(gè)水稻旱作處理的AMF物種豐度均高于水作處理，但它們的優(yōu)勢(shì)種基本一致。地球囊霉（G.geosporum）、摩西球囊霉（G.mosseae）和沾屑球囊霉（G.spurcum）為水作處理0-20cm土層和旱作處理0-40cm土層的優(yōu)勢(shì)種，聚叢球囊霉（G.aggregatum）為水作和旱作處理20-80cm土

4、層的優(yōu)勢(shì)種。
　　2.深入分析了長(zhǎng)期水稻旱作和水作田AMF的時(shí)空分布規(guī)律，發(fā)現(xiàn)同一土層旱作處理的AMF孢子密度均高于水作處理，大小依次為覆膜＞裸露＞覆草＞水作;各處理均隨土層加深，孢子密度逐漸降低。水作處理中AMF孢子主要集中在0-20cm土層，20-80cm土層的孢子密度顯著降低，旱作處理下層孢子密度雖然也有降低趨勢(shì)，但明顯高于水作處理，尤其覆膜處理20-40cm土層的孢子密度比0-20cm土層還高。大麥季AMF孢子密度高于水稻

5、季，且隨作物生育期延長(zhǎng)，大麥的AMF孢子密度趨增，而水稻的AMF孢子密度趨減;在大麥田，旱作與水作處理0-20cm土層的孢子密度差異不顯著，在水稻田旱作覆草和旱作裸露兩個(gè)處理0-20cm土層的孢子密度顯著高于旱作覆膜和水作處理。對(duì)根系A(chǔ)M侵染率做了比較分析，結(jié)果表明大麥AM侵染率顯著高于水稻AM侵染率;旱作處理的AM侵染率顯著高于水作處理，其中，旱作覆膜處理的AM侵染率顯著高于旱作覆草和旱作裸露兩個(gè)處理。
　　3.分析了以上長(zhǎng)期試

6、驗(yàn)水稻田土壤的環(huán)境因子與AMF孢子密度和AM侵染率的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)0-20cm土層的土壤有機(jī)質(zhì)、溫度、速效P、含水量及pH值不同，這些因子對(duì)AMF的發(fā)育和侵染均有一定影響。孢子密度與AM侵染率隨土壤有機(jī)質(zhì)含量，尤其是土壤水分含量的提高呈顯著的下降趨勢(shì)，但與土壤pH值、土壤溫度間則呈一定程度的正相關(guān)，覆膜處理表層(0-20cm)高磷土壤環(huán)境對(duì)AMF的產(chǎn)孢和侵染具有一定的抑制作用。AMF孢子密度、AM侵染率與水稻產(chǎn)量呈不同程度的負(fù)相關(guān)，而與大

7、麥產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)。分析認(rèn)為，旱作處理中影響AMF侵染的關(guān)鍵因子是土壤水分。
　　4.分析了位于山西臨汾的長(zhǎng)期免耕（15年以上）和傳統(tǒng)耕作小麥田的AMF多樣性特征，發(fā)現(xiàn)其AM真菌分為3個(gè)屬，12個(gè)種，包括球囊霉屬（Glomus）7個(gè)種，無(wú)梗囊霉屬（Acaulospora）1個(gè)種，盾巨孢囊霉屬（Scutellospora）2個(gè)種，尚有2個(gè)未知種。免耕和傳統(tǒng)耕作處理的AMF優(yōu)勢(shì)種相同，均為摩西球囊霉（G.mosseae）、地表球囊霉（

8、G.versiforme）和聚叢球囊霉（G.aggregatum），且摩西球囊霉和地表球囊霉主要出現(xiàn)在上層土壤，聚叢球囊霉主要在下層土壤。
　　5.調(diào)查分析了長(zhǎng)期免耕和傳統(tǒng)耕作小麥的AMF時(shí)空分布規(guī)律，發(fā)現(xiàn)免耕處理的AMF物種豐度顯著高于傳統(tǒng)耕作處理，三個(gè)免耕處理間的AMF物種豐度基本一致;免耕處理和傳統(tǒng)耕作處理的AMF物種豐度均隨土層加深而逐漸降低。免耕處理的AMF孢子密度顯著高于傳統(tǒng)耕作處理，尤以免耕深松處理為高，但與其它兩個(gè)

9、免耕處理相比差異不顯著;不同土層的AMF孢子密度不同，傳統(tǒng)耕作20-40cm土層孢子密度低于0-20cm土層，但免耕處理20-40cm土層的孢子密度均稍高于0-20cm土層;40cm土層以下，所有處理的AMF孢子密度均明顯降低，160cm土層以下沒(méi)有發(fā)現(xiàn)AMF孢子;另外，100cm土層以下，所有處理都只有1個(gè)AMF物種出現(xiàn)，為聚叢球囊霉（G.aggregatum）。
　　6.分析了小麥不同生長(zhǎng)時(shí)期AMF侵染率和孢子密度的季相變化規(guī)

10、律，結(jié)果顯示免耕處理的AM侵染率和AMF孢子密度在小麥不同生長(zhǎng)時(shí)期均顯著高于傳統(tǒng)耕作處理，免耕深松處理的AM侵染率和孢子密度顯著高于免耕免壓和免耕少壓兩個(gè)處理;侵染率在小麥拔節(jié)期達(dá)到最高，而孢子密度在小麥?zhǔn)斋@期達(dá)到最高。
　　7.分析了不同免耕條件下土壤環(huán)境因子與AMF孢子密度和AM侵染率的相關(guān)性，結(jié)果表明土壤容重與AMF孢子密度和AM侵染率呈顯著負(fù)相關(guān)，而土壤有機(jī)質(zhì)與孢子密度和AM侵染率呈顯著正相關(guān)。本研究中，免耕處理的土壤容重

11、明顯降低，有機(jī)質(zhì)含量提高，這兩個(gè)因素提高了土壤的保水性和透氣性，有利于小麥根系A(chǔ)M的形成。
　　8.通過(guò)盆栽試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)單施有機(jī)肥對(duì)摩西球囊霉（G.mosseae）及其寄主植物玉米的生長(zhǎng)發(fā)育等有明顯的影響，且影響程度隨有機(jī)肥水平的改變而發(fā)生變化。當(dāng)有機(jī)肥施用量≤2.0g/kg時(shí)，接種處理的AM侵染率、AMF孢子密度、玉米株高、葉綠素含量、生物量以及磷含量均高于或顯著高于相應(yīng)水平的不接種處理，且隨有機(jī)肥水平的提高而逐漸增高。然而，當(dāng)有

12、機(jī)肥施用量＞2.0g/kg時(shí)，接種AMF處理的各項(xiàng)指標(biāo)則與不接種處理相當(dāng)或顯著低于不接種處理。
　　9.通過(guò)有機(jī)肥和等量氮磷鉀無(wú)機(jī)肥對(duì)比試驗(yàn)，研究了兩者對(duì)摩西球囊霉(G.mosseae)及其寄主植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響。結(jié)果顯示，有機(jī)肥對(duì)AM侵染率、玉米株高以及生物量均有明顯的影響。有機(jī)肥處理的AM侵染率和玉米生物量均顯著高于無(wú)機(jī)肥處理，證明有機(jī)肥中的有機(jī)質(zhì)部分（包括微量元素等其他營(yíng)養(yǎng)成分）發(fā)揮著重要作用。
　　以上研究結(jié)果表明不