作物杂志,2016, 第5期: 94–100 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2016.05.016

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

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

赵乾旭1,2,岳献荣1,夏运生1,2,张乃明1,2,年夫照1,杨云强1,马玉林1   

  1. 1 云南农业大学资源与环境学院,650201,云南昆明
    2 云南省土壤培肥与污染修复工程实验室,650201,云南昆明
  • 收稿日期:2016-07-13 修回日期:2016-08-14 出版日期:2016-10-15 发布日期:2018-08-26
  • 通讯作者: 夏运生
  • 作者简介:赵乾旭,硕士研究生,主要从事设施栽培与环境保护研究
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(41161041,41561057);云南省教育厅科研基金课题(2015Y201)

Effects of Arbuscular Mycorrhizal Fungus Inoculation on Growth and Nitrogen Utilization of Intercropped Maize and Soybean in Purple Soil under Facilitated Condition

Zhao Qianxu1,2,Yue Xianrong1,Xia Yunsheng1,2,Zhang Naiming1,2,Nian Fuzhao1,Yang Yunqiang1,Ma Yulin1   

  1. 1 College of Resources and Environment,Yunnan Agricultural University,Kunming 650201,Yunnan,China
    2 Yunnan Engineering Laboratory of Soil Fertility and Pollution Remediation,Kunming 650201,Yunnan,China
  • Received:2016-07-13 Revised:2016-08-14 Online:2016-10-15 Published:2018-08-26
  • Contact: Yunsheng Xia

摘要:

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。

关键词: 丛枝菌根真菌, 紫色土, 玉米/大豆间作, 根系分隔, 氮利用

Abstract:

In order to clarify the contribution of improving nitrogen (N) utilization by maize (Zea mays L.) and soybean (Glycine max L.) and reducing N residue in the purple soil with arbuscular mycorrhizal fungus (AMF) inoculation for different maize/soybean intercropping systems, the facility pot experiment was conducted under three kinds of roots separation ways of maize/soybean intercropping system with no separation, nylon net separation, plastic-film separation and different AMF treatments [no AMF (NM), Glomus mosseae (GM) inoculation]. The results showed that GM inoculation promoted AMF infection rate, plant height, shoot and root biomass, N concentration in shoot and root for maize and soybean to a different degree. While GM inoculation significantly decreased available N content in the soil growing with of maizes and soybeans. AMF infection rate with GM-no root separation treatment of maize and soybean were all significantly highest increased. Whether inoculating AMF or not, the plant biomass of and N concentration in soybean under roots separation were significantly higher than no root separation, while plant biomass of and N concentration in maize showed an opposite trend. In addition, under GM treatment, available N content in the soil planting with maize and soybean was significantly lower respectively for nylon net separation and no root separation treatments than plastic-film separation treatment. In conclusion, GM-no root separation treatment was the best one for maize growth and N utilization; and GM-nylon net separation treatment performed best in terms of soybean growth and N utilization and that also significantly reduced the available N residue in the soil growing with maize and soybean, which was expected to reduce the loss of N in the soil and the pollution risk of N loss to surface water.

Key words: Arbuscular mycorrhizal fungus, Purple soil, Maize/soybean intercropping, Roots separation, Nitrogen utilization

表1

间作玉米/大豆植物菌根侵染率和生长指标在不同菌根处理与根系分隔方式下的方差分析"

因素Factor 菌根侵染率
Colonization rate
根长
Root length
地上部干重
Shoot dry weight
根系干重
Root dry weight
株高
Plant height
根冠比
Root/shoot ratio
玉米Maize 大豆
Soybean
玉米Maize 大豆
Soybean
玉米Maize 大豆
Soybean
玉米Maize 大豆
Soybean
玉米Maize 大豆
Soybean
玉米Maize 大豆
Soybean
菌根处理AMF treatment *** *** *** *** *** *** *** *** *** NS
*** **
根系分隔方式Root separation way *** *** *** *** *** *** *** *** NS
*** *** ***
菌根处理×根系分隔方式
AMF treatment×Root separation way
***
***
***
***
**
***
*
***
NS
***
*
***

表2

AMF和根系分隔对间作玉米和大豆植物根系菌根侵染率及生长指标的影响"

