不同農(nóng)業(yè)措施對叢枝菌根真菌群落結(jié)構(gòu)和侵染效應的影響.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)中一個重要的組成成分。AMF能促進植物養(yǎng)分吸收，改善植物水分代謝，增強植物抗逆性，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。本研究針對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)措施對資

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，對現(xiàn)代不同農(nóng)業(yè)措施條件下（如保護性耕作、水稻旱作、無害化有機肥）的AMF群落結(jié)構(gòu)和侵染效應的影響進行研究分析，旨在為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)管理措施的推廣應用提供理論指導，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個屬，18個種，其中球囊霉屬（Glo

3、mus）有11個種，無梗囊霉屬（Acaulospora）有2個種，盾巨孢囊霉屬（Scutellospora）有1個種，尚有4個未知種;三個水稻旱作處理的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)勢種。
　　2.深入分析了長期水稻旱作和水作田AMF的時空分布規(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，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，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。對根系AM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處理。
　　3.分析了以上長期試

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

7、麥產(chǎn)量呈顯著正相關。分析認為，旱作處理中影響AMF侵染的關鍵因子是土壤水分。
　　4.分析了位于山西臨汾的長期免耕（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個屬，12個種，包括球囊霉屬（Glomus）7個種，無梗囊霉屬（Acaulospora）1個種，盾巨孢囊霉屬（Scutellospora）2個種，尚有2個未知種。免耕和傳統(tǒng)耕作處理的AMF優(yōu)勢種相同，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)查分析了長期免耕和傳統(tǒng)耕作小麥的AMF時空分布規(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

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土層以下沒有發(fā)現(xiàn)AMF孢子;另外，100cm土層以下，所有處理都只有1個AMF物種出現(xiàn)，為聚叢球囊霉（G.aggregatum）。
　　6.分析了小麥不同生長時期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時期均顯著高于傳統(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處理;侵染率在小麥拔節(jié)期達到最高，而孢子密度在小麥收獲期達到最高。
　　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侵染率呈顯著負相關，而土壤有機質(zhì)與孢子密度和AM侵染率呈顯著正相關。本研究中，免耕處理的土壤容重

11、明顯降低，有機質(zhì)含量提高，這兩個因素提高了土壤的保水性和透氣性，有利于小麥根系AM的形成。
　　8.通過盆栽試驗，發(fā)現(xiàn)單施有機肥對摩西球囊霉（G.mosseae）及其寄主植物玉米的生長發(fā)育等有明顯的影響，且影響程度隨有機肥水平的改變而發(fā)生變化。當有機肥施用量≤2.0g/kg時，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水平的不接種處理，且隨有機肥水平的提高而逐漸增高。然而，當有

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