作物
Crop
根系分隔方式
Root separation way
菌根处理
AMF treatment
菌根侵染率 (%)Colonization rate 根长(cm/pot)
Root length
干重Dry biomass(g/pot) 株高(cm)
Plant height
根冠比
Root/shoot rate
地上部分Shoot 根系Root
玉米
Maize
不分隔
No separation
NM 0 439.18±3.21b 15.59±0.74ab 2.08±0.03e 71.67±1.01αβ 0.27±0.01c
GM 61.35±0.88a 304.15±14.91c 16.82±0.16a 3.23±0.02b 73.67±0.73α 0.15±0.01e
塑料膜分隔
Plastic film separation
NM 0 309.30±6.80c 10.06±0.33d 2.59±0.06d 69.58±0.88β 0.31±0.01b
GM 53.71±0.59c 511.01±1.12a 15.43±0.30ab 3.22±0.04b 73.83±0.88α 0.18±0.01d
尼龙网分隔
Nylon net separation
NM 0 417.80±3.61b 12.34±0.47c 2.88±0.04c 68.48±0.84γ 0.34±0.01a
GM 50.05±1.57b 505.48±7.44a 14.90±0.85b 3.73±0.18a 73.67±1.09α 0.26±0.01c
大豆
Soybean
不分隔
No separation
NM 0 216.00±2.39a 3.49±0.09f 0.54±0.01d 42.33±0.44c 0.12±0.01c
GM 60.04±1.42a 123.08±3.93c 4.96±0.06c 0.84±0.01c 46.97±0.29b 0.14±0.02c
塑料膜分隔
Plastic film separation
NM 0 165.11±7.46b 4.32±0.02e 0.90±0.09c 45.88±0.75b 0.22±0.01ab
GM 52.08±1.04b 127.25±3.60c 5.92±0.04a 1.20±0.04b 49.33±0.73a 0.21±0.00b
尼龙网分隔
Nylon net separation
NM 0 218.04±7.25a 4.63±0.02d 0.92±0.02c 45.25±0.97b 0.25±0.02a
GM 50.82±1.22b 123.55±1.83c 5.54±0.05b 1.93±0.02a 37.67±0.73d 0.15±0.01c

表3

间作玉米/大豆植物氮相关指标在菌根处理与根系分隔方式下的方差分析"

因素Factor 地上部氮含量
Shoot N content
根系氮含量
Root N content
土壤pH值
Soil pH value
土壤碱解氮含量
Soil available N content
玉米Maize 大豆Soybean 玉米Maize 大豆Soybean 玉米Maize 大豆Soybean 玉米Maize 大豆Soybean
菌根处理AMF treatment ** *** *** *** *** *** *** ***
根系分隔方式Root separation way *** *** *** *** ** NS *** ***
菌根处理×根系分隔方式
AMF treatment×Root separation way
**
***
***
***
***
NS
***
*

表4

AMF和根系分隔对间作玉米和大豆植物氮累积及土壤pH和碱解氮含量的影响"

作物
Crop
根系分隔方式
Root separation way
菌根处理
AMF treatment
地上部氮含量(g/kg)
Shoot N content
根系氮含量(g/kg)
Root N content
土壤pH值
Soil pH value
土壤碱解氮含量(mg/kg)
Soil available N content
玉米
Maize
不分隔No separation NM 9.85±0.11b 6.45±0.16b 7.43±0.02c 91.58±0.57c
GM 12.47±0.58a 7.23±0.04a 7.19±0.05d 86.60±0.72d
塑料膜分隔Plastic film separation NM 7.51±0.04d 5.11±0.03c 7.58±0.03b 122.42±1.43a
GM 8.93±0.45bc 6.55±0.18b 7.25±0.03d 92.40±0.71c
尼龙网分隔Nylon net separation NM 8.54±.021cd 5.20±0.03c 7.75±0.05a 100.60±2.11b
GM 7.84±0.63cd 7.48±0.21a 6.74±0.04e 83.88±1.85d
大豆
Soybean
不分隔No separation NM 3.20±0.10f 12.63±0.27d 7.43±0.02x 91.83±0.61c
GM 5.91±0.04d 10.27±0.11e 7.17±0.06z 88.25±0.83d
塑料膜分隔Plastic film separation NM 5.61±0.05e 13.95±0.31bc 7.38±0.10xy 100.23±1.14b
GM 6.94±0.04b 14.79±0.29b 7.22±0.02yz 91.87±0.98c
尼龙网分隔Nylon net separation NM 6.29±0.11c 13.06±0.27cd 7.45±0.00x 105.42±0.97a
GM 7.20±0.05a 18.83±0.44a 7.18±0.04z 85.61±0.46d
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